脂類代謝課件

第六章脂類代謝第六章脂類代謝第一節(jié)生物體內(nèi)的脂類第二節(jié)脂肪的降解第三節(jié)脂肪的合成第四節(jié)膽固醇代謝(自學(xué)）第一節(jié)生物體內(nèi)的脂類脂類：是脂肪、類脂及其衍生物的總稱，不溶于水而溶于有機溶劑一類生物分子。功能：（1）生物膜的成分：磷脂、糖脂及膽固醇是膜脂類的三種主要類型。（2）重要能源：1g脂肪：37.8kJ（9kcal）；1g葡萄糖：16.9kJ（4kcal）。（3）具有營養(yǎng)、代謝及調(diào)節(jié)功能：VA、VD、VE、膽酸及固醇類激素等。（4）保護作用：防止機械損傷、熱量散失（5）與細胞識別、種特異性及組織免疫等有密切關(guān)系一、單純脂質(zhì)是脂肪酸（C4以上）和醇（甘油醇和高級一元醇）構(gòu)成的酯。又分為：脂肪（室溫下：液態(tài)→油；固態(tài)→脂）：甘油+3個不同脂肪酸（多為偶數(shù)碳原子→脂肪）蠟：高級脂肪酸（C12—C32）+高級醇（C26—C28）或固醇→蠟

常見天然脂肪酸P160一、單純脂質(zhì)是脂肪酸（C4以上）和醇（甘油醇和高級一元醇）構(gòu)成的酯。又分為：脂肪（室溫下：液態(tài)→油；固態(tài)→脂）：甘油+3個不同脂肪酸（多為偶數(shù)碳原子→脂肪）蠟：高級脂肪酸（C12—C32）+高級醇（C26—C28）或固醇→蠟

二、復(fù)合脂質(zhì)單純脂質(zhì)+非脂溶性物質(zhì)1、磷脂含磷酸的單純脂質(zhì)衍生物，生物膜的主要成分

2、糖脂即糖脂酰甘油，糖苷與甘油分子第三個羥基以糖苷鍵相連，甘油的另兩個羥基被脂肪酸脂化。主要存在于：動物神經(jīng)系統(tǒng)、植物葉綠體及代謝活躍部位。三、非皂化脂質(zhì)特點：大都不含脂肪酸包括萜類、類固醇類及前列腺素等（一）萜類萜類和類固醇類（除膽固醇外）都是不含脂肪酸的非皂化脂質(zhì)，而且均為異戊二烯的衍生物，又稱異戊二烯的脂質(zhì)。(二)固醇類為環(huán)狀高分子一元醇，可游離態(tài)或與脂肪酸結(jié)合成酯的形式存在，都含環(huán)戊烷多氫菲母核。第二節(jié)脂肪的降解一、脂肪的酶促降解二、甘油的去路三、脂肪酸的氧化分解

一、脂肪的酶促降解（一）、脂肪酸的活化（二）、脂酰CoA的運轉(zhuǎn)-肉堿的作用

OR-C-OH+CoA-SH脂酰CoA合成酶

OR-C-SCoAATPAMP+PPi三、脂肪酸的氧化分解脂酰CoA進入線粒體基質(zhì)示意圖

N+(CH3)3CH2HO-CH2COO-肉堿脂酰肉堿

OR-C

N+(CH3)3CH2-O-CH2COO-脂酰肉堿CoASH

OR-C-S-CoA

OR-C-OHATPCoASHAMP+PPiCoASH肉堿

OR-C-S-CoAβ-氧化線粒體內(nèi)膜內(nèi)側(cè)外側(cè)載體三、脂肪酸的氧化分解（三）β-氧化（主要途徑）

脂肪酸在體內(nèi)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，既乙酰CoA，該過程稱作β-氧化。脂酰CoA脫氫酶+△2-烯脂酰CoA水化酶β-羥脂酰CoA脫氫酶

硫解酶H2OCoASHNAD+NADHFADFADH2

OORCCH2C-SCoAβ-酮脂酰CoA||ＯRCH2CH2C-SCoA脂酰CoA

ＯRCH=CH-C-SCoAβ-烯脂酰CoA

OHORCHCH2C~ScoAβ-羥脂酰CoA||

OR-C~ScoA脂酰CoA

OCH3C~SCoA乙酰CoA脫氫水化脫氫硫解2、能量計算及能量轉(zhuǎn)化效率凈生成：131–2=129ATP例：軟脂酸7次β-氧化8乙酰CoACH3(CH2)14COOH7

