-脂類代謝課件

一脂類的酶促降解二脂肪的分解代謝三脂肪的合成代謝四磷脂的代謝五膽固醇的代謝脂類代謝第七章

本章主要介紹脂類（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。脂類代謝

脂類脂肪：甘油三酯類脂：磷脂、膽固醇、膽固醇酯、糖酯類脂的分布與生理功能分布：各種組織，神經(jīng)系統(tǒng)最多。含量：相對穩(wěn)定——固定脂，占體重的5%。生理功能：－－作為生物膜的基本組成成分，維持生物膜的正常結(jié)構(gòu)與功能；－－構(gòu)成神經(jīng)髓鞘，維持神經(jīng)傳導；－－參與脂蛋白合成,有利于脂肪的運輸；－－膽固醇可轉(zhuǎn)化成激素、維生素D等物質(zhì)第一節(jié)脂類的酶促降解三種脂肪酶——激素敏感脂酶H2OH2O

CH2OOCHCH2O－C－R1

R2－C－O-C-R1O

OP－O－OHX磷脂酶A2磷脂酶A1磷脂酶C磷脂酶DO磷脂酶磷脂酶B被認為是磷脂酶A1及A2的混合物

CH2OH（肝、腎、腸）甘油激酶CH2OHHO–C–HHO–C–HCH2OHATPADPCH2O–P

甘油甘油-3-磷酸NAD+NADH++H+

CH2OHCOCH2O–P二羥丙酮磷酸糖酵解甘油磷酸脫氫酶糖丙酮酸三羧酸循環(huán)CO2+H2O（凈生成22ATP）二、脂肪酸的β-氧化作用概念：脂肪酸的氧化分解是從羧基端的β-碳原子開始，經(jīng)系列反應以乙酰CoA形式移去二碳單位而逐步被降解，該過程稱作脂肪酸的β-氧化。試驗證據(jù)：1904年FranzKnoop根據(jù)用苯環(huán)標記脂肪酸飼喂狗的實驗結(jié)果，推導出了β-氧化學說。-CH2-(CH2)2n+1-COOH-CH2-(CH2)2n-COOH-COOH（苯甲酸）-CH2COOH（苯乙酸）奇數(shù)碳原子：偶數(shù)碳原子：馬尿酸苯乙尿酸GlyGly（一）飽和偶碳脂肪酸的β-氧化作用

1.脂肪酸的活化——胞液在脂酰CoA合酶（脂肪酸硫激酶）催化下，由ATP提供能量，將脂肪酸轉(zhuǎn)變成脂酰CoA

OR-C-OH+CoA-SH脂酰CoA合酶

OR-C-SCoAATPAMP+PPi2Pi脂酰CoA合酶是一個家族,至少有三種,據(jù)底物脂肪酸的鏈長而不同,與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或線粒體外膜相連.2、脂酰CoA由線粒體膜外至膜內(nèi)的轉(zhuǎn)運－－肉毒堿的作用短或中長鏈的脂酰CoA（10個碳原子以下）可容易地透過線粒體內(nèi)膜，但長鏈脂酰CoA需一個特殊的運送機制方可進入內(nèi)膜。載體：肉毒堿carnitine）,植物和動物體內(nèi)均有肉毒堿

（L--羥--三甲氨基丁酸）肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ（內(nèi)膜外側(cè)）肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅱ（內(nèi)膜內(nèi)側(cè)）功能：運載脂酰CoA進入線粒體(線粒體膜)肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅱ膜間隙(外)肉毒堿肉毒堿肉毒堿肉毒堿基質(zhì)(內(nèi))肉毒堿膜間隙(外)肉毒堿肉毒堿肉毒堿肉毒堿基質(zhì)(內(nèi))肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅱ線粒體肉毒堿（1）脫氫

