生物化学脂类代谢 (2).ppt

生物化学脂类代谢现在学习的是第1页，共88页第一节概述概述现在学习的是第2页，共88页脂类脂类(lipid(lipid)是是是是脂肪和类脂的总称。它们是一类不溶脂肪和类脂的总称。它们是一类不溶于水而易溶于有机溶剂并能为机体利用的有机化合物，于水而易溶于有机溶剂并能为机体利用的有机化合物，因为脂类的主要成分是长链脂肪酸，它是不溶于水的。因为脂类的主要成分是长链脂肪酸，它是不溶于水的。一、脂类的定义：一、脂类的定义：现在学习的是第3页，共88页 二、脂类的分类二、脂类的分类现在学习的是第4页，共88页1.脂肪的结构-甘油三酯 n n、m m、k k可以相同，称为单纯甘油酯。也可以不全相同甚至可以相同，称为单纯甘油酯。也可以不全相同甚至完全不同，完全不同，其中其中n n多是不饱和的。则称为混合甘油酯多是不饱和的。则称为混合甘油酯 常温下含不饱和脂肪酸多的脂类成液态称为常温下含不饱和脂肪酸多的脂类成液态称为油油 含不饱和脂肪酸少的成固态称为含不饱和脂肪酸少的成固态称为脂（脂肪）脂（脂肪）现在学习的是第5页，共88页构成脂类的脂肪酸构成脂类的脂肪酸现在学习的是第6页，共88页常常 见见 的的 不不 饱饱 和和 脂脂 酸酸习惯名习惯名系统名系统名碳原子及双碳原子及双键数键数双键位置双键位置分布分布 系系软油酸软油酸十六碳一烯酸十六碳一烯酸16：19广泛广泛油酸油酸十八碳一烯酸十八碳一烯酸18：19广泛广泛亚油酸亚油酸十八碳二烯酸十八碳二烯酸18：29,12植物油植物油-亚麻酸亚麻酸十八碳三烯酸十八碳三烯酸18：39,12,15植物油植物油-亚麻酸亚麻酸十八碳三烯酸十八碳三烯酸18：36,9,12植物油植物油花生四烯酸花生四烯酸廿碳四烯酸廿碳四烯酸20：45,8,11,14植物油植物油生物体内脂肪酸特点：生物体内脂肪酸特点：1 1、长度：中等长度多，、长度：中等长度多，70-80%70-80%以上为以上为16-18C16-18C。2 2、组成脂肪酸、组成脂肪酸C C原子数大多为偶数，奇数极个别。原子数大多为偶数，奇数极个别。3 3、有饱和和不饱和脂肪酸，不饱和脂肪酸大多数双键为顺式，有的含、有饱和和不饱和脂肪酸，不饱和脂肪酸大多数双键为顺式，有的含有几个双键，双键间间隔一个有几个双键，双键间间隔一个-CH2-CH2。现在学习的是第7页，共88页XX=胆碱、乙醇胺、胆碱、乙醇胺、丝氨酸等丝氨酸等2.甘油磷脂X=H磷脂酸磷脂酸（PA）现在学习的是第8页，共88页反式脂肪反式脂肪(又称反式脂肪酸又称反式脂肪酸)天然油脂里的脂肪酸大部分是顺式结构。天然形成的反式脂肪酸，主要存在天然油脂里的脂肪酸大部分是顺式结构。天然形成的反式脂肪酸，主要存在于牛和羊一类的反刍动物的脂肪和奶里头，在营养管理分类上不归类对人体于牛和羊一类的反刍动物的脂肪和奶里头，在营养管理分类上不归类对人体有害的反式脂肪酸。有害的反式脂肪酸。非天然反式脂肪酸是植物油经过部份氢化处理过程中产生的，方法是在非天然反式脂肪酸是植物油经过部份氢化处理过程中产生的，方法是在少量的少量的镍镍、钯钯、铂铂或或钴钴等触媒金属的帮助下，将氢加入植物油里产生氢化反应。随等触媒金属的帮助下，将氢加入植物油里产生氢化反应。随着氢化反应的进行，反式脂肪酸的含量会减少，如果此氢化反应能进行完全，那么是着氢化反应的进行，反式脂肪酸的含量会减少，如果此氢化反应能进行完全，那么是不会留下反式脂肪酸，但是反应最后的油脂产物会因为过硬而没有实际使用价值。不会留下反式脂肪酸，但是反应最后的油脂产物会因为过硬而没有实际使用价值。植物油加氢可将顺式植物油加氢可将顺式不饱和脂肪酸不饱和脂肪酸转变成室温下更稳定的固态反式脂肪酸。转变成室温下更稳定的固态反式脂肪酸。制造商利用这个过程生产人造黄油，也利用这个过程增加产品货架期和稳定制造商利用这个过程生产人造黄油，也利用这个过程增加产品货架期和稳定食品风味。不饱和脂肪酸氢化时产生的反式脂肪酸占食品风味。不饱和脂肪酸氢化时产生的反式脂肪酸占8%-70%8%-70%。将多种非饱。将多种非饱和植物油，在室温下从液态变成固态或半固态的油脂，以延长食品的销和植物油，在室温下从液态变成固态或半固态的油脂，以延长食品的销售期，这就产生了反式脂肪售期，这就产生了反式脂肪(又称反式脂肪酸又称反式脂肪酸)。现在学习的是第9页，共88页 反式脂肪酸目前被食品加工业广泛添加于食品中。同一般的植物油不同，反式脂肪酸目前被食品加工业广泛添加于食品中。