東北師范大學(xué)生物化學(xué)第九章 脂類代謝 2008

第八章脂類代謝東北師范大學(xué)生命科學(xué)院王桂云Email:wanggy737@

生物體內(nèi)的脂類細(xì)胞組成成分的大致分布（占干重的百分比）脂類功能磷脂、糖脂和固醇是生物膜的重要組成成分能量的來(lái)源物質(zhì)脂肪細(xì)胞能量的貯存形式MigrationBirdsTravelLongDistancesonEnergyfromFattyAcidOxidationGoldenploverfliesdirectlyfromAlaskatoHawaii,a3300-kilometerflightrequiring35hours(atanaveragespeedofnearly60miles/hr)andmorethan250,000wingbeats!Fattyacidoxidationisanimportantsourceofmetabolicwaterforsomeanimals能量的貯存形式脂類是食用油的來(lái)源對(duì)植物起保護(hù)作用：角質(zhì)，軟木質(zhì)，臘質(zhì)脂類功能脂類的酶促降解脂肪的分解代謝*脂肪的合成代謝*磷脂的代謝膽固醇的代謝本章的內(nèi)容一脂類的酶促降解脂肪酶甘油二酯脂肪酶甘油單酯脂肪酶1脂肪（三酰甘油酯）的水解脂肪酶廣泛存在于動(dòng)植物及微生物中2磷脂的分解

生物體內(nèi)存在對(duì)磷脂分子的不同哦部位進(jìn)行水解的磷脂酶1.

磷脂酶A1（B1）：水解C12.

磷脂酶A2（B2）：水解C23.

磷脂酶C：水解C3，生成1，2-甘油二酯，與第二信使有關(guān)。4.

磷脂酶D：生成磷脂酸和堿基

生成溶血磷脂（B1）磷脂酶A2（B2）二脂肪的分解代謝（一）甘油的氧化二脂肪的分解代謝（一）甘油的氧化月桂酸（C12H24O2）CH3（CH2）10COOH豆寇酸（C14H28O2）CH3（CH2）12COOH棕櫚酸（C16H32O2）CH3（CH2）14COOH硬脂酸（C18H36O2）CH3（CH2）16COOH

脂肪酸的種類

飽和脂肪酸(C10-20)不飽和脂肪酸(多為順式結(jié)構(gòu),極少數(shù)為反式結(jié)構(gòu))亞油酸（C18H32O2）(△9,12)

CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH油酸（C18H34O2）

(△9)

CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOHα-亞麻酸（C18H30O2）

(△9,12,15)γ-亞麻酸（C18H30O2）

(△6,9,12)必需脂肪酸:哺乳動(dòng)物能合成飽和及單不飽和脂肪酸，不能合成含有兩個(gè)不飽和鍵以上的不飽和脂肪酸構(gòu)成食用油的五種脂肪酸：飽和脂肪酸（2種）：16:0,18:0,穩(wěn)定，但增加心血管的發(fā)病率單不飽和脂肪酸（1種）：18:1,健康成分多不飽和脂肪酸（2種）：18:2,18:3,健康成分,不穩(wěn)定，高溫產(chǎn)生致癌物質(zhì)健康食用油：脂肪酸的成分應(yīng)按一定的比例（1：1：1）脂肪酸代謝與健康單不飽和脂肪酸（油酸）在70％以上；多不飽和脂肪酸中的亞麻酸在2.5％以上；多不飽和脂肪酸中的亞油酸在15％以下；飽和脂肪酸在12％以下。象茶油是符合該標(biāo)準(zhǔn)的食用油。健康食用油中，脂肪酸含量的國(guó)際營(yíng)養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)

7種食用油所含脂肪酸的成分：

熟豬油大豆油玉米油花生油芝麻油棉籽油菜籽色拉油飽和脂肪酸／%42.714.815.216.212.527.94.5單不飽和脂肪酸／%48.922.936.542.540.916.574.0多不飽和脂肪酸／%8.462.848.341.246.655.621.5