2-反-烯脂酰CoA脂酰CoA脫氫酶＋FAD脂酰CoA

ＯR-CH2

-

CH2C-SCoA||

ＯR-CH=CH-C-SCoA

||＋FADH2（2）水化L-(+)-β-羥脂酰CoA烯脂酰CoA水化酶：專一性強，只催化反式△2

不飽和脂酰CoA加水，形成L-(+)-β-羥脂酰CoAＯR-CH=CH-C-SCoA||＋H2O

OHOR-CH-CH2C~SCoA烯脂酰CoA水化酶

2-反-烯脂酰CoA（3）再脫氫β-酮脂酰CoAL-(+)-

β-羥脂酰CoA脫氫酶L-(+)-β-羥脂酰CoA

OHOR-CH-CH2C~SCoA＋NAD+

OOR-C-CH2C~SCoA＋NADH+H+L-(+)-

β-羥脂酰CoA脫氫酶：立體異構(gòu)專一性酶，正常底物為L-(+)-β-羥脂酰CoA氧化的生化歷程

乙酰CoAFADFADH2

NAD+NADHRCH2CH2CO-SCoA脂酰CoA脫氫酶脂酰CoA

β-烯脂酰CoA水化酶

β-羥脂酰CoA脫氫酶

β-酮酯酰CoA硫解酶RCHOHCH2CO~ScoARCOCH2CO-SCoARCH=CH-CO-SCoA+CH3CO~SCoAR-CO~ScoAH2O

CoASHTCA乙酰CoA

乙酰CoA

乙酰CoAATPH20呼吸鏈H20呼吸鏈乙酰CoA乙酰CoA乙酰CoA乙酰CoA脂酰CoA在線粒體的基質(zhì)中進行氧化分解。每進行一次-氧化，需要經(jīng)過脫氫、水化、再脫氫和硫解四步反應，同時釋放出1分子乙酰CoA。反應產(chǎn)物是比原來的脂酰CoA減少了2個碳的新的脂酰CoA。如此反復進行，直至脂酰CoA全部變成乙酰CoA。線粒體中脂肪酸徹底氧化的三大階段階段1階段2階段3-氧化8

乙酰-CoA三羧酸循環(huán)呼吸鏈軟脂酸C15H31COOH按新的理論值計算β-氧化過程中能量的釋放凈生成：108–2=106ATP例：軟脂酸7次β-氧化8

乙酰CoACH3(CH2)14COOH7

NADH7

FADH210ATP

2.5ATP1.5ATP80ATP17.5ATP10.5ATP108ATP（二）不飽和脂肪酸的氧化

1.方式：脂肪酸的β-氧化2.特點：幾乎所有生物體的不飽和FA，雙鍵一般在第9位及第9位后，兩個雙鍵間隔一個碳原子（即一個亞甲基-CH2-），形成非共軛系統(tǒng)，且其結(jié)構(gòu)一般是順式雙鍵（飽和FA氧化產(chǎn)生的雙鍵為反式）。多一個雙鍵，氧化時就少生成1分子FADH2,即少生成2分子（1.5分子）ATP。需2種酶參加：（1）烯脂酰CoA異構(gòu)酶（2）β-羥脂酰CoA差向酶單烯脂肪酸的氧化多烯脂肪酸的氧化（一）奇數(shù)碳脂肪酸的氧化

1.方式：β-氧化2.產(chǎn)物：乙酰CoA和丙酰CoA3.丙酰CoA的去路三、脂肪酸氧化的其他途徑D-甲基丙二酰CoA琥珀酰CoA丙酰-CoA羧化酶甲基丙二酰CoA變位酶三羧酸循環(huán)CO2+ATP+H2O生物素B12輔酶丙酰-CoAL-甲基丙二酰CoA甲基丙二酰CoA表異構(gòu)酶（消旋酶）（二）脂肪酸的α-氧化

脂肪酸氧化作用發(fā)生在α-碳原子上，分解出CO2，生成比原來少一個碳原子的脂肪酸，這種氧化作用稱為α-氧化作用。

1.特點：每次氧化少1個碳單位2.酶：單加氧酶（三）脂肪酸的ω-氧化脂肪酸的末端甲基（ω-端）經(jīng)氧化轉(zhuǎn)變成羥基，繼而再氧化成羧基，從而形成α，ω-二羧酸，再從兩端同時進行β-氧化，降解脂肪酸的方式。酶:單加氧酶,需NADPH、O2參與反應底物：長鏈、中長鏈脂肪酸脂肪酸的ω氧化作用CH3(CH2)nCOO-HOCH2(CH2)nCOO-OHC(CH2)nCOO--OOC(CH2)nCOO-O2NAD(P)+NAD(P)H+H+NAPD+NADPH+H+NAD(P)+NAD(P)H+H+混合功能氧化酶醇酸脫氫酶醛酸脫氫酶四、酮體的生成和利用（一）酮體（ketonebody）脂肪酸在肝臟中經(jīng)-氧化所生成的乙酰CoA，可在酶的催化下轉(zhuǎn)變成乙酰乙酸、-羥丁酸和丙酮，這三種物質(zhì)統(tǒng)稱為酮體。（二）酮體的生成1、部位：肝線粒體2、原料：乙酰CoA3、反應：3分子乙酰CoA縮合、裂解出三種酮體物質(zhì)4、限速酶：HMG-CoA合成酶