NADH7FADH212ATP

3ATP2ATP96ATP21ATP14ATP131ATP能量轉(zhuǎn)換率403、動、植物β-氧化的區(qū)別（1）動物：β-氧化是在線粒體基質(zhì)中進行的，而脂肪酸的活化則在胞液中進行，產(chǎn)生的脂酰COA不能直接穿過線粒體內(nèi)膜，必須以肉堿為載體，形成脂酰肉堿的形式才能穿過線粒體膜。（2）植物：β-氧化發(fā)生在乙醛酸體中（一種過氧化物酶體），也有在線粒體中進行。α-氧化脂肪酸的Cα位氧化，每次脫去1分子CO2作用：①消除β-氧化的β-位阻，如β-碳原子上有取代基團（分枝）先進行α-氧化，便可消除障礙②α-氧化協(xié)同β氧化可產(chǎn)生奇數(shù)的脂肪酸—丙酸（COA、ACP組成成分丙aa前體）（五）ω-氧化脂肪酸ω-端甲基發(fā)生氧化，先轉(zhuǎn)變成羥甲基，繼而再氧化成羧基，從而形成α、ω-二羧酸的過程稱為ω—氧化。意義：形成α、ω-二羧酸，兩端同時進行β-氧化，在生物體內(nèi)加速脂肪酸的降解。第三節(jié)脂肪的生物合成一、飽和脂肪酸的生物合成二、脂肪酸的延長與去飽和三、脂肪（三酰甘油）的合成一、飽和脂肪酸的從頭生物合成

合成地點：細胞質(zhì)碳源：乙酰COA還原劑：NADPH+H+

來自：PPP途徑（60%），其余由EMP的NADH再經(jīng)轉(zhuǎn)化而來。Pyr乙酰COA（mt）AA降解脂肪酸氧化（mt）1、乙酰COA的轉(zhuǎn)運2、丙二酸單酰COA的合成（C2供體合成）①乙酰COA羧化酶復(fù)合體由生物素羧化E（BC）、羧基轉(zhuǎn)移E（CT）、生物素羧基載體蛋白（BCCP）三個不同的亞基組成，其中BCCP連結(jié)有生物素輔基。每個亞基行使著不同的功能，但只有當他們聚合成完整的酶后才有活性。

②反應(yīng)：生物素羧化E（BC）羧基轉(zhuǎn)移E（CT）生物素羧基載體蛋白（BCCP）BCCP的結(jié)構(gòu)式3、脂肪酸合酶系統(tǒng)（FAS）脂肪酸合酶系統(tǒng)是一個多酶復(fù)合體，1種蛋白及6種酶組成，6種酶以?；d體蛋白為中心。?；d體蛋白（ACP）乙酰COA：ACP?；D(zhuǎn)移酶（AT）丙二酸單酰COA：ACP轉(zhuǎn)移酶（MT）β—酮脂酰-ACP合成酶（KS）β—酮脂酰-ACP還原酶（KR）β—羥脂酰-ACP脫水酶（HD）β—烯脂酰-ACP還原酶（ER）巰基乙胺

磷酸泛酸4．從頭合成的反應(yīng)歷程：（1）起始階段：乙?；捅釂熙；M位。乙?；M位：乙酰COA在轉(zhuǎn)移酶催化下，乙?；晦D(zhuǎn)移到中央巰基上。乙酰基移位：乙?；芍醒霂€基轉(zhuǎn)移到外圍巰基上。丙二酸單?；M位：丙二酸單酰COA在轉(zhuǎn)移酶催化下，丙二酸單酰基被轉(zhuǎn)移到中央巰基上。（2）延伸階段：脂肪酸鏈延伸縮合：在合成酶催化下外圍巰基上的乙酰基與中央巰基上的丙二酸單?；s合成β—酮丁?；B接在中央巰基上，同時釋放出一分子CO2。還原：在還原酶催化下，β-酮丁?；挛霍驶籒ADPH還原成羥基，生成β—羥酯?；?。脫水：在脫水酶催化下β-羥丁?；摩?、β碳原子間脫水生成反市式烯丁?；?。還原：在還原酶催化下烯丁?；摩?、β之間雙鍵被NADPH還原成單鍵，生成延長了兩個碳單位的丁酰基。（3）終止階段：脂酰基水解在硫酯酶的作用下，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。軟脂酸合成的反應(yīng)流程CH3CO-SHOOCCH2CO-SCH3CHCH2CO-SSHOHSHSHCH3CH=CHCO-SSHSHSH