調(diào)和油的使用低密度脂蛋白:蛋白密度小,體積大,將膽固醇沉積在血管壁上高密度脂蛋白:收集膽固醇,并將其運(yùn)至肝臟脂肪酸代謝與健康10年30年40年血管壁脂肪堆積肌肉層及膠原組織變化血栓&出血血管硬化阻塞的過(guò)程脂肪酸代謝與健康月桂酸（C12H24O2）CH3（CH2）10COOH豆寇酸（C14H28O2）CH3（CH2）12COOH棕櫚酸（C16H32O2）CH3（CH2）14COOH硬脂酸（C18H36O2）CH3（CH2）16COOH

脂肪酸的種類

飽和脂肪酸(C10-20)不飽和脂肪酸(多為順式結(jié)構(gòu),極少數(shù)為反式結(jié)構(gòu))亞油酸（C18H32O2）(△9,12)

CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH油酸（C18H34O2）

(△9)

CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOHα-亞麻酸（C18H30O2）

(△9,12,15)γ-亞麻酸（C18H30O2）

(△6,9,12)必需脂肪酸:哺乳動(dòng)物能合成飽和及單不飽和脂肪酸，不能合成含有兩個(gè)不飽和鍵以上的不飽和脂肪酸脂肪酸的氧化方式α-氧化脂肪酸氧化ω-氧化?-氧化偶數(shù)脂肪酸奇數(shù)脂肪酸不飽和脂肪酸飽和脂肪酸1脂肪酸的活化脂肪酸消耗2個(gè)高能鍵（二）偶數(shù)碳的飽和脂肪酸的氧化在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行，需要硫激酶（脂酰CoA合成酶）消耗2摩爾的ATP羧基端的活化產(chǎn)物極性強(qiáng)，是高能化合物2肉毒堿穿梭將脂酰CoA運(yùn)入線粒體基質(zhì)脂肪酸活化在細(xì)胞質(zhì)，而氧化在線粒體中進(jìn)行肉毒堿脂酰轉(zhuǎn)移酶1肉毒堿脂酰轉(zhuǎn)移酶2酯酰肉堿載體蛋白2肉毒堿穿梭移位酶β氧化（發(fā)生在線粒體）β氧化學(xué)說(shuō)（1）β氧化學(xué)說(shuō)的建立動(dòng)物缺乏對(duì)苯環(huán)的降解能力苯乙酸以苯乙尿酸排出苯甲酸以馬尿酸排出如1944年L.LeLoir發(fā)現(xiàn):脂肪酸可以在無(wú)細(xì)胞體系中氧化;

A.Lehninger:脂肪酸的氧化包含有活化的乙酸;F.Lipmann:活化的乙酸的生成過(guò)程中需要輔酶A;1951年F.Lynen:活化的乙酸是乙酰輔酶A（2）脂肪酸的?-氧化的反應(yīng)歷程分為4個(gè)步驟：氧化（脫氫）、水合、氧化（脫氫）、斷裂在線粒體中進(jìn)行，反應(yīng)發(fā)生在?碳上每循環(huán)一次切掉一個(gè)乙酰CoA，生成少兩個(gè)碳的脂酰CoA催化反應(yīng)的酶具有立體專一性a脫氫：脂酰輔酶A脫氫酶生成反式雙鍵以FAD為輔基由烯脂酰輔酶A水化酶催化具有立體專一性底物為反式時(shí)，生成L（+）-β-羥脂酰輔酶A底物為順式時(shí)，生成D（-）-β-羥脂酰輔酶AOHHb水化：c再脫氫：L-β-羥脂酰輔酶A脫氫酶催化(立體結(jié)構(gòu)專一性)此酶只作用于L型底物輔酶為NAD+CHOCCH2OHOHHCHOCCH2OHOHHD-甘油醛L-甘油醛d硫解：由酮脂酰CoA硫酯解酶催化釋放乙酰輔酶A產(chǎn)生少2個(gè)碳的脂酰輔酶A（2）脂肪酸的?-氧化的反應(yīng)歷程分為4個(gè)步驟：氧化（脫氫）、水合、氧化（脫氫）、斷裂催化反應(yīng)的酶具有立體專一性β氧化的反應(yīng)歷程脂肪酸徹底氧化的三大步驟（3）?-氧化的特點(diǎn)

