生物化学 第08章 脂代谢(共68张PPT)

合成一分子软脂酸的总反应式
4、脂肪酸的延伸反应
NADPH
5、脂肪酸的去饱和反应
4. 饱和脂肪酸的从头合成与β-氧化的比较
区别要点
从头合成
β-氧化
细胞内进行部位
胞液
酰基载体
ACP-SH
二碳单位参与或断裂形式 丙二酸单酰ACP
电子供体或受体
NADPH+H+
-羟酰基中间物的立体构型不同
D型
对HCO3-和柠檬酸的需求 所需酶
甘油
R1COOH R2COOH R3COOH
脂肪酸
场所： 细胞质内（主要是脂肪组织） 关键酶：脂肪酶（限速酶） 调控： 激素 功能： 水解产物可进一步氧化分解
二、甘油的氧化分解与转化
CH 2OH ATP ADP CH 2OH NAD + NADH+H +
CHOH
CHOH
甘油激酶
CH 2OH (肝 、 肾 、 肠 ) CH 2O
α–lipoprotein (high density 脂酰-CoA的跨线粒体内膜的转运
第十章
FAD+2ATP+3H20
（2）脂酰CoA转运入线粒体
脂类的脂消类化代、谢吸收、 CH3(CH2)nCOOH
(hormone-sensitive lipase , HSL) 这对于某些生活在干燥缺水环境的生物十分重要，像骆驼已将β-氧化作为获取水的一种特殊手段。
5~10 50~70 10~15 10~15
20~25 10 40~50 5
45~50 20 20~22 30
生理功能
转运外源性 TG
转运内源性 TG 转运 Ch 转运PL、Ch
第二节 第十章
脂肪脂的类分代解谢 代谢
一、脂肪的水解
+ 3 H20
脂肪酶
H 2C O H
HO CH +
H 2C O H
CH3-C=CH-C～SACP
H
H
NADPH+H+
NADP+ （△2反式丁烯酰-ACP）
-
-
CH3-C=CH-C～SACP
H
烯脂酰-ACP还原酶
CH3-CH2-CH-C～SACP
（丁酰-ACP）
➢丁酰-ACP与丙二酸单酰-ACP重复缩合、还原、 脱水、再还原的过程，直至生成软脂酰-ACP，最后 通过硫酯酶作用，脱去ACP生成软脂酸。
CH3(CH2)14C0~CoA＋7FAD＋7NAD＋＋7H2O→8CH3C0-CoA＋7FADH2＋ 7NADH＋H＋
2. 三羧酸循环： CH3CO~CoA+3NAD＋ +FAD+GDP+Pi+2H2O→2CO2+3NADH+FADH2+GTP+3H＋+HSCoA
3. FADH2氧化呼吸链：
FADH2+1/2O2+ 2ADP+2Pi
β-氧
奇数碳脂肪酸
化
异构酶 L-甲基丙二酸单酰CoA
CH3CH2CO~CoA
ATP+CO2 ADP+Pi
丙酰CoA羧化酶 （生物素）
D-甲基丙二酸单酰CoA
变位酶 5 -脱氧腺苷钴胺素
琥珀酰CoA
经三羧酸循环途径彻底氧化分解生成 CO2+H2O
四、脂肪酸其他氧化方式
α -氧化: 脑组织和神经细胞的微粒体
性形式提供。
❖磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸和心磷脂通过此 途径合成。
CDP-甘油二酯合成途径
磷脂酸 CTP
转胞苷酸酶 PPi
肌醇 磷脂酰肌 醇合成酶
CMP
CDP-甘油二酯
磷脂酰丝氨 酸合成酶
丝氨酸 CMP
磷脂酰肌醇
磷脂酰丝氨酸
磷脂酰甘油 心磷脂 合成酶 CMP
心磷脂
一、甘油磷脂的合成代谢
2．甘油二酯合成途径： ❖ 合成过程中所需胆碱及乙醇胺以CDP-胆碱或
丙二酸单酰CoA-
ACP转移酶
O HOOC-CH2-C～SACP
+
COA-SH
=
=
=
② 引发反应：
O
ACP-SH COA-SH
O
=
CH3-C～SCOA 乙酰CoA-ACP转移酶 CH3-C～SACP
③ 缩合反应：
O
O
=
CH3-C～S-ACP+ HOOC-CH2-C～SACP β-酮脂酰合酶
OO
=
=
需要 7种
能量需求或放出 消耗7ATP及14NADPH+H+
线粒 体 COA-SH
乙酰COA
FAD,NAD
L型 不需要 4种 产生129
二、甘油的活化-3-磷酸甘油的生成
1．由糖代谢生成（脂肪细胞、肝）：
磷酸二羟丙酮
3-磷酸甘油脱氢酶
3-磷酸甘油
NADH + H+
