生物化學課件第脂代謝

生物化學課件第脂代謝1第一頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日

一、Digestionandabsorptionoflipiddigestion：小腸(smallintestine)：膽汁酸鹽(bile)、胰脂酶(pancreaticlipase)、輔酯酶(colipase)、胰磷脂酶A2(phospholipaseA2)、膽固醇酯酶(cholesterylesterase)消化產物：甘油一酯、FFA、Cholesterol、溶血磷脂(lysophospholipid)2第二頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日Pancreaticlipase：輔酯酶Colipase：能與胰脂酶及脂肪結合，增加胰脂酶活性，促進脂肪水解。3第三頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日phospholipaseA2：(lysophospholipid)RCOOH+4第四頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日膽汁酸鹽(Bile)：作用：是較強的乳化劑，可增加消化酶對脂類的接觸面積，有利于脂類的消化和吸收。5第五頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日6第六頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日Absorption:7第七頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日甘油三酯的消化與吸收

8第八頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日EssentialFA：

亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸（不飽和脂肪酸）是人體不可缺乏的營養(yǎng)素，不能自身合成，需從食物攝取，故稱必需脂肪酸。9第九頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日Ac-CoATCAcycleCO2+H2Oα-p-GDHPAEMPFAT

3FA

+1Glycerol脂肪酶PyruvateATP二、CatabolismofFatβ-oxidation10第十頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日

⑴甘油的分解Glycerolkinase

ATP

ADP

CH2OHCH2OH

CHOH

Glycerolα-p-G

DHAP

NADH+H+

NAD+CH2-OCH2OHCHOHPiα-磷酸甘油脫氫酶思考題：一分子甘油徹底氧化生成多少分子ATP？TCA

cycle11第十一頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日甘油+ATP 3-p-甘油

+ADP－1ATP

3-p-甘油+NAD+p-二羥丙酮+NADH?H++3ATP

p-二羥丙酮

3-p-甘油醛 EMPTCAcycle1分子甘油進入TCA產能：-1+3+3+1+1+15=22個ATP）1分子甘油徹底氧化分解產生的能量？12第十二頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日⑵脂肪酸的分解＆β－氧化作用＆奇數碳飽和FA的氧化＆

FA的其他氧化形式飽和脂肪酸的氧化不飽和脂肪酸的氧化13第十三頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日

脂肪酸在一系列酶的作用下，β－碳原子（CH2）被氧化形成酮基(C=O)，然后在α－碳原子和β－碳原子之間發(fā)生裂解生成乙酰CoA和較原來少兩個碳原子的脂酰CoA的過程為β－oxidation。

部位：

㈠

β－氧化作用線粒體、乙醛酸體（植物）飽和脂肪酸的氧化14第十四頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日

實驗前提：已知動物體內不能降解苯環(huán)。分別用苯甲酸、苯乙酸、苯丙酸、苯丁酸……喂狗，觀察其尿中排泄物實驗方案：用標記的飽和脂肪酸飼喂動物證明：脂肪酸氧化是從β位開始的結論：脂肪酸氧化是從β位開始的。15第十五頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日

偶數碳原子的脂肪酸奇數碳原子的脂肪酸苯丁酸苯丙酸苯甲酸苯乙酸16第十六頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日脂酰CoA合成酶(Mg2+)ATPAMPPPi

+CoA-SH以軟脂酸（16C飽和）為例1.脂肪酸的活化（Cytosol）

脂酰CoA

Keyenzyme

活化形式

17第十七頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日2.轉移（借助載體肉毒堿轉入線粒體）肉堿+脂酰CoA脂酰肉堿線粒體內膜膜間隙基質肉堿+脂酰CoA脂酰肉堿CoACoA18第十八頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日MitochondrionCristae嵴Matrix基質Outermembrane

InnermembraneIntermembranecompartment19第十九頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日

Keyenzyme肉堿脂酰轉移酶I肉堿脂酰轉移酶II脂酰CoA肉堿脂酰肉堿輔酶A20第二十頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日肉堿肉堿CoA脂酰肉堿CoA脂酸脂酰CoAATPAMP+PiCoA脂酰肉堿脂酰CoA脂酰肉堿脂酰CoA合成酶肉堿：脂酰轉移酶Ⅰ線粒體外膜肉堿：脂酰轉移酶Ⅱ肉堿：脂酰肉堿轉位酶線粒體內膜脂酰CoA21第二十一頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日22第二十二頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日3.β－氧化過程（16C經過7輪β－氧化）STEP1DEHYDROGEN

