生物化学-第十-脂肪代谢共79页
生物化学第10章 脂类代谢
生物化学第10章脂类代谢第十章脂类代谢脂类的分布和生理功能脂类的分布脂肪：分布在皮下、腹腔大网膜、肠系膜等处，这些部位称为脂库。
储存脂、可变脂类脂：类脂是构成生物膜的组成成分。
基本脂或固定脂脂类的生理功能脂肪：①维持体温②减少器官间的摩擦③人体重要的营养物质和能源。
类脂：①构成生物膜的重要成分②参与细胞识别及信号传导③合成多种活性物质脂类的消化和吸收小肠是食物脂类的消化吸收场所。
消化脂类的酶来自胰腺，主要有胰脂肪酶、磷脂酶A2和胆固醇酯酶。
脂类的吸收场所主要是十二指肠下部和空肠上部。
血脂血浆中的脂类统称为血脂。
血脂包括甘油三酯、磷脂、胆固醇酯、胆固醇和脂肪酸。
【血脂的来源和去路】：食物脂类的消化吸收氧化供能体内合成脂类进入脂库储存脂库动员释放构成生物膜转化为其他物质血浆脂蛋白：是脂类在血浆中的存在形式和转运形式。
血浆蛋白的分类、命名和各自功能的比较：电泳分类法：α脂蛋白前β脂蛋白β脂蛋白乳糜微粒超速离心分类法：HDLLDLVLDLCM脂类：包括甘油三酯、磷脂、胆固醇和胆固醇酯等。
血浆蛋白的组成载体蛋白：是指血浆脂蛋白中的蛋白质成分，分为apoA、apoB、apoC、apoD、apoE五类，主要功能是结合和转运脂类。
甘油三酯的中间代谢甘油三酯的分解代谢脂肪动员：脂肪细胞内的甘油三酯被脂肪酶水解生成甘油和脂肪酸，释放入血，供给全身各组织氧化利用的过程。
催化脂肪动员的关键酶是激素敏感性脂酶（HSL）。
甘油代谢：脂肪动员释放的甘油不溶于水，可以直接通过血液循环转运。
肝脏、心脏和骨骼肌的脂肪酸代谢最活跃，氧化途径最主要的是β氧化。
①脂肪酸活化成脂酰CoA脂肪的氧化②脂酰CoA进入线粒体③脂酰CoA降解成乙酰CoA（又称β氧化）。
包括脱氢、加水、再脱氢和硫解四个过程。
④乙酰CoA彻底氧化肝脏是分解脂肪酸最活跃的器官之一。
HMG-CoA酮体合成①两分子乙酰CoA缩合生成乙酰乙酰CoA。
②β-羟基-β-甲基戊二酸单酰CoA。
《生物化学》——脂类代谢
奇数碳原子脂肪酸的分解 ① 羧化 ② 脱羧 脂肪酸的α-氧化 脂肪酸的-ω氧化 不饱和脂肪酸的分解
4. 乙酰CoA的去路
进入TCA循环最终氧化生成二氧化碳和水 以及大量的ATP。 生成酮体参与代谢（动物体内） 脂肪酸β氧化产生的乙酰CoA，在肌 肉细胞中可进入TCA循环进行彻底氧化分 解；但在肝脏及肾脏细胞中还有另外一条 去路，即形成乙酰乙酸、D-β-羟丁酸和 丙酮，这三者统称为酮体。
CO2
来自于空气
H2O
来自于土壤
光合作用 的产物
C6H12O6 O2
光合作用
光合作用 的能源
可见光中 380----720nm波长光
光合作用 的特点
是一个氧化还原反应
1.水被氧化为分子态氧
2.二氧化碳被还原到糖水平
3.同时发生日光能的吸收,转化和贮藏
光合作用
光合作用
光合作用
光合作用
光合作用
（1）酮体的生成 A. 2分子的乙酰CoA在肝脏线粒体乙酰乙酰CoA 硫解酶的作用下，缩合成乙酰乙酰CoA，并释放1 分子的CoASH。 B. 乙酰乙酰CoA与另一分子乙酰CoA缩合成羟甲 基戊二酸单酰CoA（HMG CoA），并释放1分子 CoASH。 C. HMG CoA在HMG CoA裂解酶催化下裂解生成乙 酰乙酸和乙酰CoA。乙酰乙酸在线粒体内膜β-羟 丁酸脱氢酶作用下，被还原成β-羟丁酸。部分乙 酰乙酸可在酶催化下脱羧而成为丙酮。