2．由脂肪分解形成的甘油
NAD+
甘油
lipoproteins, VLDL)
4.α–lipoprotein
(high density
lipoproteins, HDL)
脂蛋白的分类、组成及功能
脂蛋白的类别
密度法 电泳法
化学组成（%）
Pr
TG
Ch
PL
CM
CM
VLDL preβ -Lp
LDL
β -Lp
HDL
α-Lp
1~2 80~95 2~7 6~9
脂肪酸：Fatty acids
甘油三酯 (triglyceride TG)
磷脂（Phospholipids）
胆固醇 Cholesterol
主要内容
❖第一节：脂类消化、吸收、运输和贮存
❖第二节：脂肪的分解代谢 ★
❖第三节：脂肪的合成代谢 ★ ❖第四节：类脂代谢 ❖第五节：脂类代谢调节
第 一节
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
7×2＝14 7×3＝21 8×3＝24 8×3＝24 8 GTP＝8 ATP
琥珀酸脱氢酶 苹果酸脱氢酶
总量
8 FADH2 8 NADH
8×2＝16 8×3＝24
129
1分子FADH2可生成2分子ATP，1分子NADH可 生成3分子ATP，故一次-氧化循环可生成5分子 ATP。1分子乙酰CoA经三羧酸循环彻底氧化分 解可生成12分子ATP。
对HCO3-和柠檬酸的需求
需要
不需要
L-甲基丙二酸单酰CoA
NADH或FADH2产生的量
L-甲基丙二酸单酰CoA
α–lipoprotein (high density
运输和贮存 磷脂酰胆碱(PC)和磷脂酰乙醇胺（PE）通过此代谢途径合成。
亚细胞： 胞液：合成16碳的软脂酸 CH3-C～S-ACP+
一、脂肪的消化、吸收和转运
乙酰-CoA羧化酶的活性调节
3. 合成历程
① 活化的“二碳单位”的装载
② 引发反应
③ 缩合
④ 还原-脱水-再还原
⑤ 循环③-④ ⑥ 软脂酸的硫解释放
⑦ 脂肪酸合酶：7种酶和1分子脂酰基载体
蛋白（acyl carrier protein, ACP）
①活化的“二碳单位”的装载
HOOC-CH2-C～SCOA +ACP-SH
❖关键酶：
激素敏感性脂肪酶
(hormonesensitive lipase , HSL)
受激素控 制的内源 性脂肪动 员
三、磷脂的消化吸收
四、脂蛋白和脂类的运输
脂蛋白 （lipoprotein）：脂 类在血液中存在和运 输形式。
结构：
疏水核心+亲水表面
脂蛋白的分类：按密度大小
脂蛋白的种类
乳麋微粒（CM）
CDP-乙醇胺的形式提供。 ❖ 磷脂酰胆碱(PC)和磷脂酰乙醇胺（PE）通过此
☺酮体是肝脏输出能源的一种形式
☺在饥饿或疾病情况下，酮体可 为心、脑等重要器官提供必要 的能源。
OH CH3CHCH 2COOH
D(-)-β-羟丁酸
酮体
酮体的形成
酮体的利用
第三节
第十章
脂肪脂的类合代成谢代谢
一、脂肪酸的合成代谢
1.合成部位：
组 织： 肝（主要）、脂肪等组织 亚细胞： 胞液：合成16碳的软脂酸
磷酸甘油脱氢酶
P
3-磷 酸 甘 油
CH 2OH CO
糖 酵 解 丙 酮 酸 乙酰CoA
CH 2O P 糖 异 生 糖 或 糖 原
磷酸二羟丙酮
CO2+H2O
+ATP
三、脂肪酸的氧化分解
（1）脂肪酸的活化：线粒体外 （2）脂酰-CoA的转运：肉碱载体运至线
粒体内
（3）脂肪酸的β-氧化
① 脱氢 ② 水化
肝线粒体、内质网：碳链延长
2.合成原料：乙酰 CoA、ATP、HCO3﹣、NADPH、 Mn2+
（1）乙酰CoA的来源
糖酵解、脂肪酸的β-氧化、氨基酸的氧化
（2）乙酰CoA转运：柠檬酸-丙酮酸穿梭
柠檬酸-丙酮酸跨膜穿梭系统
（3）乙酰-CoA的活化：丙二酸单酰CoA的合成
乙酰CoA羧化酶 (acetyl CoA carboxylase)是 脂酸合成的限速酶，存在于胞液中，其辅基是生物 素，Mn2+是其激活剂。
③ 再脱氢 ④ 硫解
（1）脂肪酸的活化
脂肪酸首先在线粒体外或胞浆中被活化形成脂
酰CoA，然后进入线粒体或在其它细胞器中进 行氧化。
在脂酰CoA合成酶(硫激酶) 催化下，由ATP
提供能量，将脂肪酸转变成脂酰CoA：
R-COOH