FADFADH2

脂酰CoA

脫氫酶23第二十三頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日STEP2

ADDINGWater

水化酶H2O24第二十四頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日STEP3

DEHYDROGENL-β羥脂酰CoA脫氫酶

NAD+NADH+H+25第二十五頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日STEP4

硫解

β酮脂酰CoA

硫解酶CoA-SH再進行下一輪氧化TCACYCLE出線粒體參于物質合成代謝26第二十六頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日27第二十七頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日脂酰CoA脫氫酶L-β羥脂酰CoA脫氫酶

NAD+NADH+H+

⊿--烯酰CoA

水化酶2H2OFADFADH2

β酮脂酰CoA

硫解酶CoA-SH脂酰CoA合成酶肉堿轉運載體ATPCoASHAMPPPiH2O呼吸鏈

2ATP

H2O

呼吸鏈

3ATP線粒體膜TCAcycle

第二十八頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日29第二十九頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日30第三十頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日

16C脂肪酸經過：

a、1次激活，ATP－AMP+PPi，消耗一個ATP，二個高能鍵

b、7次β－氧化，生成8個AcCoA，12×8＝96ATPc、每次β－氧化2+3＝5 5×7＝35ATP 96+35－1=130個ATP

（比糖多得多）效率＝7.3×130/2340（千卡）=40%d、水消耗，7+2×8＝23H2O

（吃肉多犯渴）

e、CO2產生2×8＝16

4.能量計算（16C）31第三十一頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日

①提供能量;②產生大量水可供陸生動物對水的需求;③乙酰CoA可作為合成Fat、酮體和一些Aa的原料.5、BiologicalSignificanceofβ-OxidationofFA32第三十二頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日

與偶數碳FA氧化類似，產生幾個Acyl-CoA和Propionyl-CoA，Acyl-CoA進入TCA，而Propionyl-CoA在不同物種中其走不同的氧化途徑。（二）奇數碳飽和FA的氧化33第三十三頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日CH3CH2CO～sCoACH3CHCO～sCoAPropionyl-CoACarboxylaseCOOHATP,CO2

ADP,Pi

Methylmalonyl-CoAMutaseB12CoenzymeHOOC-CH2-CH2-CO～sCoA(SuccinylCoA)TCACycleCH3CO～sCoAPlantAnimal,Human34第三十四頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日1、ω－氧化（十二碳以下脂酸，少數微生物）2、α-氧化（植、動，少量）3、三C氧化（對反芻動物特別重要）（三）FA的其他氧化形式35第三十五頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日

1、ω－氧化（十二碳以下脂酸，少數微生物）CH3-(CH2)9-COOH+O2 HO-CH2-(CH2)9-COOH+H2O

HO-CH2-(CH2)9-COOH OHC-(CH2)9-COOHOHC-(CH2)9-COOH HOOC-(CH2)9-COOH

HOOC-(CH2)9-COOH 3C+4Ac-CoAω-羥化酶醇脫氫酶

醛脫氫酶（海面除油需氧細菌）四次β氧化

NAD+

NADH?H+（復雜特異蛋白質）

NADH?H+

NAD+36第三十六頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日

2、α-氧化（植、動，少量）R-CH2-COOH R-CHOH-COOH

（α-羥脂酸）R-CHOH-COOH R-CO-COOHR-COOH+CO2脫1個CO2

，以下可進行β－氧化，此法可以產生奇數C脂肪酸單加氧酶O2NADPH?H+Fe2+Vc脫氫酶脫羧酶37第三十七頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日

3、三C氧化（對反芻動物特別重要）纖維、多糖、簡單有機酸、短鏈脂酸——皆可能產生3C（丙酸）CH3-CH2-COOH CH3-CH2-COSCoACH3-CH2-COSCoA HOOC-CH2CH2-CO-CoAHOOC-CH2CH2-CO-CoA HOOC-CHCH3-CO-CoA

（甲基丙二酰CoA）羧化酶ATPCO2（琥珀酸CoA）TCAcycle異構酶VB12硫激酶CoA38第三十八頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日（四）乙醛酸循環(huán)（植物）異檸檬酸裂解酶蘋果酸合成酶