（3）延长阶段（在线粒体和微粒体中进行） 生物体内有两种不同的酶系可以催化碳链 的延长，一是线粒体中的延长酶系，另一 个是粗糙内质网中的延长酶系。 线粒体脂肪酸延长酶系 以乙酰CoA为C2供体，不需要酰基载体， 由软脂酰CoA与乙酰CoA直接缩合。 内质网脂肪酸延长酶系 用丙二酸单酰CoA作为C2的供体，NADPH作 为H的供体，中间过程和脂肪酸合成酶系的 催化过程相同。
生物化学脂类代谢
O
R C H 2C H 2C ~ S C o A
= =
脂酰CoA 脱氢酶
β α
脂酰CoA
脱氢
FAD FADH2
O
R C H =C H C ~ S C o A
加水
⊿2--烯脂酰CoA 水化酶
β α
O
R C H O H C H 2C ~ S C o A
= = =
反⊿2-烯酰CoA
H 2O
= =
L(+)-β羟脂酰CoA
细菌和植物----7个多肽
酵母菌----2个多肽
脊椎动物----1个多肽
（1）启动
ACP转移酶
乙酰和酶复合物
（2）装载
丙二酸单酰CoA-ACP转移酶
(3)缩合
β-酮脂酰-ACP合 酶
乙酰乙酰ACP
（4）还原
β-酮脂酰-ACP 还原酶
D-β- 羟丁酰ACP
（5）脱水
α，β- 反式-丁烯酰ACP
1.部位：
组 织：肝（主要） 、脂肪等组织 亚细胞： 胞液：主要合成16碳的软脂酸（棕榈酸） 肝线粒体、内质网：碳链延长
2 饱和脂肪酸的合成
脂肪酸合成的主要途径，胞质中进行，原料为乙 酰CoA，产物是长链脂肪酸（多为软脂酸）。 反应还需：酰基载体蛋白ACP, ATP, NADPH和 Mn2+等。 合成中只有一个C2物以乙酰CoA参与整个合成过 程，其余延伸的C2物均以丙二酸单酰CoA形式参 与反应。
(三)、不饱和脂肪酸的分解
不饱和脂肪酸同样需要活化和转运才能进入线 粒体氧化，在遇到不饱和双键前进行常规的b氧化， 若遇顺式双键，必须异构为反式异构物、或底 物为D(-)b-构型需经差向异构生成L-型异构体， 才能继续b-氧化，需要异构酶和还原酶。
生化ppt有关脂肪代谢
2.脂酸活化成脂酰CoA
总反应式
3.脂酰CoA转运至线粒体
*β-氧化循环结果 氧化循环结果: 氧化循环结果 原脂酰CoA的α、β碳原子间被断开，释放出一分子乙 碳原子间被断开， 原脂酰 的 、 碳原子间被断开 和原来少２ 酰CoA和原来少２个碳原子的脂酰 和原来少 个碳原子的脂酰CoA。 。 过程 -脂酰 脂酰CoA（线粒体基质）在脂酸氧化酶系催化下，进 脂酰 （线粒体基质）在脂酸氧化酶系催化下， 行脱氢(FADH2)、加水、再脱氢 行脱氢 、加水、再脱氢(NADH+H+ ）及硫解四 步连续反应， 步连续反应， 脂酰基断裂生成１分子比原来少２ 脂酰基断裂生成１分子比原来少２个碳原子的脂酰 CoA和１分子乙酰 和 分子乙酰CoA。 。
脂肪酸β-氧化反应过程
3. 脂酸的 氧化 脂酸的β-氧化
产物---生成大量的乙酰 产物 生成大量的乙酰CoA 生成大量的乙酰 在线粒体中通过三羧酸循环彻底氧 化；
