脂質(zhì)代謝課件002

第七章脂類代謝第七章脂類代謝1本章要求

本章主要學(xué)習(xí)脂類（主要是脂肪）物質(zhì)在生物體的分解及合成代謝。要求重點(diǎn)掌握脂肪酸在生物體內(nèi)的氧化分解途徑—β-氧化和從頭合成途徑，了解脂類物質(zhì)的功能和其他的氧化分解途徑。本章要求2目錄第一節(jié)生物體內(nèi)的脂類第二節(jié)脂肪的分解代謝第三節(jié)脂肪的生物合成第四節(jié)磷脂和糖脂的代謝(自學(xué))第五節(jié)膽固醇的代謝(自學(xué))目錄第一節(jié)生物體內(nèi)的脂類3第一節(jié)生物體內(nèi)的脂類第一節(jié)生物體內(nèi)的脂類4脂類（lipid）亦譯為脂質(zhì)或類脂，是一類低溶于水而高溶于非極性溶劑的生物有機(jī)分子。其化學(xué)本質(zhì)是脂肪酸和醇所形成的酯類及其衍生物。脂肪酸多為4碳以上的長(zhǎng)鏈一元羧酸醇成分包括甘油、鞘氨醇、高級(jí)一元醇和固醇。脂類的元素組成主要是CHO,有些尚含NSP。脂類的基本概念脂類（lipid）亦譯為脂質(zhì)或類脂，是一類低溶于水而高5第八章脂質(zhì)代謝課件6脂的分類(1)單純脂——是脂肪酸和醇類所形成的酯，其中典型的為甘油三酯(脂肪)。(2)復(fù)合脂——除醇類、脂肪酸外還含有其它物質(zhì)，如磷酸、含氮化合物、糖基及其衍生物、鞘氨醇及其衍生物等。(3)其它脂——為一類不含有脂肪酸、非皂化的脂，包括萜類和甾類化合物等。脂的分類(1)單純脂——是脂肪酸和醇類所形成的酯，其中7單純脂類

1.概念單純脂類是由脂肪酸和醇形成的酯2.種類(2)蠟（1）?；视王渭冎?/p>

1.概念單純脂類是2.種類(2)蠟8O=—O=—CH2—O—C—R1R2—C—O—C—HCH2—O—C—R3O=R1、R2、R3可以相同，也可以不全相同甚至完全不同，R2多是不飽和的。重要脂類：甘油三酯甘油三酯O=—O=—CH2—O—C—R1R2—C—O—C—HCH29甘油三脂中脂肪酸不飽和的較多時(shí)，在室溫下呈液態(tài)，稱為油。反之，則呈固態(tài)，稱為脂。甘油三脂又稱油脂。注意！甘油三脂中脂肪酸不飽和的較多時(shí)，在室溫下呈液態(tài)，稱為10蠟主要存在于毛發(fā)、皮膚、葉子、果實(shí)以及昆蟲外骨骼等的表面，但也有分散于細(xì)胞中的，如蜂蠟。主要是含14至36個(gè)碳原子的飽和或不飽和脂肪酸與含16至30個(gè)碳原子的一元醇所形成的脂。蠟主要存在于毛發(fā)、皮膚、葉子、果實(shí)以及昆蟲外骨骼等的表11復(fù)合脂類1.概念2.種類復(fù)合脂是指除脂肪酸與醇組成的酯外,分子內(nèi)還含有其它成分的脂類。(1)磷脂(2)糖脂和硫脂復(fù)合脂類1.概念2.種類復(fù)合脂是指除脂(112復(fù)合脂

磷酸甘油脂，又稱甘油磷脂，是最具有代表性的復(fù)合脂，廣泛存在于動(dòng)物、植物和微生物。磷脂甘油脂是細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)重要的組分之一，在動(dòng)物的腦、心、腎、肝、骨髓、卵以及植物的種子和果實(shí)中含量較為豐富。最簡(jiǎn)單的磷酸甘油脂結(jié)構(gòu)如圖復(fù)合脂磷酸甘油脂，又稱甘油磷脂，是最具有代表性13非皂化脂類1.概念2.種類

即異戊二烯脂類，它不含脂肪酸，不能進(jìn)行皂化（1）甾醇類（固醇）（2）萜類化合物（具有(C5H8)n通式）非皂化脂類1.概念2.種類即異戊14

酯(尤指羧酸酯)在堿的作用下水解生成羧酸鹽和醇的反應(yīng)。

酯(尤指羧酸酯)在堿的作用下水解生成羧酸鹽和醇的反應(yīng)。

15.脂類的生理功能（1）結(jié)構(gòu)組分其中的磷脂是構(gòu)成細(xì)胞生物膜的重要結(jié)構(gòu)物質(zhì)。現(xiàn)代研究表明，細(xì)胞質(zhì)膜是細(xì)胞的界膜，控制著細(xì)胞內(nèi)外所有物質(zhì)的出入。同時(shí)，細(xì)胞質(zhì)膜上各種脂、蛋白質(zhì)、糖等表面復(fù)合物質(zhì)的存在與細(xì)胞的識(shí)別、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、種質(zhì)特異性和組織免疫等有密切關(guān)系。因此，生物膜對(duì)細(xì)胞的生命活動(dòng)具有特別重要的作用；

.脂類的生理功能（1）結(jié)構(gòu)組分其中的磷脂是構(gòu)成細(xì)16（2）儲(chǔ)存能源在高等動(dòng)物體中，甘油三酯主要積累在皮下組織、腸間膜內(nèi)等，動(dòng)物的血液、淋巴液、肝臟、骨髓等中也都儲(chǔ)藏一定量的脂肪。植物的甘油三酯多存在于種子和果實(shí)中，一些油料作物種子的含油量高達(dá)3050%。甘油脂通過氧化可以供給人類及動(dòng)植物生命過程所需的熱能。1g甘油脂在體內(nèi)氧化可產(chǎn)生39kJ的熱量，比碳水化合物和蛋白質(zhì)在同樣條件下的熱量約高一倍；

（2）儲(chǔ)存能源在高等動(dòng)物體中，甘油三酯主要積累在皮17(3)許多脂類物質(zhì)行使著各種重要特殊的生理功能。這些物質(zhì)包括某些維生素和激素等。例如，萜類化合物中包含著維生素A、維生素D、維生素E和維生素K，它們是調(diào)節(jié)生理代謝重要的活性物質(zhì)。還有定位在質(zhì)膜上磷脂化合物，如磷脂酰肌醇、N-磷脂酰乙醇胺等是調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育、抗逆境反應(yīng)的脂質(zhì)信號(hào)分子。

(3)許多脂類物質(zhì)行使著各種重要特殊的生理功能。這些物質(zhì)包18第二節(jié)脂肪的分解代謝第二節(jié)脂肪的分解代謝19第八章脂質(zhì)代謝課件20甘油在甘油激酶的催化下，被磷酸化成3-磷酸甘油，然后氧化脫氫生成磷酸二羥丙酮。甘油的代謝其反應(yīng)如下：甘油在甘油激酶的催化下，被磷酸化成3-磷酸甘油，然后氧化脫氫21其中第一步反應(yīng)需要消耗ATP，而第二步反應(yīng)可生成還原輔酶Ⅰ。磷酸二羥丙酮為磷酸丙糖，是糖酵解途徑的中間產(chǎn)物，因此既可以繼續(xù)氧化，經(jīng)丙酮酸進(jìn)入三羧酸循環(huán)徹底氧化成CO2和水，又可經(jīng)糖異生作用合成葡萄糖，乃至合成多糖。其中第一步反應(yīng)需要消耗ATP，而第二步反應(yīng)可生成還原輔酶Ⅰ22

脂肪酸的氧化一、脂肪酸的-氧化途徑二、脂肪酸的a-氧化途徑三.脂肪酸的-氧化途徑脂肪酸的氧化一、脂肪酸的-氧化途徑二、脂肪酸的a-氧化23-氧化作用的提出是在十九世紀(jì)初，F(xiàn)ranzKnoop在此方面作出了關(guān)鍵性的貢獻(xiàn)。他將末端甲基上連有苯環(huán)的脂肪酸飼喂狗，然后檢測(cè)狗尿中的產(chǎn)物。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，食用含偶數(shù)碳的脂肪酸的狗的尿中有苯乙酸的衍生物苯乙尿酸，而食用含奇數(shù)碳的脂肪酸的狗的尿中有苯甲酸的衍生物馬尿酸。Knoop由此推測(cè)無論脂肪酸鏈的長(zhǎng)短，脂肪酸的降解總是每次水解下兩個(gè)碳原子。-氧化作用的提出是在十九世紀(jì)初，F(xiàn)ranz24第八章脂質(zhì)代謝課件25