（β-羥β-甲基戊二酰輔酶A合成酶）

酮體的生成—肝臟羥甲基戊二酸單酰CoA（HMGCoA）脂肪酸硫解酶2CH3COSCoACH3COCH2COSCoA乙酰乙酰CoAHOOCCH2-C-CH2COSCoA|CH3OH|HMGCoA裂解酶HMGCoA合成酶CH3COSCoACoASH--氧化CH3COCH2COOHCH3CHOHCH2COOH乙酰乙酸丙酮--羥丁酸脫氫酶CO2NADH+H+NAD+CH3COCH3脫羧酶CoASHFA

乙酰CoA乙酰CoA乙酰乙酰CoA乙酰乙酰CoAHMG-CoA

乙酰乙酸乙酰乙酸-羥丁酸-羥丁酸丙酮酮體生成酮體利用

呼出血

HMG-CoA合成酶（三）酮體的氧化利用

1、肝外組織－心、腎、腦、骨骼肌等(線粒體

)

2、酶：

琥珀酰輔酶A轉(zhuǎn)硫酶乙酰乙酸硫激酶

酮體的氧化（肝外組織）CH3CHOHCH2COOHCH3COCH2COOHCH3COCH2COOH+-OOCCH2CH2COSCoA琥珀酰輔酶A轉(zhuǎn)硫酶CH3COCH2COSCoA+-OOCCH2CH2COO-CH3COCH2COOH+CoASH+ATP乙酰乙酸硫激酶CH3COCH2COSCoA+AMP+PPiCH3COCH2COSCoA+CoASH→2CH3COSCoA酮體的氧化—肝外組織乙酰乙酰CoA硫解酶轉(zhuǎn)移酶琥珀酰CoACoASH--氧化乙酰乙酸脫氫酶NADH+H+NAD+乙酰CoA2--羥丁酸琥珀酸FA

乙酰CoA乙酰CoA乙酰乙酰CoA乙酰乙酰CoAHMG-CoA

乙酰乙酸乙酰乙酸-羥丁酸-羥丁酸丙酮酮體生成酮體利用

呼出血丙酮去路（1）隨尿排出（2）直接從肺部呼出（3）轉(zhuǎn)變?yōu)楸峄蚣柞；耙阴；?，氧化或合成糖原（四）生理意義1.肝臟向肝外組織提供可利用的能源（分子小，溶于水，可透過血腦屏障及毛細血管，血中含量少）。2.長期饑餓或糖供應不足時,脂肪動員加強,糖異生加強，F(xiàn)A氧化產(chǎn)生大量乙酰CoA，而糖異生消耗大量草酰乙酸，草酰乙酸是乙酰CoA進入三羧酸循環(huán)必需的，這樣FA氧化產(chǎn)生的乙酰CoA不能進入三羧酸循環(huán)氧化分解，而轉(zhuǎn)化成酮體,以代替葡萄糖而成為腦或肌肉的主要能源物質(zhì)（腦組織一般只用葡萄糖作為燃料，饑餓時可以接受酮體）。3.某些生理或病理情況下，如長期禁食或糖尿病時,酮血癥、酮尿癥、代謝性酸中毒。一、甘油-α-磷酸的生物合成

甘油+ATP甘油-α-磷酸+ADP二羥丙酮磷酸+NADH+H+甘油-α-磷酸+NAD+第三節(jié)脂肪的合成代謝甘油激酶甘油-α-磷酸脫氫酶二、脂肪酸的生物合成脂肪酸合成主要有兩種方式：1）從頭合成（“從無到有”）途徑－－胞液2）延伸合成－－線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（“微粒體”）（一）脂肪酸的從頭合成－十六碳飽和脂肪酸合成脂肪酸的生物合成是C2單位的縮合作用，但合成和降解是通過不同的途徑，使用不同的酶，發(fā)生場所也是在細胞的不同部位，而且有1個重要的C3中間體－丙二酰CoA參與脂肪酸合成，它與脂肪酸降解完全無關(guān)。 ||

