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1、关于脂类物质的合成与分解04.04.20231第1页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.20232按其生物学功能分为：按其生物学功能分为：贮存脂质贮存脂质：酯酰甘油、蜡等；是能源物质。：酯酰甘油、蜡等；是能源物质。结构脂质结构脂质：磷脂等；生物膜的骨架成分。：磷脂等；生物膜的骨架成分。活性脂质活性脂质：萜类化合物、甾醇类化合物；：萜类化合物、甾醇类化合物；是激素、维生素前体是激素、维生素前体(生理活生理活性）。性）。第2页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.20233第一节第一节生物体内的脂类物质生物体内的脂类物质按其化学组成与结构分为：按其化学组成与结构分为：单纯脂类单纯脂类：酯酰甘
2、油、蜡等：酯酰甘油、蜡等（含脂肪酸）（含脂肪酸）。复合脂类复合脂类：磷脂、糖脂、硫脂等：磷脂、糖脂、硫脂等（含脂肪酸）（含脂肪酸）。异戊二烯脂异戊二烯脂：萜类、类固醇（不含脂肪酸）。：萜类、类固醇（不含脂肪酸）。第3页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.20234一、脂肪酸一、脂肪酸由由一一条条线线性性的的长长碳碳氢氢链链（疏疏水水尾尾）和和一一个个末末端端羧羧基基（亲亲水水头头）组组成成的的羧羧酸酸。通通常常为为C4C36（数数字字表表示示碳碳链链的碳原子数）。的碳原子数）。第4页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.20235按碳氢链是否含双键，可分为：按碳氢链是否含双键，可分为：饱
3、和脂肪酸饱和脂肪酸：软脂酸：软脂酸(16:0)、硬脂酸、硬脂酸(18:0)。不饱和脂肪酸不饱和脂肪酸单不饱和脂肪酸单不饱和脂肪酸：棕榈油酸：棕榈油酸(16:1)多不饱和脂肪酸多不饱和脂肪酸：亚油酸：亚油酸(18:2)、亚麻酸、亚麻酸第5页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.20236第6页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.20237二、单纯脂类二、单纯脂类由由脂脂肪肪酸酸和和醇醇（甘甘油油或或高高级级一一元元醇醇）形形成成的的酯酯。根根据据醇基不同，可分为醇基不同，可分为酰基甘油酰基甘油和和蜡蜡。1.甘油三酯甘油三酯第7页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.202382.蜡蜡长链
4、一元醇长链一元醇第8页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.20239三、复合脂类三、复合脂类磷脂磷脂复合脂类包括磷脂、糖脂、复合脂类包括磷脂、糖脂、硫脂等。硫脂等。第9页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.202310第10页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.202311第二节第二节脂肪的生物合成脂肪的生物合成脂肪由脂肪由甘油和脂肪酸甘油和脂肪酸经酶促反应而合成的，经酶促反应而合成的，但二者不能直接合成脂肪，必须转变为活化形但二者不能直接合成脂肪，必须转变为活化形式的式的磷酸甘油磷酸甘油和和脂酰脂酰CoA后才能合成脂肪。后才能合成脂肪。第11页，讲稿共60张，创作于星期三04.0
5、4.202312第12页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.202313一、磷酸甘油的生物合成一、磷酸甘油的生物合成磷酸甘油脱氢酶磷酸甘油脱氢酶甘油激酶甘油激酶3-磷酸甘油磷酸甘油第13页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.202314二、脂肪酸的生物合成二、脂肪酸的生物合成脂肪酸的生物合成可分为脂肪酸的生物合成可分为3个过程：个过程：1.饱和脂肪酸的从头合成饱和脂肪酸的从头合成2.脂肪酸碳链的延长脂肪酸碳链的延长3.脂肪酸链去饱和脂肪酸链去饱和第14页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.202315、饱和脂肪酸的从头合成、饱和脂肪酸的从头合成以乙酰以乙酰CoA为原料为原料，可合成
6、，可合成16C及以下的饱和脂肪及以下的饱和脂肪酸。动物体在细胞液中进行；植物体在叶绿体或前酸。动物体在细胞液中进行；植物体在叶绿体或前质体进行。质体进行。1.参与合成的两种酶系统参与合成的两种酶系统乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶：催化乙酰：催化乙酰CoA转变为丙二酸单酰转变为丙二酸单酰CoA。脂肪酸合酶系统脂肪酸合酶系统：依次发生反应，催化脂酰：依次发生反应，催化脂酰ACP的形成。的形成。第15页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.202316生物素羧化酶生物素羧化酶生物素羧基生物素羧基载体蛋白载体蛋白羧基转移酶羧基转移酶乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶第16页，讲稿共60张，创作于星期三04.04