據(jù)此，Knoop提出脂肪酸的氧化發(fā)生在-碳原子上，而后Ca與C之間的鍵發(fā)生斷裂，從而產(chǎn)生二碳單位，此二碳單位Knoop推測(cè)是乙酸。

以后的實(shí)驗(yàn)證明Knoop推測(cè)的準(zhǔn)確性，由此提出了脂肪酸的

-氧化作用。

-氧化作用是指脂肪酸在-碳原子上進(jìn)行氧化，然后a-碳原子和

-碳原子之間鍵發(fā)生斷裂。每進(jìn)行一次-氧化作用，分解出一個(gè)二碳片段，生成較原來少兩個(gè)碳原子的脂肪酸。據(jù)此，Knoop提出脂肪酸的氧化發(fā)生在-碳原子上26b-氧化作用的部位：油料作物種子萌發(fā)時(shí)乙醛酸循環(huán)體(glyoxysome，簡(jiǎn)稱乙醛酸體)

線粒體基質(zhì)matrixb-氧化作用的部位：油料作物種子萌發(fā)時(shí)乙醛酸循環(huán)體(glyo271.脂肪酸-氧化的過程

(1)脂肪酸的活化

(2)脂肪酸的轉(zhuǎn)運(yùn)

(3)b-氧化1.脂肪酸-氧化的過程(1)脂肪酸的活化(2)28(1)脂肪酸的活化脂肪酸的活化是指脂肪酸的羧基與CoA酯化成脂酰CoA的過程。反應(yīng)如下：(1)脂肪酸的活化脂肪酸的活化是指脂肪酸的羧基與29脂肪酸的活化需要ATP的參與。每活化1分子脂肪酸，需要1分子ATP轉(zhuǎn)化為AMP，即要消耗2個(gè)高能磷酸鍵。這可以折算成需要2分子ATP水解成ADP。在體內(nèi)，焦磷酸很快被磷酸酶水解，使得反應(yīng)不可逆。脂肪酸的活化需要ATP的參與。每活化1分子脂肪酸，需要1分子30(2)肉堿轉(zhuǎn)運(yùn)

脂肪酸的

-氧化作用通常是在線粒體的基質(zhì)中進(jìn)行的，中、短鏈脂肪酸可直接穿過線粒體內(nèi)膜，而長(zhǎng)鏈脂肪酸需依靠肉堿（也叫肉毒堿）攜帶，以脂酰肉堿的形式跨越內(nèi)膜而進(jìn)入基質(zhì)，故稱肉堿轉(zhuǎn)運(yùn)。(2)肉堿轉(zhuǎn)運(yùn)脂肪酸的-氧化作用通常是在線粒體的31肉毒堿是季胺類化合物，是一種人體必需的營(yíng)養(yǎng)素，有著重要的生物學(xué)功能和臨床應(yīng)用價(jià)值。近年來肉毒堿在心腦血管疾病、消化疾病、兒童疾病的預(yù)防和治療，以及血液透析病人的營(yíng)養(yǎng)支持和運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域已得到廣泛的研究和應(yīng)用。肉毒堿是季胺類化合物，是一種人體必需的營(yíng)養(yǎng)素，有著重32酯酰CoA進(jìn)入線粒體基質(zhì)示意圖

N+(CH3)3CH2HO-CH2COO-肉毒堿酯酰肉毒堿

OR-CN+(CH3)3CH2-O-CH2COO-酯酰肉毒堿CoASH

OR-C-S-CoA

OR-C-OHATPCoASHADP+PPiCoASH肉毒堿

OR-C-S-CoAβ-氧化線粒體內(nèi)膜內(nèi)側(cè)外側(cè)載體肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅱ酯酰CoA進(jìn)入線粒體基質(zhì)示意圖

N+(CH3)3肉毒堿33其中的肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ和Ⅱ是一組同工酶。前者在線粒體外催化脂酰CoA上的脂酰基轉(zhuǎn)移給肉堿，生成脂酰肉堿；后者則在線粒體內(nèi)將運(yùn)入的脂酰肉堿上的脂?；匦罗D(zhuǎn)移至CoA，游離的肉堿被運(yùn)回內(nèi)膜外側(cè)循環(huán)使用。其中的肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ和Ⅱ是一組同工酶。前者在線粒體外催化脂34(3)β-氧化的歷程脂酰CoA進(jìn)入線粒體后，經(jīng)歷多次b-氧化作用而逐步降解成多個(gè)二碳單位——乙酰CoA。每次b-氧化作用包括四個(gè)步驟。(3)β-氧化的歷程脂酰CoA進(jìn)入線粒體后，經(jīng)歷多次b-氧35

-氧化過程由四個(gè)連續(xù)的酶促反應(yīng)組成：①脫氫；②水化；③再脫氫；④硫解。-氧化過程由四個(gè)連續(xù)的酶促反應(yīng)組成：36（1）脫氫脂酰CoA經(jīng)脂酰CoA脫氫酶催化，在其α和β碳原子上脫氫，生成△2反烯脂酰CoA，該脫氫反應(yīng)的輔基為FAD。（1）脫氫脂酰CoA經(jīng)脂酰CoA脫氫酶催化，在其α和β37（2）加水（水合反應(yīng)）△2反烯脂酰CoA在△2反烯脂酰CoA水合酶催化下，在雙鍵上加水生成L-β-羥脂酰CoA。（2）加水（水合反應(yīng)）△2反烯脂酰CoA在△2反烯脂酰38（3）脫氫L-β-羥脂酰CoA在L-β-羥脂酰CoA脫氫酶催化下，脫去β碳原子與羥基上的氫原子生成β-酮脂酰CoA，該反應(yīng)的輔酶為NAD+。（3）脫氫L-β-羥脂酰CoA在L-β-羥脂酰CoA脫39（4）硫解在β-酮脂酰CoA硫解酶催化下，β-酮脂酰CoA與CoA作用，硫解產(chǎn)生1分子乙酰CoA和比原來少兩個(gè)碳原子的脂酰CoA。（4）硫解在β-酮脂酰CoA硫解酶催化下，β-酮脂酰C40第八章脂質(zhì)代謝課件41對(duì)于長(zhǎng)鏈脂肪酸，需要經(jīng)過多次β-氧化作用，每次降解下一個(gè)二碳單位，直至成為二碳（當(dāng)脂肪酸含偶數(shù)碳時(shí)）或三碳（當(dāng)脂肪酸含奇數(shù)碳時(shí)）的脂酰CoA。對(duì)于長(zhǎng)鏈脂肪酸，需要經(jīng)過多次β-氧化作用，每次降解下一個(gè)二碳42下圖是軟脂酸（棕櫚酸C15H31COOH）的b-氧化過程，它需經(jīng)歷七輪b-氧化作用而生成8分子乙酰CoA。2.偶數(shù)碳飽和脂肪酸的氧化下圖是軟脂酸（棕櫚酸C15H31COOH）的b-氧化過程，43對(duì)于偶數(shù)碳飽和脂肪酸，β-氧化過程的化學(xué)計(jì)量：脂肪酸在β-氧化作用前的活化作用需消耗能量，即1分子ATP轉(zhuǎn)變成了AMP，消耗了2個(gè)高能磷酸鍵，相當(dāng)于2分子ATP。在β-氧化過程中，每進(jìn)行一輪，使1分子FAD還原成FADH2、1分子NAD+還原成NADH，兩者經(jīng)呼吸鏈可分別生成1.5分子和2.5分子ATP，因此每輪β-氧化作用可生成4分子ATP。β-氧化作用的產(chǎn)物乙酰CoA可通過三羧酸循環(huán)而徹底氧化成CO2和水，同時(shí)每分子乙酰CoA可生成10分子ATP。對(duì)于偶數(shù)碳飽和脂肪酸，β-氧化過程的化學(xué)計(jì)量：44在油料種子萌發(fā)時(shí)乙醛酸體中通過b-氧化產(chǎn)生的乙酰CoA一般不用作產(chǎn)能形成ATP，而是通過乙醛酸循環(huán)（見后）轉(zhuǎn)變成琥珀酸，再經(jīng)糖的異生作用轉(zhuǎn)化成糖。1分子軟脂酸徹底氧化生成ATP的分子數(shù)一次活化作用-27輪b-氧化作用+4×7=+288分子乙酰CoA的氧化+10×8=+80總計(jì)+1062.偶數(shù)碳飽和脂肪酸的氧化在油料種子萌發(fā)時(shí)乙醛酸體中通過b-氧化產(chǎn)生的乙酰CoA一般不45大多數(shù)脂肪酸含偶數(shù)碳原子，它們通過b-氧化可全部轉(zhuǎn)變成乙酰CoA，但一些植物和海洋生物能合成奇數(shù)碳脂肪酸，它們?cè)谧詈笠惠哹-氧化作用后，產(chǎn)生丙酰CoA。3.奇數(shù)碳鏈脂肪酸的氧化丙酰CoA的代謝在動(dòng)物體內(nèi)依照如下圖所示的途徑進(jìn)行，先進(jìn)行羧化，然后經(jīng)過兩次異構(gòu)化，形成琥珀酰CoA。從而進(jìn)入三羧酸循環(huán)。大多數(shù)脂肪酸含偶數(shù)碳原子，它們通過b-氧化可全部轉(zhuǎn)變成乙酰C46油酰CoA的氧化油酰CoA的氧化47脂肪酸在一些酶的催化下，在a-碳原子上發(fā)生氧化作用，分解出一個(gè)一碳單位CO2，生成縮短了一個(gè)碳原子的脂肪酸。這種氧化作用稱為脂肪酸的a-氧化作用。二.脂肪酸的a-氧化途徑a-氧化作用是1956年由P.K.Stumpf首先在植物種子和葉片中發(fā)現(xiàn)的，后來在動(dòng)物腦和肝細(xì)胞中也發(fā)現(xiàn)了脂肪酸的這種氧化作用。脂肪酸在一些酶的催化下，在a-碳原子上發(fā)生氧化作用，分解出一48該途徑以游離脂肪酸作為底物，在a-碳原子上發(fā)生羥化（-OH）或氫過氧化（-OOH），然后進(jìn)一步氧化脫羧，其可能的機(jī)理下圖所示。該途徑以游離脂肪酸作為底物，在a-碳原子上發(fā)生羥化（-OH）49a-氧化作用對(duì)于生物體內(nèi)

