第五章 脂质及脂代谢

NADH2
ATP
CO2
（四）酮体的代谢
1、酮体—乙酰乙酸、-羟丁酸、丙酮 2、酮体生成的基本过程。幻灯片 3、酮体的氧化幻灯片 4、引起酮体生成的原因：
• 饮食中脂肪多； • 饮食脂肪、糖比例不适； • 糖代谢、脂代谢紊乱；
脂代谢主要途径示意
脂肪
甘油
糖 磷酸丙糖 丙酮酸 CoASH 乙酸
脂肪酸
• 乙酰辅酶A：脂肪酸合成的引物，碳源； • 丙二酰ACP：脂肪酸合成的直接原料；
5、脂肪酸生物合成的过程
• 中间产物：ACPSH的衍生物，即ACPSH为酰基 载体。 （1）缩合形成-酮脂酰S-ACP （2）还原形成-羟脂酰S-ACP （3）脱水形成烯脂酰S-ACP （4）还原生成脂酰S-ACP（长两个碳单位）
具有脂溶性(能溶于有机溶剂而不溶于水)。
二、脂质的分类
根据化学结构和组分，可分三大类： 1.单纯脂质：
（1）脂肪(脂肪酸甘油酯) （2）蜡(脂肪酸高级一元醇酯)
2.复合脂质：
（1）磷脂(甘油磷脂和神经鞘磷脂) （2）糖苷脂(脂肪酸与鞘氨醇糖苷所成的脂)
3.异戊二烯系的脂质：
（1）多萜类 （2）固醇和类固醇
皂化价——皂化一克脂肪所需KOH的毫克数
3、乳化作用—— 肥皂去污是脂肪的乳化作用 4、脂肪与碘加成--100克脂肪吸收碘的克数称碘价 5、氢化或硬化作用——不饱和脂肪酸加氢成为饱和 脂肪酸。 6、氧化反应——脂类的干化 7、油脂的酸败——自动氧化为主
六、磷脂
（一）甘油磷脂结构
磷脂酸的衍生物
（二）神经鞘磷脂结构
作为激素或维生素
直接和间接地参加代谢
四、油脂的化学结构及种类
（一）结构通式 C H2OCOR1 R2OCO—C—H CH2OCOR3 L-脂肪（甘油三酯）

（二）种类
单纯甘油酯——R相同（甘油三单脂） 混合甘油酯——R不同（甘油三杂脂）
（三）油脂的分子组成特点及营养价值
2ATP
呼吸链
H 2O
O RCH=CHC~SCoA
β α
反2-烯酰CoA 水化酶 β α
L(+)-β羟脂酰 CoA脱氢酶
=
H2O
=
O RCHOHCH2C~SCoA
线 粒 体 膜
β α O RCOCH2C~SCoA
=
NAD+ NADH+H+
3ATP
呼吸链
H2O
=
β酮脂酰CoA 硫解酶
CoA-SH
O RC~SCoA + CH3CO~SCoA
（二）细胞浆中合成---全程合成途径
1、合成部位——细胞质中 2、合成产物——软脂酸（十六碳饱和脂肪酸） 3、碳源——乙酰CoA（多存在于线粒体） 4、合成原料的准备 （1）乙酰辅酶A的穿膜运送反应式 • 肉毒碱系统示意图 • 柠檬酸系统示意图 （2）乙酰辅酶A成羧化丙二酸单酰CoA； （3）酰基转换--形成乙酰ACP和丙二酸单酰ACP；
TAC
=
（一）脂肪酸的β-氧化作用
3、β-氧化作用的起始物终产物
起始物：脂酰CoA或β-酮脂酰CoA；
终产物：乙酰辅酶A
4、β-氧化作用的特点
首先在β-位氧化； 降解一个长链脂肪酸只需活化一次；
活化在细胞质中进行，β-在线粒体中进行；
（一）脂肪酸的β-氧化作用
5、能量计算
能量消耗：2ATP 能量产生：
1. 植物油：不饱和脂肪酸含量高于70% 动物脂：不饱和脂肪酸含量低 含有不饱和脂肪酸多的脂肪一般营养价值较高
（三）油脂的分子组成特点及营养价值 2、必需脂肪酸(Essential Fatty Acid)
哺乳动物需要，但自身不能合成，必须要 靠食物提供的多不饱和脂肪酸。
主要有：
亚油酸（18：2） 亚麻酸（18：3） 花生四烯酸（20：4） 二十碳五烯酸（20：5） 二十二碳六烯酸（22：6）
（一）由糖代谢途径产生反应式
G 磷酸二羟丙酮 -磷酸甘油
（二）由脂代谢途径产生
磷酸甘油激酶
甘油 + ATP
α-磷酸甘油 + ADP
二、 脂肪酸的合成
（一）脂肪酸合成的碳源
糖代谢丙酮酸乙酰CoA（线粒体） 脂肪酸分解代谢乙酰CoA（线粒体） 氨基酸氧化分解乙酰CoA 以上来源作为机体 乙酰CoA 代谢库， 研究表明： 脂肪酸合成的前体为乙酰CoA 1. 2. 3.