OHOOC-CH2-C-S-CoA丙二酸單酰-CoA1.丙二酰-CoA的形成||

OHOOC-CH2-C~S-CoA丙二酸單酰CoA乙酰CoA

OCH3C~S-CoA

||ATP+CO2-ADP+Pi乙酰CoA羧化酶脂肪酸合成的基本原料（包括起始物質(zhì)或稱引物）是乙酰CoA，其合成是二碳單位的延長過程，但逐加的二碳單位并非直接來源于乙酰CoA，而是乙酰CoA的羧化產(chǎn)物丙二酰CoA。

生物素,Mn2+

乙酰CoA羧化酶是FA合成的限速酶該酶由3亞基組成，其單體形式無活性，

多聚體形式有活性，

輔因子:生物素,Mn2+

別構(gòu)激活劑－－檸檬酸

抑制抑制劑－－長鏈脂酰CoA2.脂肪酸合成酶（系）①②③④⑤⑥中央巰基SH外圍巰基SH⑥①②③④⑤ACP①脂酰基轉(zhuǎn)移酶②丙二酰轉(zhuǎn)移酶③β-酮脂酰-ACP合成酶④β-酮脂酰-ACP還原酶

⑤β-羥脂酰-ACP脫水酶⑥β-烯脂酰-ACP還原酶

在大腸桿菌和植物中，F(xiàn)A合成酶是由6種酶和1種?；d體蛋白(ACP)組成的多酶體系。在動物中，F(xiàn)A合成酶含有1個ACP和7個酶，所有這些酶均定位于一條多功能多肽鏈上，形成不同的酶活性和ACP功能區(qū)。該酶是二聚體，結(jié)構(gòu)見下圖。11SHSHCys亞基劃分SHSHCys功能劃分23654ACP723654ACP71.脂?；D(zhuǎn)移酶,2.丙二酰轉(zhuǎn)移酶,3.β-酮脂酰-ACP合成酶

,4.β-酮脂酰-ACP還原酶

,5.β-羥脂酰-ACP脫水酶

,6.β-烯脂酰-ACP還原酶

,7.軟脂酰-ACP硫酯酶脂肪酸合成酶二聚體脂?；d體蛋白——ACPSH①結(jié)構(gòu)：4-P-泛酸巰基乙胺+肽鏈（E.coli77AA36-ser-OH）②作用：ACP共價結(jié)合脂酰基中間產(chǎn)物，靠擺臂擺動使之接近各酶的活性部位，從而使反應進行。ACP牢固結(jié)合在脂肪合成酶復合體上。-CH2-Ser-ACPHS泛酰巰基乙胺4-磷酸3.脂肪酸合成過程丙二酰ACP的形成：乙酰ACP的形成：||