同一般的植物油不同，反式脂肪酸比较稳定，便于保存，由其加工而成的糕点不仅口感松脆且反式脂肪酸比较稳定，便于保存，由其加工而成的糕点不仅口感松脆且不易变质，这就是为什么人们普遍觉得，自己家里油炸的薯条不如外面不易变质，这就是为什么人们普遍觉得，自己家里油炸的薯条不如外面卖的炸薯条好吃的原因。卖的炸薯条好吃的原因。反式脂肪酸不利健康反式脂肪酸不利健康1.1.增加血液粘稠度和凝聚力，促进血栓形成增加血液粘稠度和凝聚力，促进血栓形成;2.2.提高低密度脂蛋白提高低密度脂蛋白,也就是也就是“坏脂蛋白坏脂蛋白，降低高密度脂蛋白，降低高密度脂蛋白,也就是也就是“好脂蛋白好脂蛋白，促进动脉硬化，促进动脉硬化;3.3.促进促进2 2型糖尿病的发生型糖尿病的发生;4.4.对婴幼儿来说，反式脂肪酸还会影响生长发育，并对中枢神经对婴幼儿来说，反式脂肪酸还会影响生长发育，并对中枢神经系统发育产生不良影响。系统发育产生不良影响。现在学习的是第10页，共88页如何识别反式脂肪酸食物？如何识别反式脂肪酸食物？某些梳打饼干、凤梨酥、薯片、蛋卷、人造奶油、方便面、冷冻食某些梳打饼干、凤梨酥、薯片、蛋卷、人造奶油、方便面、冷冻食品、烘焙食物中的反式脂肪酸含量较高。品、烘焙食物中的反式脂肪酸含量较高。反式脂肪酸的名称在商品包装上标注为反式脂肪酸的名称在商品包装上标注为“氢化植物油氢化植物油”、“植物起酥植物起酥油油”、“人造黄油人造黄油”、“人造奶油人造奶油”、“植物奶油植物奶油”、“麦淇淋麦淇淋”、“起酥油起酥油”等。等。现在学习的是第11页，共88页DHA EPADHA,DHA,学名二十二碳六烯酸学名二十二碳六烯酸,是大脑营养必不可少的高度不饱和脂是大脑营养必不可少的高度不饱和脂肪酸，它除了能阻止胆固醇在血管壁上的沉积、预防或减轻肪酸，它除了能阻止胆固醇在血管壁上的沉积、预防或减轻动脉粥样硬化和冠心病的发生外，更重要的是动脉粥样硬化和冠心病的发生外，更重要的是DHADHA对大脑细胞对大脑细胞有着极其重要的作用。它占了人脑脂肪的有着极其重要的作用。它占了人脑脂肪的1010，对脑神经传导和突，对脑神经传导和突触的生长发育极为有利。触的生长发育极为有利。EPA EPA 即二十碳五烯酸的英文缩写，是鱼油的主要成分。即二十碳五烯酸的英文缩写，是鱼油的主要成分。EPAEPA具有帮具有帮助降低胆固醇和甘油三酯的含量，促进体内饱和脂肪酸代谢。从助降低胆固醇和甘油三酯的含量，促进体内饱和脂肪酸代谢。从而起到降低血液粘稠度，增进血液循环，提高组织供氧而消除疲而起到降低血液粘稠度，增进血液循环，提高组织供氧而消除疲劳。防止脂肪在血管壁的沉积，预防动脉粥样硬化的形成和发展、劳。防止脂肪在血管壁的沉积，预防动脉粥样硬化的形成和发展、预防脑血栓、脑溢血、高血压等心血管疾病。预防脑血栓、脑溢血、高血压等心血管疾病。现在学习的是第12页，共88页 分类分类含量含量 分布分布 生理功能生理功能脂肪脂肪 甘油三酯甘油三酯（贮脂）（贮脂）95 95，（随，（随机体营机体营养状况养状况而变动）而变动）脂肪组织、脂肪组织、皮下结缔组皮下结缔组织、大网膜、织、大网膜、肠系膜、肾肠系膜、肾脏周围（脂脏周围（脂库）、血浆库）、血浆1.1.储脂供能储脂供能2.2.提供必需脂肪酸提供必需脂肪酸3.3.促进脂溶性维生素吸收促进脂溶性维生素吸收4.4.热垫作用热垫作用5.5.保护垫作用保护垫作用6.6.构成血浆脂蛋白构成血浆脂蛋白类脂类脂糖酯、胆糖酯、胆固醇及其固醇及其酯、磷脂酯、磷脂(组织脂）组织脂）55（含量（含量相当稳相当稳定）定）动物所有细动物所有细胞的生物膜、胞的生物膜、神经、血浆神经、血浆1.1.维持生物膜的结构和功能维持生物膜的结构和功能2.2.胆固醇可转变成类固醇激胆固醇可转变成类固醇激 素、维生素、胆汁酸等素、维生素、胆汁酸等3.3.构成血浆脂蛋白构成血浆脂蛋白三、脂类的分布与生理功能三、脂类的分布与生理功能现在学习的是第13页，共88页四、脂肪的消化、吸收四、脂肪的消化、吸收 脂肪的消化和吸收在十二指肠中进行。胰液和胆汁分脂肪的消化和吸收在十二指肠中进行。胰液和胆汁分泌到肠内，胆汁起中和胃液和乳化剂的作用。而胰液泌到肠内，胆汁起中和胃液和乳化剂的作用。而胰液中含有胰脂酶。它能将部分脂肪水解为游离脂肪酸和中含有胰脂酶。它能将部分脂肪水解为游离脂肪酸和甘油。甘油。亲水端（极性基团）亲水端（极性基团）亲脂端（非极性基团）亲脂端（非极性基团）乳化剂脂现在学习的是第14页，共88页第二节脂类的酶促水解脂类的酶促水解现在学习的是第15页，共88页一、脂肪的酶促水解一、脂肪的酶促水解 脂肪的降解是经过脂肪酶水解的。