第10章-脂代谢学习.pptx

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1、1脂类的概念 脂类是脂肪和类脂的总称，不溶于水脂类是脂肪和类脂的总称，不溶于水 而溶于有机溶剂。而溶于有机溶剂。脂类脂类 脂肪脂肪又称又称三酯酰甘油三酯酰甘油或或甘油三脂甘油三脂 (triglyceride,TG)类脂类脂 胆固醇胆固醇(cholesterol,Ch)胆固醇脂胆固醇脂(cholesteryl ester,CE)磷脂磷脂(phospholipid,PL)糖脂糖脂(glycolipid,GL)第1页/共112页2 一、脂类的消化和吸收一、脂类的消化和吸收(Digestion and absorption of lipid)1 1、digestiondigestion：小肠小肠(sm

2、all intestine)(small intestine)：胆汁酸盐胆汁酸盐(bile)(bile)乳化作用、乳化作用、胰液中的胰脂酶胰液中的胰脂酶(pancreatic(pancreatic lipase)lipase)、辅酯酶辅酯酶(colipase)(colipase)、磷脂酶磷脂酶A A2 2(phospholipase A(phospholipase A2 2)、胆固醇酯酶胆固醇酯酶(cholesteryl esterase)(cholesteryl esterase)等进一步消化等进一步消化消化产物：消化产物：甘油一酯甘油一酯、FFAFFA、CholesterolCholest

3、erol、溶血磷脂溶血磷脂(lysophospholipid)(lysophospholipid)第2页/共112页3胆汁酸盐胆汁酸盐(bile)：作用：是较强的作用：是较强的乳化剂乳化剂，可增加消化酶对脂类的接触面积，有利于脂类的，可增加消化酶对脂类的接触面积，有利于脂类的消化和吸收。消化和吸收。第3页/共112页4第4页/共112页52、Absorption:第5页/共112页6第6页/共112页7甘甘油油三三酯酯的的消消化化与与吸吸收收 第7页/共112页8脂肪动员脂肪动员概念：储存于脂肪细胞中的脂肪，在概念：储存于脂肪细胞中的脂肪，在3 3种脂肪酶作用下逐步水解为游离脂肪酸和甘种脂肪酶

4、作用下逐步水解为游离脂肪酸和甘油，释放入血供其他组织利用的过程，称。油，释放入血供其他组织利用的过程，称。二、脂肪分解代谢二、脂肪分解代谢第8页/共112页9第9页/共112页10乙酰CoATCA循环CO2+H2O-磷酸甘油磷酸二羟丙酮EMP脂肪脂肪 3脂肪酸脂肪酸 +1甘油甘油脂肪酶丙酮酸-氧化ATP脂肪的分解代谢脂肪的分解代谢第10页/共112页11（一）、甘油的分解 甘油激酶甘油激酶 ATP ADP CH2OHCH2OH CHOH 甘油-磷酸甘油磷酸甘油 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 NADH+H+NAD+CH2-OCH2OHCHOHPi-磷酸甘油脱氢酶磷酸甘油脱氢酶思考题：思考题：一分子甘

5、油一分子甘油彻底氧化彻底氧化生成多少生成多少分子分子ATPATP？TCA循环第11页/共112页12甘油甘油+ATP3-pi-甘油甘油+ADP 1 ATP 3-pi-甘油甘油+NAD+pi-二羟丙酮二羟丙酮+NADHH+pi-二羟丙酮二羟丙酮3-pi-甘油醛甘油醛 EMP TCA1分子甘油进入分子甘油进入TCA产能：产能：-1+2.5+2.5 2+12.5=18.5个个ATP-1+1.5+1.5 2+12.5=16.5个个ATP1 1分子甘油彻底氧化分解产生的能量？分子甘油彻底氧化分解产生的能量？第12页/共112页13（二）、（二）、脂肪酸的分解脂肪酸的分解 氧化作用 奇数碳饱和FA的氧化

6、FA的其他氧化形式饱和脂肪酸的氧化不饱和脂肪酸的氧化第13页/共112页14脂肪酸脂肪酸-氧化是在氧化是在脂酰基脂酰基-碳原子碳原子上进行脱氢、加水、再脱氢和上进行脱氢、加水、再脱氢和与与-碳原子之间断裂的过程。碳原子之间断裂的过程。此过程是在一系列酶的催化下完成的。此过程是在一系列酶的催化下完成的。脂肪酸必须先在脂肪酸必须先在内质网、线粒体外内质网、线粒体外膜膜活化为活化为脂酰脂酰CoACoA，然后进入，然后进入线粒体基质线粒体基质进行进行-氧化。氧化。1、脂肪酸的氧化第14页/共112页15脂酰脂酰CoACoA合成酶合成酶(Mg(Mg2+2+)ATP AMP PPi +CoA-SH(1)偶

7、数碳的饱和脂肪酸（以软脂酸）为例I.脂肪酸的活化（胞质）脂酰 CoA 相当于消耗相当于消耗相当于消耗相当于消耗2 2分子分子分子分子ATPATP 活化形式活化形式 限速酶第15页/共112页16II.转移（借助载体肉毒碱转入线粒体基质）肉碱+脂酰CoA 脂酰肉碱线粒体内膜肉碱+脂酰CoA 脂酰肉碱CoACoA肉毒碱脂酰转移酶肉毒碱脂酰转移酶I I，CPT-ICPT-I肉毒碱脂酰转移酶肉毒碱脂酰转移酶IIII，CPT-IICPT-II第16页/共112页17肉碱肉碱肉碱肉碱CoA脂酰肉碱脂酰肉碱CoA脂酸脂酸脂酰脂酰CoAATPAMP+PiCoA脂酰肉碱脂酰肉碱脂酰脂酰CoA脂酰肉碱脂酰肉碱脂酰