脂酸氧化的能量生成 软脂酸（ ），进行 氧化， 软脂酸（C16），进行７次β-氧化，生成： ），进行７ 氧化 生成： 分子FADH２ ７分子 ２ ７×２ATP 分子NADH＋Ｈ＋ ７×３ATP ７分子 ＋Ｈ＋ 分子乙酰CoA １２ATP ８分子乙酰 ８×１２ 共生成 131ATP－活化消耗２ATP －活化消耗２ 净生成 129 ATP
叙述甘油三酯分解产能的主要过程（包括 脂肪动员、脂酸活化成脂酰CoA、转运至 线粒体的载体及限速酶、脂酸的β氧化）
组员:何培辉 组员 何培辉 李海：激素敏感性甘油三酯脂肪酶 分解限速酶： (hormone(hormone-sensitive triglyceride lipase HSL) 脂解激素—促进脂肪动员的激素、肾上腺素、 脂解激素—促进脂肪动员的激素、肾上腺素、胰高血糖 促肾上腺皮质激素、 素、促肾上腺皮质激素、促甲状腺素 抗脂解激素--抑制脂肪动员的激素、胰岛素、 --抑制脂肪动员的激素 抗脂解激素--抑制脂肪动员的激素、胰岛素、前列腺素 及尼克酸
生物化学第十章 脂代谢
酮体的形成
酮体的利用
脂肪酸的合成代谢
1. 除了植物在质体内，其他生物合成的场所均为细 胞质基质；
2. 从头合成需要乙酰-CoA作为引物； 3. 丙二酸单酰-CoA作为活化的“二碳单位”供体； 4. 丙二酸单酰-CoA的脱羧反应和NADPH作为驱动
碳链延伸的动力； 5. 软脂酸通常是反应的终产物； 6. 软脂酸以外的脂肪酸通过修饰、延伸等反应形成。
线粒体和非线粒体β-氧化反应的异同
脂肪酸的α氧化
α氧化直接在游离的脂肪酸上进行，它并不 需要激活，不产生ATP，既可以发生在内质 网，也可以发生在线粒体或过氧化物酶体。
先天缺乏α氧化相关的酶可导致Refsum氏病。
植烷酸这样的脂 肪酸因它的β-碳 原子被甲基封闭 住了，在细胞内 难以直接进行β氧化，必须先通 过α氧化去除1个 碳原子以后才可 以进行β氧化。
一轮β-氧化循环的四步反应
脱氢
这是一步由脂酰-CoA脱氢酶催化的氧化还原反应， FAD为电子受体
从一种叫阿开木的植物中提取的降糖氨酸是该酶 的强抑制剂。
脱氢反应是高度立体专一性的，产物是Δ2-反烯脂 酰-CoA和FADH2。
后者经过电子传递黄素蛋白（ETF）、铁硫蛋白和 CoQ进入呼吸链，1分子FADH2产生1.5分子ATP。
其完全氧化可以产生106分子ATP
1分子软脂酸彻底氧化以后ATP的收支情况
与ATP产生有关的酶 NADH或FADH2产生的量 最终产生ATP的数目
脂酰-CoA合成酶
－2
脂酰-CoA脱氢酶 羟脂酰-CoA脱氢酶
异柠檬酸脱氢酶 α-酮戊二酸脱氢酶 琥珀酰-CoA合成酶
7 FADH2 7 NADH 8 NADH 8 NADH
哺乳动物细 胞的去饱和 能力有限， 它不能在大 于9号位C原 子的位置引 入双键，但 植物细胞没 有此限制。
生物化学-脂代谢【课件】
三酰甘油 磷脂
胰磷脂酶、磷酸酶
胆固醇酯
（二）脂类的吸收：
被吸收的甘油、FA和β-甘油-酯在小肠粘膜细胞
内重新合成脂肪。 脂肪+少量磷脂和胆固醇→乳糜微粒（chylomicron）
小肠粘膜细胞
细胞间液→淋巴系统→血液。
胆固醇或胆固醇酯：胆汁酸盐，脂蛋白。
磷脂：胆汁酸盐。
吸收
胆汁盐
上述水解产物
ACP
丙二酰CoA NADPH 需要 消耗7ATP＋ 14NADPH
CoA
乙酰CoA FAD、NAD+ 不需要
能量变化
产生129ATP
脂酸合成的调节