组织中有三种脂肪的降解是经过脂肪酶水解的。组织中有三种脂肪酶，逐步把脂肪水解成甘油和脂肪酸。这三脂肪酶，逐步把脂肪水解成甘油和脂肪酸。这三种酶是脂肪酶、甘油二酯脂肪酶、甘油单酯脂肪种酶是脂肪酶、甘油二酯脂肪酶、甘油单酯脂肪酶。酶。现在学习的是第16页，共88页一、脂肪的酶促水解一、脂肪的酶促水解脂肪脂肪 脂肪酶脂肪酶甘油甘油+脂肪酸脂肪酸CH2OH HCOHCH2OH甘油甘油CH2OHR2-C-O-CHCH2OHO=-H2OR1COOH二酰甘油脂肪酶二酰甘油脂肪酶H2OR2COOH单酰甘油脂肪酶单酰甘油脂肪酶-CH2-O-C-R1R2-C-O-CHCH2-O-C-R3O=O=O=H2OR3COOH三酰甘油脂肪酶三酰甘油脂肪酶O=O=-CH2-O-C-R1R2-C-O-CHCH2OH限速酶限速酶甘油二脂甘油二脂甘油三脂甘油三脂甘油单脂甘油单脂现在学习的是第17页，共88页第三节脂类的分解代谢脂类的分解代谢现在学习的是第18页，共88页脂肪的分解代谢总图脂肪的分解代谢总图现在学习的是第19页，共88页脂肪的分解代谢脂肪的分解代谢 脂肪在脂肪酶的作用下，使脂肪逐步水解为脂肪在脂肪酶的作用下，使脂肪逐步水解为脂肪脂肪酸酸和和甘油甘油。生物体从脂肪获取能量则是由甘油和。生物体从脂肪获取能量则是由甘油和脂肪酸氧化得到的。脂肪酸氧化得到的。现在学习的是第20页，共88页一、甘油的氧化一、甘油的氧化 动物的动物的脂肪细胞缺少甘油激酶，所以脂解作用产脂肪细胞缺少甘油激酶，所以脂解作用产生的甘油不能被脂肪细胞利用，必须通过血液运生的甘油不能被脂肪细胞利用，必须通过血液运至肝脏进行代谢。在肝细胞，首先在甘油激酶作至肝脏进行代谢。在肝细胞，首先在甘油激酶作用下形成用下形成3 3磷酸甘油。再进一步在磷酸甘油脱氢磷酸甘油。再进一步在磷酸甘油脱氢酶作用下生成二羟丙酮磷酸，它可以转变为酶作用下生成二羟丙酮磷酸，它可以转变为3 3酸酸甘油醛加入酵解甘油醛加入酵解(EMP)(EMP)转变成丙酮酸再进入转变成丙酮酸再进入TCATCA途途径彻底氧化供能；或加入另一条沿径彻底氧化供能；或加入另一条沿EMPEMP的逆反应异的逆反应异生为葡萄糖。生为葡萄糖。现在学习的是第21页，共88页一、甘油的氧化一、甘油的氧化现在学习的是第22页，共88页二、脂肪酸的二、脂肪酸的-氧化作用氧化作用1.1.脂肪酸的转运脂肪酸的转运 组织间的转运组织间的转运 脂肪酸需运送到需要能量的组织或细胞进行氧化分解，其脂肪酸需运送到需要能量的组织或细胞进行氧化分解，其运送任务主要运送任务主要由血浆清蛋白由血浆清蛋白来完成。游离脂肪酸穿越脂肪细来完成。游离脂肪酸穿越脂肪细胞膜和毛细血管内皮细胞与血浆中清蛋白结合，通过血液循胞膜和毛细血管内皮细胞与血浆中清蛋白结合，通过血液循环，到达体内其他组织中，以扩散的方式将脂肪酸由血浆移环，到达体内其他组织中，以扩散的方式将脂肪酸由血浆移入组织，进入细胞氧化。入组织，进入细胞氧化。进入线粒体的转运进入线粒体的转运 脂肪酸的氧化分解场所是肝细胞和其他组织细胞的线粒体基质中。脂肪酸的氧化分解场所是肝细胞和其他组织细胞的线粒体基质中。由于长链脂肪酸不能穿越线粒体内膜，需在肉（毒）碱携带下，由于长链脂肪酸不能穿越线粒体内膜，需在肉（毒）碱携带下，通过特殊的传递机制被运送到线粒体内进行氧化。通过特殊的传递机制被运送到线粒体内进行氧化。现在学习的是第23页，共88页 现在学习的是第24页，共88页二、脂肪酸的二、脂肪酸的-氧化作用氧化作用组织：组织：除脑组织外除脑组织外,大多数组织均可进行，大多数组织均可进行，其中其中肝、肌肉肝、肌肉最活跃。最活跃。细胞：细胞：胞液、线粒体胞液、线粒体 2 2、部、部 位位 现在学习的是第25页，共88页 1904 1904年年Franz.KnoopFranz.Knoop实验，实验，用苯环作为标记，追踪脂用苯环作为标记，追踪脂肪酸在动物体内的转变过肪酸在动物体内的转变过程。证明：脂肪酸的氧化程。证明：脂肪酸的氧化在肝脏中逐步进行，每次在肝脏中逐步进行，每次从羧基端断下一个二碳物从羧基端断下一个二碳物（C C2 2），即），即位碳原子首位碳原子首先氧化，故称为先氧化，故称为-氧化。氧化。