8、CoA合成酶肉碱脂肉碱脂酰转移酰转移酶酶线粒体外膜线粒体外膜肉碱脂肉碱脂酰转移酰转移酶酶 脂酰肉碱移位酶线粒体内膜线粒体内膜脂酰脂酰CoA限速酶限速酶-氧化氧化主要限速步骤主要限速步骤第17页/共112页18脂酰脂酰CoACoA进入线粒体基质后，经进入线粒体基质后，经脂肪酸脂肪酸-氧化酶系氧化酶系的催化作用，在脂酰基的催化作用，在脂酰基-碳原子上依次进行碳原子上依次进行脱氢、加水、再脱氢及硫解脱氢、加水、再脱氢及硫解4 4步连续反应，使脂酰基在步连续反应，使脂酰基在与与-碳原子间断裂，生成碳原子间断裂，生成1 1分子乙酰分子乙酰CoACoA和和少少2 2个碳原子的脂酰个碳原子的脂酰CoACoA

9、。III.III.氧化过程（氧化过程（16C16C经过经过7 7轮轮氧氧化）化）第18页/共112页19A A、脱氢、脱氢 FADFADH2 脂酰脂酰CoACoA脱氢酶脱氢酶烯脂酰烯脂酰烯脂酰烯脂酰CoACoACoACoA反式反式第19页/共112页20B B、加水、加水 水化酶水化酶水化酶水化酶H2O 羟脂酰羟脂酰羟脂酰羟脂酰CoACoACoACoA烯脂酰烯脂酰烯脂酰烯脂酰CoACoACoACoA水合酶水合酶水合酶水合酶要求底物反式构型要求底物反式构型第20页/共112页21C C、再脱氢、再脱氢 L-L-L-L-羟脂酰羟脂酰羟脂酰羟脂酰CoACoACoACoA脱氢酶脱氢酶脱氢酶脱氢酶 NA

10、D+NADH+H+酮脂酰酮脂酰酮脂酰酮脂酰CoACoACoACoA具立体异构专一性，具立体异构专一性，要求底物要求底物L构型构型第21页/共112页22D D、硫解、硫解 酮脂酰酮脂酰酮脂酰酮脂酰CoACoACoACoA硫解酶硫解酶硫解酶硫解酶CoA-SH少两个碳原少两个碳原少两个碳原少两个碳原子脂酰子脂酰子脂酰子脂酰CoACoACoACoA乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoACoACoA第22页/共112页23第23页/共112页24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+-烯酰烯酰CoA 水化酶水化酶2H2OFADFADH2 酮脂酰酮脂酰CoA 硫解酶硫

11、解酶CoA-SH脂酰CoA合成酶肉肉肉肉碱碱碱碱转转转转运运运运载载载载体体体体ATPCoASHAMP PPiH2O呼吸链呼吸链 1.5ATP H2O 呼吸链呼吸链 2.5ATP 线线粒粒体体膜膜TCA 第24页/共112页25 16C脂肪酸经过：脂肪酸经过：a、一次激活，一次激活，ATPAMP+PPi，断裂二个高，断裂二个高能键，消耗两个能键，消耗两个ATP；b、七次七次氧化，生成氧化，生成8个个AcCoA，10880ATP c、每次每次氧化氧化 1.5+2.544728ATP 80+28 2=106个个ATP（比糖多得多比糖多得多）d、CO2 产生产生 2816 IV.IV.能量计算（能量

12、计算（16C16C）第25页/共112页26 提供能量，效率高于糖的氧化提供能量，效率高于糖的氧化 乙酰乙酰CoACoA可作为合成可作为合成FatFat、酮体和一些、酮体和一些AaAa的原料的原料 产生大量水可供陆生动物对水的需求（特别对于冬眠动物而言，脂肪酸氧化所提产生大量水可供陆生动物对水的需求（特别对于冬眠动物而言，脂肪酸氧化所提供的能量、热量和水都是维持生命所必需的。）供的能量、热量和水都是维持生命所必需的。）V、Biological Significance of-Oxidation of FA第26页/共112页27 与偶数碳与偶数碳FAFA氧化类似，经过氧化类似，经过氧化氧化产生

13、几个产生几个乙酰乙酰CoA（Acyl-CoA）和和1 1个个丙酰丙酰CoA（Propionyl-CoA），），Acyl-CoA进入进入TCA，而，而Propionyl-CoA则进入一个涉及三种酶的则进入一个涉及三种酶的不同的氧化途径。不同的氧化途径。（2）奇数碳饱和FA的氧化第27页/共112页28丙酰丙酰CoACoA羧化酶羧化酶D-D-甲基丙二酸单酰甲基丙二酸单酰CoACoA丙酰丙酰CoACoA甲基丙二酸单酰甲基丙二酸单酰CoACoA差向异构酶差向异构酶（B12 Coenzyme）甲基丙二酸单甲基丙二酸单酰酰CoACoA变位酶变位酶L-L-甲基丙二酸单酰甲基丙二酸单酰CoACoA琥珀酰琥珀酰

