生物化学脂类的代谢.ppt

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1、第七章脂类的代谢脂类的代谢本章重点本章重点 重点：重点：掌握脂类的概念、脂类的分类，熟悉脂类的生理功能。熟掌握脂类的概念、脂类的分类，熟悉脂类的生理功能。熟悉必需脂肪酸的概念。了解脂类在体内的消化和吸收。掌悉必需脂肪酸的概念。了解脂类在体内的消化和吸收。掌握握氧化的概念与部位，掌握脂肪酸的活化和脂肪酰氧化的概念与部位，掌握脂肪酸的活化和脂肪酰CoACoA进入线粒体的概况，掌握进入线粒体的概况，掌握氧化的概况并了解反应过程，氧化的概况并了解反应过程，掌握掌握氧化产物的代谢去向。以软脂酸为例，熟悉脂肪酸氧化产物的代谢去向。以软脂酸为例，熟悉脂肪酸氧化产生氧化产生ATPATP的计算。的计算。了解不饱

2、和脂肪酸的氧化概况。掌握脂肪酸的从头合成。了解不饱和脂肪酸的氧化概况。掌握脂肪酸的从头合成。第一节概述概述脂类脂类(lipid(lipid)是是是是脂肪和类脂的总称。它们是一类脂肪和类脂的总称。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，因为脂类的主要成分是长链脂肪酸，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。它是不溶于水的。一、脂类的定义：一、脂类的定义：二、脂类的分类二、脂类的分类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。也可以不全相同可以相同，称为单纯甘油酯。也可以不全相同甚至完全

3、不同，甚至完全不同，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）构成脂类的脂肪酸常常 见见 的的 不不 饱饱 和和 脂脂 酸酸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

4、酸大多数双键为顺式，、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，双键间间隔一个有的含有几个双键，双键间间隔一个-CH2-CH2。4 4、双键位置、双键位置9 9很重要，这样顺式双键恰在脂肪酸中间，脂肪很重要，这样顺式双键恰在脂肪酸中间，脂肪酸链变短，所占的面积大了，有利于运动。酸链变短，所占的面积大了，有利于运动。X X=胆碱、乙醇胺、胆碱、乙醇胺、丝氨酸、甘油丝氨酸、甘油2.甘油磷脂X=H 磷脂酸磷脂酸（PA）胆固醇胆固醇反式脂肪反式脂肪(又称反式脂肪酸又称反式脂肪酸)未加工的天然油脂里的脂肪酸大部分是顺式结构。至于天然形成的反未加工的天然油脂里的脂肪酸大部分是顺

5、式结构。至于天然形成的反式脂肪酸，主要存在于例如牛和羊一类的反刍动物的脂肪和奶里头，式脂肪酸，主要存在于例如牛和羊一类的反刍动物的脂肪和奶里头，且在营养管理分类上并不归类对人体有害的反式脂肪酸。且在营养管理分类上并不归类对人体有害的反式脂肪酸。p大部分的有害反式脂肪酸是在食品处理加工过程中形成的。反式脂肪大部分的有害反式脂肪酸是在食品处理加工过程中形成的。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。等触媒金属的帮助下，将氢加入植物油里产生氢化反应。p

6、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，那么是不会留下反式脂肪酸，但是反应最后的油脂产物会进行完全，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。因为过硬而没有实际使用价值。p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食品风味。不饱和脂肪酸氢化时产生的反式脂肪酸占货架

7、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8%-70%8%-70%。将多种非饱和植物油，在室温下从液态变成固态或半固态。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，以延长食品的销售期，这就产生了反式脂肪的油脂，以延长食品的销售期，这就产生了反式脂肪(又称反式脂肪又称反式脂肪酸酸)。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不易变质，这就是为什么人们普遍觉得，自己家里油

8、炸的薯条松脆且不易变质，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卖的炸薯条好吃的原因。不如外面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，降低高密度脂蛋白密度脂蛋白,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，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。并对中

9、枢神经系统发育产生不良影响。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、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。冷冻食品、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”、“植物起酥油植物起酥油”、“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。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是大脑营养必