苯乙酸苯乙酸苯甲酸苯甲酸KnoopKnoop实验实验现在学习的是第26页，共88页二、脂肪酸的二、脂肪酸的-氧化作用氧化作用3 3、概念概念饱和脂肪酸在一系列酶的作用下，羧基端的饱和脂肪酸在一系列酶的作用下，羧基端的位位C C原子发生原子发生氧化，碳链在氧化，碳链在位位C C原子与原子与位位C C原子间发生断裂，每次生成一原子间发生断裂，每次生成一个乙酰个乙酰COACOA和较原来少二个碳单位的脂肪酸，这个不断重复进和较原来少二个碳单位的脂肪酸，这个不断重复进行的脂肪酸氧化过程称为行的脂肪酸氧化过程称为-氧化。氧化。R1CH2CH2CH2CH2 CH2COOH位位位位现在学习的是第27页，共88页4 4、脂肪酸的、脂肪酸的-氧化作用氧化作用（1 1 1 1）脂肪酸的活化脂肪酸的活化脂肪酸的活化脂肪酸的活化脂肪酸首先在线粒体外或者说胞浆中被活化形成脂酰脂肪酸首先在线粒体外或者说胞浆中被活化形成脂酰脂肪酸首先在线粒体外或者说胞浆中被活化形成脂酰脂肪酸首先在线粒体外或者说胞浆中被活化形成脂酰CoACoACoACoA，然后进入，然后进入，然后进入，然后进入线粒体或在其它细胞器中进行氧化。线粒体或在其它细胞器中进行氧化。线粒体或在其它细胞器中进行氧化。线粒体或在其它细胞器中进行氧化。在脂酰在脂酰在脂酰在脂酰CoACoACoACoA合成酶合成酶合成酶合成酶(硫激酶硫激酶硫激酶硫激酶)催化下，由催化下，由催化下，由催化下，由ATPATPATPATP提供能量，将脂肪酸转变提供能量，将脂肪酸转变提供能量，将脂肪酸转变提供能量，将脂肪酸转变成脂酰成脂酰成脂酰成脂酰CoACoACoACoA：脂酰脂酰CoACoA合成酶合成酶R-COOHAMP+PPiHSCoA+ATPR-COSCoA现在学习的是第28页，共88页在线粒体外生成的脂酰在线粒体外生成的脂酰CoACoA需进入线粒体基质才能需进入线粒体基质才能被氧化分解，此过程必须要由被氧化分解，此过程必须要由肉碱（肉毒碱肉碱（肉毒碱,carnitinecarnitine）来携带脂酰基。来携带脂酰基。（2 2）脂酰）脂酰CoACoA转运入线粒体转运入线粒体HOOC-CHHOOC-CH2 2-CH-CH-CH-CH2 2-N-N+-CH-CH3 3OHOHCHCH3 3CHCH3 3肉毒碱肉毒碱现在学习的是第29页，共88页 借助于两种借助于两种肉碱脂酰转移酶肉碱脂酰转移酶（同工酶：酶（同工酶：酶和酶和酶）催化的移换反应以及）催化的移换反应以及肉碱肉碱-脂酰肉碱转位酶脂酰肉碱转位酶催化的转运反应才能将胞液中产生的脂酰催化的转运反应才能将胞液中产生的脂酰CoACoA转转运进入线粒体。运进入线粒体。其中，其中，肉碱脂酰转移酶肉碱脂酰转移酶(carnitine acyl(carnitine acyl transferase)transferase)是脂肪酸是脂肪酸-氧化的关键酶。氧化的关键酶。现在学习的是第30页，共88页-氧氧化化过过程程由由四四个个连连续续的的酶酶促促反反应应组组成：成：脱氢脱氢 水化水化 再脱氢再脱氢 硫解硫解 (3)(3)-氧化循环氧化循环现在学习的是第31页，共88页 -氧化循环过程在氧化循环过程在线粒体基质线粒体基质内进行；内进行；-氧化循环由脂肪酸氧化酶系催化，反应氧化循环由脂肪酸氧化酶系催化，反应不可不可逆逆；需要需要FADFAD，NADNAD+，CoACoA为辅助因子；为辅助因子；每循环一次，生成每循环一次，生成一分子一分子FADHFADH2 2，一分子，一分子NADHNADH，一分子乙酰一分子乙酰CoACoA和一分子减少两个碳原子的脂酰和一分子减少两个碳原子的脂酰CoACoA。脂肪酸脂肪酸-氧化循环的特点氧化循环的特点现在学习的是第32页，共88页 生成的乙酰生成的乙酰CoACoA进入进入三羧酸循环三羧酸循环彻底氧化分解并释彻底氧化分解并释放出大量能量，并生成放出大量能量，并生成ATPATP。脂肪酸脂肪酸-氧化本身并不生成能量，只能生成氧化本身并不生成能量，只能生成乙酰乙酰CoACoA和供氢体，它们必须分别进入三羧酸循环和氧和供氢体，它们必须分别进入三羧酸循环和氧化磷酸化才能生成化磷酸化才能生成ATPATP(4)(4)彻底氧化：彻底氧化：现在学习的是第33页，共88页1 1分子分子FADHFADH2 2可生成可生成1.51.5分子分子ATPATP，1 1分子分子NADHNADH可生成可生成2.52.5分子分子ATPATP，故一次，故一次-氧化氧化循环可生成循环可生成4 4分子分子ATPATP。1 1分子乙酰分子乙酰CoACoA经彻底氧化分解可生成经彻底氧化分解可生成1010分子分子ATPATP。