生化课件- 脂类代谢

-磷酸甘油磷酸酶 -磷酸甘油 + H2O —————————﹥
甘油 + Pi
脂肪组织及细胞中无甘油激酶，不能利 用甘油，故其脂解所得甘油经血液入肝后进 行上述变化。
CH2OH甘油激酶 CH2OPO23- 磷酸甘油脱氢酶 CH2OPO23-
CHOH
CHOH
CO
CH2OHATP ADP CH2OH NAD+ NADH+ H+ CH2OH
CoASH ，
在内膜内侧 ， RCH2CH2CH2CO -肉毒碱 + CoASH
肉毒碱脂酰转移酶ΙΙ
—————————﹥RCH2CH2CH2CO -SCoA +
肉毒碱
• 脂酰肉毒碱和肉毒碱均由位于线粒体内 膜上的移位酶催化而进出线粒体内膜。
• 肉毒碱即3-羟-4-三甲基氨基丁酸，是由 赖氨酸衍生而来的兼性化合物，其结构式 为
•
以亚油酸为例，为18碳二烯酸，在C9
和C10、C12和C13之间均有顺式双键。
• 此类不饱和脂肪酸的氧化不仅额外需要 △3顺－△2反烯脂酰CoA异构酶以确保获得 反式的烯脂酰CoA；
还额外需要β-羟脂酰CoA差向酶以确 保获得的β-羟脂酰CoA是L（+）型的。
因为羟脂酰CoA脱氢酶对β-羟脂酰CoA 的要求是L（+）型的。
一分子脂酰CoA经过第一次脱氢、水化、 第二次脱氢、硫解这四步反应，不仅产生 一分子乙酰CoA，而且产生一分子比原来的 脂酰CoA碳链少了两个碳原子的脂酰CoA。
脂肪酸通过-氧化生成的乙酰CoA，一 部分用来合成新的脂肪酸和其它生物分子， 大部分则进入三羧酸循环完全氧化。
（三）脂肪酸彻底氧化分解过程中产生的
• 此外，在反刍动物的胃中会产生大量丙酸（即 碳水化合物经细菌发酵而来，这些有机酸也可为宿 主细胞所利用。
•
硫激酶
• 丙酸 + CoASH + ATP ———>
•
丙酰CoA + AMP + PPi
•
•
丙酰CoA羧化酶、生物素
• 丙酰CoA+CO2+ATP———————————›
•
甲基丙二酸单酰CoA+ ADP＋Pi
目前一般认为，游离（长链）脂肪酸或 脂酰CoA都不能直接通过线粒体内膜而进入 线粒体，尽管脂酰CoA可以通过线粒体外膜。
（参考）
• 有学者提出，中、短链脂肪酸可以直接 进入线粒体，而长链脂肪酸则否。
• 有学者提出，脂酰CoA合成酶有两种. 一种位于线粒体外面（内质网或线粒体
外膜），可以催化长链脂肪酸（含有至少 21个碳）发生反应；
的保护层。
3. 脂肪有助于脂溶性维生素的吸收。
4. 脂类不仅是能量的来源，也是生物体内 不可缺少的组成成分，如磷脂、糖脂及固醇 等均是构成生物膜的重要结构组份。
5. 一些不皂化脂类如类固醇和萜类，具有 维生素、激素等生物功能。
第一节 脂肪的分解代谢
• 一． 脂肪的酶促降解
•
脂肪酶
• 甘油三酯+H2O ————甘油二酯+脂肪酸
（六） 对脂肪酸分解的调控
1 ．脂肪酸氧化的速度很大程度上取决于脂肪分 解的速度；
2 ．丙二酸单酰CoA抑制肉毒碱脂酰转移酶I活性， 使脂酰CoA不能穿过线粒体膜进入基质被氧化；
3 ．[NADH]/[NAD+]高，则抑制β-羟脂酰CoA脱氢 酶；
4 ．乙酰CoA抑制硫解酶。
（七）酮体的生成与利用
反应产物是比原来的脂酰CoA减少了2个 碳的新的脂酰CoA。
如此反复进行，直至脂酰CoA全部变成 乙酰CoA。
脱氢
脂酰CoA在脂酰CoA脱氢酶的催化下， 在-和-碳原子上各脱去一个氢原子，生 成反式,-烯脂酰CoA，氢受体是FAD。
O
脂酰CoA脱氢酶
HO
RCH2CH2CH2C SCoA
RCH2C C C SCoA
ATP
• 以一分子棕榈酸（即十六碳酸）为例。 • 1、棕榈酸的活化过程中要消耗一分子ATP，产生一分
子AMP和一分子PPi； • 2、在线粒体内的β-氧化过程共进行7次，分别产生7分
子FADH2、7分子NADH以及8分子乙酰CoA。其中FADH2 和NADH分别将氢经呼吸链传递到氧，此过程共产生7* （2+3）=35分子ATP； • 而8分子乙酰CoA可以进入三羧酸循环，可以产生 8*12=96分子ATP； • 所以，整个脂肪酸彻底氧化分解过程净生成的ATP为 （-1）+35+96=130（分子）ATP。
FAD FADH2
H
水化
在烯脂酰CoA水合酶催化下，,-烯脂酰 CoA水化，生成L(+)--羟脂酰CoA。
HO RCH2C C C SCoA H2O
OH O RCH2 CH CH C SCoA
H