奇數(shù)碳脂肪酸的形成；含甲基的支鏈脂肪酸的降解；過長(zhǎng)的脂肪酸（如C22、C24）的降解起著重要的作用哺乳動(dòng)物將綠色蔬菜中植醇降解就是通過這種途徑而實(shí)現(xiàn)的a-氧化作用對(duì)于生物體內(nèi)50脂肪酸降解的主要產(chǎn)物乙酰CoA的去路？脂肪酸降解的主要產(chǎn)物乙酰CoA的去路？51有不少的細(xì)菌、藻類或處于一定生長(zhǎng)階段的高等植物（如正在萌發(fā)的油料種子），脂肪酸降解的主要產(chǎn)物乙酰CoA還可以通過另外一條途徑——乙醛酸循環(huán)（glyoxylatecycle），將2分子乙酰CoA合成1分子四碳化合物琥珀酸。1乙醛酸循環(huán)有不少的細(xì)菌、藻類或處于一定生長(zhǎng)階段的高等植物（如正在萌發(fā)的52乙醛酸循環(huán)從草酰乙酸和乙酰-CoA開始，形成檸檬酸后，異構(gòu)化成異檸檬酸。與三羧酸循環(huán)不同的是異檸檬酸不經(jīng)脫羧，而是被異檸檬酸裂解酶裂解成琥珀酸及乙醛酸。乙醛酸與另一個(gè)乙酰-CoA縮合形成蘋果酸，此反應(yīng)由蘋果酸合酶催化，最后同三羧酸循環(huán)一樣，蘋果酸氧化成草酰乙酸，進(jìn)入下一次循環(huán)。乙醛酸循環(huán)從草酰乙酸和乙酰-CoA開始，形成檸檬酸后，異構(gòu)53CoASH檸檬酸合成酶順烏頭酸酶乙醛酸循環(huán)反應(yīng)歷程N(yùn)AD+NADH蘋果酸脫氫酶草酰乙酸

OCH3-C~SCoACoASH

OCH3-C~SCoACOO-CH2CH2COO-琥珀酸異檸檬酸裂解酶蘋果酸合成酶

O

OH-C-C~OH乙醛酸CoASH檸檬酸合成酶順烏頭酸酶乙醛酸循環(huán)反應(yīng)歷程N(yùn)AD+54乙醛酸循環(huán)的凈結(jié)果是把兩分子乙酰CoA轉(zhuǎn)變成一分子琥珀酸。其總反應(yīng)為：乙醛酸循環(huán)的凈結(jié)果是把兩分子乙酰CoA轉(zhuǎn)變成一分子琥珀酸。其55乙醛酸循環(huán)與三羧酸循環(huán)相比，可以看成是三羧酸循環(huán)的一個(gè)支路，它在異檸檬酸處分支，繞過了三羧酸循環(huán)的兩步脫羧反應(yīng)，因而不發(fā)生氧化降解。參與乙醛酸循環(huán)的酶除了異檸檬酸裂解酶和蘋果酸合酶外，其余的酶都與三羧酸循環(huán)的酶相同。異檸檬酸裂解酶和蘋果酸合酶是乙醛酸循環(huán)的關(guān)鍵酶。乙醛酸循環(huán)與三羧酸循環(huán)相比，可以看成是三羧酸循環(huán)的一個(gè)支路，56乙醛酸循環(huán)的生物學(xué)意義乙醛酸循環(huán)不存在于動(dòng)物及高等植物的營(yíng)養(yǎng)器官內(nèi)，它存在于一些細(xì)菌、藻類和油料植物種子的乙醛酸體中。油料植物的種子中主要的貯藏物質(zhì)是脂肪，在種子萌發(fā)時(shí)乙醛酸體大量出現(xiàn)，由于它含有脂肪分解和乙醛酸循環(huán)的整套酶系，因此可以將脂肪分解，并將分解產(chǎn)物乙酰CoA轉(zhuǎn)變?yōu)殓晁帷Ｒ胰┧嵫h(huán)的生物學(xué)意義乙醛酸循環(huán)不存在于動(dòng)物及高等植物的營(yíng)57由乙醛酸循環(huán)轉(zhuǎn)變成的琥珀酸，需要在線粒體中通過三羧酸循環(huán)的部分反應(yīng)轉(zhuǎn)化為蘋果酸，然后進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，沿糖異生途徑轉(zhuǎn)變成糖類。乙醛酸循環(huán)中有蘋果酸中間體，它也可以到細(xì)胞質(zhì)中異生成糖，但它需要及時(shí)回補(bǔ)，以保證循環(huán)的正常進(jìn)行，這仍來自循環(huán)的產(chǎn)物琥珀酸在線粒體中的轉(zhuǎn)變。

由乙醛酸循環(huán)轉(zhuǎn)變成的琥珀酸，需要在線粒體中通過三羧酸循環(huán)的部58琥珀酸可異生成糖并以蔗糖的形式運(yùn)至種苗的其它組織供給它們生長(zhǎng)所需的能源和碳源；而當(dāng)種子萌發(fā)終止、貯脂耗盡，同時(shí)葉片能進(jìn)行光合作用時(shí)，植物的能源和碳源可以由太陽(yáng)光和CO2獲得時(shí)，乙醛酸體的數(shù)量迅速下降以至完全消失。對(duì)于一些細(xì)菌和藻類，乙醛酸循環(huán)使它們能以乙酸鹽為能源和碳源生長(zhǎng)。琥珀酸可異生成糖并以蔗糖的形式運(yùn)至種苗的其它組織供給它們生長(zhǎng)59第三節(jié)脂肪的生物合成第三節(jié)脂肪的生物合成60一.甘油的合成由糖酵解的中間產(chǎn)物磷酸二羥丙酮還原而成。甘油的合成在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行。

事實(shí)上，在甘油和脂肪酸縮合連結(jié)成脂肪時(shí)，所需要的是3-磷酸甘油，而不是游離的甘油。一.甘油的合成由糖酵解的中間產(chǎn)物磷酸二羥丙酮還原而成。61二.脂肪酸的合成

飽和脂肪酸的從頭合成脂肪酸碳鏈的延長(zhǎng)不飽和鍵的形成二.脂肪酸的合成飽和脂肪酸的從頭合成62(一)脂肪酸的從頭合成原料：乙酰CoA

產(chǎn)物：不超過16碳的飽和脂肪酸部位：動(dòng)物體——細(xì)胞質(zhì)植物體——葉綠體和前質(zhì)體

(一)脂肪酸的從頭合成原料：乙酰CoA

產(chǎn)物：不超過16碳631.脂肪酸從頭合成的過程(1)乙酰CoA的來源和轉(zhuǎn)運(yùn)乙酰CoA在線粒體產(chǎn)生，來自丙酮酸氧化脫羧及氨基酸的氧化。乙酰CoA不能直接穿過線粒體內(nèi)膜，需要通過“檸檬酸穿梭”的方式從線粒體基質(zhì)到達(dá)細(xì)胞質(zhì)，才能用于合成脂肪酸。1.脂肪酸從頭合成的過程(1)乙酰CoA的來源和轉(zhuǎn)運(yùn)64線粒體基質(zhì)內(nèi)膜胞液HSCoA檸檬酸草酰乙酸檸檬酸合酶H2O+乙酰CoAHSCoA+ATP檸檬酸裂解酶草酰乙酸乙酰CoA+ADP+Pi丙酮酸NADH+H+蘋果酸脫氫酶蘋果酸NAD+ADP+Pi丙酮酸羧化酶