5 5、脂肪酸氧化分解时的能量释放、脂肪酸氧化分解时的能量释放现在学习的是第34页，共88页 以以16C16C的的软脂酸软脂酸为例来计算，则生成为例来计算，则生成ATPATP的数目为：的数目为：7 7次次-氧化分解产生氧化分解产生47=2847=28分子分子ATPATP；8 8分子乙酰分子乙酰CoACoA可得可得108=80108=80分子分子ATPATP；共可得共可得108108分子分子ATPATP，减去活化时消耗的，减去活化时消耗的2 2分子分子ATPATP，故，故软脂酸彻底氧化分解可软脂酸彻底氧化分解可净生成净生成106106分子分子ATPATP。现在学习的是第35页，共88页 对对于于任任一一偶偶数数碳碳原原子子的的长长链链脂脂肪肪酸酸，其其净净生生成成的的ATPATP数目可按下式计算：数目可按下式计算：ATPATP净生成数净生成数=碳原子数碳原子数/2-1/2-1 4+4+碳原子数碳原子数/2/2 10-210-2现在学习的是第36页，共88页6 6、饱和脂肪酸的饱和脂肪酸的-氧化作用氧化作用1.1.概念概念p脂肪酸脂肪酸在一些酶的催化下，其在一些酶的催化下，其-C-C原子发生氧化，结原子发生氧化，结果生成一分子果生成一分子COCO2 2和较原来少一个碳原子的脂肪酸，和较原来少一个碳原子的脂肪酸，这种氧化作用称为这种氧化作用称为-氧化氧化。pRCH2CH2 COOH RCH2COOH+CO2现在学习的是第37页，共88页不饱和脂酸不饱和脂酸氧化氧化顺顺 3 3-烯酰烯酰CoACoA顺顺 2 2-烯酰烯酰CoACoA反反 2 2-烯酰烯酰CoACoA 3 3顺顺-2 2反烯酰反烯酰CoA CoA 异构酶异构酶氧化氧化 L(+)L(+)-羟脂酰羟脂酰CoACoAD(-)D(-)-羟脂酰羟脂酰CoACoAD(-)-D(-)-羟脂酰羟脂酰CoACoA 表构酶表构酶H2O三、单不饱和脂肪酸的氧化三、单不饱和脂肪酸的氧化现在学习的是第38页，共88页L-L-甲基丙二酸单酰甲基丙二酸单酰CoACoA消旋酶消旋酶变位酶变位酶 5 5-脱氧腺苷钴胺素脱氧腺苷钴胺素琥珀酰琥珀酰CoACoA奇数碳脂肪酸奇数碳脂肪酸CH3CH2COCoA-氧化氧化丙酰丙酰CoACoA羧化酶羧化酶（生物素）（生物素）ADP+PiD-D-甲基丙二酸单酰甲基丙二酸单酰CoA CoA ATP+CO2经三羧酸循环途径经三羧酸循环途径丙酮酸羧化丙酮酸羧化支路支路糖有氧氧化途径彻底氧化糖有氧氧化途径彻底氧化分解分解四、四、奇数碳脂肪酸的氧化奇数碳脂肪酸的氧化现在学习的是第39页，共88页 酮体的概念：脂肪酸酮体的概念：脂肪酸氧化产生的乙酰氧化产生的乙酰COACOA，在肌，在肌肉细胞中进入肉细胞中进入TCATCA循环，但在肝脏、肾脏细胞内还有循环，但在肝脏、肾脏细胞内还有另一条去路，即乙酰另一条去路，即乙酰COA COA 可形成乙酰乙酸、可形成乙酰乙酸、D-D-羟丁酸、丙酮，这三种物质统称为酮体。羟丁酸、丙酮，这三种物质统称为酮体。酮体的分子结构：酮体的分子结构：五、酮体的生成及利用五、酮体的生成及利用CHCH3CHCOOHOH2D(-)-羟丁酸羟丁酸现在学习的是第40页，共88页酮体主要在酮体主要在肝细胞线粒体肝细胞线粒体中生成。中生成。酮体生成的原料为酮体生成的原料为乙酰乙酰CoACoA。1 1酮体的生成酮体的生成现在学习的是第41页，共88页 (1)(1)两分子乙酰两分子乙酰CoACoA在乙酰乙酰在乙酰乙酰CoACoA硫解酶硫解酶(thiolase)(thiolase)的催化下，缩合生成一分子乙酰乙酰的催化下，缩合生成一分子乙酰乙酰CoACoA。乙酰乙酰乙酰乙酰CoA硫解酶硫解酶2(乙酰乙酰CoA)酮体生成的反应过程酮体生成的反应过程现在学习的是第42页，共88页 (2)(2)乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA再与再与1 1分子乙酰分子乙酰CoACoA缩合，生成缩合，生成HMG-CoAHMG-CoA（-羟羟-甲基戊二酰辅酶甲基戊二酰辅酶A A）。）。HMG-CoAHMG-CoA合酶是合酶是酮体生成的关键酶。酮体生成的关键酶。HMG-CoA合酶合酶*CoASH限速酶限速酶现在学习的是第43页，共88页 (3)HMG-CoA(3)HMG-CoA裂解生成裂解生成1 1分子乙酰乙酸和分子乙酰乙酸和1 1分子分子乙酰乙酰CoACoA。HMG-CoA裂解酶裂解酶现在学习的是第44页，共88页 (4)(4)乙酰乙酸在乙酰乙酸在-羟丁酸脱氢酶的催化下，加氢还羟丁酸脱氢酶的催化下，加氢还原为原为-羟丁酸。