β－氧化糖異生39第三十九頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日COCoACOCoACOCoA1）油酸（9-Cis-十八烯酸）激活，過膜3次β－氧化3-Cis-烯脂酰CoA3-順-2-反-烯脂酰CoA異構酶2-Trans-烯脂酰CoA（少脫一次氧化，少一個FADH2）烯脂酰CoA水合酶

不飽和脂肪酸的氧化40第四十頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日COCoAOHCOCoAOβ-羥脂酰CoAβ-羥脂酰CoA脫氫酶β－酮脂酰CoA酮脂酰CoA硫解酶AcCoA

NAD+NADH+H+41第四十一頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日

a.

生成16C脂酰-CoA+CH2-CO-S-CoAb.7次β氧化+1個半氧化，（少一個

FADH2）

c.

除β－氧化全部酶外，多一個

3-順-2-反烯脂酰-CoA異構酶.

d.徹底氧化產能多少？（作業(yè)）總結：

42第四十二頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日2）十八C二烯脂酰CoA的氧化（自學內容）

a.少產生二個FADH2b.多用：3－順－2－反烯異構酶；β－羥差向酶

總結：1、部位Mit；2、徹底氧化產能計算（?作業(yè)）43第四十三頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日

（一）由乙酰CoA形成酮體（肝內細胞Mit）

β-氧化產生大量AcCoA及縮合產物AcAcCoA，AcAcCoA可產生：乙酰乙酸、β-羥丁酸、丙酮（總稱“酮體”KetoneBody)

酮體代謝

(合成在肝內，分解在肝外）44第四十四頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日AcCoA（肝內細胞Mit）乙酰乙酰CoA3-羥基-3-甲基戊二酰CoAβ-羥基丁酸乙酰乙酸丙酮45第四十五頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日46第四十六頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日酮體在肝內生成后，透出細胞進入血液循環(huán)，運到肝外組織氧化。肝外如心、腦又可變?yōu)锳cCoA并氧化成CO2，故為正常代謝產物。特別是大腦，但如：長時間不能進食或糖利用受阻，造成糖代謝紊亂，脂大量動員。47第四十七頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日正常人血中酮體為0.2mg～0.9mg%。異常情況下，300mg～400mg%時，尿中的酮體量增加，稱為酮尿癥、酮血癥、酸中毒，統(tǒng)稱“酮癥”。某些Aa（L、I、F、Yetc）可轉化為酮體，稱為生酮氨基酸。某些Aa（R、D、Eetc）可減輕酮癥，稱為抗生酮氨基酸。48第四十八頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日

（二）酮體分解（肝內生成后，透出細胞進入血液循環(huán)，運送到肝外組織（如心、腎、肌肉等）氧化

①β－羥丁酸

乙酰乙酸硫解酶琥珀酰-CoA轉硫酶2AcCoA琥珀酸+AcAcCoA②乙酰乙酸

+琥珀酸CoAβ－羥丁酸DHase

NAD+

NADH?H+AcAcCoATCACycle1,2－丙二醇

Pyruvate

甲酸（一碳單位代謝的原料）

乙酸

③丙酮AcCoAAcCoAGlycogen49第四十九頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日

NAD+

NADH+H+琥珀酰CoA

琥珀酸

CoASH+ATPPPi+AMPCoASH琥珀酰CoA轉硫酶（心、腎、腦及骨骼肌的線粒體）乙酰乙酰CoA硫激酶（腎、心和腦的線粒體）乙酰乙酰CoA硫解酶（心、腎、腦及骨骼肌線粒體）50第五十頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日2乙酰CoA

乙酰乙酰CoA

乙酰CoA

乙酰乙酸

HMGCoA

β-羥丁酸

丙酮

乙酰乙酰CoA

琥珀酰CoA

琥珀酸

酮體的生成和利用的總示意圖2乙酰CoA

51第五十一頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日

（三）由乙酰CoA衍生來的酮體是能量代謝中的重要分子

①酮體是某些器官的主要燃料分子心肌和和腦組織的重要能源。腦組織不能氧化FA，但能利用酮體。在正常情況下人腦的主要燃料是Glc，但在饑餓患糖尿病時，可有效地利用乙酰乙酸。長期饑餓時，腦對燃料的需要75％來自乙酰乙酸。乙酰乙酸經過一定的時間可被活化為乙酰乙酰CoA，然后裂解為2乙酰CoA，再經TCACycle。