（1）乙酰CoA+OAA→Cit→胞浆 FA合成的第一个关键反应 （2）丙二酸单酰CoA的形成（乙酰CoA羧化酶催化） FA合成的第二个关键反应 ，是FA合成的限速反应。
苯乙酸 苯甲酸
A. 脂酸的活化 • 在线粒体外进行。 • 在脂肪酸硫激酶(FAAthiokinase，又称Acyl CoA合酶) 作用下，需ATP和Mg 2+ • 形成一个高能硫酯键消耗2个高能磷酸键。
细胞质中进行
B. 脂酰CoA的转运
通过移位酶，脂酰-SCoA与肉毒碱结合成的脂酰肉碱进 入线粒体内膜，反应可逆。
2．不饱和脂酸的氧化
特点：需另加酶处理双键外， 催化双键移位使底物符合 β-氧化要求的Δ2-反式，其 余氧化同上。所含H原子 少,氧化产生的ATP数目比 相同碳原子数的饱和脂肪 酸产生的ATP数目少。
烯脂酰CoA异构酶
烯脂酰CoA异构酶
2，4二烯脂酰CoA还原酶
3，2-烯脂酰CoA异构酶
3．奇数碳原子脂酸的氧化
脂酸β-氧化所产生的能量
生物化学-脂肪代谢
O RCH2 C
O CH C
硫解酶 SCoA
CoASH
O RCH2C
O SCoA + CH3C
SCoA
4、CH3Co～SCoA彻底氧化
乙酰CoA
三羧酸循环
CO2 + H2O
5、ATP的生成（偶数碳脂肪酸）
（
n 2
1）× 5 +
n 2
× 12
－2
β-氧化的次数
生成的乙酰CoA数
脂肪酸活化 消耗的ATP数
3、脂肪酸的β-氧化
脱氢
硫解
再脱氢
加水
（1）脱氢 α和β碳原子上脱氢，生成反烯脂酰 CoA，该脱氢反应的辅基为FAD。
O
脂酰CoA脱氢酶
HO
RCH2CH2CH2C SCoA
RCH2C C C SCoA
FAD FADH2
H
（2）加水（水合反应）在双键上加水生成L-β-羟脂 酰CoA。
HO RCH2C C C SCoA H2O
脂肪酸(fatty acid)
CO2+H2O +ATP 糖 原
β-氧化
乙酰CoA
（肝）
CO2+H2O +ATP
（肝外）
酮体 (ketone bodies)
（一）脂肪动员
概念：
脂肪酶(lipase)
甘油三酯
甘油、脂肪酸
hormone-sensitive triacylglycerol lipase 激素敏感脂肪酶（HSL）
• 原料：乙酰CoA • 部位：肝（线粒体）
β-羟丁酸及乙酰乙酸的去路
2、肝外利用(β-hydroxybutyrate)
β-羟丁酸脱氢酶
脂类代谢—脂肪的代谢(生物化学课件)
O HOOC-CH2-C～SACP
β-酮脂酰-ACP合酶
丙二酸单酰-ACP
OO CH3-C-CH2-C～SACP +ACP-SH+CO2
β-酮脂酰-ACP
由于缩合反应中，β-酮脂酰-ACP合酶是对链长有专一性的酶， 仅对14C及以下脂酰-ACP有催化活性，故从头合成只能合成16C 及以下饱和脂酰-ACP。
3、还原反应
= --
= =
OO CH3-C-CH2-C～SACP +NADPH+ + H +
β-酮脂酰-ACP
β-酮脂酰-ACP还原酶
OH O CH3-C-CH2-C～SACP
H
α ,β-羟丁酰-ACP
+NADP+
= -
-
= -
4、脱水反应
OH
O
CH3-CH-CH2-C～SACP
β-羟脂酰-ACP脱水酶
=
--
CH2O-P
磷脂酸
=
=
--
O
CH2O-C-R1
HO-CH