14、CoACoATCA CycleTCA Cycle第28页/共112页29COCoACOCoACOCoA （1）油酸）油酸（9-Cis-十八烯酸）十八烯酸）激活，过膜激活，过膜3 3次次氧化氧化 3-Cis-烯脂酰烯脂酰CoA 3 3-顺顺-2 2-反反-烯脂酰烯脂酰CoACoA异构酶异构酶 2-Trans-烯脂酰烯脂酰CoA（少一次脱氢氧（少一次脱氢氧化，少一个化，少一个FADH2）烯脂酰烯脂酰CoACoA水合酶水合酶 2 2 2 2、不饱和脂肪酸的氧化不饱和脂肪酸的氧化第29页/共112页30COCoAOHCOCoAO-羟脂酰羟脂酰CoA-羟脂酰羟脂酰CoACoA脱氢酶脱氢酶酮脂酰酮脂酰Co

15、A酮脂酰酮脂酰CoACoA硫解酶硫解酶AcCoA NAD+NADH+H+第30页/共112页31 a.循环一次后循环一次后生成少两个生成少两个C C的脂酰的脂酰-CoA+-CoA+乙酰乙酰-CoA-CoA b.b.7 7次次氧化氧化 +1+1个半氧化，（少一个个半氧化，（少一个 FADHFADH2 2）c.c.除除氧化全部酶外，多一个氧化全部酶外，多一个 3 3-顺顺-2 2-反烯脂酰反烯脂酰-CoA-CoA异构酶异构酶.d.d.彻底氧化产能多少？彻底氧化产能多少？总结：总结：第31页/共112页32 大于大于大于大于18C18C18C18C的脂酰的脂酰的脂酰的脂酰CoACoACoACoA难以

16、进入线粒体进行难以进入线粒体进行难以进入线粒体进行难以进入线粒体进行氧化，但可以进入过氧化物酶体或乙醛酸循氧化，但可以进入过氧化物酶体或乙醛酸循环体进行环体进行氧化。氧化。脂酰脂酰脂酰脂酰CoACoACoACoA进入进入进入进入过氧化物酶体过氧化物酶体或乙醛酸循环体借助于另一种转运蛋白，而或乙醛酸循环体借助于另一种转运蛋白，而非肉碱。非肉碱。过氧化物酶体或乙醛酸循环体发生的过氧化物酶体或乙醛酸循环体发生的氧化与线粒体中非常相似，只是第一步反应氧化与线粒体中非常相似，只是第一步反应由由脂酰脂酰脂酰脂酰CoACoACoACoA氧化酶催化而非脂酰氧化酶催化而非脂酰氧化酶催化而非脂酰氧化酶催化而非脂酰

17、CoACoACoACoA脱氢酶，脱氢酶，脱氢酶，脱氢酶，产生产生产生产生H H H H2 2 2 2O O O O2 2 2 2，不产生，不产生，不产生，不产生ATPATPATPATP。第32页/共112页33I I I I、氧化氧化氧化氧化 （动物肝脏，少数微生物）（动物肝脏，少数微生物）（动物肝脏，少数微生物）（动物肝脏，少数微生物）IIIIIIII、-氧化氧化氧化氧化 （植物种子、叶，动物肝脏、脑）（植物种子、叶，动物肝脏、脑）（植物种子、叶，动物肝脏、脑）（植物种子、叶，动物肝脏、脑）3 3、FAFA的其他氧化形式的其他氧化形式第33页/共112页34 I I I I、氧化氧化氧化氧化

18、 CH3-(CH2)8-COOH+O2 HO-CH2-(CH2)8-COOH+H2O HO-CH2-(CH2)8-COOH OHC-(CH2)8-COOHOHC-(CH2)8-COOH HOOC-(CH2)8-COOH HOOC-(CH2)8-COOH 琥珀酰琥珀酰琥珀酰琥珀酰-CoA+3Ac-CoA-CoA+3Ac-CoA-羟化酶羟化酶 醇脱氢酶醇脱氢酶 醛脱氢酶醛脱氢酶（海面除油需氧细菌）（海面除油需氧细菌）（海面除油需氧细菌）（海面除油需氧细菌）三次三次氧化氧化 NADNAD+NADHNADHH H+NADHNADHH H+NADNAD+进入进入TCATCA第34页/共112页35-氧化

19、氧化氧化氧化（植物种子、叶，动物肝脏、脑）（植物种子、叶，动物肝脏、脑）（植物种子、叶，动物肝脏、脑）（植物种子、叶，动物肝脏、脑）发生在发生在发生在发生在-碳原子上的氧化，如植烷酸的碳原子上的氧化，如植烷酸的碳原子上的氧化，如植烷酸的碳原子上的氧化，如植烷酸的碳原碳原子被甲基封闭，必须经过子被甲基封闭，必须经过-氧化去除氧化去除氧化去除氧化去除1 1 1 1个碳原子个碳原子个碳原子个碳原子后再进行后再进行后再进行后再进行-氧化。氧化。-氧化直接在游离脂肪酸上氧化直接在游离脂肪酸上氧化直接在游离脂肪酸上氧化直接在游离脂肪酸上进行，不需要激活，可以在内质网、线粒体和过进行，不需要激活，可以在内质