52第五十二頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日

②酮體是水溶性的乙酰基單位的可轉運形式

乙酰乙酸和羥基丁酸的重要產生部位是肝臟。FA由脂肪組織釋放并由肝臟轉變?yōu)橐阴挝?，然后它們又作為乙酰乙酸由肝臟經血液運到其它外周組織（如肌肉）中去。肝臟本身不能利用乙酰乙酸，因為它沒有專一的CoA轉移酶，不能將乙酰乙酸活化。

③酮體有調節(jié)作用血液中乙酰乙酸水平高表示乙酰單位太多，會使脂肪組織中的脂解速度降低。53第五十三頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日三、脂肪的合成代謝

Anabolismoffat（一）Synthesisoffattyacid⑵脂酸碳鏈的延長⑴飽和脂肪酸從頭合成⑶不飽和脂酸的合成54第五十四頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日部位：Cytosol⑴飽和脂肪酸從頭合成（16C以內）AcCoA、NADPH、ATP原料：活化形式，直接供體丙二酰ACP55第五十五頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日

胞液內合成軟脂酸（16C以內）

。

內質網和線粒體進行脂酸碳鏈加長。

非必需不飽和脂酸由飽和脂酸去飽和生成。

合成原料：乙酰CoA（主要來自糖代謝），還需NADPH、ATP、HCO3-（CO2）、Mn2+。合成部位：Liver、Kidney、Brain、Lung、Galactophore、Fattissue。56第五十六頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日基質丙酮酸

乙酰CoA

檸檬酸草酰乙酸1.乙酰CoA的轉運以軟脂酸為例：線粒體內膜胞質丙酮酸蘋果酸草酰乙酸檸檬酸

從頭合成NADPH乙酰CoAGPPP57第五十七頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日

HOOCCH2CO-SCoA+ADP+Pi

丙二酸單酰CoAATP+HCO3－

+CH3CO-SCoA2.乙酰CoA羧化成丙二酸單酰CoA

乙酰CoA羧化酶BCCP：生物素羧基載體蛋白58第五十八頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日ACP：?；d體蛋白1～6：不同的酶3.

合成過程ACP134652SHSH59第五十九頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日

?；d體蛋白(ACP)，其輔基是4′-磷酸泛酰氨基乙硫醇，是脂?；d體。′60第六十頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日①底物進入

乙?；ǖ谝粋€）活化形式，直接供體

乙酰CoA

CE-S-乙酰基

(縮合酶)

丙二酰CoA

ACP-S-丙二?；?/p>

軟脂酸合成酶方向：烷端→羧基端61第六十一頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日縮合CO2還原

NADPH+H+

NADP+

脫水H2O再還原

NADPH+H+

NADP+

②一輪循環(huán)

合成在ACP上進行第六十二頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日③轉位

轉位

HS63第六十三頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日丁酰基由E2-泛-SH（ACP上)轉移至E1-半胱-SH（CE上）ACPS

C=O

CH2CH2CH3

CEHS

SO=C

CH2CH2

CH3CEACPHS轉位

64第六十四頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日④水解脂酰ACP

硫酯酶脂肪酸65第六十五頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日經過7輪循環(huán)反應，每次加上一個丙二?；黾觾蓚€碳原子，最終釋出軟酯酸。CESO=CCH3ACPSC=OCH2—COO-CESO=CCH2CH2CH2CH2CH3ACPSC=OCH2—COO-

CESO=CCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3ACPSC=OCH2—COO-

O-O=CCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CEACPHSHS+4H++4e-CO2CESO=CCH2CH2CH3ACPSC=OCH2—COO-

4H++4e-CO24H++4e-CO266第六十六頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日引物直接供體67第六十七頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日

1、共7次循環(huán)—軟酯酰-ACP—軟酯酸（硫解酶）每次循環(huán)包括：酮合成，酮還原，羥脫水，烯還原總計：1個AC-ACP+7個丙二酰-ACP+7ATP+7×2NADPH2