溶血磷脂酸
CH2O-P
O R2-C～SCOA
磷脂酸
H2O
磷酸酶
（四）三酰甘油的生成
O R3-C～SCoA
=
二酰甘油
二酰甘油脂酰转移酶
-=
= -=
O O CH2O-C-R1 R2-C-O-CH
CH2OH
二酰甘油
O O CH2O-C-R1 R2-C-O-CH
FAD
FADH2
H
α,β-烯脂酰CoA
（二）水化
α,β-烯脂酰CoA在α,β-烯脂酰CoA水合酶催化下，使水 分子的-H加到α-碳上，-OH加到β-碳上，生成β-羟脂酰 CoA。
脂类代谢(生物化学课件)
脑磷脂和卵磷脂的合成
脂类代谢
① 胆碱和乙醇胺的活化
CH2CHCOOH OH NH2
丝氨酸
丝氨酸脱羧酶 CO2
HOCH2CH2NH23S-腺苷蛋氨酸
乙醇胺
HOCH2CH2N+(CH3)3
胆碱
ATP
ATP
乙醇胺激酶
ADP
胆碱激酶
ADP
P -O-CH2CH2NH2 磷酸乙醇胺
脂类代谢
长链脂肪酸构成的甘油三酯在肠道分解为长链脂肪 酸和甘油一酯，再吸收
肠粘膜细胞内再合成甘油三酯，与载脂 蛋白、胆固醇等结合成乳糜微粒
脂类代谢
生成1分子甘油和3分子脂肪酸
其中甘油三酯脂肪酶是其限速酶
生活小常识
脂肪酸如果在碱的作用下水解，可生成脂肪酸钠盐或者钾盐 （肥皂，一般为C18硬脂酸） 化妆品中乳膏、霜剂之类，之所以形成乳状，就 是因为是油（含脂肪酸）/水双相体系，大部分是 水包油，少部分为油包水。化妆品中的油性成分 主要是起到对皮肤保湿作用——涂抹后形成油膜 阻滞皮肤的水分蒸发。用作油相的主要有硬脂酸、 石蜡、凡士林、液态石蜡等
粒
AMP PPi
ATP柠檬酸裂解酶
体 膜
ATP HSCoA
柠檬酸
草酰乙酸 柠檬酸合酶
H2O
柠檬酸
HSCoA
脂类代谢
脂肪酸合成过程
脂肪酸合成酶系
➢ 乙酰CoA羧化酶 (acetyl CoA carboxylase)是脂肪酸合成的 限速酶，存在于胞液中，其辅基是生物素，Mn2+是其激活剂 催化丙二酰CoA的合成
R3COCoA HSCoA
CH2O -C-R3 甘油三酯
生物化学：脂类代谢课件
HOCCH 2CCH2CSCoA CH3 (HMGCoA )
羟甲基戊二酸单酰CoA
=
= =
OO
CH3 CCH 2COH
乙酰乙酸
NADH+H+ NAD+
OH
CH3 CHCH 2COOH
D(-)-β -羟丁酸
O
CO2
CH3 CCH 3
丙酮
β-羟丁酸 脱氢酶
2.酮体的利用
OH CH3CHCH2COOH
D(-)-β -羟丁酸
在肉碱（carnitine）的协助下。
线粒体 肉碱脂酰转移酶Ⅱ
脂酰CoA
肉碱
SHCoA
脂酰肉碱
肉碱脂酰转移酶Ⅰ
脂酰CoA
肉碱 脂酰肉碱
SHCoA
肉碱脂酰肉碱转位酶
酶Ⅰ ：肉毒碱脂酰转移酶Ⅰ（限速酶） 酶Ⅱ ：肉毒碱脂酰转移酶Ⅱ
（3）脂酰基的ß-氧化
概念 脂酰基进入线粒体基质后逐步
氧化降解，此氧化过程发生在脂酰 基的ß-碳原子上，称为脂酰基的ß氧化。
NAD+
磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛
丙酮酸
NADH
1,3-二磷 酸甘油酸
烯醇式 磷酸烯醇 丙酮酸 式丙酮酸
2-磷酸 3-磷酸 甘油酸 甘油酸
总结：甘油的生理功能？
甘油
糖异生原料
途径？
能源
ATP?
