生物化學第七章脂類代謝課件

第八章脂類代謝第一節(jié)脂肪的分解代謝第二節(jié)脂肪的合成代謝第三節(jié)類脂的代謝回憶脂類是脂肪和類脂的總稱。脂肪(fat)：儲脂供能

三脂肪酸甘油酯或甘油三酯。類脂(lipoid)：維持生物膜的結構和功能

膽固醇膽固醇酯磷脂糖脂單不飽和脂酸多不飽和脂酸不飽和脂酸的分類不飽和脂酸命名系統(tǒng)命名法△編碼體系從脂酸的羧基碳起算ω或n編碼體系從脂酸的甲基碳起算第一節(jié)脂肪的分解代謝

一、脂肪的消化與吸收甘油三酯結構脂肪的酶促水解二、甘油的轉化（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酶磷酸酶1、β-氧化作用的概念及試驗證據概念

試驗證據

1904年F.Knoop根據用苯環(huán)標記脂肪酸飼喂狗的實驗結果，推導出了β-氧化學說。

脂肪酸在體內氧化時在羧基端的β-碳原子上進行氧化，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）奇數碳原子：偶數碳原子：2、脂肪酸的活化和轉運

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的運轉肉毒堿的作用酯酰CoA進入線粒體基質示意圖

N+(CH3)3CH2HO-CH

CH2COO-肉毒堿酯酰肉毒堿

OR-C

N+(CH3)3CH2-O-CH2

CH2COO-酯酰肉毒堿CoASH

OR-C-S-CoA

OR-C-OHATPCoASHADP+PPiCoASH肉毒堿

OR-C-S-CoAβ-氧化線粒體內膜內側外側載體肉堿酯酰轉移酶Ⅰ肉堿酯酰轉移酶Ⅱ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

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CoAβ-氧化的主要生化反應酯酰CoA脫氫酶脂酰CoA

ＯRCH2CH2C-SCoA

ＯRCH=CH-C-SCoAβ-烯脂酰CoA

OR-C~ScoA脂酰CoA

OCH3C~SCoA

乙酰CoA||||+烯酰CoA水化酶

β-羥脂酰CoA脫氫酶

硫解酶H2O

CoASHNAD+NADHFADFADH2

OHORCHCH2C~ScoAβ-羥脂酰CoA||

OORCCH2C-SCoA

β-酮酯酰CoA|||如：軟脂酸（棕擱酸，C15H31COOH）的β-氧化過程5、不飽和脂肪酸的氧化

油酰基CoA（918：1）

CH3(CH2)7CH=CH-CH2(CH2)6CO-CoAOHCH3(CH2)7CH2-C-CH2-CO-CoAH6CH3-CO-CoACH3(CH2)7CH2-C=C-CO-CoAHH2-反-十二碳烯酰CoA

β-氧化,三次循環(huán)烯酯酰CoA異構酶烯酯酰CoA水化酶再開始β-氧化CH3(CH2)7-C=C-CH2-

CO-CoA3-順-十二碳烯酯酰CoA

HH如：油?；摩卵趸饔?.奇數碳鏈脂肪酸的氧化一些植物和海洋生物能合成奇數碳脂肪酸。一些氨基酸，如異亮氨酸、纈氨酸和甲硫氨酸在降解過程中也會產生丙酰CoA或丙酸。還有反芻動物瘤胃中的細菌可將糖類發(fā)酵產生大量的丙酸。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（三）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）經氧化轉變成羥基，繼而再氧化成羧基，從而形成α，ω-二羧酸的過程。CH3(CH2)n

COO-HOCH2(CH2)nCOO-OHC(CH2)nCOO-HOOC(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脂肪酸ω-羥酯酸ω-醛酯酸a,ω-二羧酸（四）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系3、乙醛酸循環(huán)的生理意義植物種子萌發(fā)的脂肪轉化為糖2、乙醛酸循環(huán)總反應式及其糖異生的關系CoASH檸檬酸合成酶順烏頭酸酶1.乙醛酸循環(huán)反應歷程NAD+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3.乙醛酸循環(huán)的生物學意義

對于一些細菌和藻類，乙醛酸循環(huán)使它們能夠僅以乙酸鹽作為能源和碳源生長。在脂肪轉變?yōu)樘堑倪^程中，乙醛酸循環(huán)起著關鍵的作用，它是連結糖代謝和脂代謝的樞紐。線粒體乙醛酸體4.脂肪代謝和糖代謝的關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)甘油乙酰CoA三酰甘油脂肪酸氧化糖原（或淀粉）1，6-二磷酸果糖磷酸二羥丙酮PEP丙酮酸合成植物和微生物酮體的分解乙酰乙酰CoA硫解酶轉移酶琥珀酰CoACoASH--氧化乙酰乙酸脫氫酶NADH+H+NAD+乙酰CoA2--羥丁酸琥珀酸生成酮體的意義