2、原料：AcCoA原料活化形式：丙二酰ACP3、生長方向：頭向，或烷端→羧基端（糖合成，1′4′，尾向）

4、合成酶是復合體：ACP－?；D移酶、ACP－丙二酰轉移酶、ACP－酮脂酰合成酶、ACP－酮脂酰還原酶、ACP－OH脂酰脫水酶、ACP－烯脂酰還原酶。68第六十八頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日

5、AcCoA羧化酶，20聚體（動物和植物）單體結構：生物素羧化酶、生物素羧基載體pr（BCCP）、羧基轉移酶(CT)檸檬酸促使單體形成20聚體（全酶），單體無活性，20聚體有活性AcCoA羧化酶是關鍵酶、調節(jié)酶NADPH2

，FACoA，檸69第六十九頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日

6、與β－氧化區(qū)別：

a.胞內部位不同（Cyt,Mit）

b.?；d體不同（ACP，CoA）

c.二C單位加入和減法不同（丙二酰-ACP，AcCoA）

d.遞H體不同（NADPH2，FAD、NAD+）

e.對檸檬酸、HCO3-的需求不同（需，不需）

f.酶不同（復合體，非復合體）

g.產物：軟酯酸ACP，AcCoA7、真核酶系是同樣亞基再組成大二聚體。70第七十頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日從頭合成和β－氧化的區(qū)別（16C）（1）細胞定位不同：胞質中；線粒體（2）?；d體不同：ACP；COA（3）發(fā)生的反應不同：縮合、還原、脫水、再還原；脫氫、水化、再脫氫、硫解（4）參與酶類不同：2種酶系；5種（5）輔因子不同：NADPH；FAD，NAD+（6）ATP不同：耗7ATP；生成130ATP（7）方向不同：甲基端向羧基端；相反71第七十一頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日⑵脂酸碳鏈的延長

1）Mit（由Mit合成的軟酯酸的碳鏈上加AcCoA，延長飽和或不飽和FA的碳鏈）Mit和內質網中飽和FA的延長72第七十二頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日軟脂酰CoA+β-酮硬脂酰-CoAβ-羥硬脂酰-CoA烯硬脂酰-CoA硬脂酰CoA硫解酶水合酶NADPH+AcCoANADPH+有如β－氧化逆反應，但NADPH不同，最后一步還原酶與β－脫氫酶不同。73第七十三頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日合成部位內質網線粒體二碳單位供體丙二酰CoA乙酰CoA供氫體NADPH+H+NADPH+H+合成過程類似軟脂酸合成β-氧化的逆過程

酰基載體CoACoA產物可達24碳可達24～26碳硬脂酸為主硬脂酸為主脂酸碳鏈的加長：74第七十四頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日動物：有Δ4、Δ5、Δ8、Δ9去飽和酶（缺乏△9以上去飽和酶），鑲嵌在內質網上，脫氫過程有線粒體外電子傳遞系統(tǒng)參與。植物：有Δ9、Δ12、Δ15

去飽和酶⑶不飽和脂酸的合成：75第七十五頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日H++NADH

NAD+

E-FAD

E-FADH2Fe2+

Fe3+

Fe2+

Fe3+

油酰CoA+2H2O

硬脂酰CoA+O2

NADH-cytb5

還原酶去飽和酶

Cytb5

76第七十六頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日亞油酸的合成77第七十七頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日亞油酸的合成78第七十八頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日

（三）烯脂酸形成（內質網）（P335）軟脂酸-CoA+NADPH2+O2

棕櫚油酰-CoA+NADP+2H2O

去飽和酶系：NADPH?H—Cytb5

還原酶,Cytb5傳遞NADPH之e-，去飽和酶系（Δ9—C16：1

）79第七十九頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日（二）脂肪的合成α－磷酸甘油＋脂酰CoA三酰甘油（肝臟，脂肪組織，小腸）甘油+ATP α-磷酸甘油+ADP原料都要激活！甘油激酶80第八十頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日3-磷酸甘油磷酸甘油脂酰轉移酶磷酸甘油脂酰轉移酶溶血磷脂磷脂酸三酰甘油的生物合成81第八十一頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日磷酸酶二酰甘油脂轉移酶二酰甘油三酰甘油三酰甘油的生物合成82第八十二頁，共九十五頁，編輯于2023年，星期日一、酶解磷酸甘油酯酶B、A1、A2、C、D。溶血磷酸甘油酯酶L1、L2（分別作用于①和②位生成溶血