ATP+CO2檸檬酸蘋果酸酶NADP+NADPH+H++CO2丙酮酸蘋果酸NAD+NADH+H+蘋果酸脫氫酶

1.乙酰CoA轉(zhuǎn)運(yùn)出線粒體：線粒體基質(zhì)內(nèi)65(2)丙二酸單酰CoA的形成

在脂肪酸的從頭合成過程中，參入脂肪酸鏈的二碳單位的直接提供者并不是乙酰CoA，而是乙酰CoA的羧化產(chǎn)物——丙二酸單酰CoA（malonyl-CoA）。(2)丙二酸單酰CoA的形成在脂肪酸的從頭合成過程66乙酰CoA羧化酶的組成在原核生物中，由三個(gè)不同亞基組成三元多酶復(fù)合體—

生物素羧基載體蛋白（BCCP）

生物素羧化酶

羧基轉(zhuǎn)移酶在動(dòng)物及高等植物體內(nèi)，乙酰CoA羧化酶是由多個(gè)亞基組成的寡聚酶，每個(gè)亞基兼具上述的三種催化活性，但只有當(dāng)它們聚合成完整的寡聚酶后才有活性。

乙酰CoA羧化酶的組成在原核生物中，由三個(gè)不同亞基組67大多數(shù)植物質(zhì)體的乙酰CoA羧化酶由BCCP、BC、α-CT和β-CT4個(gè)亞基組成，細(xì)胞溶膠中的乙酰CoA羧化酶為多功能亞基的二聚體；禾本科植物質(zhì)體和細(xì)胞溶膠中的乙酰CoA羧化酶都是多功能亞基的二聚體。大多數(shù)植物質(zhì)體的乙酰CoA羧化酶由BCCP、BC、α-CT和68乙酰CoA的羧化為不可逆反應(yīng)，是脂肪酸合成的限速步驟，故乙酰CoA羧化酶的活性高低控制著脂肪酸合成的速度。

影響乙酰CoA羧化酶活性的因素：（在動(dòng)物體中）

檸檬酸：促進(jìn)無活性的單體聚合成有活性的全酶，從而加速脂肪酸的合成；

軟脂酰CoA：促使全酶的解體，因而抑制脂肪酸的合成。乙酰CoA的羧化為不可逆反應(yīng)，是脂肪酸合成的限速步驟，69(3)脂肪酸合酶系統(tǒng)（fattyacidsynthasesystem，F(xiàn)AS）FAS的組成①乙酰CoA-ACP轉(zhuǎn)移酶②丙二酸單酰CoA-ACP轉(zhuǎn)移酶③-酮脂酰-ACP合酶④-酮脂酰-ACP還原酶⑤-羥脂酰-ACP脫水酶⑥烯脂酰-ACP還原酶⑦ACP——脂?；d體蛋白(3)脂肪酸合酶系統(tǒng)（fattyacidsynth70脂肪酸合酶①②③④⑤⑥中央SH外圍巰基SH⑥①②③④⑤ACP①乙酰CoA:ACP轉(zhuǎn)移酶②丙二酸單酰CoA:ACP轉(zhuǎn)移酶③β-酮脂酰-ACP合酶④β-酮脂酰-ACP還原酶

⑤β-羥脂酰-ACP脫水酶⑥烯脂酰-ACP還原酶

脂肪酸合酶①②③④⑤⑥中央SH外圍巰基SH⑥①②③④⑤ACP71ACP：不同生物體中的ACP十分相似：大腸桿菌中的ACP是一個(gè)由77個(gè)氨基酸殘基組成的熱穩(wěn)定蛋白質(zhì)，在它的第36位絲氨酸殘基的側(cè)鏈上，連有輔基4'-磷酸泛酰巰基乙胺。ACP：不同生物體中的ACP十分相似：大腸桿菌中的ACP是一72ACP輔基猶如一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的手臂，以其末端的巰基攜帶著脂?；来无D(zhuǎn)到各酶的活性中心，從而發(fā)生各種反應(yīng)，如下圖所示。ACP輔基猶如一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的手臂，以其末端的巰基攜帶著脂73FAS上的活性巰基：（用于運(yùn)載脂酰基）中央巰基—ACP上的巰基；外圍巰基—b-酮脂酰-ACP合酶上的巰基，由該酶的一個(gè)Cys殘基提供。FAS上的活性巰基：（用于運(yùn)載脂酰基）74軟脂酸合成的反應(yīng)流程CH3CO-SHOOCCH2CO-SCH3CHCH2CO-S（β羥脂?；㏒HOHSHSHCH3CH=CHCO-S（烯丁?；㏒HSHSH

OCH3C-S||SHNADP+NADPH⑥HSCoA乙酰S~CoA

①丙二單酰-SCoACoASH②NADP+NADPH④H2O⑤③CO2軟脂酸H2O進(jìn)位鏈的延伸水解

OCH3C-S||SHCH3COCH2CO-S（β酮丁?；㏒HCH3CH2CH2CO-SSH①乙酰CoA:ACP轉(zhuǎn)移酶②丙二酸單酰CoA:ACP轉(zhuǎn)移酶③β-酮脂酰-ACP合酶④β-酮脂酰-ACP還原酶

⑤β-羥脂酰-ACP脫水酶⑥烯脂酰-ACP還原酶

軟脂酸合成的反應(yīng)流程CH3CO-SHOOCCH2CO-SCH75這樣由乙酰CoA作為二碳受體．丙二酸單酰ACP作為二碳供體，經(jīng)過縮合、還原、脫水、再還原幾個(gè)反應(yīng)步驟，即生成含4個(gè)碳原子的丁酰ACP。如果丁酰ACP再與丙二酸單酰ACP反應(yīng)，經(jīng)過上述重復(fù)的反應(yīng)步驟，即可得到己酰ACP。如此不斷地進(jìn)行循環(huán)，最終得到軟脂酰ACP。最后在硫脂酶的作用下，ACP上的脂?；虮晦D(zhuǎn)移到CoA上，或形成游離脂肪酸，或者直接用于合成磷脂酸。整個(gè)脂肪酸從頭合成過程可簡(jiǎn)示如下：這樣由乙酰CoA作為二碳受體．丙二酸單酰ACP作為76總反應(yīng)式8CH3-C～SCOA=O+7ATP+14NADPH++14H+CH3(

CH2)14COOH+14NADP+

+8CoASH+

7ADP

+7Pi+6H2O從頭合成與β氧化過程的區(qū)別（P230）總反應(yīng)式8CH3-C～SCOA=O+7ATP+14NADPH771.延長(zhǎng)發(fā)生的部位內(nèi)質(zhì)網(wǎng)動(dòng)物體線粒體植物體葉綠體或前質(zhì)體(二)脂肪酸碳鏈的延長(zhǎng)1.延長(zhǎng)發(fā)生的部位內(nèi)質(zhì)網(wǎng)動(dòng)物體線粒體植物體葉綠體或前質(zhì)體(二782.延長(zhǎng)過程該過程是以脂酰CoA（不是脂肪酸）作為起點(diǎn)(引物)，通過與從頭合成相似的步驟，即縮合→還原→脫水→再還原，逐步在羧基端增加二碳單位。