20、网、线粒体和过进行，不需要激活，可以在内质网、线粒体和过进行，不需要激活，可以在内质网、线粒体和过氧化物酶体中进行。氧化物酶体中进行。氧化物酶体中进行。氧化物酶体中进行。II、-氧化氧化第35页/共112页36R-CH2-COOH R-CHOH-COOH （-羟脂酸）羟脂酸）R-CHOH-COOHR-CO-COOH R-COOH+CO2 脱脱1 1个个COCO2 2 ，以下可进行，以下可进行氧化，氧化，此法可以产生奇数此法可以产生奇数C C脂肪酸脂肪酸 单加氧酶单加氧酶O2 NADPHH+Fe2+Vc单加氧酶单加氧酶O2 NADPHH+Fe2+Vc单加氧酶单加氧酶单加氧酶单加氧酶O O O O

21、2 2 2 2 NADPH NADPH NADPH NADPH H H H H+Fe Fe Fe Fe2+2+2+2+Vc Vc Vc Vc脱氢酶脱氢酶脱羧酶脱羧酶单加氧酶单加氧酶单加氧酶单加氧酶O O O O2 2 2 2 NADPH NADPH NADPH NADPH H H H H+Fe Fe Fe Fe2+2+2+2+Vc Vc Vc Vc加单氧酶加单氧酶O2 NADPHH+Fe2+Vc进入进入 氧化氧化（少（少（少（少1 1 1 1个碳原个碳原个碳原个碳原子的脂肪酸）子的脂肪酸）子的脂肪酸）子的脂肪酸）第36页/共112页37 雷佛索姆（雷佛索姆（Refsum)病病 某些脂肪酸的某些

22、脂肪酸的-氧化对于人类健康是必不可少的。人体内组织将绿色蔬菜的氧化对于人类健康是必不可少的。人体内组织将绿色蔬菜的叶绿醇氧化为叶绿醇氧化为植烷酸植烷酸(phytanic acid)(phytanic acid)，后者的降解是通过，后者的降解是通过氧化来实现的。氧化来实现的。牛奶及奶制品中也含有植烷酸。对于人类，若欠缺牛奶及奶制品中也含有植烷酸。对于人类，若欠缺-氧化作用系统（先天性的氧化作用系统（先天性的遗传性疾病），即造成体内植烷酸的积聚，会导致外周神经炎类型的运动失调及遗传性疾病），即造成体内植烷酸的积聚，会导致外周神经炎类型的运动失调及视网膜炎等症状。视网膜炎等症状。第37页/共112页

23、38在在在在饥饥饥饥饿饿饿饿、禁禁禁禁食食食食或或或或某某某某些些些些病病病病理理理理状状状状态态态态下下下下，脂脂脂脂肪肪肪肪动动动动员员员员加加加加强强强强，大大大大量量量量的的的的脂脂脂脂肪肪肪肪酸酸酸酸在在在在肝肝肝肝脏脏脏脏中中中中经经经经-氧氧氧氧化化化化产产产产生生生生AcCoAAcCoAAcCoAAcCoA。同同同同时时时时为为为为了了了了维维维维持持持持血血血血糖糖糖糖浓浓浓浓度度度度，体体体体内内内内的的的的糖糖糖糖异异异异生生生生也也也也被被被被激激激激活活活活。草草草草酰酰酰酰乙乙乙乙酸酸酸酸作作作作为为为为糖糖糖糖异异异异生生生生的的的的原原原原料料料料被被被被大大大

24、大量量量量消消消消耗耗耗耗，导导导导致致致致TCATCATCATCA循循循循环环环环速速速速率率率率下下下下降降降降，AcCoAAcCoAAcCoAAcCoA得得得得不不不不到到到到及及及及时时时时氧氧氧氧化化化化而而而而堆堆堆堆积积积积，就转化为酮体。就转化为酮体。就转化为酮体。就转化为酮体。（三）酮体代谢 第38页/共112页39脂脂脂脂肪肪肪肪酸酸酸酸在在在在肝肝肝肝脏脏脏脏中中中中经经经经-氧氧氧氧化化化化产产产产生生生生大大大大量量量量AcCoAAcCoAAcCoAAcCoA常常常常转转转转变变变变为为为为:乙乙乙乙酰酰酰酰乙乙乙乙酸酸酸酸、-羟羟羟羟丁丁丁丁酸酸酸酸、丙丙丙丙酮酮酮

25、酮等等等等中间产物中间产物中间产物中间产物,总称为总称为总称为总称为“酮体酮体酮体酮体”(Ketone BodyKetone Body)。(合成在肝内，分解在肝外）第39页/共112页401 1、酮体生成、酮体生成乙酰乙酸脱羧酶第40页/共112页41 酮酮酮酮体体体体在在在在肝肝肝肝内内内内生生生生成成成成后后后后，丙丙丙丙酮酮酮酮可可可可通通通通过过过过呼呼呼呼吸吸吸吸排排排排出出出出体体体体外外外外，乙乙乙乙酰酰酰酰乙乙乙乙酸酸酸酸和和和和-羟羟羟羟丁丁丁丁酸酸酸酸进进进进入入入入血血血血液液液液循循循循环环环环，运运运运到到到到肝肝肝肝外外外外组组组组织织织织（如如如如心心心心、脑脑脑