羟丁酸。-羟丁酸脱氢酶羟丁酸脱氢酶NAD+NADH+H+现在学习的是第45页，共88页(5)(5)乙酰乙酸自发脱羧或由酶催化脱羧生成丙酮。乙酰乙酸自发脱羧或由酶催化脱羧生成丙酮。CO2现在学习的是第46页，共88页利用酮体的酶有两种：利用酮体的酶有两种：1.1.琥珀酰琥珀酰CoACoA转硫酶转硫酶（主要存在于（主要存在于心、肾、脑心、肾、脑和和骨骼肌细胞骨骼肌细胞的线粒体中）的线粒体中）2.2.乙酰乙酸硫激酶乙酰乙酸硫激酶（主要存在于（主要存在于心、肾、脑细胞心、肾、脑细胞线粒体中）。线粒体中）。2 2酮体的利用酮体的利用现在学习的是第47页，共88页 (1)(1)-羟羟丁丁酸酸在在-羟羟丁丁酸酸脱脱氢氢酶酶的的催催化化下下脱脱氢氢，生成乙酰乙酸。生成乙酰乙酸。酮体利用的基本过程-羟丁酸脱氢酶羟丁酸脱氢酶NAD+NADH+H+现在学习的是第48页，共88页 (2)(2)乙酰乙酸在乙酰乙酸在琥珀酰琥珀酰CoACoA转硫酶转硫酶或或乙酰乙酸硫乙酰乙酸硫激酶激酶的催化下转变为乙酰乙酰的催化下转变为乙酰乙酰CoACoA。琥珀酰琥珀酰CoA转硫酶转硫酶琥珀酰琥珀酰CoA琥珀酸琥珀酸乙酰乙酸硫激酶乙酰乙酸硫激酶HSCoA+ATPAMP+PPi现在学习的是第49页，共88页(3)(3)乙乙酰酰乙乙酰酰CoACoA在在乙乙酰酰乙乙酰酰CoACoA硫硫解解酶酶的的催催化化下下，裂解为两分子乙酰裂解为两分子乙酰CoACoA。(4)(4)(4)(4)生成的乙酰生成的乙酰生成的乙酰生成的乙酰CoACoACoACoA进入进入进入进入三羧酸循环三羧酸循环三羧酸循环三羧酸循环彻底氧化分解。彻底氧化分解。彻底氧化分解。彻底氧化分解。乙酰乙酰乙酰乙酰CoA硫解酶硫解酶HSCoA现在学习的是第50页，共88页酮酮体体是是脂脂肪肪酸酸分分解解代代谢谢的的正正常常产产物物，是是肝肝脏脏输输出出能能源源的的一一种种形形式式。酮体可通过血脑屏障，是酮体可通过血脑屏障，是脑组织脑组织的重要能源。的重要能源。酮酮体体合合成成的的场场所所是是在在肝肝脏脏和和反反刍刍动动物物的的瘤瘤胃胃壁壁细细胞胞中中。酮酮体体合合成成的的关关键键酶酶是是HMGCoAHMGCoA合合成成酶酶。酮酮体体分分解解在在肝肝脏脏以以外外的的组组织织中中进进行行，这这些些组组织织有有酮酮体体分分解解的的关关键键酶酶乙乙酰酰乙乙酸酸琥琥珀珀酸酸CoACoA转移酶。转移酶。酮酮体体利利用用的的增增加加可可减减少少糖糖的的利利用用，有有利利于于维维持持血血糖糖水水平平恒恒定定，节节省蛋白质的消耗省蛋白质的消耗。3 3酮体生成及利用的生理意义酮体生成及利用的生理意义 现在学习的是第51页，共88页肝脏线粒体中乙酰肝脏线粒体中乙酰-CoA-CoA有有4 4种去向种去向(1)TCA(1)TCA循环循环（2 2）合成胆固醇）合成胆固醇（3 3）合成脂肪酸）合成脂肪酸（4 4）酮体代谢（）酮体代谢（ketone body)ketone body)肝脏线粒体中的乙酰肝脏线粒体中的乙酰CoACoA走哪一条途径，主要取决于走哪一条途径，主要取决于草酰乙酸的可利用性。草酰乙酸的可利用性。饥饿状态下，草酰乙酸离开饥饿状态下，草酰乙酸离开TCATCA，用于异生合成，用于异生合成GlcGlc。只有少量乙酰。只有少量乙酰CoACoA可以进入可以进入TCATCA，大多数乙酰，大多数乙酰CoACoA用于合成酮体。用于合成酮体。现在学习的是第52页，共88页第四节脂肪的合成代谢脂肪的合成代谢现在学习的是第53页，共88页 脂肪的生物合成脂肪的生物合成甘油的合成甘油的合成脂肪酸的合成脂肪酸的合成二者分别转变为二者分别转变为3 3磷酸甘油和脂酰磷酸甘油和脂酰CoACoA后的后的连接连接现在学习的是第54页，共88页 合合成成甘甘油油三三酯酯所所需需的的甘甘油油-磷磷酸酸主主要要由由下下列列两两条途径生成：条途径生成：1 1由糖代谢生成（脂肪细胞、肝）：由糖代谢生成（脂肪细胞、肝）：3-磷酸甘油脱氢酶磷酸甘油脱氢酶NADH+H+磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮甘油甘油-磷酸磷酸NAD+一、甘油一、甘油-磷酸的生成磷酸的生成现在学习的是第55页，共88页2 2由脂肪分解形成的甘油由脂肪分解形成的甘油甘油磷酸激酶甘油磷酸激酶甘油甘油ATP甘油甘油-磷酸磷酸ADP现在学习的是第56页，共88页二、二、脂肪酸的生物合成脂肪酸的生物合成 组组 织：织：肝肝（主要）（主要）、脂肪、乳腺脂肪、乳腺等组织等组织 亚细胞：亚细胞：胞液：胞液：主要合成主要合成1616碳的软脂酸碳的软脂酸 肝线粒体、内质网：肝线粒体、内质网：碳链延长碳链延长合成部位合成部位现在学习的是第57页，共88页饱和脂肪酸的从头合成1.1.