7、.202317脂肪酸合酶系统脂肪酸合酶系统ACP：酰基载体蛋白：酰基载体蛋白MT：丙二酸单酰：丙二酸单酰CoA-ACP转移酶转移酶KR：-酮脂酰酮脂酰ACP还原酶还原酶HD：-羟脂酰羟脂酰ACP脱水酶脱水酶ER：烯脂酰：烯脂酰ACP还原酶还原酶AT：乙酰：乙酰CoA-ACP脂酰基转移酶脂酰基转移酶KS：-酮脂酰酮脂酰ACP合酶（缩合酶）合酶（缩合酶）第17页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.2023182.合成原料乙酰合成原料乙酰CoA的准备的准备乙酰乙酰CoA的来源的来源：线粒体内的丙酮酸氧化脱羧、脂：线粒体内的丙酮酸氧化脱羧、脂肪酸肪酸氧化、氨基酸氧化。氧化、氨基酸氧化。乙酰乙酰Co
8、A的转运的转运：通过：通过“柠檬酸穿梭柠檬酸穿梭”从线粒从线粒体转运到胞液。体转运到胞液。乙酰乙酰CoA的来源及转运的来源及转运第18页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.202319乙酰乙酰CoA的转运的转运：“柠檬酸循环柠檬酸循环”每次循环产生每次循环产生1分分子子NADPH第19页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.202320丙二酸单酰丙二酸单酰CoA的合成的合成此反应不可逆，是合成脂肪的限速步骤。此反应不可逆，是合成脂肪的限速步骤。脂肪酸合成中，除起始一分子乙酰脂肪酸合成中，除起始一分子乙酰CoA以外，所有以外，所有乙酰乙酰CoA原料都要先羧化成丙二酸单酰原料都要先羧化成丙二
9、酸单酰CoA。乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶第20页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.202321生物素羧化酶生物素羧化酶羧基转移酶羧基转移酶丙二酸单酰丙二酸单酰CoA第21页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.2023223.脂肪酸的从头合成脂肪酸的从头合成乙酰乙酰CoA乙酰乙酰-S-E乙酰乙酰CoA-ACPCoA-ACP脂酰基转脂酰基转移酶移酶乙酰基转移反应乙酰基转移反应第22页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.202323丙二酸单酰基转移反应丙二酸单酰基转移反应丙二酸单酰丙二酸单酰CoA丙二酸单酰丙二酸单酰ACP丙二酸单酰丙二酸单酰CoA-ACP转移酶转移酶第23页，讲稿共6
10、0张，创作于星期三04.04.202324缩合反应缩合反应-酮脂酰酮脂酰ACPACP合酶合酶第24页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.202325还原反应还原反应-酮脂酰酮脂酰ACPACP还原酶还原酶第25页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.202326脱水反应脱水反应-羟脂酰羟脂酰ACPACP脱水酶脱水酶第26页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.202327再次还原再次还原烯脂酰烯脂酰ACPACP还原酶还原酶第27页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.202328第28页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.202329乙酰乙酰乙酰乙酰ACP缩和反应缩和反应首次还原首
11、次还原-羟丁酰羟丁酰ACP脱水反应脱水反应巴豆酰巴豆酰ACP再次还原再次还原丁酰丁酰ACP丙二酸单酰丙二酸单酰CoA酰基转移酰基转移第29页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.202330水解或硫解反应水解或硫解反应棕榈酰棕榈酰ACP+H2O棕榈酸棕榈酸+ACP-SH硫解酶硫解酶棕榈酰棕榈酰ACP+HSCoA棕榈酰棕榈酰CoA+ACP-SH硫酯酶硫酯酶第30页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.202331由于由于-酮脂酰酮脂酰ACP合酶只对合酶只对2C14C的酯酰具有催化的酯酰具有催化活性，故从头合成途径只能合成活性，故从头合成途径只能合成16C及以下的饱和脂酰及以下的饱和脂酰ACP
12、。-酮脂酰酮脂酰ACPACP合成酶合成酶第31页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.202332由乙酰由乙酰CoA从头合成棕榈酸的总反应式为：从头合成棕榈酸的总反应式为：8CH3CO-SCoA+7ATP+14(NAPH+H+)+7H2OCH3(CH2)14COOH+8CoA-SH+7ADP+14NADP+7Pi第32页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.202333NAPH的来源：的来源：第33页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.202334饱饱和脂和脂肪酸肪酸的延的延长及长及去饱去饱和和第34页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.202335单不饱和脂肪酸的合成需要单不饱和