26、脑），肝肝肝肝外外外外许许许许多多多多组组组组织织织织具具具具有有有有活活活活性性性性很很很很强强强强的的的的氧氧氧氧化化化化利利利利用用用用酮酮酮酮体体体体的的的的酶酶酶酶，将将将将酮酮酮酮体体体体转转转转变变变变为为为为AcCoAAcCoAAcCoAAcCoA并并并并进进进进入入入入TCATCATCATCA循循循循环环环环氧氧氧氧化化化化成成成成COCOCOCO2 2 2 2，以以以以提提提提供供供供给给给给骨骨骨骨骼骼骼骼肌、心肌和肾脏等大量的能量，故可看作正常代谢产物。肌、心肌和肾脏等大量的能量，故可看作正常代谢产物。肌、心肌和肾脏等大量的能量，故可看作正常代谢产物。肌、心肌和肾脏等大

27、量的能量，故可看作正常代谢产物。第41页/共112页42 2 2 2 2、酮酮酮酮体体体体分分分分解解解解（肝肝肝肝内内内内生生生生成成成成后后后后，透透透透出出出出细细细细胞胞胞胞进进进进入入入入血血血血液液液液循循循循环环环环，运运运运送送送送到到到到肝肝肝肝外外外外组组组组织织织织（心心心心、肾肾肾肾、肌肌肌肌肉肉肉肉等等等等）氧化氧化氧化氧化 羟丁酸羟丁酸羟丁酸羟丁酸 乙酰乙酸乙酰乙酸硫解酶硫解酶硫解酶硫解酶琥珀酰琥珀酰琥珀酰琥珀酰-CoA-CoA-CoA-CoA转硫酶转硫酶转硫酶转硫酶2AcCoA 琥珀酸琥珀酸+AcAcCoA乙酰乙酸乙酰乙酸+琥珀酸琥珀酸CoA羟丁酸脱氢酶羟丁酸脱氢

28、酶羟丁酸脱氢酶羟丁酸脱氢酶 NAD+NADHH+AcAcCoATCATCA CycleCyclePyruvate 甲酸（一碳单位代谢的原料）甲酸（一碳单位代谢的原料）1,21,2丙二醇丙二醇丙酮丙酮AcCoAAcCoA乙酸乙酸第42页/共112页432乙酰乙酰CoA 乙酰乙酰CoA 乙酰CoA 乙酰乙酸 HMGCoA -羟丁酸 丙酮 乙酰乙酰CoA 琥珀酰CoA 琥珀酸 酮体的生成和利用的总示意图2乙酰乙酰CoA 第43页/共112页44 但但但但如如如如长长长长时时时时间间间间不不不不能能能能进进进进食食食食或或或或糖糖糖糖利利利利用用用用受受受受阻阻阻阻，造造造造成成成成糖糖糖糖代代代代谢

29、谢谢谢紊紊紊紊乱乱乱乱，脂脂脂脂大大大大量量量量动动动动员员员员，则则则则会会会会造造造造成：成：成：成：“酮症酮症酮症酮症”。正正正正常常常常人人人人血血血血液液液液中中中中酮酮酮酮体体体体为为为为0.2mg0.2mg0.2mg0.2mg0.9mg%0.9mg%0.9mg%0.9mg%，但但但但在在在在异异异异常常常常情情情情况况况况下下下下，300mg300mg300mg300mg400mg%400mg%400mg%400mg%时时时时，称称称称为为为为酮酮酮酮血血血血症症症症；尿尿尿尿中中中中的的的的酮酮酮酮体体体体量量量量也也也也可可可可能能能能增增增增加加加加，称称称称为为为为酮酮酮

30、酮尿尿尿尿症症症症、“酮酮酮酮症症症症”的的的的主主主主要要要要危危危危害害害害是是是是酸酸酸酸中毒。中毒。中毒。中毒。第44页/共112页45 3 3、由乙酰、由乙酰CoACoA衍生来的酮体是衍生来的酮体是 能量代谢中的重要分子能量代谢中的重要分子 酮体是某些器官的主要燃料分子酮体是某些器官的主要燃料分子酮体是某些器官的主要燃料分子酮体是某些器官的主要燃料分子 心肌和和脑组织的重要能源。脑组织不能氧化心肌和和脑组织的重要能源。脑组织不能氧化心肌和和脑组织的重要能源。脑组织不能氧化心肌和和脑组织的重要能源。脑组织不能氧化FAFAFAFA，但能利用酮体。在正常情况下人脑的主要燃料是但能利用酮体。

31、在正常情况下人脑的主要燃料是但能利用酮体。在正常情况下人脑的主要燃料是但能利用酮体。在正常情况下人脑的主要燃料是GlcGlcGlcGlc，但在饥饿或患糖尿病时，可有效地利用乙酰乙酸。长期但在饥饿或患糖尿病时，可有效地利用乙酰乙酸。长期但在饥饿或患糖尿病时，可有效地利用乙酰乙酸。长期但在饥饿或患糖尿病时，可有效地利用乙酰乙酸。长期饥饿时，脑对燃料的需要饥饿时，脑对燃料的需要饥饿时，脑对燃料的需要饥饿时，脑对燃料的需要75757575来自乙酰乙酸。乙酰乙酸来自乙酰乙酸。乙酰乙酸来自乙酰乙酸。乙酰乙酸来自乙酰乙酸。乙酰乙酸经过一定的时间可被活化为乙酰乙酰经过一定的时间可被活化为乙酰乙酰经过一定的时间