脂酰CoA合成酶
R-CO～SCoA
HSCoA+ ATP
AMP + PPi
（1）脂肪酸的活 化反应机理
（2）脂酰CoA转运入线粒体
在线粒体外生成的 脂酰CoA需进入线粒
体基质才能被氧化分 解，此过程必须要由
肉碱（肉毒碱, carnitine）来携带
脂酰基。
脂酰-CoA的跨线粒体内膜的转运
（脂肪酸氧化的限速步骤）
（3）脂肪酸的β-氧化
1、定义要点：
☺Knoop发现，脂肪酸是从羧基端每次除去1 个二碳单位进行降解。
1分子16C的软脂酸，彻底氧化共可得131分子 ATP，减去活化时消耗的2分子ATP，故软脂酸彻 底氧化分解可净生成129分子ATP。
18C硬脂酸彻底氧化净生成多少分子ATP？
4、β-氧化的功能
☺产生ATP，其产生ATP的效率要高于葡
萄糖。 ☺产生大量的H2O。这对于某些生活在干燥
缺水环境的生物十分重要，像骆驼已将β-
甘油磷酸激酶
ATP
ADP
3-磷酸甘油
三、 脂肪的生物合成
磷酸甘油转 酰基酶
R1COCoA CoA
溶血磷脂酸 转酰基酶
R2COCoA CoA
磷脂酸 磷酸酶
Pi
脂酰CoA 转移酶
R3COCoA CoA
第四节
第十章
类脂脂类 代代 谢谢
一、甘油磷脂的合成代谢
1．CDP-甘油二酯合成途径：
❖合成过程所需甘油二酯以CDP-甘油二酯的活
☺F. Lynen和E. Reichart证明 2-C单位是 乙酰-CoA，不是游离的乙酸。
☺Albert Lehninger证明氧化发生在线粒体
☺由于β-C被氧化成羰基，故被称为β-氧化。
（3）一轮β氧化循环的四
步反应
C16
乙酰 -CoA
3、偶数碳饱和脂肪酸β-氧化能量计算
1. 1分子16C的软脂酸，7轮β-氧化循环：
氧化作为获取水的一种特殊手段。
5、β-氧化的挑战
不饱和脂肪酸的氧化
烯脂酰CoA异构酶 2,4-二烯脂酰CoA还原酶
奇数脂肪酸的氧化
丙酰-CoA的氧化是将它转变为偶数的琥珀酰CoA即可
CH3CH2CO~CoA
HOOC-CH2CH2CO~CoA
TCA
单不饱和脂肪酸（油酸）
的β-氧化
三、 奇数碳脂肪酸的氧化
CH3-C-CH2-C～SACP
还原-脱水-再还原
OO
NADPH+H+
NADP+ OH O
= =
-
-
= =
=
-
CH3-C-CH2-C～SACP β-酮脂酰-ACP还原酶 OH O
β-羟脂酰-ACP脱水酶
CH3-CH-CH2-C～SACP
CH3-CH-CH2-C～SACP
(D-β-羟丁酰-ACP)
HO
极低密度脂蛋白VLDL 低密度脂蛋白LDL 高密度脂蛋白HDL
脂蛋白分类：电泳分离法
脂蛋白种类
1.CM
(Chylomicron, CM)
2.β-lipoproteins (low density
lipoproteins, LDL)
3.Pre β-lipoproteins (Very low density
❖胆汁酸盐的 乳化作用
一、脂肪的消化、吸收和转运
胆汁酸盐乳化
脂肪
微团
m一脂、
甘油等
乳化
吸收 重新酯化
肠粘膜细胞
甘油三酯
+ 磷脂，胆固醇脂
+ 载脂蛋白
脂肪酸 +甘油
脂蛋白脂肪酶 转 运
组织毛细 血管
淋巴 血管
乳糜微粒(CM)
二、脂类的贮存和动员
❖脂肪的动员：
储存在脂肪细胞中 的脂肪，被肪脂酶 逐步水解为脂肪酸 及甘油，脂肪酸与 血浆清蛋白结合后， 运至各组织中氧化 利用的过程。
单加氧酶
RCH2COOH 脱氢酶
RCOOH +CO2
ω - 氧化：肝微粒体
CH3(CH2)nCOOH
脱氢酶
单加氧酶
HO-CH2-(CH2)nCOOH HOOC- (CH2)nCOOH
五、酮 体
☺酮体：脂肪酸在肝脏中，不完 全氧化，分解生成丙酮、乙酰 乙酸和D-β-羟丁酸
☺在肝细胞的线粒体基质，以乙 酰CoA为原料合成
电子传递 氧化磷酸化
NADH氧化呼吸链：
NADH+H++1/2O2+ 3ADP+3Pi
电子传递 氧化磷酸化
FAD+2ATP+3H20 NAD++3ATP+4H20
3、偶数碳饱和脂肪酸β-氧化能量计算
与ATP产生有关的酶 脂酰-CoA合成酶
NADH或FADH2产生的量
最终产生ATP的数目 －2
脂酰-CoA脱氢酶 羟脂酰-CoA脱氢酶