13、脂肪酸的合成需要O2和和NADPH的参与。的参与。第35页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.202336必需脂肪酸：必需脂肪酸：由于动物机体缺乏由于动物机体缺乏9以上的脱饱和酶，以上的脱饱和酶，不能合成对其生理活动十分重要的多不饱和脂肪酸，如亚不能合成对其生理活动十分重要的多不饱和脂肪酸，如亚油酸、亚麻油酸和花生四烯酸，它们必须从食物中获得。油酸、亚麻油酸和花生四烯酸，它们必须从食物中获得。这类不饱和脂肪酸称为必需脂肪酸。这类不饱和脂肪酸称为必需脂肪酸。第36页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.202337三、脂肪的生物合成三、脂肪的生物合成3-磷酸甘油磷酸甘油酯酰酯酰CoA磷酸甘
14、油磷酸甘油第37页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.202338磷酸酶磷酸酶甘油二酯转酰酶甘油二酯转酰酶第38页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.202339第第三节三节脂肪的分解代谢与转化脂肪的分解代谢与转化一、脂肪的水解一、脂肪的水解第39页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.202340二、甘油的降解与转化二、甘油的降解与转化磷酸二羟丙酮是糖酵解途径的一个中间产物，它磷酸二羟丙酮是糖酵解途径的一个中间产物，它可以沿着糖酵解途径的逆过程合成葡萄糖及糖原；可以沿着糖酵解途径的逆过程合成葡萄糖及糖原；也可以沿着糖酵解正常途径形成丙酮酸，再进入三也可以沿着糖酵解正常途径形成丙酮酸
15、，再进入三羧酸循环被完全氧化。羧酸循环被完全氧化。第40页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.202341甘油代谢甘油代谢第41页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.202342三、脂肪酸降解与转化三、脂肪酸降解与转化氧化氧化乙酰乙酰CoA氧化氧化氧化氧化TCAATP等等酮体酮体乙醛酸循环乙醛酸循环 糖糖2.脂肪酸氧化方式有三种：脂肪酸氧化方式有三种：1.Knoop实验实验第42页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.202343、脂肪酸的、脂肪酸的氧化氧化是指脂肪酸在一系列酶作用下，在是指脂肪酸在一系列酶作用下，在-碳原子和碳原子和-碳原碳原子之间发生断裂，子之间发生断裂，碳原子被
16、氧化成酮基，然后裂解生碳原子被氧化成酮基，然后裂解生成成2个碳原子的乙酰个碳原子的乙酰CoA和较原来少了两个碳原子的和较原来少了两个碳原子的脂肪酸的过程。脂肪酸的过程。氧化在线粒体内进行，植物还可以在乙醛酸体中氧化在线粒体内进行，植物还可以在乙醛酸体中进行。进行。第43页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.2023441.脂肪酸的活化脂肪酸的活化脂酰脂酰CoA的生成的生成脂肪酸的活化在脂肪酸的活化在细胞质细胞质中进行中进行第44页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.202345第45页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.2023462.脂酰脂酰CoA进入线粒体进入线粒体肉毒碱穿梭肉
17、毒碱穿梭第46页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.202347肉碱肉碱参与下脂肪转入线粒体的简要过程参与下脂肪转入线粒体的简要过程第47页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.2023483.氧化途径氧化途径脂酰脂酰CoA在在线粒体线粒体的基质中进行氧化分解。每进行一的基质中进行氧化分解。每进行一次次-氧化，需要经过氧化，需要经过脱氢、水化、再脱氢和硫解脱氢、水化、再脱氢和硫解四步四步反应，同时释放出反应，同时释放出1分子乙酰分子乙酰CoA。反应产物是比原来。反应产物是比原来的脂酰的脂酰CoA减少了减少了2个碳的新的脂酰个碳的新的脂酰CoA。如此反复进行，。如此反复进行，直至脂酰直至脂
18、酰CoA全部变成乙酰全部变成乙酰CoA。第48页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.202349脱氢脱氢水化水化脂酰脂酰CoA,-反烯脂酰反烯脂酰CoA,-反烯脂酰反烯脂酰CoA-羟脂酰羟脂酰CoA第49页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.202350再脱氢再脱氢硫解硫解-羟脂酰羟脂酰CoA-酮脂酰酮脂酰CoA-酮脂酰酮脂酰CoA乙乙酰酰CoA第50页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.202351第51页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.202352第52页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.202353第53页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.2023544.