進(jìn)行的場(chǎng)所（）降解時(shí)反應(yīng)具有方向性（）每次循環(huán)切下（）生成少（）反應(yīng)發(fā)生在

（）碳原子上水合酶的底物為反式結(jié)構(gòu)時(shí)，生成（）羥脂酰CoA羥脂酰CoA脫氫酶底物必須為（）構(gòu)型生成1NADH、1FADH2（4）?-氧化的意義

提供能量：硬脂酸產(chǎn)生146ATP，3葡萄糖產(chǎn)生114ATP脂肪酸的中間產(chǎn)物供代謝所需要乙酰CoA是重要的中間化合物人體內(nèi)大約有一半以上的脂肪酸是不飽和脂肪酸，食物中也有不飽和脂肪酸不飽和脂肪酸的雙鍵大多為順式（三）不飽和脂肪酸的氧化

異構(gòu)酶催化下生成反烯脂酰輔酶A1.

單不飽和脂肪酸（油酸18:1）的氧化：前三輪正常β-氧化循環(huán)后形成Δ3順烯脂酰輔酶A。有一個(gè)雙鍵少一個(gè)FAD，少生成2個(gè)ATP其余步驟按β氧化進(jìn)行

亞油酸（C18H32O2）(△9,12)

CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH油酸（C18H34O2）

(△9)

CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOHα-亞麻酸（C18H30O2）

(△9,12,15)γ-亞麻酸（C18H30O2）

(△6,9,12)2.

多不飽和脂肪酸（亞油酸）的氧化在異構(gòu)酶和表異構(gòu)酶催化下（在大腸桿菌中）異構(gòu)酶表異構(gòu)酶水化酶D-β-羥八碳脂酰CoAL-β-羥八碳脂酰CoA棕櫚酸（C16H32O2）CH3（CH2）14COOH硬脂酸（C18H36O2）CH3（CH2）16COOH脂肪酸的氧化

偶數(shù)飽和脂肪酸(C10-20)不飽和偶數(shù)脂肪酸(多為順式結(jié)構(gòu),極少數(shù)為反式結(jié)構(gòu))亞油酸（C18H32O2）(△9,12)

CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH油酸（C18H34O2）

(△9)

CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH異構(gòu)酶，表異構(gòu)酶有一個(gè)雙鍵就少一個(gè)FAD（四）奇數(shù)碳脂肪酸的氧化自然界中的脂類中含有的脂肪酸絕大多數(shù)為偶數(shù)脂肪酸許多植物、海洋植物體、反芻動(dòng)物如牛、羊等含有奇數(shù)脂肪酸（四）奇數(shù)碳脂肪酸的氧化丙酰輔酶A羧化酶脂肪酸的氧化方式α-氧化脂肪酸氧化ω-氧化?-氧化偶數(shù)脂肪酸奇數(shù)脂肪酸不飽和脂肪酸飽和脂肪酸（五）其它的氧化方式1脂肪酸的α-氧化動(dòng)物細(xì)胞植烷酸代謝羥化酶葉綠素植烷酸（4個(gè)甲基支鏈的20碳脂肪酸）降植烷酸氧化酶異丁酰輔酶A丙酰輔酶A存在于植物種子、葉子，動(dòng)物腦和肝臟。植烷酸存在于反芻動(dòng)物脂肪及某些食品中。欠缺α-氧化能造成人體內(nèi)植烷酸的堆積會(huì)導(dǎo)致外周神經(jīng)炎、運(yùn)動(dòng)失調(diào)及視網(wǎng)膜炎等癥狀。稱Refsum’sdisease（雷夫蘇姆?。┯闪u化酶（單加氧酶）和氧化酶（脫羧酶）催化脂肪酸的α-氧化特點(diǎn)氧化發(fā)生在α-碳原子上。