甘油氧化分解产 生能量情况
消耗：活化 生成：3+ 3+2+3+12
净生成：
-1ATP
23ATP 22ATP
肉
脂酰CoA 合成酶
ATP CoASH
碱 转
O
运
=
RCH2CH2C-OH 脂肪酸
生物化学第10章 脂类代谢
课外练习题一、名词解释1、脂肪动员：贮存在脂肪细胞中的脂肪，被脂肪酶逐步水解为游离脂肪酸及甘油并释放入血液以供其它组织氧化利用的过程。
2、酮体：脂肪酸在肝内氧化的中间产物——乙酰乙酸、β-羟丁酸和丙酮统称为酮体。
3、脂肪酸的β-氧化：脂肪酸氧化分解时，在脂酰基的β-碳原子上进行脱氢、加水、再脱氢和硫解的连续反应过程。
4、血脂：血浆中各种脂类物质的总称。
5、高脂血症：血脂高于正常值上限。
6、溶血磷脂：甘油磷脂的一位或二位脂酰基水解后形成的磷脂。
二、符号辨识1、ACP：酰基载体蛋白；2、BCCP：生物素羧基载体蛋白三、填空1、甘油三酯的合成包括（）途径和（）途径共两条途径。
2、脂肪酸β-氧化的限速酶是（）。
3、脂肪酸的活化在（）中进行，由（）酶催化。
4、脂肪酸的β-氧化包括（）、（）、（）和（）四步连续反应。
5、酮体在（）中生成，在（）组织中利用。
6、酮体包括（）、（）和（）三种物质。
7、脂肪酸合成的主要原料是（），需通过（）循环由线粒体转运至细胞质。
8、脂肪酸合成的关键酶是（）羧化酶；脂肪酸合成酶系催化合成的终产物主要是（）。
9、脂肪酸碳链的延长可在（）和（）中进行。
10、人体内不能合成的不饱和脂肪酸主要是（）、（）和（）。
11、人体内胆固醇的来源有二，即（）和（）。
胆固醇合成的主要原料是（）。
12、胆固醇在体内可转化生成（）、（）激素和维生素（）。
13、参与胆固醇合成的NADPH主要来自（）途径；乙酰CoA来自（）代谢。
14、3-磷酸甘油的来源有两种方式，即（）的消化产物和葡萄糖经过（）途径产生。
15、每一分子脂肪酸被活化为脂酰CoA需消耗（）个高能磷酸键。
16、脂酰CoA经一次β-氧化可生成（）分子乙酰CoA和比原来少（）个碳原子的脂酰CoA。
17、一分子14碳长链脂酰CoA可经（）次β-氧化生成（）个乙酰CoA。
18、若底物脱下的[H]全部转变成A TP，则1mol软脂酸（含16C）经β-氧化途径可共生成（）个A TP，或净生成（）个A TP。