三、脂质在生物体中的 存在和功能
（一）存在及含量： 1、体脂质形式 2、贮存脂形式
动物皮下结缔组织（10--20%）
细菌、酵母等微生物（约40%） 某些植物的种子（约30%）
（二）主要生理功能
构成组织如生物膜 重要的储存能源物质（9.3千卡/g） 润滑剂和防寒剂 是脂溶性物质的良好溶剂 供给必需脂肪酸
七、糖脂
（一）糖脂——含有糖基的脂质化合物。
1.鞘糖脂
脂酰鞘氨醇的糖苷，包括脑苷脂和神经节苷脂
结构
2.甘油糖脂
为二脂酰基甘油的糖苷。
（二）糖脂的主要生物功能
主要行使细胞膜的受体、识别、特异性及细 胞的生长分化有关的功能。
八、萜类和固醇
（一）萜类
由二个以上异戊二烯构成的化合物。如胡萝卜素、 叶绿醇。
1次β-氧化:2ATP(FADH2)+3ATP(NADH,H+ )= 5ATP 乙酰辅酶A:FADH2 + 3NADH,H+ +ATP = 12ATP
一个长链完全氧化成CO2和H20产生能量：
= 经β-氧化产生ATP数+乙酰辅酶A氧化产生ATP数消耗ATP数 = 5β-氧化次数+12乙酰辅酶A数量-2 = 5(C数/2-1)+12C数/2 - 2
第 5 章 脂质及脂代谢
本 章 内 容
第一节 脂类化合物概述 第二节 脂类的分解代谢
第三节 脂类的合成代谢
第一节
脂质化合物概述
一、脂质的概念
定义：
脂类(lipids)是脂肪(fat)和类脂(lipoid)的总 称，即生物体中的脂肪、类似脂肪及能够被有 机溶剂抽提出来的化合物统称脂质类。
特点：
6、终产物软脂酸的合成
由乙酰CoA为引物，以丙二酸单酰~S-ACP 为原料，重复反应 1~4，每次加长两个碳单位， 经 7 次循环，可形成软脂酰~S-ACP，经水解即 可形成软脂酸。 中间产物水解可形成长度不同偶数碳饱和脂肪酸。 • 总反应式： CH3COS-ACP +7HOOCCH2COS-ACP +14NADPH（H+）
（2）乙酰辅酶A成羧化丙二酸单酰CoA；反应式
（3）酰基转换--形成乙酰ACP和丙二酸单酰ACP；
乙酰CoA （3）转酰基酶 + ACPSH 乙酰~S-ACP + CoASH
反应式
乙酰CoA + CO2 + ATP （2）乙酰CoA羧化酶 丙二酸单酰~S-CoA + ADP + Pi （3）丙二酸单酰CoA 转酰基酶 + ACPSH 丙二酸单酰~S-ACP
（二）固醇
环戊烷多氢菲的衍生物。如胆固醇(动物固醇)和 麦角固醇(植物固醇)。为激素和维生素D的前体物。
（三）类固醇
氧化程度较高的固醇。如胆酸、甾类激素（如一 些性激素和皮质激素）、蜕皮激素等。
胆固醇的结构及其酯化
环戊烷 多氢菲 21 18 20 17 13 14 8 7 5 4 6 22 23 24 25 26 27
（四）脂肪酸
1、饱和脂肪酸
棕榈酸（软脂酸）：C16； 硬脂酸：C18； 花生酸：C20；
2、不饱和脂肪酸 命名
油酸：C18：1（9）或C18：1△9； 亚油酸：C18：2（9，12）或C18：2△9，12 亚麻酸：C18：3（9，12，15）或C18：3△9，12，15 花生四烯酸：C20：4（5，8，11，14）或C20：4△5，8，11，14
（一）脂肪酸的β-氧化作用
（二）脂肪酸的α-氧化
（三）脂肪酸的-氧化
（一）脂肪酸的β-氧化作用
1、β-氧化作用简图
在脂肪酸的β-位氧化成羟基，再形成酮基，最后裂解下 两个碳单位，依次逐步进行下去； 是饱和的、偶数碳的脂肪酸的主要代谢途径；
2、β-氧化反应历程（线粒体中）过程
• 脂肪酸的活化反应式 需要辅酶A和ATP的参与； 活化地点：细胞质 • 脂酰辅酶A的氧化脱氢，FADH2 2ATP反应式 • 水化反应 • 氧化脱氢，NADH,H+ 3ATP • 硫解反应 1轮β-氧化，产生1分子乙酰辅酶A、NADH+H+、FADH2
乙酰CoA彻底氧化： 生成的乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化 分解并释放出大量能量，并生成ATP。
O RCH2CH2C~SCoA
=
AMP PPi
