华南理工大学生物化学课件 第11章 脂类代谢

O R2C
H2C O O CH
H2C O
磷脂酸
O
C R1
O
磷酸酶
R2C
H2O Pi
P
O
H2C O C R1
O
二脂酰甘油转酰酶
O CH
R2C
H2C OH
二脂酰甘油
R3CO ~SCoA
CoASH
O
H2C O C R1 O CH O
H2C OC R3
三脂酰甘油
四、磷脂的生物合成
➢ 在生物细胞内的磷脂有多种，其合成途径也不一样，仅以 卵磷脂(磷脂酰胆碱)的合成过程为例说明如下 ：
CO2
R CH COOH
OOH
D-α-氢过氧脂酸
CO2
RCHO
脂肪醛 (少一个碳)
醛脱氢酶 NADH+H+ NAD+
醇(醛)脱氢酶
RCOOH
脂肪酸 (少一个碳)
RCH2OH
脂肪醇 (少一个碳)
脱羧酶
(三) 脂肪酸的ω-氧化作用
NADP H+H+ NADP+
细菌
CH3 R
NHI+Fe2+
O2
Fp 氧化型
第十一章 脂类代谢
本章主要内容
➢ 脂类在机体内的消化、吸收和储存 ➢ 脂类的生物合成
—甘油的生物合成 ，脂肪酸的生物合成，三酰甘油的生 物合成，磷脂的生物合成，胆固醇的生物合成
➢ 脂类的降解
—脂肪的水解，脂肪酸的氧化分解，磷脂的降解，胆固醇 的降解和转变
➢ 脂代谢的调节
第一节 脂类在机体内的消化、吸 收和储存
CH2OH NADH + H+ CO
CH2O P
磷酸二羟丙酮
▪ 酵母生产甘油：
NAD+
CH2OH
HOCH
CH2O P
3-磷酸甘油
二、脂肪酸的生物合成
➢ 饱和脂肪酸的从头合成 ➢ 脂肪酸链的延长 ➢ 不饱和脂肪酸的合成
(一) 饱和脂肪酸的从头合成
➢ 脂肪酸的合成过程是比较复杂的，有两个系统参加 1、乙酰-CoA羧化酶 乙酰-CoA羧化酶是含生物素的酶， 大肠杆菌的乙酰-CoA羧化酶含有三种成分：生物素羧化 酶、生物素羧基载体蛋白(BCCP)、转羧基酶。 2、脂肪酸合成酶系统 脂肪酸合成酶系统是一个多酶复 合物。包括下列多种酶：乙酰转酰酶、丙二酸单酰转酰酶、 缩合酶(-酮脂酰 ACP合成酶)、 -酮脂酰-ACP还原酶、 -羟脂酰-ACP脱水酶，烯脂酰-ACP还原酶；此外在复合 物中还含有酰基载体蛋白(ACP)。
NADH2
RCH2
CO
CH2
CO~S CoA(β-酮脂酰-CoA)
CoASH
(硫解)⑤ β-酮硫解酶
CH3 CO ~ SCoA
R CH2 CO~S CoA
重复β-氧化
CH3 CO~SCoA
三羧酸循环
CO2 + H2O
图11-3 脂肪酸β-氧化途径示意图
(二) 脂肪酸的α-氧化作用
➢ 在动物组织内，脂肪酸主要是通过β-氧化分解的。在植物
RCH2CH2CH2CO~SCoA(脂酰-CoA)
(脱氢)②
F AD 脂酰-CoA脱氢酶
F ADH2
RCH2CH CH CO ~S CoA(α,β烯脂酰-CoA)
(水化)③ H2O 烯脂酰-CoA水化酶
RCH2CHOH CH2
(脱氢)④
CO~S CoA(β-羟脂酰-CoA)
NAD+ L·β-羟脂酰～CoA脱氢酶
➢ 如从肠管吸收(外源性)进入肝脏的胆固醇量多，则肝脏内 合成胆固醇的量就少。其作用机制是：外源性胆固醇以脂 蛋白的形式作用于HMG-还原酶的别构部位，从而使β-羟 基-β-甲基戊二酸(HMG)不能还原成β,δ-二羟-β-甲基戊酸 (MVA)而转向酮体生成。
4、胆汁酸的生成量对胆固醇合成也有影响。
(二) 脂肪酸链的延长
RCO~SCoA + CH3CO~SCoA
CoASH 硫解酶
➢ 在生物细胞内还含有碳链长度在 RCO CH2 CO~SC oA
C16以上的脂肪酸，这些脂肪酸 是在延长系统催化下，以棕榈酸
NADPH + H+ L-β-羟脂酰NADP+ CoA脱羟酶
为基础，进一步延长碳链形成的。
的发芽种子和叶子内及动物肝、脑和神经细胞的微体中还
存在一特殊的氧化途径，即α-氧化途径。
O2+N ADP H+H+
NAD+ NADH+H+
RCH2COOH
脂肪酸
单加氧酶
H2O2 过氧化物酶
R CH COOH OH