10、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、预防或减轻动脉粥样硬化和冠心病的发生外，更重要的是或减轻动脉粥样硬化和冠心病的发生外，更重要的是DHADHA对大脑细胞有着极其重要的作用。它占了人脑脂肪的对大脑细胞有着极其重要的作用。它占了人脑脂肪的1010，对脑神经传导和突触的生长发育极为有利。对脑神经传导和突触的生长发育极为有利。EPA EPA 是是 Eicosapntemacnioc Acid Eicosapntemacnioc Acid 即二十碳五烯酸的英文即二十碳五烯酸的英文缩写，是鱼油的主要成分。缩写，是鱼油的主要成分。

11、EPA EPA具有帮助降低胆固醇和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。从而起到降甘油三酯的含量，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劳。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。展、预防脑血栓、脑溢血、高血压等心血管疾病。脂肪的主要生理功能脂肪的主要生理功能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

12、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三、脂类的分布与生理功能四、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 化剂脂第二节脂类的酶促水解脂类的酶促水解一、脂肪的酶促水解 脂肪的降解是经过脂肪酶水解的

13、。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。一、脂肪的酶促水解脂肪 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

14、-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第三节脂类的分解代谢脂类的分解代谢脂肪的分解代谢总图脂肪的分解代谢总图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。而生物体从脂肪获取能量则是由甘油。而生物体从脂肪获取能量则是由甘油和脂肪酸氧化得到的。和脂肪酸氧化得到的。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

15、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。一、甘油的氧化一、甘油的氧化二、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

16、 脂肪酸需运送到需要能量的组织或细胞进行氧化分解，脂肪酸需运送到需要能量的组织或细胞进行氧化分解，其运送任务主要由血浆清蛋白来完成。游离脂肪酸穿越其运送任务主要由血浆清蛋白来完成。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，脂肪细胞膜和毛细血管内皮细胞与血浆中清蛋白结合，通过血液循环，到达体内其他组织中，以扩散的方式将通过血液循环，到达体内其他组织中，以扩散的方式将脂肪酸由血浆移入组织，进入细胞氧化。脂肪酸由血浆移入组织，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

17、于长链脂肪酸不能穿越线粒体内膜，需在体基质中。由于长链脂肪酸不能穿越线粒体内膜，需在肉（毒）碱携带下，通过特殊的传递机制被运送到线粒肉（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。体内进行氧化。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 1904 1904年实验，用苯环作为年实验，用苯环作为标记，追踪脂肪酸在动物标记，追踪脂肪酸在动物体内的转变过程。证明：体内的转变过程。证明：脂肪酸的氧化在肝脏中逐脂肪酸的氧化

18、在肝脏中逐步进行，每次从羧基端断步进行，每次从羧基端断下一个二碳物（下一个二碳物（C C2 2），即），即位碳原子首先氧化，故位碳原子首先氧化，故称为称为-氧化。氧化。苯乙酸苯乙酸苯甲酸苯甲酸KnoopKnoop实验实验 苯基脂肪酸氧化实验苯基脂肪酸氧化实验二、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原子原子发生氧化，碳链在发生氧化，碳链在位位C C原子与原子与位位C C原子间发生断裂，原子间发生断裂，每次生成一个乙酰每次生成一个乙酰COACOA和较原来少二个碳单位的脂肪酸，和较原来少二个碳单位

19、的脂肪酸，这个不断重复进行的脂肪酸氧化过程称为这个不断重复进行的脂肪酸氧化过程称为-氧化。氧化。R1CH2CH2CH2CH2 CH2COOH位位位位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，然后，然后，然后进入线粒体或在其它细胞器中进行氧化。进入线粒体或在其它细胞器中进行氧化。进入线粒体或在其它细胞器中进行氧化。进