32、可被活化为乙酰乙酰经过一定的时间可被活化为乙酰乙酰CoACoACoACoA，然后裂解为，然后裂解为，然后裂解为，然后裂解为2 2 2 2个乙酰个乙酰个乙酰个乙酰CoACoACoACoA，再进入，再进入，再进入，再进入TCA CycleTCA CycleTCA CycleTCA Cycle。第45页/共112页46 酮体是水溶性的乙酰基单位的可转运形式酮体是水溶性的乙酰基单位的可转运形式 乙酰乙酸和羟基丁酸的重要产生部位是肝乙酰乙酸和羟基丁酸的重要产生部位是肝脏。脏。FAFA由脂肪组织释放并由肝脏转变为乙酰单由脂肪组织释放并由肝脏转变为乙酰单位，然后它们又成为乙酰乙酸由肝脏经血液运位，然后它们又

33、成为乙酰乙酸由肝脏经血液运到其它外周组织（如肌肉）中去。到其它外周组织（如肌肉）中去。酮体有调节作用酮体有调节作用 血液中乙酰乙酸水平高表示乙酰单位太多，血液中乙酰乙酸水平高表示乙酰单位太多，会使脂肪组织中的脂解速度降低。会使脂肪组织中的脂解速度降低。第46页/共112页47三、脂肪的合成代谢 Anabolism of fat（一）（一）脂肪酸的合成脂肪酸的合成 Synthesis of fatty acid1 1、饱和脂肪酸从头合成、饱和脂肪酸从头合成 2 2、脂肪酸碳链的延长、脂肪酸碳链的延长3 3、不饱和脂肪酸的合成、不饱和脂肪酸的合成第47页/共112页48 1 1、除了植物在质体内，

34、其它生物的合成场所均为、除了植物在质体内，其它生物的合成场所均为细胞液细胞液。胞液胞液内从头合成内从头合成16C16C以内以内脂肪酸脂肪酸。内质网和线粒体内质网和线粒体进行脂酸碳链加长。进行脂酸碳链加长。非必需不饱和脂酸非必需不饱和脂酸由饱和脂酸去饱和生成。由饱和脂酸去饱和生成。2 2、从头合成的从头合成的引物：乙酰引物：乙酰CoACoA（主要来自糖代谢）主要来自糖代谢）（一）（一）脂肪酸的合成脂肪酸的合成第48页/共112页493 3、丙二酸单酰丙二酸单酰CoA CoA 作为活化的作为活化的“二碳单位二碳单位”供体供体4 4、丙二酸单酰丙二酸单酰CoA CoA 的脱羧反应和的脱羧反应和NAD

35、PHNADPH作为驱动碳链延伸的动力作为驱动碳链延伸的动力5、合成部位、合成部位：Liver、Kidney、Brain、Lung、Galactophore、Fat tissue。第49页/共112页50胞液中胞液中部位：1 1、饱和脂肪酸从头合成（、饱和脂肪酸从头合成（16C16C以内以内）乙酰乙酰CoA、NADPH、ATP原料：第50页/共112页51 乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoACoACoA：脂肪酸合成的碳源主要来自糖氧化分解、：脂肪酸合成的碳源主要来自糖氧化分解、-氧化和氨基酸氧化分解产氧化和氨基酸氧化分解产生乙酰生乙酰CoACoA，它们都存在于线粒体中。，它们都存在于线粒体中。线粒体中

36、的乙酰线粒体中的乙酰CoACoA，需通过柠檬酸，需通过柠檬酸-丙酮酸循环（或称丙酮酸循环（或称柠檬酸穿梭系统柠檬酸穿梭系统柠檬酸穿梭系统柠檬酸穿梭系统）运到胞）运到胞浆中，才能供脂肪酸合成所需。浆中，才能供脂肪酸合成所需。NADPHNADPHNADPHNADPH主要来自胞浆中的磷酸戊糖途径，其次是柠檬酸穿梭系统。主要来自胞浆中的磷酸戊糖途径，其次是柠檬酸穿梭系统。I.乙酰CoA的转运第51页/共112页52丙丙酮酮酸酸羧羧化化酶酶柠檬酸裂解酶苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶苹果酸酶第52页/共112页53 HOOCCH2CO-SCoA+ADP +Pi ATP+HCO3 +CH3CO-SCoA II.乙

37、酰CoA羧化成丙二酸单酰CoA 乙酰乙酰CoACoA羧化酶羧化酶限速反应限速反应生物素、生物素、生物素、生物素、Mn Mn 2+2+丙二酸单酰丙二酸单酰CoACoA直接供体第53页/共112页乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶是限速酶，其受到脂肪酸合成的主要产物是限速酶，其受到脂肪酸合成的主要产物棕榈酰棕榈酰CoA的的反馈抑制。而柠檬酸则是其别构激活剂。反馈抑制。而柠檬酸则是其别构激活剂。第54页/共112页55脂酸合成酶系脂酸合成酶系蛋白蛋白作用作用酰基载体蛋白（酰基载体蛋白（ACPACP）以硫酯形式转运酰基以硫酯形式转运酰基乙酰乙酰CoA:ACPCoA:ACP转脂酰基酶（转脂酰基酶（ATAT）将酰