烯 脂 酰 CoA水 合 酶
再脱氢
-羟脂酰CoA在-羟脂酰CoA脱氢酶 催化下，脱氢生成-酮脂酰CoA。反应的氢受
它不随机体的营养状况的变化而变化。
脂类的主要功能
1. 脂肪可以氧化供能。
其贮存体积小，故是贮能的重要形式。
贮存脂肪几乎不需要水的贮存，而贮存糖原 则否，因为脂肪疏水，而糖原亲水。
另外，每克脂肪氧化可以产生9.1千卡的能量， 而每克糖原氧化却只能产生4.1千卡的能量。
2. 脂肪可作为机体与外界环境的屏障。 防止机体热量散失，并是许多组织和器官
少了两个碳原子的脂酰CoA ，可以重复上述反应过程， 一直到完全分解成乙酰CoA。
OO
硫解酶
O
O
RCH2 C CH C SCoA
RCH2C SCoA + CH3C SCoA
CoASH
可见，脂肪酸在体内的氧化分解是从 其羧基端的β-碳原子开始，碳链逐次断裂， 每次产生一个二碳单位，即乙酰CoA。
这个过程就是所谓β-氧化过程。
另一种则位于线粒体内，可以催化中、 短链脂肪酸（含有4-10个碳）发生反应。
2 ．脂肪酸的运转进线粒体
这个过程实际是指脂酰CoA在肉毒碱脂 酰转移酶的帮助下，由肉毒碱载入线粒体 内。
随后便可发生β-氧化。
在内膜外侧， RCH2CH2CH2CO -SCoA + 肉毒碱
肉毒碱脂酰转移酶Ι
————————﹥RCH2CH2CH2CO -肉毒碱 +
•
• 有学者提出，脂酰CoA被转运入线粒体 是脂肪酸 -氧化的主要限速步骤，肉毒碱 脂酰转移酶-1是其限速酶。
当机体需要脂肪酸供能时，脂肪动员作 用加强，此时肉毒碱脂酰转移酶-1的活性增 加，脂肪酸的氧化作用增强 。
（二） β-氧化过程
脂酰CoA在线粒体的基质中进行氧化分 解。
每进行一次-氧化，需要经过脱氢、水化、 再脱氢和硫解四步反应，同时释放出1分子 乙酰CoA。
• 1． 酮体的生成
• β-氧化过程中产生的乙酰CoA，除可进
入三羧循环外，在肝中（主要）、肾细胞
（少量）中还有一条去路，即生成乙酰乙 酸、D-β-羟丁酸和丙酮。
•
这三种物质即酮体。
• 生成酮体的全套酶在线粒体的内膜或基 质中。
（1）乙酰乙酰CoA的生成
•
硫解酶
• 2 CH3COSCoA————>CH3COCH2CO-SCoA
7*（2+3）=35分子、由14对电子（源于FADH2 、 NADH）传递到氧时产生14分子、而β-氧化过程
中消耗7分子，故净产生42分子水。
（四）饱和奇数碳脂肪酸的氧化分解
• 前人的工作证明，无论饱和偶数碳脂肪 酸还是饱和奇数碳脂肪酸，其脂肪酸链的氧 化分解均遵循β-氧化之规律。
但是，饱和奇数碳脂肪酸链的β-氧化过 程的最后一次产生的是丙酰CoA和乙酰CoA。
磷酸二羟丙酮＋NADH+H+
此反应可逆。
磷酸丙糖异构酶
磷酸二羟丙酮﹤ ————————﹥
此反应可逆。
3-磷酸甘油醛
此后，即可进入糖酵解而生成丙酮酸，进而生 成乙酰CoA，进入三羧酸循环；或逆糖酵解途径而 进行糖异生，生成葡萄糖乃至糖原。
甘油激酶催化的反应是不可逆的。-磷 酸甘油需在-磷酸甘油磷酸酶的作用下水解 而生成甘油。
• 以油酸为例，为18碳一烯酸，在C9和 C10之间有一不饱和键，以与脂肪酸同样的 方式活化，进入线粒体。
•
中间另外需要△3顺－△2反烯脂酰CoA
异构酶以确保获得反式的烯脂酰CoA，以
保证β-氧化的顺利进行.
• 因为反式异构物方能为烯脂酰CoA水化 酶作用。
2 ．多双键（多不饱和）脂肪酸的氧化分解
第七 章 脂类的代谢
脂类，也叫脂质，是生物体内一大类重 要的有机化合物，均不溶于水，而溶于氯仿 、乙醚及丙酮等非极性有机溶剂中。
脂类可以分为脂肪和类脂两大类。
脂肪，也叫甘油三酯、中性脂肪、储存 脂质、贮脂。
它随机体的营养状况的变化而变化；
类脂 ，也叫结构脂质、构成细胞成分脂， 包括磷脂、糖脂及固醇等。
• 乙酰CoA
乙酰乙酰CoA
• CH3COCH2CO -SCoA + CH3CO-SCoA + H2O
•
乙酰பைடு நூலகம்酰CoA
乙酰CoA
• HMG-CoA合成酶 • ————————>HMG-CoA + HSCoA
HMG-CoA裂解酶
• HMG-CoA ————————>
•
CH3COCH2COOH + CH3CO-SCoA
体为NAD+。 此脱氢酶具有立体专一性，只催化L(+)--
羟脂酰CoA的脱氢。
OH
O 烯脂酰CoA脱氢酶 O
O
RCH2 CH CH C SCoA