20、入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，将脂提供能量，将脂提供能量，将脂提供能量，将脂肪酸转变成脂酰肪酸转变成脂酰肪酸转变成脂酰肪酸转变成脂酰CoACoACoACoA：脂酰脂酰CoACoA合成酶合成酶R-COOH AMP+PPiHSCoA+ATPR-COSCoA在线粒体外生成的脂酰在线粒体外生成的脂酰CoACoA需进入线粒体基需进入线粒体基质才能被氧化分解，此过程必须要由质才能被氧化分解，此过程必须要由肉碱肉碱（肉毒碱（肉毒碱,

21、carnitine,carnitine）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 3 OHOHCHCH3 3CHCH3 3肉毒碱肉毒碱 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-脂酰肉脂酰肉碱转位酶碱转位酶催化的转运反应才能将胞液中产催化的转运反应才能将胞液中产生的脂酰生的脂酰CoACoA转运进入线粒体。转运进入线粒体。其中，其中，肉碱脂酰转移酶肉碱脂酰转移酶(carnitin

22、e 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。脂酰脂酰CoACoA进入线粒体的过程进入线粒体的过程 胞液胞液胞液胞液 外膜外膜外膜外膜 内内内内膜膜膜膜 基质基质基质基质 *脂酰转脂酰转脂酰转脂酰转移酶移酶移酶移酶RCOSCoA HSCoA 肉碱肉碱RCO-肉碱肉碱 转位酶转位酶转位酶转位酶RCO-肉碱肉碱 脂酰转脂酰转脂酰转脂酰转移酶移酶移酶移酶RCOSCoA 肉碱肉碱HSCoA -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成：组成：脱氢脱氢 水化水化 再脱氢再脱氢 硫解硫解 (3)(

23、3)-氧化循环氧化循环脱氢脱氢脂脂酰酰CoA脱氢酶脱氢酶 R-CHR-CH2 2-CHCH2 2-CH-CH2 2-COSCoA-COSCoAFADFAD FADH2R-CHR-CH2 2-CH=CHCH=CH-COSCoA-COSCoA硫解硫解硫硫解解酶酶-2C-2CCHCH3 3-COSCoA-COSCoAHSCoAHSCoA水化水化水水化化酶酶 H H2 2OOR-CHR-CH2 2-CH(OH)-CHCH(OH)-CH2 2-COSCoA-COSCoA-氧化循环的反应过程氧化循环的反应过程（2反式烯脂酰反式烯脂酰COA）L-羟脂酰羟脂酰COA再脱氢再脱氢L-羟脂酰羟脂酰CoA脱氢酶脱氢

24、酶R-CHR-CH2 2-CO-CHCO-CH2 2-COSCoA-COSCoANADH+H+NADNAD+-酮脂酰酮脂酰COA -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

25、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：肉肉碱碱转转运运载载体体线线粒粒体体膜膜脂酰脂酰CoA脱氢酶脱氢酶L(+)-羟脂酰羟脂酰CoA脱氢酶脱氢酶 NAD+NADH+H+反反 2-烯酰烯酰CoA 水化酶水化酶H2OFADFADH2 酮脂酰酮脂酰

26、CoA 硫解酶硫解酶CoA-SH脂酰脂酰CoA合成酶合成酶ATPCoASHAMP PPiH2O呼吸链呼吸链 1.5ATP H2O 呼吸链呼吸链 2.5ATP TCA 经历经历脱氢脱氢水化、水化、再脱氢再脱氢硫解硫解4 4步步重复重复反应反应。1 1分子分子FADHFADH2 2可生成分子可生成分子ATPATP，1 1分子分子NADHNADH可生成分可生成分子子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9 9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

27、时的能量释放 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，故软脂酸彻底氧化分解可，故软脂酸彻底氧化分解可净生成净生成106106分子分子ATPATP。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

28、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 10-210-26 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原子发生氧原子发生氧化，结果生成一分子化，结果生成一分子COCO2 2和较原来少一个碳原子和较原来少一个碳原子的脂肪酸，这种氧化作用称为的脂肪酸，这种氧化作用称为-氧化氧化。RCH2CH2 COOH RCH2COOH+CO2v RCH2COOHO2，NADPH+H+单加氧酶单加氧酶FeFe2+2+，抗坏血酸，抗坏血酸R-CH-COOHOH-（L-L