19、能量计算能量计算脂肪酸的完全氧化可以产生大量的能量。例如软脂脂肪酸的完全氧化可以产生大量的能量。例如软脂酸（含酸（含16碳）经过碳）经过7次次-氧化，可以生成氧化，可以生成8个乙酰个乙酰CoA，每一次每一次-氧化，还将生成氧化，还将生成1分子分子FADH2和和1分子分子NADH。C15H31COOH+8CoA-SH+ATP+7FAD+7NAD+7H2O8CH3CO-SCoA+AMP+PPi+7FADH2+7NADH+7H+第54页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.2023558CH3CO-SCoA10880ATP7FAD1.5710.5ATP7NADH+7H+2.5717.5ATP活化消
20、耗：活化消耗：-2个高能磷酸键个高能磷酸键净生成：净生成：108-2106ATP软脂酸燃烧热值为软脂酸燃烧热值为9790KJ能量利用率能量利用率10630.54/9790=33.1%第55页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.202356第56页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.202357、脂肪酸的、脂肪酸的氧化氧化是指脂肪酸在一些酶催化下，其是指脂肪酸在一些酶催化下，其碳原子发生氧化，碳原子发生氧化，生成一分子生成一分子CO2和比原来少了一个碳原子的脂肪酸的和比原来少了一个碳原子的脂肪酸的过程。过程。、脂肪酸的、脂肪酸的氧化氧化是指脂肪酸的末端甲基（是指脂肪酸的末端甲基（端）经氧
21、化转变为端）经氧化转变为羟脂羟脂酸，继而再氧化为酸，继而再氧化为,-二羧酸的过程。二羧酸的过程。第57页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.202358羟脂酰羟脂酰CoA变变位酶位酶烯脂酰烯脂酰CoA异构酶异构酶、不饱和脂肪酸的氧化、不饱和脂肪酸的氧化第58页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.202359软脂酸从头合成与软脂酸从头合成与氧化的区别氧化的区别从从头头合成合成氧化氧化细细胞中部位胞中部位细细胞胞质质线线粒体粒体酶酶系系6种种酶酶组组成的多成的多酶酶复合体复合体4种种酶酶分散存在分散存在酰酰基基载载体体ACPCoA二碳片段二碳片段丙二酸丙二酸单酰单酰CoA乙乙酰酰CoA电电子供体（受体）子供体（受体）NADPHFAD、NAD+循循环环缩缩合、合、还还原、脱水、原、脱水、还还原原氧化、水合、氧化、裂解氧化、水合、氧化、裂解-羟羟脂脂酰酰基构型基构型D型型L型型底物穿梭机制底物穿梭机制柠柠檬酸穿梭檬酸穿梭肉碱穿梭肉碱穿梭能量能量变变化化消耗消耗7分子分子ATP及及14分子分子NADPH产产生生106分子分子ATP产产物物16碳酸以内的脂酸碳酸以内的脂酸18碳酸可碳酸可彻彻底降解底降解第59页，讲稿共60张，创作于星期三04.04.2023感谢大家观看第60页，讲稿共60张，创作于星期三