肝臟組織正是以酮體的形式將乙酰coA通過血液運送至外周器官中的。骨骼、心臟和腎上腺皮質細胞的能量消耗主要就是來自這些酮體，腦組織在糖饑餓時也能利用酮體作為能源。第二節(jié)脂肪的合成代謝

一、甘油的生物合成二、脂肪酸的生物合成三、三酰甘油的生物合成一、甘油的生物合成（細胞質中）二、脂肪酸的生物合成1、十六碳飽和脂肪酸（軟脂酸）的從頭合成2、線粒體和內質網中脂肪酸碳鏈的延長3、不飽和脂肪酸的合成1.軟脂酸的從頭合成（3）脂肪酸生物合成的反應歷程（1）脂肪酸合成酶復合體系FAS和脂?；d體蛋白(ACP)（2）乙酰CoA運轉——檸檬酸循環(huán)（1）脂肪酸合成酶系結構模式①②③④⑤⑥中央巰基SH外圍巰基SH⑥①②③④⑤ACP①乙酰CoA:ACP轉移酶②丙二酸單酰CoA:ACP轉移酶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?；d體蛋白(ACP)的輔基結構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（2）乙酰CoA從線粒體內至胞液的運轉（3）脂肪酸從頭合成的生化歷程b、縮合c、還原d、脫水a、丙二酸單酰ACP的形成

OR-C~SACP

OCH3C~SACP||+||e、還原

OHOR-CH-CH2C~SACP

OOR-C-CH2-

C~SACP

ＯR-CH=CH-C-SACP

||

ＯR-CH2-

CH2-

C-SACP||||

OHOOC-CH2-C-S-CoA丙二酸單酰CoA丙二酸單酰ACP的形成：

OCH3C-S~CoA

乙酰CoA

||+ATPHCO3-ADP+Pi||

OHOOC-CH2-C-S-ACP丙二酸單酰ACPACPCoA乙酰CoA

羧化酶生物素丁酰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+NADPHCoASHOOHO-C-CH2C-S-ACP

丙二酸單酰-ACP||||OHOCH3-CH-CH2-C-S-ACPβ-羥丁酰-ACP|||OCH3CHCH-C-S-ACP=β-烯丁酰ACP||H2Oβ-烯丁酰ACP還原酶NADP+NADPH縮合酶軟脂酸合成的反應流程CH3CO-SHOOCCH2CO-S丙二酸單酰CoA:ACP轉移酶CH3CHCH2CO-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乙酰CoA:ACP轉移酶β-酮脂酰-ACP合酶β-酮脂酰-ACP還原酶β-羥脂酰-ACP脫水酶烯脂酰-ACP還原酶脂肪酸生物合成的反應歷程β-烯丁酰ACPCH3COCH2C0-SACP

丁酰ACPCH3CH(OH)CH2C0-SACP

CH3CH=CH2C0-SACPCH3CH2CH2C0-SACP

β-酮丁酰ACPβ-羥丁酰ACPCH3COCoACH3COACPHOOCCH3COACPHOOCCH3COCoACH3COCoACO2+ACPC2C2C2C2C2C2NADPHNADP+NADP+NADPHH2OCH3(CH2)14C0-SACP+CO2ACP脂肪酸β－氧化和從頭合成的關系a.兩條途徑運行方向相反β－氧化：每經歷一次脫氫、加水、脫氫、裂解的循環(huán)反應，脂肪酸減少兩個碳片段，生成一分子乙酰CoA。從頭合成：每經歷一次縮合、還原、脫水、還原的循環(huán)反應，脂肪酸延長兩個碳片段。b.兩條途徑的中間產物基本相同（4）脂肪酸的β－氧化和從頭合成的異同2.線粒體和內質網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）內質網脂肪酸延長酶系：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進行部位動物植物線粒體內質網葉綠體、前質體內質網加入的二碳單位酯?；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3.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,當生成、-羥癸酰-ACP時，由專一的脫水酶催化脫水，生成、-烯癸酰-ACP，在繼續(xù)參入二碳單位，就可產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：細胞色素b5zh內質網膜，酯酰CoA植：鐵硫蛋白質體，酯酰ACP雙鍵酯酰基單鍵三、三酰甘油的生物合成磷酸甘油酯酰轉移酶磷酸甘油酯酰轉移酶二酰甘油酯酰轉移酶磷酸酶溶血磷脂酸磷脂酸二酰甘油三酰甘油第三節(jié)類脂的代謝1、磷脂的降解與合成2、糖脂的降解與生物合成3、膽固醇的生物合成與轉化（回憶）定義含磷酸的脂類稱磷酯。分類