至于延長(zhǎng)的具體方式，在細(xì)胞的不同部位都不相同。2.延長(zhǎng)過程該過程是以脂酰CoA（不是脂肪酸）作為起點(diǎn)(引79線粒體中的延長(zhǎng)過程：相當(dāng)于脂肪酸b-氧化過程的逆轉(zhuǎn)，只是第二次還原反應(yīng)由還原酶而不是脫氫酶催化，電子載體為NADPH而不是FADH2；內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的延長(zhǎng)過程：與從頭合成過程相似，只是脂?；妮d體為CoA而不是ACP。1)動(dòng)物體中脂肪酸鏈的延長(zhǎng)線粒體中的延長(zhǎng)過程：相當(dāng)于脂肪酸b-氧化過程的逆轉(zhuǎn)，只是第二80植物的脂肪酸延長(zhǎng)系統(tǒng)有兩個(gè)——葉綠體或前質(zhì)體中的只負(fù)責(zé)將軟脂酸轉(zhuǎn)變?yōu)橛仓幔?8:0），這一過程類似于從頭合成途徑；碳鏈的進(jìn)一步延長(zhǎng)則由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的延長(zhǎng)系統(tǒng)完成。(2)植物體中脂肪酸鏈的延長(zhǎng)植物的脂肪酸延長(zhǎng)系統(tǒng)有兩個(gè)——(2)植物體中脂肪酸鏈的延長(zhǎng)81在生物體內(nèi)存在大量的各種不飽和脂肪酸，如棕櫚油酸（16:1D9）、油酸（18:1D9）、亞油酸（18:2D9,12）、亞麻酸（18:3D9,12,15）等，它們都是由飽和脂肪酸經(jīng)去飽和作用而形成的。去飽和作用有需氧和厭氧兩條途徑，前者主要存在于真核生物中，后者存在于厭氧微生物中。(三)脂肪酸碳鏈的去飽和在生物體內(nèi)存在大量的各種不飽和脂肪酸，如棕櫚油酸（16:1D821.需氧途徑該途徑由去飽和酶系催化，需要O2和NADPH的共同參與。去飽和酶系由去飽和酶（desaturase）及一系列的電子傳遞體組成。在該途徑中，一分子氧接受來自去飽和酶的兩對(duì)電子而生成兩分子水，其中一對(duì)電子是通過電子傳遞體從NADPH獲得，另一對(duì)則是從脂?；@得，結(jié)果NADPH被氧化成NADP+，脂?；谎趸纬呻p鍵。（參見下圖）1.需氧途徑該途徑由去飽和酶系催化，需要O2和NADPH的83去飽和作用一般首先發(fā)生在飽和脂肪酸的9、10位碳原子上，生成單不飽和脂肪酸（如棕櫚油酸、油酸）。接下來，對(duì)于動(dòng)物，尤其是哺乳動(dòng)物，從該雙鍵向脂肪酸的羧基端繼續(xù)去飽和形成多不飽和脂肪酸。去飽和作用一般首先發(fā)生在飽和脂肪酸的9、10位碳原子上，生成84而植物則是從該雙鍵向脂肪酸的甲基端繼續(xù)去飽和生成如亞油酸、亞麻酸等的多烯脂肪酸。此外，植物也可以不通過這條需氧途徑，而是在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上由單不飽和脂肪酸以磷脂或甘油糖脂的形式繼續(xù)去飽和的，它也是一個(gè)需氧的過程。1.需氧途徑而植物則是從該雙鍵向脂肪酸的甲基端繼續(xù)去飽和生成如亞油酸、亞85由于動(dòng)物不能合成亞油酸和亞麻酸，但對(duì)維持其生長(zhǎng)十分重要，所以必須從食物中獲得，這些脂肪酸對(duì)人類和哺乳動(dòng)物是必需脂肪酸。但動(dòng)物能通過去飽和作用和延長(zhǎng)脂肪酸碳鏈的過程將它們轉(zhuǎn)變?yōu)槎妓南┧帷?.需氧途徑由于動(dòng)物不能合成亞油酸和亞麻酸，但對(duì)維持其生長(zhǎng)十分重要，所以86厭氧途徑是厭氧微生物合成單不飽和脂肪酸的方式。當(dāng)FAS系統(tǒng)從頭合成到10個(gè)碳的羥脂酰-ACP（b-羥癸酰-ACP）時(shí)，接下來的脫水作用不是由b-羥脂酰-ACP脫水酶催化發(fā)生在a、b位之間，而是由另一專一性的b-羥癸酰-ACP脫水酶催化發(fā)生在b、g位之間，生成b、g-烯癸酰-ACP，然后不再進(jìn)行烯脂酰-ACP的還原反應(yīng)，而是繼續(xù)參入二碳單位，進(jìn)行從頭合成的反應(yīng)過程。2.厭氧途徑厭氧途徑是厭氧微生物合成單不飽和脂肪酸的方式。2.厭氧途徑87厭氧途徑只能生成單不飽和脂肪酸，因此厭氧微生物中不存在多不飽和脂肪酸。厭氧途徑只能生成單不飽和脂肪酸，因此厭氧微生物中不存在多不飽88原料：磷酸甘油、脂酰CoA（3分子）三.三酰甘油的生物合成原料：磷酸甘油、脂酰CoA（3分子）三.三酰甘油的生物89第七章脂類代謝第七章脂類代謝90本章要求

本章主要學(xué)習(xí)脂類（主要是脂肪）物質(zhì)在生物體的分解及合成代謝。要求重點(diǎn)掌握脂肪酸在生物體內(nèi)的氧化分解途徑—β-氧化和從頭合成途徑，了解脂類物質(zhì)的功能和其他的氧化分解途徑。本章要求91目錄第一節(jié)生物體內(nèi)的脂類第二節(jié)脂肪的分解代謝第三節(jié)脂肪的生物合成第四節(jié)磷脂和糖脂的代謝(自學(xué))第五節(jié)膽固醇的代謝(自學(xué))目錄第一節(jié)生物體內(nèi)的脂類92第一節(jié)生物體內(nèi)的脂類第一節(jié)生物體內(nèi)的脂類93脂類（lipid）亦譯為脂質(zhì)或類脂，是一類低溶于水而高溶于非極性溶劑的生物有機(jī)分子。其化學(xué)本質(zhì)是脂肪酸和醇所形成的酯類及其衍生物。脂肪酸多為4碳以上的長(zhǎng)鏈一元羧酸醇成分包括甘油、鞘氨醇、高級(jí)一元醇和固醇。脂類的元素組成主要是CHO,有些尚含NSP。脂類的基本概念脂類（lipid）亦譯為脂質(zhì)或類脂，是一類低溶于水而高94第八章脂質(zhì)代謝課件95脂的分類(1)單純脂——是脂肪酸和醇類所形成的酯，其中典型的為甘油三酯(脂肪)。(2)復(fù)合脂——除醇類、脂肪酸外還含有其它物質(zhì)，如磷酸、含氮化合物、糖基及其衍生物、鞘氨醇及其衍生物等。(3)其它脂——為一類不含有脂肪酸、非皂化的脂，包括萜類和甾類化合物等。脂的分類(1)單純脂——是脂肪酸和醇類所形成的酯，其中96單純脂類

1.概念單純脂類是由脂肪酸和醇形成的酯2.種類(2)蠟（1）酰基甘油酯單純脂類

1.概念單純脂類是2.種類(2)蠟97O=—O=—CH2—O—C—R1R2—C—O—C—HCH2—O—C—R3O=R1、R2、R3可以相同，也可以不全相同甚至完全不同，R2多是不飽和的。重要脂類：甘油三酯甘油三酯O=—O=—CH2—O—C—R1R2—C—O—C—HCH298甘油三脂中脂肪酸不飽和的較多時(shí)，在室溫下呈液態(tài)，稱為油。反之，則呈固態(tài)，稱為脂。甘油三脂又稱油脂。注意！甘油三脂中脂肪酸不飽和的較多時(shí)，在室溫下呈液態(tài)，稱為99蠟主要存在于毛發(fā)、皮膚、葉子、果實(shí)以及昆蟲外骨骼等的表面，但也有分散于細(xì)胞中的，如蜂蠟。主要是含14至36個(gè)碳原子的飽和或不飽和脂肪酸與含16至30個(gè)碳原子的一元醇所形成的脂。蠟主要存在于毛發(fā)、皮膚、葉子、果實(shí)以及昆蟲外骨骼等的表100復(fù)合脂類1.概念2.種類復(fù)合脂是指除脂肪酸與醇組成的酯外,分子內(nèi)還含有其它成分的脂類。(1)磷脂(2)糖脂和硫脂復(fù)合脂類1.概念2.種類復(fù)合脂是指除脂(1101復(fù)合脂

磷酸甘油脂，又稱甘油磷脂，是最具有代表性的復(fù)合脂，廣泛存在于動(dòng)物、植物和微生物。磷脂甘油脂是細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)重要的組分之一，在動(dòng)物的腦、心、腎、肝、骨髓、卵以及植物的種子和果實(shí)中含量較為豐富。最簡(jiǎn)單的磷酸甘油脂結(jié)構(gòu)如圖復(fù)合脂磷酸甘油脂，又稱甘油磷脂，是最具有代表性102非皂化脂類1.概念2.種類

即異戊二烯脂類，它不含脂肪酸，不能進(jìn)行皂化（1）甾醇類（固醇）（2）萜類化合物（具有(C5H8)n通式）非皂化脂類1.概念2.種類即異戊103

酯(尤指羧酸酯)在堿的作用下水解生成羧酸鹽和醇的反應(yīng)。

酯(尤指羧酸酯)在堿的作用下水解生成羧酸鹽和醇的反應(yīng)。

104.脂類的生理功能（1）結(jié)構(gòu)組分其中的磷脂是構(gòu)成細(xì)胞生物膜的重要結(jié)構(gòu)物質(zhì)?，F(xiàn)代研究表明，細(xì)胞質(zhì)膜是細(xì)胞的界膜，控制著細(xì)胞內(nèi)外所有物質(zhì)的出入。同時(shí)，細(xì)胞質(zhì)膜上各種脂、蛋白質(zhì)、糖等表面復(fù)合物質(zhì)的存在與細(xì)胞的識(shí)別、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、種質(zhì)特異性和組織免疫等有密切關(guān)系。因此，生物膜對(duì)細(xì)胞的生命活動(dòng)具有特別重要的作用；