29、-羟脂肪酸）羟脂肪酸）NAD+NADH+H+脱脱氢氢酶酶R-C-COOHO=（-酮脂酸）酮脂酸）ATPATP，NADNAD+，抗坏血酸抗坏血酸脱羧酶脱羧酶RCOOH+CO2（少一个（少一个C C原子）原子）2.-2.-氧化的可能反应历程氧化的可能反应历程 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CoACoA D(-)D(-)-羟脂酰羟脂酰CoACoA D(-)-D(-)-羟脂酰羟脂酰CoACoA 表

30、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 酮体的概念：脂肪酸酮体的概念：脂肪酸氧化产生

31、的乙酰氧化产生的乙酰COACOA，在肌肉细，在肌肉细胞中进入胞中进入TCATCA循环，但在肝脏、肾脏细胞内还有另一条去循环，但在肝脏、肾脏细胞内还有另一条去路，即乙酰路，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，羟丁酸、丙酮，这三种物质统称为酮体。这三种物质统称为酮体。五、酮体的生成及利用五、酮体的生成及利用酮体的分子结构酮体的分子结构CHCH3CHCOOH OH2D(-)-羟丁酸羟丁酸酮体酮体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 (1)(1)两分子乙酰两分

32、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 (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 (3)HMG-CoA

33、(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 (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+(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

34、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 (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+(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+ATP AMP+PPi(3)(3)乙乙酰酰乙乙

35、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 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。酮酮体体可可通通过过血血脑脑屏屏障障，是是脑脑组组织织的的重重要要能能源。源。酮酮体体合合成成的的场场所所是是在在肝肝

36、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酰乙酸琥珀酸乙酰乙酸琥珀酸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定，节省蛋白质的消耗恒定，节省蛋白质的消耗。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 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

37、（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用用于合成酮体。于合成酮体。第四节脂肪的合成代谢脂肪的合成代谢 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

38、的合成脂肪酸的合成二者分别转变为二者分别转变为33磷酸甘油和脂酰磷酸甘油和脂酰CoACoA后后的连接的连接 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：11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、

39、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）线粒体基质线粒体基质线粒体基质线粒体基质 线粒体膜线粒体膜线粒体膜线粒体膜HSCoAHSCoA柠檬酸柠檬酸柠檬酸柠檬酸草酰乙酸草酰乙酸草酰乙酸草酰乙酸柠檬酸合酶

40、柠檬酸合酶柠檬酸合酶柠檬酸合酶H H2 2O+O+乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoAHSCoA+HSCoA+ATPATP柠檬酸裂解酶柠檬酸裂解酶草酰乙酸草酰乙酸草酰乙酸草酰乙酸乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA+ADP+Pi+ADP+Pi 丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸NADH+HNADH+H+苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶苹果酸苹果酸苹果酸苹果酸 NADNAD+ADP+PiADP+Pi丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶 ATPATP+CO+CO2 2柠檬酸柠檬酸柠檬酸柠檬酸苹果酸酶苹果酸酶 NADP NADP+NADPH+HNADPH+H+CO+CO2 2 丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸苹果酸苹果酸NAD+

41、NADH+H+苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶 乙酰乙酰CoACoA转运出线粒体转运出线粒体胞液胞液胞液胞液 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 3COSCoA COSCoA ADP+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p脂肪酸合成

42、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v脂酰基载体蛋白脂酰基载体蛋白（ACP-SHACP-SH）pAC

43、P-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 高等动物高等动物 7 7种酶活性都在一条多肽链上，属多功能酶，由种酶活性都在一条多肽链上，属多功能酶，由一个基因编码；有活性的酶为两相同亚基首尾一个基因编码；有活性的酶为两相同亚基首尾相连组成的二聚体。相连组成的