2ω-氧化氧化發(fā)生在ω-碳原子上

動(dòng)物體內(nèi)不占主導(dǎo)地位，主要用于分解少于12碳脂肪酸

降解的速度快

浮游細(xì)菌通過(guò)ω-氧化可迅速將海洋表面的石油中的烴轉(zhuǎn)變脂肪酸，起清除石油污染的作用（六）酮體代謝乙酰輔酶A的代謝去路進(jìn)入三羧酸循環(huán)徹底氧化（肝外組織）生成酮體（肝組織）合成膽固醇、脂肪酸的原料1酮體的合成

（六）酮體代謝2酮體的分解

3酮體生成的意義

1酮體的合成

（六）酮體代謝組成：乙酰乙酸、β-羥丁酸和極少量的丙酮場(chǎng)所：肝臟線粒體

原料：乙酰CoA1酮體的合成

硫解酶HMG輔酶A合成酶（六）酮體代謝HMG輔酶A裂合酶1酮體的合成

（六）酮體代謝組成：乙酰乙酸、β-羥丁酸和極少量的丙酮場(chǎng)所：肝臟線粒體

原料：乙酰CoA2酮體的分解場(chǎng)所：在肝外組織如腦、肌肉、心臟、腎臟等組織酮體是肝內(nèi)產(chǎn)生、肝外利用正常人血液中酮體含量為0.03-0.5mM酮血癥：血中酮體增多，超過(guò)正常含量，如饑餓、禁食、糖尿病患者等酮尿癥：部分酮體隨尿排出，如糖尿病患者（六）酮體代謝組成：乙酰乙酸β-羥丁酸極少量的丙酮（通過(guò)尿、肺排出）2酮體的分解（1）在琥珀酰輔酶A轉(zhuǎn)硫酶的催化下硫激酶琥珀酰輔酶A轉(zhuǎn)硫酶ATPAMP+PPi（2）在乙酰乙酸硫激酶的催化下硫激酶2酮體的分解硫激酶琥珀酰輔酶A轉(zhuǎn)硫酶酮體的分解β-羥丁酸β-羥丁酸脫氫酶乙酰乙酸乙酰乙酰CoA乙酰乙酸硫激酶CoA-SH+ATP琥珀酰CoA轉(zhuǎn)硫酶琥珀酸琥珀酰CoAPpi+AMP硫解酶CoA-SH2乙酰CoANADNADH+H+肝內(nèi)生酮，肝外用分子量小，溶于水，便于運(yùn)輸和利用3酮體生成的生理意義腦組織的重要能源，尤其在饑餓或缺糖情況下，極易通過(guò)血腦屏障，作為大腦的供能物質(zhì)脂肪酸通過(guò)肉毒堿穿梭進(jìn)入線粒體，在血液中的運(yùn)輸需要白蛋白；酮體進(jìn)入線粒體和在血液中的轉(zhuǎn)運(yùn)不需要載體活化的脂肪酸需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜的過(guò)程才能生成一分子乙酰CoA；而乙酰乙酸活化后只需一步反應(yīng)就可以生成兩分子乙酰CoA三甘油三酯的合成代謝

甘油-α-磷酸的合成脂肪酸的合成飽和脂肪酸的合成不飽和脂肪酸的合成脂肪酸合成的代謝調(diào)節(jié)甘油三酯的合成三甘油三酯的合成代謝

動(dòng)物體內(nèi)合成脂肪酸的主要器官是肝臟合成脂肪酸的主要原料是乙酰輔酶A消耗ATP、NADPH在細(xì)胞質(zhì)中合成軟脂酸，再在線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中加工成人體需要的脂肪酸必需脂肪酸植物體內(nèi)合成脂肪酸的場(chǎng)所是質(zhì)體（一）甘油-α-磷酸的合成（二）脂肪酸的合成（動(dòng)物）細(xì)胞質(zhì)中飽和脂肪酸的合成合成的原料--乙酰CoA：每循環(huán)（轉(zhuǎn)移、縮合、加氫、脫水、再加氫）一次延長(zhǎng)2個(gè)碳原子線粒體（或微粒體）中脂肪酸的合成