.脂類的生理功能（1）結(jié)構(gòu)組分其中的磷脂是構(gòu)成細(xì)105（2）儲(chǔ)存能源在高等動(dòng)物體中，甘油三酯主要積累在皮下組織、腸間膜內(nèi)等，動(dòng)物的血液、淋巴液、肝臟、骨髓等中也都儲(chǔ)藏一定量的脂肪。植物的甘油三酯多存在于種子和果實(shí)中，一些油料作物種子的含油量高達(dá)3050%。甘油脂通過氧化可以供給人類及動(dòng)植物生命過程所需的熱能。1g甘油脂在體內(nèi)氧化可產(chǎn)生39kJ的熱量，比碳水化合物和蛋白質(zhì)在同樣條件下的熱量約高一倍；

（2）儲(chǔ)存能源在高等動(dòng)物體中，甘油三酯主要積累在皮106(3)許多脂類物質(zhì)行使著各種重要特殊的生理功能。這些物質(zhì)包括某些維生素和激素等。例如，萜類化合物中包含著維生素A、維生素D、維生素E和維生素K，它們是調(diào)節(jié)生理代謝重要的活性物質(zhì)。還有定位在質(zhì)膜上磷脂化合物，如磷脂酰肌醇、N-磷脂酰乙醇胺等是調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育、抗逆境反應(yīng)的脂質(zhì)信號(hào)分子。

(3)許多脂類物質(zhì)行使著各種重要特殊的生理功能。這些物質(zhì)包107第二節(jié)脂肪的分解代謝第二節(jié)脂肪的分解代謝108第八章脂質(zhì)代謝課件109甘油在甘油激酶的催化下，被磷酸化成3-磷酸甘油，然后氧化脫氫生成磷酸二羥丙酮。甘油的代謝其反應(yīng)如下：甘油在甘油激酶的催化下，被磷酸化成3-磷酸甘油，然后氧化脫氫110其中第一步反應(yīng)需要消耗ATP，而第二步反應(yīng)可生成還原輔酶Ⅰ。磷酸二羥丙酮為磷酸丙糖，是糖酵解途徑的中間產(chǎn)物，因此既可以繼續(xù)氧化，經(jīng)丙酮酸進(jìn)入三羧酸循環(huán)徹底氧化成CO2和水，又可經(jīng)糖異生作用合成葡萄糖，乃至合成多糖。其中第一步反應(yīng)需要消耗ATP，而第二步反應(yīng)可生成還原輔酶Ⅰ111

脂肪酸的氧化一、脂肪酸的-氧化途徑二、脂肪酸的a-氧化途徑三.脂肪酸的-氧化途徑脂肪酸的氧化一、脂肪酸的-氧化途徑二、脂肪酸的a-氧化112-氧化作用的提出是在十九世紀(jì)初，F(xiàn)ranzKnoop在此方面作出了關(guān)鍵性的貢獻(xiàn)。他將末端甲基上連有苯環(huán)的脂肪酸飼喂狗，然后檢測(cè)狗尿中的產(chǎn)物。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，食用含偶數(shù)碳的脂肪酸的狗的尿中有苯乙酸的衍生物苯乙尿酸，而食用含奇數(shù)碳的脂肪酸的狗的尿中有苯甲酸的衍生物馬尿酸。Knoop由此推測(cè)無論脂肪酸鏈的長(zhǎng)短，脂肪酸的降解總是每次水解下兩個(gè)碳原子。-氧化作用的提出是在十九世紀(jì)初，F(xiàn)ranz113第八章脂質(zhì)代謝課件114

據(jù)此，Knoop提出脂肪酸的氧化發(fā)生在-碳原子上，而后Ca與C之間的鍵發(fā)生斷裂，從而產(chǎn)生二碳單位，此二碳單位Knoop推測(cè)是乙酸。

以后的實(shí)驗(yàn)證明Knoop推測(cè)的準(zhǔn)確性，由此提出了脂肪酸的

-氧化作用。

-氧化作用是指脂肪酸在-碳原子上進(jìn)行氧化，然后a-碳原子和

-碳原子之間鍵發(fā)生斷裂。每進(jìn)行一次-氧化作用，分解出一個(gè)二碳片段，生成較原來少兩個(gè)碳原子的脂肪酸。據(jù)此，Knoop提出脂肪酸的氧化發(fā)生在-碳原子上115b-氧化作用的部位：油料作物種子萌發(fā)時(shí)乙醛酸循環(huán)體(glyoxysome，簡(jiǎn)稱乙醛酸體)

線粒體基質(zhì)matrixb-氧化作用的部位：油料作物種子萌發(fā)時(shí)乙醛酸循環(huán)體(glyo1161.脂肪酸-氧化的過程

(1)脂肪酸的活化

(2)脂肪酸的轉(zhuǎn)運(yùn)

(3)b-氧化1.脂肪酸-氧化的過程(1)脂肪酸的活化(2)117(1)脂肪酸的活化脂肪酸的活化是指脂肪酸的羧基與CoA酯化成脂酰CoA的過程。反應(yīng)如下：(1)脂肪酸的活化脂肪酸的活化是指脂肪酸的羧基與118脂肪酸的活化需要ATP的參與。每活化1分子脂肪酸，需要1分子ATP轉(zhuǎn)化為AMP，即要消耗2個(gè)高能磷酸鍵。這可以折算成需要2分子ATP水解成ADP。在體內(nèi)，焦磷酸很快被磷酸酶水解，使得反應(yīng)不可逆。脂肪酸的活化需要ATP的參與。每活化1分子脂肪酸，需要1分子119(2)肉堿轉(zhuǎn)運(yùn)

脂肪酸的

-氧化作用通常是在線粒體的基質(zhì)中進(jìn)行的，中、短鏈脂肪酸可直接穿過線粒體內(nèi)膜，而長(zhǎng)鏈脂肪酸需依靠肉堿（也叫肉毒堿）攜帶，以脂酰肉堿的形式跨越內(nèi)膜而進(jìn)入基質(zhì)，故稱肉堿轉(zhuǎn)運(yùn)。(2)肉堿轉(zhuǎn)運(yùn)脂肪酸的-氧化作用通常是在線粒體的120肉毒堿是季胺類化合物，是一種人體必需的營(yíng)養(yǎng)素，有著重要的生物學(xué)功能和臨床應(yīng)用價(jià)值。近年來肉毒堿在心腦血管疾病、消化疾病、兒童疾病的預(yù)防和治療，以及血液透析病人的營(yíng)養(yǎng)支持和運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域已得到廣泛的研究和應(yīng)用。肉毒堿是季胺類化合物，是一種人體必需的營(yíng)養(yǎng)素，有著重121酯酰CoA進(jìn)入線粒體基質(zhì)示意圖

N+(CH3)3CH2HO-CH2COO-肉毒堿酯酰肉毒堿

OR-CN+(CH3)3CH2-O-CH2COO-酯酰肉毒堿CoASH

OR-C-S-CoA

OR-C-OHATPCoASHADP+PPiCoASH肉毒堿

OR-C-S-CoAβ-氧化線粒體內(nèi)膜內(nèi)側(cè)外側(cè)載體肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅱ酯酰CoA進(jìn)入線粒體基質(zhì)示意圖

N+(CH3)3肉毒堿122其中的肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ和Ⅱ是一組同工酶。前者在線粒體外催化脂酰CoA上的脂酰基轉(zhuǎn)移給肉堿，生成脂酰肉堿；后者則在線粒體內(nèi)將運(yùn)入的脂酰肉堿上的脂?；匦罗D(zhuǎn)移至CoA，游離的肉堿被運(yùn)回內(nèi)膜外側(cè)循環(huán)使用。其中的肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ和Ⅱ是一組同工酶。前者在線粒體外催化脂123(3)β-氧化的歷程脂酰CoA進(jìn)入線粒體后，經(jīng)歷多次b-氧化作用而逐步降解成多個(gè)二碳單位——乙酰CoA。每次b-氧化作用包括四個(gè)步驟。(3)β-氧化的歷程脂酰CoA進(jìn)入線粒體后，經(jīng)歷多次b-氧124

