第九章 脂類代謝

本章主要介紹脂類物質(zhì)（主要是脂肪）在生物體內(nèi)的分解和合成代謝。重點掌握脂肪酸在生物體內(nèi)的氧化分解途徑—脂肪酸的β-氧化和從頭合成途徑，了解脂類物質(zhì)的其它氧化分解途徑和功能。思考第九章脂類代謝目錄第一節(jié)生物體內(nèi)的脂類第二節(jié)脂肪的分解代謝第三節(jié)乙醛酸循環(huán)第四節(jié)脂肪的生物合成第五節(jié)磷脂和膽固醇的代謝生物體內(nèi)的脂類脂類單純脂類復(fù)合脂類非皂化脂類?；视王ハ灹字侵⒘蛑祁愮薮碱惡兄舅岵缓舅嵋?、脂類的消化和吸收1、脂類的消化2、脂類的吸收二、脂類的轉(zhuǎn)運和載脂蛋白的作用乳麋微粒（CM）極低密度脂蛋白VLDL低密度脂蛋白LDL高密度脂蛋白HDL脂蛋白的種類脂類的消化吸收和運轉(zhuǎn)http:///college/fob/anim/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（1）?；视王?2)蠟?；视王R2OCR1OCR3O

高分子一元醇與長鏈脂肪酸形成的酯。多存在于植物的葉、莖和果實的表皮部分。動物所產(chǎn)生的蠟有蜂蠟、羊毛脂等。

石蠟等分子量較高的烴，雖不屬于酯類，因其性質(zhì)與蠟相似，也稱為蠟。

蠟復(fù)合脂類1.概念2.種類復(fù)合脂是指酯中除脂肪酸與醇外,分子內(nèi)還含有其它成分的脂類。(1)磷脂(2)糖脂和硫脂磷脂酰膽堿

磷脂酸磷脂酰乙醇胺磷脂酰肌醇磷脂酰絲氨酸磷脂酰甘油幾種糖脂和硫酯2,3-雙?；?1--D-吡喃-D-甘油6-亞硫酸-6-脫氧--葡萄糖甘油二酯(硫酯)2,3-雙?；?1-(-D-半乳糖基-1，6--D-半乳糖基）-D-甘油非皂化脂類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）萜類化合物脂肪的分解代謝

三、脂肪酸的分解代謝β-氧化作用α-氧化作用ω-氧化作用一、脂肪的水解二、甘油的轉(zhuǎn)化四、不飽和及奇數(shù)碳鏈脂肪酸的氧化五、酮體的代謝CH3-(CH2)n-

CH2-

CH2-COOH脂肪的酶促水解甘油的轉(zhuǎn)化（實線為甘油的分解，虛線為甘油的合成)）甘油激酶磷酸甘油脫氫酶異構(gòu)酶磷酸酶磷酸酯酶飽和脂肪酸的β-氧化作用

（3）β-氧化過程中能量的釋放及轉(zhuǎn)換效率2、氧化過程1、β-氧化作用的概念及試驗證據(jù)（1）

脂肪酸的活化和轉(zhuǎn)運（2）β-氧化的生化過程β-氧化作用的概念及試驗證據(jù)

概念

試驗證據(jù)

1904年F.Knoop根據(jù)用苯環(huán)標(biāo)記脂肪酸飼喂狗的實驗結(jié)果，推導(dǎo)出了β-氧化學(xué)說。

脂肪酸在體內(nèi)氧化時在羧基端的β-碳原子上進(jìn)行氧化，碳鏈逐次斷裂，每次斷下一個二碳單位（即乙酰CoA），該過程稱作β-氧化。-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：脂肪酸的活化和轉(zhuǎn)運

a、脂肪酸的活化OR-C-OH+CoA-SH脂酰CoA合成酶OR-C-SCoAATPAMP+PPib、脂酰CoA的運轉(zhuǎn)肉毒堿的作用油酸的β氧化作用CH3(CH2)7CH=CH-CH2(CH2)6CO-CoAOHCH3(CH2)7CH2-C-CH2-CO-CoAH6CH3-CO-CoACH3(CH2)7CH2-C=CH-CO-CoAHH2-反-十二碳烯脂酰CoA

3次β-氧化烯脂酰CoA異構(gòu)酶烯脂酰CoA水化酶開始β-氧化CH3(CH2)7-C=C-CH2-

CO-CoA3-順-十二碳烯脂酰CoA

HHCH3(CH2)7CH=CH-CH2(CH2)6COOH(18:19)