乙酰乙酰CoACoA（碳源）的来源及转运（碳源）的来源及转运来源来源线粒体内的丙酮酸氧化脱羧（糖）线粒体内的丙酮酸氧化脱羧（糖）脂肪酸的脂肪酸的-氧化氧化氨基酸的氧化氨基酸的氧化转运转运柠檬酸穿梭柠檬酸穿梭（三羧酸转运体系）（三羧酸转运体系）现在学习的是第58页，共88页 在关键酶在关键酶乙酰乙酰CoACoA羧化酶羧化酶的催化下，将乙酰的催化下，将乙酰CoACoA羧羧化为丙二酸单酰化为丙二酸单酰CoACoA。乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶（生物素）（生物素）*CHCH3 3COSCoACOSCoAADP+PiADP+PiHCOHCO3 3-+H+H+ATPATPHOOCHOOC-CH-CH2 2-COSCoA-COSCoA长链脂酰长链脂酰CoA-柠檬酸柠檬酸异柠檬酸异柠檬酸+2 2丙二酸单酰丙二酸单酰CoACoA的合成的合成现在学习的是第59页，共88页p脂肪酸合成时碳链的缩合延长过程是一循环反应脂肪酸合成时碳链的缩合延长过程是一循环反应过程。每经过一次循环反应，延长两个碳原子。过程。每经过一次循环反应，延长两个碳原子。合成反应由合成反应由脂肪酸合成酶系脂肪酸合成酶系催化。催化。p在低等生物中，脂肪酸合成酶系是一种由在低等生物中，脂肪酸合成酶系是一种由1 1分子分子脂酰基载体蛋白（脂酰基载体蛋白（acyl carrier protein,acyl carrier protein,ACPACP）和和7 7种酶单体所构成的多酶复合体。种酶单体所构成的多酶复合体。3 3脂肪酸合成循环脂肪酸合成循环现在学习的是第60页，共88页p脂酰基载体蛋白脂酰基载体蛋白（ACP-SHACP-SH）pACP-ACP-脂酰基转移酶脂酰基转移酶p丙二酸单酰丙二酸单酰COA-ACPCOA-ACP转移酶转移酶p-酮脂酰酮脂酰-ACP-ACP合酶合酶p-酮脂酰酮脂酰-ACP-ACP还原酶还原酶p-羟脂酰羟脂酰-ACP-ACP脱水酶脱水酶p烯脂酰烯脂酰-ACP-ACP还原酶还原酶p硫酯酶硫酯酶聚合在一起构成聚合在一起构成多酶体系多酶体系。ACPSH原核生物的脂肪酸合成酶系原核生物的脂肪酸合成酶系现在学习的是第61页，共88页 合成所需合成所需原料为乙酰原料为乙酰CoACoA，直接生成的，直接生成的产物是软脂酸产物是软脂酸，合成一，合成一分子软脂酸，需七分子丙二酸单酰分子软脂酸，需七分子丙二酸单酰CoACoA和一分子乙酰和一分子乙酰CoACoA；在在胞液胞液中进行，关键酶是中进行，关键酶是乙酰乙酰CoACoA羧化酶羧化酶；是脂肪酸合成的是脂肪酸合成的限限速酶速酶，存在于胞液中，其辅基是，存在于胞液中，其辅基是生物素生物素，柠檬酸、，柠檬酸、Mn2+Mn2+是其激活是其激活剂，棕榈酰剂，棕榈酰CoACoA是抑制剂。是抑制剂。合成为一耗能过程，每合成一分子软脂酸，需消耗合成为一耗能过程，每合成一分子软脂酸，需消耗1515分子分子ATPATP（8 8分子用于转运，分子用于转运，7 7分子用于活化）；分子用于活化）；需需NADPHNADPH作为供氢体，对糖的磷酸戊糖旁路有依赖性作为供氢体，对糖的磷酸戊糖旁路有依赖性。脂肪酸合成的特点：脂肪酸合成的特点：现在学习的是第62页，共88页1.1.代谢物的调节作用代谢物的调节作用 乙酰乙酰CoACoA羧化酶的别构调节物羧化酶的别构调节物抑制剂：软脂酰抑制剂：软脂酰CoACoA及其他长链脂酰及其他长链脂酰CoA CoA 激活剂：柠檬酸、异柠檬酸激活剂：柠檬酸、异柠檬酸进食糖类而糖代谢加强，进食糖类而糖代谢加强，NADPHNADPH及乙酰及乙酰CoACoA供应增多，有利于脂酸的合成。供应增多，有利于脂酸的合成。大量进食糖类也能增强各种合成脂肪有关的酶大量进食糖类也能增强各种合成脂肪有关的酶活性从而使脂肪合成增加。活性从而使脂肪合成增加。脂肪酸合成的调节脂肪酸合成的调节现在学习的是第63页，共88页2.2.