-氧化過程由四個(gè)連續(xù)的酶促反應(yīng)組成：①脫氫；②水化；③再脫氫；④硫解。-氧化過程由四個(gè)連續(xù)的酶促反應(yīng)組成：125（1）脫氫脂酰CoA經(jīng)脂酰CoA脫氫酶催化，在其α和β碳原子上脫氫，生成△2反烯脂酰CoA，該脫氫反應(yīng)的輔基為FAD。（1）脫氫脂酰CoA經(jīng)脂酰CoA脫氫酶催化，在其α和β126（2）加水（水合反應(yīng)）△2反烯脂酰CoA在△2反烯脂酰CoA水合酶催化下，在雙鍵上加水生成L-β-羥脂酰CoA。（2）加水（水合反應(yīng)）△2反烯脂酰CoA在△2反烯脂酰127（3）脫氫L-β-羥脂酰CoA在L-β-羥脂酰CoA脫氫酶催化下，脫去β碳原子與羥基上的氫原子生成β-酮脂酰CoA，該反應(yīng)的輔酶為NAD+。（3）脫氫L-β-羥脂酰CoA在L-β-羥脂酰CoA脫128（4）硫解在β-酮脂酰CoA硫解酶催化下，β-酮脂酰CoA與CoA作用，硫解產(chǎn)生1分子乙酰CoA和比原來少兩個(gè)碳原子的脂酰CoA。（4）硫解在β-酮脂酰CoA硫解酶催化下，β-酮脂酰C129第八章脂質(zhì)代謝課件130對(duì)于長(zhǎng)鏈脂肪酸，需要經(jīng)過多次β-氧化作用，每次降解下一個(gè)二碳單位，直至成為二碳（當(dāng)脂肪酸含偶數(shù)碳時(shí)）或三碳（當(dāng)脂肪酸含奇數(shù)碳時(shí)）的脂酰CoA。對(duì)于長(zhǎng)鏈脂肪酸，需要經(jīng)過多次β-氧化作用，每次降解下一個(gè)二碳131下圖是軟脂酸（棕櫚酸C15H31COOH）的b-氧化過程，它需經(jīng)歷七輪b-氧化作用而生成8分子乙酰CoA。2.偶數(shù)碳飽和脂肪酸的氧化下圖是軟脂酸（棕櫚酸C15H31COOH）的b-氧化過程，132對(duì)于偶數(shù)碳飽和脂肪酸，β-氧化過程的化學(xué)計(jì)量：脂肪酸在β-氧化作用前的活化作用需消耗能量，即1分子ATP轉(zhuǎn)變成了AMP，消耗了2個(gè)高能磷酸鍵，相當(dāng)于2分子ATP。在β-氧化過程中，每進(jìn)行一輪，使1分子FAD還原成FADH2、1分子NAD+還原成NADH，兩者經(jīng)呼吸鏈可分別生成1.5分子和2.5分子ATP，因此每輪β-氧化作用可生成4分子ATP。β-氧化作用的產(chǎn)物乙酰CoA可通過三羧酸循環(huán)而徹底氧化成CO2和水，同時(shí)每分子乙酰CoA可生成10分子ATP。對(duì)于偶數(shù)碳飽和脂肪酸，β-氧化過程的化學(xué)計(jì)量：133在油料種子萌發(fā)時(shí)乙醛酸體中通過b-氧化產(chǎn)生的乙酰CoA一般不用作產(chǎn)能形成ATP，而是通過乙醛酸循環(huán)（見后）轉(zhuǎn)變成琥珀酸，再經(jīng)糖的異生作用轉(zhuǎn)化成糖。1分子軟脂酸徹底氧化生成ATP的分子數(shù)一次活化作用-27輪b-氧化作用+4×7=+288分子乙酰CoA的氧化+10×8=+80總計(jì)+1062.偶數(shù)碳飽和脂肪酸的氧化在油料種子萌發(fā)時(shí)乙醛酸體中通過b-氧化產(chǎn)生的乙酰CoA一般不134大多數(shù)脂肪酸含偶數(shù)碳原子，它們通過b-氧化可全部轉(zhuǎn)變成乙酰CoA，但一些植物和海洋生物能合成奇數(shù)碳脂肪酸，它們?cè)谧詈笠惠哹-氧化作用后，產(chǎn)生丙酰CoA。3.奇數(shù)碳鏈脂肪酸的氧化丙酰CoA的代謝在動(dòng)物體內(nèi)依照如下圖所示的途徑進(jìn)行，先進(jìn)行羧化，然后經(jīng)過兩次異構(gòu)化，形成琥珀酰CoA。從而進(jìn)入三羧酸循環(huán)。大多數(shù)脂肪酸含偶數(shù)碳原子，它們通過b-氧化可全部轉(zhuǎn)變成乙酰C135油酰CoA的氧化油酰CoA的氧化136脂肪酸在一些酶的催化下，在a-碳原子上發(fā)生氧化作用，分解出一個(gè)一碳單位CO2，生成縮短了一個(gè)碳原子的脂肪酸。這種氧化作用稱為脂肪酸的a-氧化作用。二.脂肪酸的a-氧化途徑a-氧化作用是1956年由P.K.Stumpf首先在植物種子和葉片中發(fā)現(xiàn)的，后來在動(dòng)物腦和肝細(xì)胞中也發(fā)現(xiàn)了脂肪酸的這種氧化作用。脂肪酸在一些酶的催化下，在a-碳原子上發(fā)生氧化作用，分解出一137該途徑以游離脂肪酸作為底物，在a-碳原子上發(fā)生羥化（-OH）或氫過氧化（-OOH），然后進(jìn)一步氧化脫羧，其可能的機(jī)理下圖所示。該途徑以游離脂肪酸作為底物，在a-碳原子上發(fā)生羥化（-OH）138a-氧化作用對(duì)于生物體內(nèi)

奇數(shù)碳脂肪酸的形成；含甲基的支鏈脂肪酸的降解；過長(zhǎng)的脂肪酸（如C22、C24）的降解起著重要的作用哺乳動(dòng)物將綠色蔬菜中植醇降解就是通過這種途徑而實(shí)現(xiàn)的a-氧化作用對(duì)于生物體內(nèi)139脂肪酸降解的主要產(chǎn)物乙酰CoA的去路？脂肪酸降解的主要產(chǎn)物乙酰CoA的去路？140有不少的細(xì)菌、藻類或處于一定生長(zhǎng)階段的高等植物（如正在萌發(fā)的油料種子），脂肪酸降解的主要產(chǎn)物乙酰CoA還可以通過另外一條途徑——乙醛酸循環(huán)（glyoxylatecycle），將2分子乙酰CoA合成1分子四碳化合物琥珀酸。1乙醛酸循環(huán)有不少的細(xì)菌、藻類或處于一定生長(zhǎng)階段的高等植物（如正在萌發(fā)的141乙醛酸循環(huán)從草酰乙酸和乙酰-CoA開始，形成檸檬酸后，異構(gòu)化成異檸檬酸。與三羧酸循環(huán)不同的是異檸檬酸不經(jīng)脫羧，而是被異檸檬酸裂解酶裂解成琥珀酸及乙醛酸。乙醛酸與另一個(gè)乙酰-CoA縮合形成蘋果酸，此反應(yīng)由蘋果酸合酶催化，最后同三羧酸循環(huán)一樣，蘋果酸氧化成草酰乙酸，進(jìn)入下一次循環(huán)。乙醛酸循環(huán)從草酰乙酸和乙酰-CoA開始，形成檸檬酸后，異構(gòu)142CoASH檸檬酸合成酶順烏頭酸酶乙醛酸循環(huán)反應(yīng)歷程N(yùn)AD+NADH蘋果酸脫氫酶草酰乙酸

OCH3-C~SCoACoASH

OCH3-C~SCoACOO-CH2CH2COO-琥珀酸異檸檬酸裂解酶蘋果酸合成酶

O

OH-C-C~OH乙醛酸CoASH檸檬酸合成酶順烏頭酸酶乙醛酸循環(huán)反應(yīng)歷程N(yùn)AD+143乙醛酸循環(huán)的凈結(jié)果是把兩分子乙酰CoA轉(zhuǎn)變成一分子琥珀酸。其總反應(yīng)為：乙醛酸循環(huán)的凈結(jié)果是把兩分子乙酰CoA轉(zhuǎn)變成一分子琥珀酸。其144乙醛酸循環(huán)與三羧酸循環(huán)相比，可以看成是三羧酸循環(huán)的一個(gè)支路，它在異檸檬酸處分支，繞過了三羧酸循環(huán)的兩步脫羧反應(yīng)，因而不發(fā)生氧化降解。參與乙醛酸循環(huán)的酶除了異檸檬酸裂解酶和蘋果酸合酶外，其余的酶都與三羧酸循環(huán)的酶相同。異檸檬酸裂解酶和蘋果酸合酶是乙醛酸循環(huán)的關(guān)鍵酶。乙醛酸循環(huán)與三羧酸循環(huán)相比，可以看成是三羧酸循環(huán)的一個(gè)支路，145乙醛酸循環(huán)的生物學(xué)意義乙醛酸循環(huán)不存在于動(dòng)物及高等植物的營(yíng)養(yǎng)器官內(nèi)，它存在于一些細(xì)菌、藻類和油料植物種子的乙醛酸體中。油料植物的種子中主要的貯藏物質(zhì)是脂肪，在種子萌發(fā)時(shí)乙醛酸體大量出現(xiàn)，由于它含有脂肪分解和乙醛酸循環(huán)的整套酶系，因此可以將脂肪分解，并將分解產(chǎn)物乙酰CoA轉(zhuǎn)變?yōu)殓晁帷Ｒ胰┧嵫h(huán)的生物學(xué)意義乙醛酸循環(huán)不存在于動(dòng)物及高等植物的營(yíng)146由乙醛酸循環(huán)轉(zhuǎn)變成的琥珀酸，需要在線粒體中通過三羧酸循環(huán)的部分反應(yīng)轉(zhuǎn)化為蘋果酸，然后進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，沿糖異生途徑轉(zhuǎn)變成糖類。乙醛酸循環(huán)中有蘋果酸中間體，它也可以到細(xì)胞質(zhì)中異生成糖，但它需要及時(shí)回補(bǔ)，以保證循環(huán)的正常進(jìn)行，這仍來自循環(huán)的產(chǎn)物琥珀酸在線粒體中的轉(zhuǎn)變。