O RCH2CH2C~SCoA
=
脂酰CoA 合成酶
ATP CoASH
O RCH2CH2C-OH 脂肪酸
肉 碱 转 运 载 体
脂酰CoA 脱氢酶
FAD FADH2
（一）脂肪酸的β-氧化作用
5、能量计算 例题:一分子硬脂酸完全氧化成CO2和H20 产生多少个ATP? 146个
特殊情况:
若分子中含有双键,一个双键少2个ATP; 若分子中含有羟基,一个羟基少2个ATP; 若分子中含有酮基,一个酮基少5个ATP;
（一）脂肪酸的β-氧化作用
7、奇数碳脂肪酸的分解代谢反应式
-氧化 动物体 乙酰乙酰CoA
乙酰CoA
TCA H2O CO2 能量 乙酰乙酸 丙酮 -羟丁酸
第 三节
脂肪的合成代谢
一、-磷酸甘油的合成 二、脂肪酸的合成 （一）全程合成途径（非线粒体系统） （二）延伸合成途径（线粒体系统） （三）不饱和脂肪酸的延伸合成途径 （微粒体系统） 三、脂肪的合成
一、-磷酸甘油的合成
合成阶段：从丙二酸单酰ACP合成长两个碳的
脂酰~S-ACP 乙酰~S-ACP + 丙二酸单酰~S-ACP （1） 脂酰-丙二酸单酰-S-ACP 缩合酶 乙酰乙酰~S-ACP + CO2 + ACPSH （ -酮丁酰~S-ACP） （2） -酮脂酰~S-ACP还原酶 + NADPH -羟丁酰~S-ACP + NADP （3） -羟脂酰~S-ACP脱水酶 烯丁酰~S-ACP + H2O （4） 烯脂酰~S-ACP 还原酶 + NADPH 丁酰~S-ACP + NADP
8、天然不饱和脂肪酸的分解代谢反应式
顺反烯脂酰辅酶A异构酶
D(-)-β羟脂酰CoA表构酶(差向异构酶)
与饱和脂肪酸相比，产能相对少些
（二）脂肪酸的 -氧化反应式 （三）脂肪酸的α-氧化
• 游离脂肪酸为底物，不需活化； • 加单氧酶（NAD）、脱氢酶（NAD）； O2 加单氧酶 OH 脱氢酶 O 脱羧酶 RCH2COOH RCOOH NADH2 RCHCOOH RCCOOH
CH3-(CH2)14-COOH +14NADP+7CO2+8ACPSH+6H2O
部分水解 完全水解反应式 完全不水解
2、脂肪的转运
血脂（HDL、LDL、VLDL、CM）
二 、甘 油 的 分 解 代 谢
由甘油激酶和α-ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ酸甘油脱氢酶完成 1分子甘油：-1ATP，+1NADHH+；反应式 思考题： 1分子甘油彻底氧化成CO2和 H2O可以净生成多少个ATP？
三、脂肪酸的分解代谢
（一）物理性质
1. 气味与色泽——无色无味 2. 溶解性——脂溶性
3. 比重——小于1
4. 熔点与凝固点——与脂肪酸组成有关，熔
点高于凝固点
5. 具有折光性和多晶现象 6. 油腻性和粘度较大
（二）化学反应
1、脂肪的水解——在酸、脂酶或蒸汽作用下水解产 生甘油和三分子脂肪酸。 2、脂肪的碱水解——皂化，脂肪与碱作用产生甘油 和脂肪酸盐（皂）。
（四）脂肪酸
3、天然脂肪酸的特点：
（1）多为偶数碳；
奶油中脂肪酸种类多且低碳脂肪酸多（半固态） 陆地动、植物脂肪较多16、18碳 水产动物中不饱和脂肪酸占绝大多数，其中淡水 18碳多，海水20、22多。
（2）一般都是顺式结构cis； （3）双键一般在9-10，12-13，15-16。
五、油脂的理化性质
非甘油磷脂，含有磷酸、胆碱、神经鞘 氨醇、二氢神经鞘氨醇及脂肪酸。
（三）生物膜
1、生物膜的组成模型
蛋白质--外周膜蛋白、整合膜蛋白 脂质--磷脂是生物膜的重要组成成分
2、膜结构
磷脂双分子层 生物膜的流动镶嵌结构模型
（三）生物膜
3、生物膜的功能
物质转运 信息传递 能量转换---线粒体膜
12
19 11 1 2 3 9
C
D
16
15
A
10
B
第 二 节
脂 肪 分 解 代 谢
一、脂肪的消化吸收与水解
二、甘油的代谢 三、脂肪酸的分解代谢
甘油三酯的分子结构
一、脂肪的消化吸收与水解
（一）参与脂类消化的酶
酯酶和脂酶（脂肪酶、磷脂酶）；
（二）脂肪的吸收与转运——脂肪动员过程 1、脂肪的吸收