44、二聚体。v 乙酰基转移反应乙酰基转移反应CH3-CSCOA=OCH3-CSACP=OACP-SH酮脂酰-ACP合酶CH3-CS-合酶=Ov 丙二酸单酰基转移反应丙二酸单酰基转移反应COA-SHACP-SHACP脂酰基转移酶HOOC-CH2-CSCOA+ACP-SH HOOC-CH2-CSACPO=丙二酸单酰转移酶HOOC-CH2-CSCOAO=+COA-SH4.4.反应历程反应历程v缩合反应缩合反应CH3-CS-合酶+=O HOOC-CH2-CSACPO=-酮脂酰酮脂酰-ACP-ACP合酶合酶 CH3-C-CH2-CSACP O=O=+合酶-SH+CO2v还原反应还原反应 CH3-C-CH2-

45、CSACPO=O=+NADPH+H+-酮脂酰酮脂酰-ACP-ACP还原酶还原酶 CH3-CH-CH2-CSACP O-OH=+NADP+D-羟丁酰-ACPv脱水反应脱水反应 CH3-CH-CH2-CSACP O-OH=-C-C=C O-CH3-H HSACP-羟脂酰羟脂酰-ACP-ACP脱水酶脱水酶+H2O（2反式丁烯酰-ACP,巴豆酰-ACP）v再还原反应再还原反应-C=CO-CH3 H HSACPC-=-3 2+NADPH+H+-烯脂酰烯脂酰-ACP-ACP还原酶还原酶 CH3-CH2-CH-CSACPO=+NADP+（丁酰-ACP）丁酰丁酰-ACP-ACP与丙二酸单酰与丙二酸单酰-ACP

46、-ACP重复缩合、还原、重复缩合、还原、脱水、再还原的过程，直至生成软脂酰脱水、再还原的过程，直至生成软脂酰-ACP-ACP。v缩合反应缩合反应CH3-CS-合酶+=O HOOC-CH2-CSACPO=-酮脂酰-ACP合酶 CH3-C-CH2-CSACPO=O=+合酶-SH+CO2由于缩合反应中，由于缩合反应中，-酮脂酰酮脂酰-ACP-ACP合酶合酶是对链长是对链长有专一性的酶，仅对有专一性的酶，仅对14C14C及以下脂酰及以下脂酰-ACP-ACP有催化活有催化活性性，故从头合成只能合成，故从头合成只能合成16C16C及以下饱和脂酰及以下饱和脂酰-ACP-ACP。软脂酰软脂酰-ACP-ACP硫

47、酯酶硫酯酶水解水解ACP+ACP+软脂酸（棕榈酸）软脂酸（棕榈酸）释放释放H2O*软脂酸的合成过程软脂酸的合成过程*底物进入底物进入 乙酰乙酰CoA 乙酰基乙酰基-S-CE(缩合酶缩合酶)丙二酸单酰丙二酸单酰CoA 丙二酸单酰丙二酸单酰-S-ACP软脂酸软脂酸合成酶合成酶 乙酰基乙酰基（第一个）（第一个）丙二酰基丙二酰基缩合缩合 CO2 还还 原原 NADPH+H+NADP+脱水脱水 H2O 再还原再还原 NADH+H+NAD+8CH3-CSCOA=O+7ATP+14NADPH+14H+CH3(CH2)14COOH+14NADP+8CoASH+7ADP+7Pi+6H2Ov 那么这个过程与糖代谢

48、有一定关系：那么这个过程与糖代谢有一定关系：原料（原料（乙酰辅酶乙酰辅酶A A ）来源）来源羧化反应中消耗的羧化反应中消耗的ATPATP可由可由EMPEMP途径提供途径提供还原力还原力NADPHNADPH从哪来？从哪来？总反应式总反应式 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，合成一分子软脂酸，需七分子丙二酸单酰合成一分子软脂酸，需七分子丙二酸单酰CoACoA和一分子和一分子乙酰乙酰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；是脂肪酸合成的成的限速酶限速酶，存在于胞液中，其辅基

49、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+是其激活剂，棕榈酰是其激活剂，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：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Co

50、ACoA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。的酶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