由乙醛酸循環(huán)轉(zhuǎn)變成的琥珀酸，需要在線粒體中通過三羧酸循環(huán)的部147琥珀酸可異生成糖并以蔗糖的形式運(yùn)至種苗的其它組織供給它們生長(zhǎng)所需的能源和碳源；而當(dāng)種子萌發(fā)終止、貯脂耗盡，同時(shí)葉片能進(jìn)行光合作用時(shí)，植物的能源和碳源可以由太陽(yáng)光和CO2獲得時(shí)，乙醛酸體的數(shù)量迅速下降以至完全消失。對(duì)于一些細(xì)菌和藻類，乙醛酸循環(huán)使它們能以乙酸鹽為能源和碳源生長(zhǎng)。琥珀酸可異生成糖并以蔗糖的形式運(yùn)至種苗的其它組織供給它們生長(zhǎng)148第三節(jié)脂肪的生物合成第三節(jié)脂肪的生物合成149一.甘油的合成由糖酵解的中間產(chǎn)物磷酸二羥丙酮還原而成。甘油的合成在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行。

事實(shí)上，在甘油和脂肪酸縮合連結(jié)成脂肪時(shí)，所需要的是3-磷酸甘油，而不是游離的甘油。一.甘油的合成由糖酵解的中間產(chǎn)物磷酸二羥丙酮還原而成。150二.脂肪酸的合成

飽和脂肪酸的從頭合成脂肪酸碳鏈的延長(zhǎng)不飽和鍵的形成二.脂肪酸的合成飽和脂肪酸的從頭合成151(一)脂肪酸的從頭合成原料：乙酰CoA

產(chǎn)物：不超過16碳的飽和脂肪酸部位：動(dòng)物體——細(xì)胞質(zhì)植物體——葉綠體和前質(zhì)體

(一)脂肪酸的從頭合成原料：乙酰CoA

產(chǎn)物：不超過16碳1521.脂肪酸從頭合成的過程(1)乙酰CoA的來源和轉(zhuǎn)運(yùn)乙酰CoA在線粒體產(chǎn)生，來自丙酮酸氧化脫羧及氨基酸的氧化。乙酰CoA不能直接穿過線粒體內(nèi)膜，需要通過“檸檬酸穿梭”的方式從線粒體基質(zhì)到達(dá)細(xì)胞質(zhì)，才能用于合成脂肪酸。1.脂肪酸從頭合成的過程(1)乙酰CoA的來源和轉(zhuǎn)運(yùn)153線粒體基質(zhì)內(nèi)膜胞液HSCoA檸檬酸草酰乙酸檸檬酸合酶H2O+乙酰CoAHSCoA+ATP檸檬酸裂解酶草酰乙酸乙酰CoA+ADP+Pi丙酮酸NADH+H+蘋果酸脫氫酶蘋果酸NAD+ADP+Pi丙酮酸羧化酶

ATP+CO2檸檬酸蘋果酸酶NADP+NADPH+H++CO2丙酮酸蘋果酸NAD+NADH+H+蘋果酸脫氫酶

1.乙酰CoA轉(zhuǎn)運(yùn)出線粒體：線粒體基質(zhì)內(nèi)154(2)丙二酸單酰CoA的形成

在脂肪酸的從頭合成過程中，參入脂肪酸鏈的二碳單位的直接提供者并不是乙酰CoA，而是乙酰CoA的羧化產(chǎn)物——丙二酸單酰CoA（malonyl-CoA）。(2)丙二酸單酰CoA的形成在脂肪酸的從頭合成過程155乙酰CoA羧化酶的組成在原核生物中，由三個(gè)不同亞基組成三元多酶復(fù)合體—

生物素羧基載體蛋白（BCCP）

生物素羧化酶

羧基轉(zhuǎn)移酶在動(dòng)物及高等植物體內(nèi)，乙酰CoA羧化酶是由多個(gè)亞基組成的寡聚酶，每個(gè)亞基兼具上述的三種催化活性，但只有當(dāng)它們聚合成完整的寡聚酶后才有活性。

乙酰CoA羧化酶的組成在原核生物中，由三個(gè)不同亞基組156大多數(shù)植物質(zhì)體的乙酰CoA羧化酶由BCCP、BC、α-CT和β-CT4個(gè)亞基組成，細(xì)胞溶膠中的乙酰CoA羧化酶為多功能亞基的二聚體；禾本科植物質(zhì)體和細(xì)胞溶膠中的乙酰CoA羧化酶都是多功能亞基的二聚體。大多數(shù)植物質(zhì)體的乙酰CoA羧化酶由BCCP、BC、α-CT和157乙酰CoA的羧化為不可逆反應(yīng)，是脂肪酸合成的限速步驟，故乙酰CoA羧化酶的活性高低控制著脂肪酸合成的速度。

影響乙酰CoA羧化酶活性的因素：（在動(dòng)物體中）

檸檬酸：促進(jìn)無活性的單體聚合成有活性的全酶，從而加速脂肪酸的合成；

軟脂酰CoA：促使全酶的解體，因而抑制脂肪酸的合成。乙酰CoA的羧化為不可逆反應(yīng)，是脂肪酸合成的限速步驟，158(3)脂肪酸合酶系統(tǒng)（fattyacidsynthasesystem，F(xiàn)AS）FAS的組成①乙酰CoA-ACP轉(zhuǎn)移酶②丙二酸單酰CoA-ACP轉(zhuǎn)移酶③-酮脂酰-ACP合酶④-酮脂酰-ACP還原酶⑤-羥脂酰-ACP脫水酶⑥烯脂酰-ACP還原酶⑦ACP——脂?；d體蛋白(3)脂肪酸合酶系統(tǒng)（fattyacidsynth159脂肪酸合酶①②③④⑤⑥中央SH外圍巰基SH⑥①②③④⑤ACP①乙酰CoA:ACP轉(zhuǎn)移酶②丙二酸單酰CoA:ACP轉(zhuǎn)移酶③β-酮脂酰-ACP合酶④β-酮脂酰-ACP還原酶

⑤β-羥脂酰-ACP脫水酶⑥烯脂酰-ACP還原酶

脂肪酸合酶①②③④⑤⑥中央SH外圍巰基SH⑥①②③④⑤ACP160ACP：不同生物體中的ACP十分相似：大腸桿菌中的ACP是一個(gè)由77個(gè)氨基酸殘基組成的熱穩(wěn)定蛋白質(zhì)，在它的第36位絲氨酸殘基的側(cè)鏈上，連有輔基4'-磷酸泛酰巰基乙胺。ACP：不同生物體中的ACP十分相似：大腸桿菌中的ACP是一161ACP輔基猶如一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的手臂，以其末端的巰基攜帶著脂酰基依次轉(zhuǎn)到各酶的活性中心，從而發(fā)生各種反應(yīng)，如下圖所示。ACP輔基猶如一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的手臂，以其末端的巰基攜帶著脂162FAS上的活性巰基：（用于運(yùn)載脂?；┲醒霂€基—ACP上的巰基；外圍巰基—b-酮脂酰-ACP合酶上的巰基，由該酶的一個(gè)Cys殘基提供。FAS上的活性巰基：（用于運(yùn)載脂酰基）163軟脂酸合成的反應(yīng)流程CH3CO-SHOOCCH2CO-SCH3CHCH2CO-S（β羥脂?；㏒HOHSHSHCH3CH=CHCO-S（烯丁酰基）SHSHSH

OCH3C-S||SHNADP+NADPH⑥HSCoA乙酰S~CoA

①