OCH3C-S||SHNADP+NADPH⑥HSCoA乙酰S~CoA

①丙二酸單酰-SCoACoASH②NADP+NADPH④H2O⑤③CO2軟脂酸H2O進位鏈的延伸水解

OCH3C-S||SHCH3COCH2CO-SSHCH3CH2CH2CO-SSHβ-酮脂酰-ACP合成酶β-酮脂酰ACP還原酶

β-羥脂酰ACP脫水酶

β-烯脂酰ACP還原酶總反應(yīng)脂肪酸的β－氧化和從頭合成的異同由于脂肪酸的合成和分解過程的不同，使它們可以同時在細胞內(nèi)獨立的進行，因此二者不是簡單的逆轉(zhuǎn)關(guān)系。丙二酸單酰CoA（一）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)加入的二碳單位酯酰基載體電子供體乙酰CoA丙二酸單酰CoA丙二酸單酰CoACoACoAACPNAD(P)HNADPHNADPH不明確二、脂肪酸的延長與去飽和（二）不飽和脂肪酸的合成(1)真核生物的需氧途徑（2）原核生物的厭氧途徑

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。必需脂肪酸：動物因缺乏在脂肪酸的第9位碳以上的位置形成雙鍵的去飽和酶，不能合成亞油酸和亞麻酸，必需從食物中獲得。三、脂肪（三酰甘油）的合成（一）α-磷酸甘油的來源1、EMP中的DHAP還原2、甘油在甘油激E的催化下生成α—磷酸甘油（二）三酰甘油的合成第四節(jié)類脂代謝（自學(xué)）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||

OHOOC-CH2-C-S-ACP丙二酸單酰ACPACPCoA乙酰CoA

羧化酶生物素③動、植物單烯脂酸合成的區(qū)別動植物中不飽和脂肪酸合成的比較（三）脂酰COA的合成細胞膜（或質(zhì)膜）是細胞的界膜，它將具生命力的活細胞與非生命的環(huán)境分隔開來。它還具有選擇透性，控制著所有物質(zhì)的出入。細胞中所有由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)等成分組成的膜包括細胞膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜、高爾基體膜、核膜、線粒體膜和類囊體膜等統(tǒng)稱為生物膜。第N節(jié)生物膜第三節(jié)第三節(jié)一磷脂的結(jié)構(gòu)第三節(jié)Langmuir通過實驗發(fā)現(xiàn)磷脂可形成單分子層。按照膜蛋白的位置及其與脂分子的結(jié)合方式與結(jié)合牢固的程度，膜蛋白被分成外在膜蛋白和內(nèi)在膜蛋白。外在膜蛋白是一些位于膜某一側(cè)表面的蛋白，內(nèi)在膜蛋白大多是跨膜蛋白，是一些嵌入膜內(nèi)或部分嵌入膜內(nèi)的蛋白，它們與膜結(jié)合緊密。膜蛋白具有各自重要的特殊作用和功能：運轉(zhuǎn)蛋白，酶，細胞表面受體或天線蛋白，細胞表面的標志，細胞表面的附著連接蛋白，錨蛋白等。第三節(jié)二、膜蛋白第三節(jié)外在膜蛋白和內(nèi)在膜蛋白第三節(jié)膜蛋白的主要作用和功能通過細胞冷凍蝕刻實驗，并結(jié)合脂雙層和膜蛋白的特性，科學(xué)家提出了生物膜的“流動鑲嵌模型”。該模型的主要特點：有序性:磷脂雙分子層構(gòu)成了膜的基本結(jié)構(gòu)，各種膜蛋白以不同的鑲嵌形式與磷脂雙分子層相結(jié)合；流動性:脂質(zhì)和膜蛋白具有流動特性；不對稱性：膜脂與膜蛋白在膜上的排列具有不對稱性。第三節(jié)三、膜的“流動鑲嵌模型”第三節(jié)流動鑲嵌模型物質(zhì)的跨膜運輸可歸納為兩類形式，一類為被動運輸，另一類為主動運輸。被動運輸：不需要能量，順化學(xué)濃度梯度進行。

——簡單擴散

——易化擴散第三節(jié)四、物質(zhì)的跨膜運輸?shù)谌?jié)特點：①分子隨機運動導(dǎo)致。②不需要能量。③順化學(xué)濃度梯度進行。④相對分子質(zhì)量小或脂溶性強的物質(zhì)。簡單擴散第三節(jié)在細胞膜上的跨膜蛋白質(zhì)協(xié)助下，一些非脂溶性物質(zhì)或親水性物質(zhì)順濃度梯度或電化學(xué)濃度梯度不消耗能量進入膜內(nèi)。其中膜蛋白起著通道作用或載體作用，又分別被稱為通道蛋白和載體蛋白。易化擴散第三節(jié)以載體蛋白為中介的易化擴散主動運輸最重要的作用是保持細胞內(nèi)部的一些帶電離子的濃度與周圍環(huán)境相比有較大的差別。主動運輸系統(tǒng)是靠一些特殊的膜蛋白從ATP獲得能量來完成的，它被稱之為離子泵。Na+-K+泵，質(zhì)子泵，協(xié)同運輸。第三節(jié)主動運輸?shù)谌?jié)Na+-K+泵：通常分布在動