38、基从将酰基从CoACoA转至转至KSKS的的CysCys残基残基-酮脂酰酮脂酰-ACP-ACP合酶（合酶（KSKS）缩合酰基和丙二酸单酰基缩合酰基和丙二酸单酰基丙二酸单酰丙二酸单酰CoA:ACPCoA:ACP转移酶（转移酶（MTMT）转移丙二酸单酰基从转移丙二酸单酰基从CoACoA到到ACPACP-酮脂酰酮脂酰-ACP-ACP还原酶（还原酶（KRKR）还原还原-酮脂基为酮脂基为-羟脂基羟脂基-羟脂酰羟脂酰-ACP-ACP脱水酶（脱水酶（HDHD）将将-羟脂酰羟脂酰-ACP-ACP脱水，形成脱水，形成双链双链烯脂酰烯脂酰-ACP-ACP还原酶（还原酶（ERER）还原双链，形成饱和脂酰还原双链，形

39、成饱和脂酰-ACP-ACP第55页/共112页56丙二酸单酰通过丙二酸单酰通过酯键连接到巯基上酯键连接到巯基上脂肪酸合成过程中，起酰基载脂肪酸合成过程中，起酰基载体作用的不是体作用的不是CoACoASH SH，而是，而是酰酰酰酰基载体蛋白基载体蛋白基载体蛋白基载体蛋白ACPACPACPACP，其辅基是其辅基是4-4-磷酸泛酰氨基乙硫醇，是脂酰磷酸泛酰氨基乙硫醇，是脂酰基载体。基载体。第56页/共112页57在脂肪酸合成过程中，中间产在脂肪酸合成过程中，中间产物一直与酶复合体中的两个巯物一直与酶复合体中的两个巯基中的一个共价连接。一个为基中的一个共价连接。一个为-酮脂酰酮脂酰-ACP合酶（合酶（

40、KS）上）上的巯基，一个在酰基载体蛋白的巯基，一个在酰基载体蛋白（ACP）上的巯基。）上的巯基。第57页/共112页58ACPACP犹如一个转动的手臂，以其末端的巯基携带脂酰犹如一个转动的手臂，以其末端的巯基携带脂酰基依次转到各酶的活性中心，从而发生各种反应。基依次转到各酶的活性中心，从而发生各种反应。第58页/共112页59脊椎动物中脂肪酸合成酶二聚体脊椎动物中脂肪酸合成酶二聚体1：乙酰转移酶：乙酰转移酶2：丙二酰转移酶：丙二酰转移酶3：酮脂酰合成酶酮脂酰合成酶4：酮脂酰还原酶酮脂酰还原酶5：水化酶：水化酶6：烯酰还原酶：烯酰还原酶7：硫酯酶：硫酯酶Pan：4磷酸泛酰氨基磷酸泛酰氨基乙硫醇乙

41、硫醇12第59页/共112页60III.合成过程合成过程第60页/共112页61乙酰CoA的乙酰基转到-酮脂酰-ACP合酶（KS）的巯基，该反应由乙酰CoA:ACP转脂酰基酶（AT）催化准备阶段引物第61页/共112页62丙二酸单酰CoA的丙二酸单酰基团转到ACP的巯基上，该反应由丙二酸单酰CoA:ACP转移酶（MT）催化准备阶段直接供体第62页/共112页63活化的乙酰基与丙二酸单酰基缩合形成乙酰乙酰ACP，同时产生CO2。该反应由-酮脂酰-ACP合酶（KS）催化。第一步反应缩合反应第63页/共112页64第二步反应羰基还原乙酰乙酰ACP在-酮脂酰-ACP还原酶（KR）的作用下，由NADPH

42、提供还原力，形成-羟丁酰-ACP。第64页/共112页65第三步反应脱水-羟丁酰-ACP在-羟脂酰-ACP脱水酶（HD）的作用下，脱水形成丁烯酰-ACP。第65页/共112页66第四步反应双键还原丁烯酰-ACP在烯酰-ACP还原酶（ER）的作用下，还原成丁酰-ACP(饱和）。电子供体为NADPH。第66页/共112页67丁酰从ACP的巯基转移至-酮脂酰-ACP合酶（KS）的巯基上（该位置最初结合乙酰基）。第67页/共112页68乙酰乙酰CoA-ACPCoA-ACP转乙酰酶转乙酰酶丙二酸单酰丙二酸单酰CoACoAACPACP转酰基酶转酰基酶方向：烷端羧基端第68页/共112页69缩合 CO2 还

43、原 NADPH+HNADPH+H+NADP+脱水 H2O 再还原再还原 NADPH+HNADPH+H+NADPNADP+合成在合成在ACPACP上进行上进行乙酰乙酰乙酰乙酰ACPACP-羟丁酰羟丁酰ACPACP-丁烯酰丁烯酰ACPACP丁酰丁酰ACPACP1 1次循环次循环第69页/共112页70转转 位位 转转 位位 HS转移至-酮脂酰-ACP合酶（KS）的巯基上第70页/共112页71经经过过7 7轮轮循循环环反反应应，每每次次加加上上一一个个丙丙二二酰酰基，增加两个碳原子，最终释放出软酯酸。基，增加两个碳原子，最终释放出软酯酸。第71页/共112页72 iviv、水解、水解脂酰脂酰ACP

44、 硫酯酶硫酯酶脂肪酸脂肪酸第72页/共112页73第73页/共112页74 1 1、共、共7 7次循环次循环软酯酰软酯酰-ACP-ACP软酯酸（硫解酶），每次循环包括：软酯酸（硫解酶），每次循环包括：酮合成，酮还原，羟脱水，烯还原酮合成，酮还原，羟脱水，烯还原总总计计：1 1个个AC-ACP+7个个丙丙二二酰酰-ACP+7ATP+7 2NADPH2 V.脂肪酸合成总结脂肪酸合成总结第74页/共112页752 2、原料、引物：、原料、引物：Ac CoA 原料活化形式，直接供体：原料活化形式，直接供体：丙二酰丙二酰CoA 3 3、生长方向：、生长方向：烷端烷端羧基端羧基端 4 4、合成酶是多酶复合