β-氧化的生化歷程

脫氫水化

脫氫

硫解

ＯR-CH

-

CH2C-SCoA

OHOR-CH-CH2C~SCoA

OOR-C-CH2C~SCoA

OR-C~ScoA

OCH3C~SCoA+||

ＯR-CH=CH-C-SCoA

||||H2OHScoA

氧化的生化歷程

乙酰CoAFADFADH2

NAD+NADHRCH2CH2CO-SCoA脂酰CoA

脫氫酶脂酰CoA

烯脂酰CoA

水化酶

β-羥脂酰CoA

脫氫酶

β-酮酯酰CoA

硫解酶RCHCH2CO~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反式－△2－烯脂酰CoA

β-羥脂酰CoAβ-酮脂酰CoAOHβ-氧化過程中能量的釋放及轉(zhuǎn)換效率凈生成：131–2=129ATP例：軟脂酸7次β-氧化8

乙酰CoACH3(CH2)14COOH7

NADH7

FADH212ATP

3ATP2ATP96ATP21ATP14ATP131ATP能量轉(zhuǎn)換率40脂肪酸的α-氧化作用

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。RCH2COO-RCH(OH)COO-RCOCOO-RCOO-CO2O2NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+RCH(OOH)COO-CO2RCHOO2NAD+NADH+H+過氧化羥化脂肪酸的ω氧化作用

脂肪酸的ω-氧化指: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-二羧酸的過程。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奇數(shù)碳鏈脂肪酸的氧化

該類脂肪酸的最后一輪β氧化后，得到：丙酰CoA(S)甲基丙二酸單酰CoA差向酶CH3CH2CO－SC0A（丙酰CoA）CO2ADP+PiATP丙酰CoA羧化酶CH3CHCO－SC0ACO2-－O2CCHCO－SC0ACH3(R)甲基丙二酸單酰CoA變位酶－O2CCH2CH2CO－SC0A（琥珀酰CoA）乙醛酸循環(huán)1、乙醛酸循環(huán)的生化歷程4、脂肪代謝和糖代謝的關(guān)系3、乙醛酸循環(huán)的生理意義

植物種子萌發(fā)的脂肪轉(zhuǎn)化為糖微生物發(fā)酵產(chǎn)物重新氧化的途徑2、乙醛酸循環(huán)總反應(yīng)式及其糖異生的關(guān)系CoASH檸檬酸合成酶順烏頭酸酶乙醛酸循環(huán)反應(yīng)歷程NAD+NADH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乙醛酸異檸檬酸裂解酶蘋果酸合酶乙醛酸循環(huán)總反應(yīng)式及其與糖異生的關(guān)系2乙酰CoA+NAD+琥珀酸+2CoASH+NADH+H+草酰乙酸糖異生脂肪代謝和糖代謝的關(guān)系延胡索酸琥珀酸蘋果酸草酰乙酸3-磷酸甘油三羧酸循環(huán)乙醛酸循環(huán)甘油脂肪酸三酰甘油

糖原（或淀粉）1,6-二磷酸果糖磷酸二羥丙酮PEP丙酮酸植物種子&微生物氧化合成乙酰CoA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-OHATPCoASHAMP+PPiCoASH肉毒堿

OR-C-S-CoAβ-氧化線粒體內(nèi)膜內(nèi)側(cè)外側(cè)肉堿酯酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ肉堿酯酰轉(zhuǎn)移酶Ⅱ載體ATP、CoASH丙酸的代謝甲基丙二酸單酰CoA琥珀酰CoA硫激酶羧化酶變位酶三羧酸循環(huán)ATP、CO2

生物素CoB12酮體的代謝酮體的生成酮體的分解生成酮體的意義

脂肪酸β-氧化產(chǎn)物乙酰CoA,在肌肉中進(jìn)入TCA循環(huán)；然而在肝細(xì)胞中乙酰CoA可形成乙酰乙酸、β-羥丁酸、丙酮,這三種物質(zhì)統(tǒng)稱為酮體。酮體的生成-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--羥丁酸脫氫酶CO2NADH+H+NAD+CH3COCH3乙酰乙酸脫羧酶CoASHCH3COSCoA酮體的分解乙酰乙酰CoA硫解酶酮脂酰CoA轉(zhuǎn)移酶琥珀酰CoACoASH--氧化乙酰乙酸--羥丁酸脫氫酶NADH+H+NAD+乙酰CoA2--羥丁酸琥珀酸脂肪的生物合成