OHOOC-CH2-C-S-ACP丙二酰ACPACP-SHCoA-SH||

OHOOC-CH2-C-S-CoA丙二酰CoA||

OCH3-C-S-CoA乙酰CoA脂酰基轉(zhuǎn)移酶ACP-SHCoA-SH||

OCH3-C-S-ACP乙酰-ACP丙二酰轉(zhuǎn)移酶脂肪酸從頭合成的生化歷程b、縮合c、還原d、脫水a(chǎn)、丙二酰ACP的形成

OR-C~SACP||+

OHOOC-CH2-C-S-ACP||e、還原

OHOR-CH-CH2C~SACP

OOR-C-CH2-

C~SACP

ＯR-CH=CH-C-SACP

||

ＯR-CH-

CH2-

C-SACP||軟脂酸合成的反應流程CH3CO-SHOOCCH2CO-SCH3CHCH2CO-SSHOHSHSHCH3CH=CHCO-SSHSHSH

OCH3C-S||SHNADP+NADPH⑥HSCoA乙酰S~CoA

①丙二單酰-SCoACoASH②NADP+NADPH④H2O⑤③CO2軟脂酸H2O進位鏈的延伸水解

OCH3C-S||SHCH3COCH2CO-SSHCH3CH2CH2CO-SSH脂肪酸生物合成的反應歷程β-烯丁酰ACPCH3COCH2CO-SACP

丁酰ACPCH3CH(OH)CH2CO-SACP

CH3CH=CH2C0-SACP

CH3CH2CH2C0-SACP

β-酮丁酰ACPβ-羥丁酰ACPCH3COCoACH3COACPHOOCCH3COACPHOOCCH3COCoACH3COCoACO2+ACPC2C2C2C2C2C2NADPHNADP+NADP+NADPHH2O

CH3(CH2)14CO-SACP+CO2ACP丁酰ACP

ＯCH3CH2CH2C-SACP

OCH3COCH2C-SACPβ-酮丁酰ACP||OCH3C~SACP乙酰ACP||+β-羥脂酰ACP脫水酶

β-酮脂酰ACP還原酶

NADP+NADPHCO2+ACP-SH

OOHO-C-CH2C-S-ACP

丙二酸單酰-ACP||||

OHOCH3-CH-CH2-C-S-ACPβ-羥丁酰-ACP|||

OCH3CHCH-C-S-ACP=α,β-烯丁酰ACP||H2O

β-烯脂酰ACP還原酶NADP+NADPHβ-酮脂酰-ACP合成酶總反應1乙酰CoA+7丙二酰CoA+7ATP+14NADPH+14H+7CO2+14NADP++棕櫚酸+8CoA+7ADP+7Pi+6H2O

或：8乙酰CoA+7ATP+14NADPH+14H+棕櫚酸+8CoA+7ADP+7Pi+14NADP+

+6H2O

4.乙酰CoA從線粒體內(nèi)至胞液的運轉(zhuǎn)蘋果酸酶檸檬酸合成酶丙酮酸－蘋果酸循環(huán)FA合成小結(jié)：部位：胞液原料；乙酰CoA（直接原料：丙二酰CoA）酶系：FA合成酶系限速酶：乙酰CoA羧化酶?；d體：ACP-SH一次循環(huán)：縮合、加氫、脫水、加氫－－延長2C合成方向：CH3--COOH供氫體：NADPH+H+(主要來自戊糖磷酸途徑)終產(chǎn)物：軟脂酸（二）線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(微粒體)中脂肪酸的延長1.線粒體脂肪酸延長酶系1.線粒體脂肪酸延長酶系:延長短鏈脂肪酸，其過程是β-氧化逆過程。2.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脂肪酸延長酶系：延長飽和或不飽和長鏈脂肪酸，其中間過程與脂肪酸合成酶體系相似。脂肪酸碳鏈延長的不同方式細胞內(nèi)進行部位動物植物線粒體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)葉綠體、前質(zhì)體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)加入的二碳單位酯?；d體電子供體乙酰CoA丙二酸單酰CoA丙二酸單酰CoACoACoAACPNAD(P)HNADPHNADPH不明確（二）線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(微粒體)中脂肪酸的延長(三)不飽和脂肪酸的合成部位：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)類型：可以合成－單不飽和FA不能合成－多不飽和FA

亞油酸-6,9

花生四烯酸-6,9,12,15

亞麻酸-3,6,9(

-3族)動物組織三、脂肪的生物合成1.合成部位：肝、脂肪組織2.原料：甘油-α-P脂肪酸3.前體：磷脂酸4.過程：脂肪的合成磷酸甘油酯酰轉(zhuǎn)移酶磷酸甘油酯酰轉(zhuǎn)移酶二酰甘油酯酰轉(zhuǎn)移酶磷酸酶溶血磷脂酸磷脂酸甘油二脂甘油三脂

第四節(jié)磷脂的代謝合成部位：全身各組織，尤其肝、腎、腸等（內(nèi)質(zhì)網(wǎng)）

磷脂酰乙醇胺（腦磷脂）的合成CDP—乙醇胺是乙醇胺供體

磷脂酰膽堿（卵磷脂）的合成CDP—膽堿為膽堿供體乙醇胺和膽堿的活化HOCH2CH2NH2HOCH2CH2N(CH3)3OCH2CH2NH2磷酸乙醇胺CDP-OCH2CH2NH2CDP-乙醇胺乙醇胺激酶CTP:磷酸乙醇胺胞苷轉(zhuǎn)移酶ATPADPCTPPPi膽堿激酶ATPADPOCH2CH2N(CH3)3CDP-OCH2CH2N(CH3)3CDP-膽堿CTP:磷酸膽堿胞苷轉(zhuǎn)移酶CTPPPiPP磷脂酰乙醇胺和磷脂酰膽堿的合成磷脂酰乙醇胺（腦磷脂）CDP-乙醇胺CMP磷脂酰膽堿（卵磷脂）葡萄糖3-磷酸甘油磷脂酸1，2-甘油二酯脂酰CoACoACDP-膽堿CMP甘油三酯2RCOCoA2CoAPi轉(zhuǎn)酰酶磷酸酯酶轉(zhuǎn)移酶第五節(jié)膽固醇代謝膽固醇肝：70－80％全身各組織（胞液、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)）小腸：10％一、膽固醇的合成（一）合成部位

腦及神經(jīng)組織分布