甘油磷脂

——由甘油構成的磷酯

鞘磷脂

——由鞘氨醇構成的磷脂X指與磷酸羥基相連的取代基FAFAPiX甘油FAPiX鞘氨醇X=膽堿、水、乙醇胺、絲氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等一、磷脂的降解與合成（一）、甘油磷脂的代謝組成：甘油、脂酸、磷脂、含氮化合物結構：功能：含一個極性頭、兩條疏水尾，構成生物膜的磷脂雙分子層。常為花生四烯酸X=膽堿、水、乙醇胺、絲氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等1.甘油磷脂的組成、分類及結構磷脂酰膽堿含氮堿甘油脂肪酸X-OHX取代基甘油磷脂的名稱水－H磷脂酸膽堿－CH2CH2N+(CH3)3磷脂酰膽堿乙醇胺－CH2CH2NH3+磷脂酰乙醇胺絲氨酸－CH2CHNH2COOH磷脂酰絲氨酸甘油－CH2CHOHCH2OH磷脂酰甘油磷脂酰甘油二磷脂酰甘油肌醇磷脂酰肌醇2.甘油磷脂的分類3磷脂酶的作用部位磷脂酶C磷脂酶D磷脂酶A2(B2)磷脂酶A1(B1)磷脂酰膽堿溶血磷脂3-甘油磷酸膽堿脂肪酸甘油磷酸膽堿1.合成部位全身各組織內質網，肝、腎、腸等組織最活躍。

2.合成原料及輔因子脂酸、甘油、磷酸鹽、膽堿、絲氨酸、肌醇、ATP、CTP（二）甘油磷脂的合成

3.合成的基本過程（1）甘油二酯合成途經：磷脂酰膽堿、磷脂酰乙醇胺；（2）CDP-甘油二酯合成途徑：磷脂酰肌醇、磷脂酰絲氨酸、心磷脂。CDP-乙醇胺CDP-膽堿(1)甘油二酯合成途徑（高等動物）(2)CDP-甘油二酯合成途徑（普遍）鞘脂(sphingolipids)含鞘氨醇(sphingosine)或二氫鞘氨醇的脂類。（三）、鞘磷脂的代謝1.鞘脂化學組成及結構

鞘脂鞘磷脂鞘糖脂FA鞘氨醇FAPiX鞘氨醇FA糖鞘氨醇X----磷脂膽堿、磷脂乙醇胺單糖或寡糖按取代基X的不同，鞘脂分為：鞘糖酯、鞘磷脂二、糖脂的降解與生物合成（一）糖脂的降解糖脂上的糖基成分可以在一些糖苷酶的作用下被水解下來，其他的成分在各種脂酶的作用下可水解成甘油或鞘氨醇、脂肪酸等。（二）糖脂的生物合成1.甘油糖脂的生物合成①單半乳糖二脂酰甘油(MGDG)的合成：②雙半乳糖二脂酰甘油(DGDG)的合成：由單半乳糖二脂酰甘油再接受一分子UDP—半乳糖上的半乳糖基，即可生成DGDG。2.鞘糖脂的生物合成

1、糖脂的合成2、糖脂的分解糖脂的代謝固醇共同結構環(huán)戊烷多氫菲概述三、膽固醇的生物合成與轉化動物膽固醇(27碳)植物(29碳)酵母(28碳)*膽固醇的生理功能是生物膜的重要成分，對控制生物膜的流動性有重要作用；是合成膽汁酸、類固醇激素及維生素D等生理活性物質的前體。*膽固醇在體內含量及分布含量：

約140克分布：廣泛分布于全身各組織中大約?分布在腦、神經組織肝、腎、腸等內臟、皮膚、脂肪組織中也較多肌肉組織含量較低腎上腺、卵巢等合成類固醇激素的腺體含量較高存在形式：游離膽固醇膽固醇酯

1.合成部位：肝是主要場所胞液及內質網2.合成原料：18分子乙酰CoA，36分子ATP及16分子NADPH＋H+

3.合成基本過程

1、甲羥戊酸（甲瓦龍酸，MVA）的合成；2、異戊烯醇焦磷酸酯（IPP）的合成；3、鯊烯的生成——30C4、膽固醇的生成——27C（一）、膽固醇(cholesterol)的合成膽固醇的合成過程34CoASHCoASHHMGCoA合酶（胞液）乙酰乙酰CoA硫解酶（胞液）HMGCoA還原酶（內質網