一、脂肪酸的生物合成二、甘油的生物合成三、三酰甘油的生物合成脂肪酸的生物合成1、十六碳飽和脂肪酸的從頭合成2、線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中脂肪酸碳鏈的延長3、不飽和脂肪酸的合成（自學(xué))軟脂酸的從頭合成（1）乙酰CoA運轉(zhuǎn)——檸檬酸穿梭（3）脂肪酸合成酶復(fù)合體系和脂?；d體蛋白

(acylcarrierprotein,ACP)（4）脂肪酸生物合成的反應(yīng)歷程（2）丙二酸單酰CoA的形成乙酰CoA從線粒體內(nèi)至胞液的運轉(zhuǎn)丙二酸單酰ACP的形成：||

OHOOC-CH2-C-S-CoA丙二酸單酰CoA

OCH3C-S~CoA

乙酰CoA

||+ATPHCO3-ADP+Pi乙酰CoA

羧化酶生物素脂肪酸合酶系統(tǒng)（fattyacidsynthasesystem，F(xiàn)AS）脂肪酸合成酶系結(jié)構(gòu)模式①②③④⑤⑥中央巰基外圍巰基⑥①②③④⑤ACP①乙酰CoA:ACP轉(zhuǎn)移酶④β-酮脂酰-ACP還原酶

②丙二酸單酰CoA:ACP轉(zhuǎn)移酶⑤β-羥脂酰-ACP脫水酶

③β-酮脂酰-ACP合酶

⑥烯脂酰-ACP還原酶

SHSHACP不同生物體中的ACP十分相似：大腸桿菌中的ACP是一個由77個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輔基猶如一個轉(zhuǎn)動的手臂，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)。

脂?；d體蛋白(ACP)的輔基結(jié)構(gòu)CH2-Ser-ACPHS輔基：4-磷酸泛酰巰基乙胺CoA分子中也有4-磷酸泛酰巰基乙胺AHS4-磷酸泛酰巰基乙胺軟脂酸合成的反應(yīng)流程CH3CO-SHOOCCH2CO-SSHSHSHSH

OCH3C-S||SHNADP+NADPH⑥HSCoA乙酰CoA

①丙二酸單酰-SCoACoASH②NADP+NADPH④H2O⑤③CO2軟脂酸H2O進(jìn)位鏈的延伸水解

OCH3C-S||SHCH3COCH2CO-SSHβ-酮丁酰ACPCH3CHCH2CO-SSHOHβ-羥丁酰ACPCH3CH=CHCO-SSHβ-烯丁酰ACPCH3CH2CH2CO-SSH丁酰ACP軟脂酸丁酰CoA

ＯCH3CH2CH2C-SACPOCH3COCH2C-SACPβ-酮丁酰ACP||OCH3C~SACP乙酰ACP||+β-羥丁酰ACP脫水酶

β-酮丁酰ACP還原酶

NADP+NADPHOOHO-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||H2Oβ-烯丁酰ACP還原酶NADP+NADPHβ-酮脂酰ACP合酶線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中脂肪酸碳鏈的延長（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(xì)胞內(nèi)進(jìn)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CoACoA

CoAACPNADPHNADPHNADPH

不明確不飽和脂肪酸的合成(1)需氧途徑（2）厭氧途徑

是厭氧生物合成單不飽和脂肪酸的方式,發(fā)生在脂肪酸從頭合成的過程中,當(dāng)生成、-羥葵酰-ACP時，由專一的脫水酶催化脫水，生成、-稀葵酰-ACP，在繼續(xù)參入二碳單位，就可產(chǎn)生不同長度的單不飽和脂肪酸。NADPH+H+NADP+FAD2Fe去飽和酶RCH2-CH2-RCH＝CH-2e2e2e2eO2+4H+2H2O4e（黃素蛋白）動：細(xì)胞色素b5植：鐵硫蛋白動植物中不飽和脂肪酸合成的比較脂肪酸的β－氧化和從頭合成的異同三酰甘油的生物合成磷酸甘油轉(zhuǎn)酰酶磷酸甘油轉(zhuǎn)酰酶二酰甘油酯酰轉(zhuǎn)移酶磷酸酶溶血磷脂酸磷脂酸二酰甘油三酰甘油磷脂和膽固醇的降解與合成1、磷脂的降解2、磷脂的生物合成3、膽固醇的代謝磷脂酶的作用部位磷脂酶C磷脂酶D磷脂酶A2磷脂酶A1磷脂酶BL1磷脂酶BL2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二酰甘油三酰甘油CDP-磷脂酰乙醇胺(乙醇胺)

鞘磷脂(膽堿)乙醇胺和膽堿的活化HOCH2CH2NH2HOCH2CH2N(CH3)3OCH2C