45、体、合成酶是多酶复合体5 5、调控位点就是调控位点就是乙酰乙酰CoA羧化酶催化生成脂酰羧化酶催化生成脂酰CoA的反应的反应。第75页/共112页76 6 6、与、与氧化区别：氧化区别：a.a.胞内部位不同（胞内部位不同（Cyt,MitCyt,Mit）b.b.酰基载体不同（酰基载体不同（ACPACP，CoACoA）c.c.二二 C C单单 位位 加加 入入 和和 减减 法法 不不 同同 （丙二酰（丙二酰-CoA -CoA ，AcCoAAcCoA）d.d.递递H H体不同（体不同（NADPHNADPH2 2，FADFAD、NADNAD+）e.e.酶不同（复合体，非复合体）酶不同（复合体，非复合体）

46、f.f.产物：软酯酰产物：软酯酰ACPACP，AcCoAAcCoA 第76页/共112页软脂酸合成与分解的区别软脂酸合成与分解的区别区别点区别点合成合成分解分解亚细胞部位亚细胞部位胞液胞液线粒体线粒体酰基载体酰基载体ACPACPCoACoA二碳片段二碳片段丙二酰丙二酰CoACoA乙酰乙酰CoACoA还原当量还原当量NADPHNADPHFADFAD、NADNAD+能量变化能量变化消耗消耗7 7ATPATP14NADPH14NADPH产生产生1 106ATP06ATP限速酶限速酶乙酰乙酰CoACoA羧化酶羧化酶脂酰脂酰CoACoA合成酶合成酶第77页/共112页7、脂肪酸的生物合成受到严格调控、脂

47、肪酸的生物合成受到严格调控当细胞或生物体有充足的能量满足其代谢需要时，过量的能源一般转化为脂肪酸当细胞或生物体有充足的能量满足其代谢需要时，过量的能源一般转化为脂肪酸并以诸如三酰甘油的形式贮存脂质。并以诸如三酰甘油的形式贮存脂质。第78页/共112页792 2、脂酸碳链的延长、脂酸碳链的延长第79页/共112页80第80页/共112页81 合成部位合成部位合成部位合成部位 内质网内质网内质网内质网 线粒体线粒体线粒体线粒体 二碳单位供体二碳单位供体 丙二酰丙二酰CoA 乙酰乙酰CoA 供氢体供氢体 NADPH+H+NADPH+H+合成过程类似合成过程类似 软脂酸合成软脂酸合成 -氧化的逆过程氧

48、化的逆过程 酰基载体酰基载体 CoA CoA 产物产物 可达可达24碳碳 可达可达2426碳碳 硬脂酸为主硬脂酸为主 硬脂酸为主硬脂酸为主 脂酸碳链的加长：第81页/共112页82不饱和脂肪酸的合成不饱和脂肪酸的合成(Desaturation)Desaturation)不饱和脂肪酸有：软油酸、油酸、不饱和脂肪酸有：软油酸、油酸、亚油酸、亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸（必需脂肪酸）亚麻酸、花生四烯酸（必需脂肪酸）必需脂肪酸：必需脂肪酸：维持哺乳动物正常生长所需维持哺乳动物正常生长所需而体内又不能合成的脂肪酸。而体内又不能合成的脂肪酸。包括包括亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸。亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸。3

49、 3、不饱和脂酸的合成、不饱和脂酸的合成第82页/共112页83动物：动物：有有4、5、8、9去饱和酶（去饱和酶（缺乏缺乏9 9以上去饱和酶）以上去饱和酶），镶嵌在内质，镶嵌在内质网上，脱氢过程有线粒体外电子传网上，脱氢过程有线粒体外电子传递系统参与。递系统参与。植物：植物：有有9 9、1212、1515 去饱和酶去饱和酶H+NADH NADNAD+E-FAD E-FADH2 Fe2+Fe3+Fe2+Fe3+油酰油酰CoA+2H2O 硬脂酰硬脂酰CoA+O2 NADH-cytbNADH-cytb5 5 还原酶还原酶还原酶还原酶去饱和酶去饱和酶去饱和酶去饱和酶 CytbCytb5 5 第83页/

50、共112页软脂酸软脂酸去饱和去饱和延长延长硬脂酸硬脂酸油酸油酸亚油酸亚油酸-亚麻酸亚麻酸棕榈油酸棕榈油酸-亚麻酸亚麻酸二十碳三烯酸二十碳三烯酸花生四烯酸花生四烯酸其他不饱和脂肪酸其他不饱和脂肪酸更长饱和脂肪酸更长饱和脂肪酸延长延长延长延长去饱和去饱和去饱和去饱和（仅限植物）（仅限植物）去饱和去饱和去饱和去饱和去饱和去饱和（仅限植物）（仅限植物）第84页/共112页85脂肪酸合成的调控脂肪酸合成的调控第85页/共112页86第86页/共112页87（二）脂肪的合成（二）脂肪的合成磷酸甘油磷酸甘油脂酰脂酰CoACoA 三酰甘油三酰甘油三酰甘油三酰甘油（肝脏，脂肪组织，小肠）甘油甘油 +ATP+AT