丙二酸單酰輔酶A是?；w脂肪酸合成酶系

不飽和脂肪酸的合成

（二）脂肪酸的合成1細(xì)胞質(zhì)中飽和脂肪酸的合成（1）合成的原料--乙酰CoA原料來(lái)源：將乙酰CoA由線粒體運(yùn)至細(xì)胞質(zhì)

脂肪酸氧化，糖氧化（線粒體）檸檬酸穿梭：將乙酰CoA由線粒體運(yùn)至細(xì)胞質(zhì)產(chǎn)生NADPH將乙酰CoA由線粒體運(yùn)至細(xì)胞質(zhì)產(chǎn)生NADPH（2）丙二酸單酰輔酶A的生成酰基供體乙酰輔酶A羧化酶乙酰輔酶A羧化酶（以大腸桿菌為例）生物素羧化酶（BC）生物素羧基載體蛋白（BCCP）羧基轉(zhuǎn)移酶（CT）BCCP：生物素羧基載體蛋白，是生物素的載體，無(wú)酶促活性多酶復(fù)合物：由3個(gè)亞單位組成，輔基是生物素BC：生物素羧化酶，催化生物素的羧化反應(yīng)CT：羧基轉(zhuǎn)移酶，將羧基從羧基生物素轉(zhuǎn)移給乙酰輔酶A乙酰輔酶A羧化酶生物素為輔酶在細(xì)胞質(zhì)中,攜帶和轉(zhuǎn)移羧基關(guān)鍵調(diào)控酶三甘油三酯的合成代謝

動(dòng)物體內(nèi)合成脂肪酸的主要器官是肝臟合成脂肪酸的主要原料是乙酰輔酶A消耗ATP、NADPH在細(xì)胞質(zhì)中合成軟脂酸，再在線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中加工成人體需要的脂肪酸必需脂肪酸植物體內(nèi)合成脂肪酸的場(chǎng)所是質(zhì)體（二）脂肪酸的合成（動(dòng)物）細(xì)胞質(zhì)中飽和脂肪酸的合成合成的原料--乙酰CoA：每循環(huán)（轉(zhuǎn)移、縮合、加氫、脫水、再加氫）一次延長(zhǎng)2個(gè)碳原子線粒體（或微粒體）中脂肪酸的合成

丙二酸單酰輔酶A是酰基供體脂肪酸合成酶系

不飽和脂肪酸的合成

（二）脂肪酸的合成1細(xì)胞質(zhì)中飽和脂肪酸的合成（1）合成的原料--乙酰CoA原料來(lái)源：將乙酰CoA由線粒體運(yùn)至細(xì)胞質(zhì)

脂肪酸氧化，糖氧化（線粒體）檸檬酸穿梭：（3）脂肪酸合成酶系（2）丙二酸單酰輔酶A的生成（3）脂肪酸合成酶系原核生物如大腸桿菌中，6個(gè)多肽鏈和1個(gè)?；d體蛋白（ACP）真核生物如酵母中，2個(gè)多肽鏈和1個(gè)ACP在哺乳動(dòng)物中，1個(gè)多肽鏈和1個(gè)ACP（3）脂肪酸合成酶系大腸桿菌脂肪酸多酶復(fù)合體（6個(gè)多肽鏈和1ACP）（3）脂肪酸合成酶系哺乳動(dòng)物脂肪酸合成多酶復(fù)合體（1個(gè)多肽鏈和1ACP）磷酸泛酰巰基乙胺脂酰基結(jié)合點(diǎn)酰