激素调节激素调节+脂肪酸合成脂肪酸合成胰岛素胰岛素胰高血糖素胰高血糖素 肾上腺素肾上腺素 生长素生长素脂脂肪酸合成肪酸合成 TG合成合成乙酰乙酰CoACoA羧化酶的共价调节羧化酶的共价调节 胰高血糖素胰高血糖素：激活：激活PKAPKA，使之，使之磷酸化而失活磷酸化而失活胰岛素：胰岛素：通过磷蛋白磷酸酶，使之通过磷蛋白磷酸酶，使之去磷酸化而复去磷酸化而复活活 现在学习的是第64页，共88页合成过程可以分为三个阶段：合成过程可以分为三个阶段：（1 1）原料的准备）原料的准备乙酰乙酰CoACoA羧化生成丙二酸单酰羧化生成丙二酸单酰CoACoA（在细胞液中进行），由乙酰（在细胞液中进行），由乙酰CoACoA羧化酶催化，羧化酶催化，辅基为生物素，是一个不可逆反应。辅基为生物素，是一个不可逆反应。乙酰乙酰CoACoA羧化酶可分成三个不同的亚基：羧化酶可分成三个不同的亚基：生物素羧化酶（生物素羧化酶（BCBC）生物素羧基载体蛋白（生物素羧基载体蛋白（BCCPBCCP）羧基转移酶（羧基转移酶（CTCT）现在学习的是第65页，共88页（2 2）合成阶段）合成阶段 以软脂酸（以软脂酸（1616碳）的合成为例（在细胞液碳）的合成为例（在细胞液中进行）。催化该合成反应的是一个多酶体系，中进行）。催化该合成反应的是一个多酶体系，共有七种蛋白质参与反应，以没有酶活性的脂酰共有七种蛋白质参与反应，以没有酶活性的脂酰基载体蛋白（基载体蛋白（ACPACP）为中心，组成一簇。）为中心，组成一簇。p原初反应（初始反应）原初反应（初始反应）p缩合反应缩合反应 p还原反应还原反应 p脱水反应脱水反应 p还原反应还原反应 现在学习的是第66页，共88页 至此，生成的丁酰至此，生成的丁酰-ACP-ACP比开始的乙酰比开始的乙酰-ACP-ACP多了多了两个碳原子；然后丁酰基再从两个碳原子；然后丁酰基再从ACPACP上转移到上转移到-酮酮脂酰合成酶的脂酰合成酶的-SH-SH上，再重复以上的缩合、还原、上，再重复以上的缩合、还原、脱水、还原脱水、还原4 4步反应，每次重复增加两个碳原子，步反应，每次重复增加两个碳原子，释放一分子释放一分子CO2CO2，消耗两分子，消耗两分子NADPHNADPH，经过，经过7 7次重复次重复后合成软脂酰后合成软脂酰-ACP-ACP，最后经硫脂酶催化脱去，最后经硫脂酶催化脱去ACPACP生生成软脂酸（成软脂酸（1616碳）。碳）。现在学习的是第67页，共88页（3 3）延长阶段（在线粒体和微粒体中进行）延长阶段（在线粒体和微粒体中进行）生物体内有两种不同的酶系可以催化碳链的延长，生物体内有两种不同的酶系可以催化碳链的延长，一是线粒体中的一是线粒体中的延长酶系延长酶系，另一个是粗糙内质网，另一个是粗糙内质网中的中的延长酶系延长酶系。p线粒体脂肪酸延长酶系线粒体脂肪酸延长酶系 以乙酰以乙酰CoACoA为为C2C2供体，不需要酰基载体，由软脂供体，不需要酰基载体，由软脂酰酰CoACoA与乙酰与乙酰CoACoA直接缩合。直接缩合。p内质网脂肪酸延长酶系内质网脂肪酸延长酶系 用丙二酸单酰用丙二酸单酰CoACoA作为作为C2C2的供体，的供体，NADPHNADPH作为作为H H的的供体供体，中间过程和脂肪酸合成酶系的催化过程相，中间过程和脂肪酸合成酶系的催化过程相同。同。现在学习的是第68页，共88页2.2.不饱和脂肪酸的合成不饱和脂肪酸的合成 不饱和脂肪酸中的不饱和键由去饱和酶催化不饱和脂肪酸中的不饱和键由去饱和酶催化形成。人体内含有的不饱和脂肪酸主要有棕榈油形成。人体内含有的不饱和脂肪酸主要有棕榈油酸（酸（16C16C，一个不饱和键）、油酸（，一个不饱和键）、油酸（18C18C，一个不，一个不饱和键）、亚油酸（饱和键）、亚油酸（18C18C，两个不饱和键）、亚麻，两个不饱和键）、亚麻酸（酸（18C18C，三个不饱和键）以及花生四烯酸（，三个不饱和键）以及花生四烯酸（20C20C，四个不饱和键）等，前两种单不饱和脂肪酸可，四个不饱和键）等，前两种单不饱和脂肪酸可由人体自己合成，后三种为多不饱和脂肪酸，必由人体自己合成，后三种为多不饱和脂肪酸，必须从食物中摄取，因为哺乳动物体内没有须从食物中摄取，因为哺乳动物体内没有9 9以上以上的去饱和酶。的去饱和酶。现在学习的是第69页，共88页合成合成氧化氧化细胞中部位细胞中部位细胞质细胞质线粒体线粒体酶酶 系系7 7种种酶酶，多多酶酶复复合合体体或或多多酶融合体酶融合体4 4种酶分散存在种酶分散存在酰基载体酰基载体ACPACPCoACoA二碳片段二碳片段乙酰乙酰CoA CoA 丙二酸单酰丙二酸单酰CoACoA乙酰乙酰CoA CoA 电