L-α-羟脂肪酸
脱氢酶
R C COOH O
ATP +NAD++VC
NAD+ NADH+H+
乙酰-CoA聚合途径：
2CH3CO~SC oA
H2O 硫解酶
亮氨酸途径：
CoASH
亮氨酸等
CH3COCH2CO~SC oA
CH3CO~SCoA HMG (CH3)2COH CH2CO ~SC oA
CoASH 合成酶
C O2
CH3
HOOC CH2 COH CH2 CO~SC oA
HMG-CoA HMG-CoA 2NADPH + 2H+
➢ 由乙酰-CoA起，经缩合、还原、脱水、再还原几个 反应步骤，便生成含4个碳原子的丁酰基。总反应是：
2乙酰-CoA+ATP+ACP+2NADPH+2H+ 丁酰-ACP+2CoA+ADP+Pi +2NADP++H2O
➢ 上述反应系列使碳链延长2个碳原子。如果以丁酰ACP代替乙酰-ACP作为起始反应 物，重复上述反应 系列，又可以使碳链延长2个碳原子而生成已酰-ACP。 如此重复下去，直至生成含16个碳的棕榈酸为止。
通过血液送入其它组织。
第三节 脂类的降解
➢脂肪的水解 ➢脂肪酸的氧化分解 ➢磷脂的降解 ➢胆固醇的降解和转变
一、脂肪的水解
➢ 脂肪在脂肪酶、二脂酰甘油脂肪酶、一脂酰甘油 脂肪酶的作用下逐步水解成甘油和脂肪酸：
O
O H2C O C R1
R2 C O CH O
脂肪酶
CH2OH
二脂酰甘油脂肪酶 一脂酰甘油脂肪酶
NADH + H+
RCHO NAD+ 脱氢酶
NADH + H+
RCOOH
三、磷脂的降解
➢ 磷脂能被不同的磷脂酶分解。例如作用于卵磷脂的酶有四 种，这四种酶分别命名为磷脂酶A1、磷脂酶A2、磷脂酶C、 磷脂酶D，各作用于磷脂分子的不同位置：
①O
O②
CH2 O
C R1
R2 C
O CH
③O ④
CH2 O
HOCH2 CH2 N+(CH3)3+ATP 胆碱激酶 P
胆碱
OCH2CH2N+(CH3)3+ADP
磷酸胆碱
磷酸胆碱胞苷转移酶
CTP+磷酸胆碱
CDP-胆碱+PPi
CDP-胆碱 + 1,2-二脂酰甘油
磷脂酰胆碱 + CMP
五、胆固醇的生物合成
➢ 细胞内胆固醇的合成过程可 概括为三大步骤：
1、二羟甲基戊酸(MVA)的生成
(用于合成饱和脂肪酸)
三、三酰甘油的生物合成
➢ 三酰甘油是由3-磷酸甘油和脂肪酰-CoA缩合形成的，合 成过程如下：
CH2OH R1CO ~S CoA 磷酸甘油转酰酶
CH2O C R1
HOCH
+
R2CO ~S CoA
R2 C OCH O + 2CoA SH
CH2O P
O CH2O P
3-磷酸甘油
磷脂酸
RCHOH
H2O
CH2 CO~ SC oA
烯脂酰-CoA水合酶
RCH CH CO~ SC oA
NADPH + H+ 烯脂酰-CoA还原酶 NADP+
RCH2CH2 CO~ SC oA
图11-1 脂肪酸链的延长
(三) 不饱和脂肪酸的合成
➢ 不饱和脂肪酸的生物合成途径有二：
1、氧化脱氢途径
1/2O2
CH3(CH2)7CH2CH2(CH2)7CO~S CoA
NAD(P )H+ H+
H2O
CH3(CH2)7CH
NAD(P )+
CH(CH2)7CO~S CoA
2、厌氧途径
γ
α
CH3(CH2)5 CH2 CH CH2 COOH
OH
β,γ-脱水
γ
CH3(CH2)5CH
βα CHCH2COOH
(用于合成不饱和脂肪酸)
α,β-脱水
β CH3(CH2)6CH
α CHCOOH
➢ 胆固醇的环核结构不在动物体内彻底分解为最简 单化合物排出体外，但其支链可被氧化。更重要 的是胆固醇可转变成许多具有重要生理意义的化 合物 。
7-脱氢胆固醇 维生素D
肾上腺皮质激素
胆固醇
性激素
雄性激素 雌性激素
胆固醇脂 胆固醇脂蛋白
胆酸等
羊毛脂固醇
其它固醇类固醇 二氢胆固醇 Nhomakorabea其它
图11-5 胆固醇的转变
一种特殊的NHI蛋白 ω-羟化酶
黄素蛋白
还原型 Fp
NHI+Fe3+ NHI+Fe2+ NHI蛋白 NHI+Fe3+
H2O
HOCH2R