生物化学简明教程ppt 第十章脂类代谢

酮体记忆口诀
• 酮体一家兄弟三，丙酮和乙酰乙酸， 再加β-羟丁酸，生成部位是在肝， 肝脏生酮肝不用，体小易溶往外送， 容易摄入组织中，氧化分解把能供。 酮体主要在肝脏中生成，但肝脏中缺少分 解酮体的酶，酮体转运至肝外组织被利用
第二节
脂肪的合成代谢
一、胞浆中饱和脂肪酸的“从头合 成” 1、乙酰辅酶A的转运
O 脂酰C oA合成酶 RCH2CH2CH2COOH + ATP RCH2CH2CH2C AMP + PPi O RCH2CH2CH2C AMP ＋ CoASH O RCH2CH2CH2C SCoA + AMP
2、脂肪酸转入线粒体
• 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）携带，借助于两种肉碱脂肪 酰转移酶（酶Ⅰ和酶Ⅱ）催化的移换反应 才能完成。其中肉碱脂肪酰转移酶Ⅰ是脂 肪酸β-氧化的关键酶。 HOOC-CH2-CH（OH）-CH2-N+-（CH3）3
酮体的生成
脂肪酸
--氧化
2CH3COSCoA
硫解酶
CoASH
CH3COCH2COSCoA 乙酰乙酰CoA
CH3COSCoA CoASH
HMGCoA 合成酶 HMGCoA 裂解酶
CH3COCH2COOH
乙酰乙酸 脱氢酶
NADH+H+ NAD+
| HOOCCH2-C-CH2COSCoA | CH3 羟甲基戊二酸单酰CoA （HMGCoA）
脂类的结构通式
甘 油
脂肪酸
脂肪酸 脂肪酸
甘 油
脂肪酸
脂肪酸 P 有机碱
脂肪（三酯酰甘油）
MG: 一酯酰甘油
有机碱：胆胺----脑磷脂 有机碱：胆碱----卵鳞脂
DG: 二酯酰甘油
TG: 三酯酰甘油
胆固醇 (环戊烷高氢菲)
HO
脂 肪 （三酯酰甘油）
—— 分布在脂肪组织
储能与供能 促进脂溶性Vit吸收 维持体温、保护内脏
β -羟丁酸 NAD+ β -羟丁酸脱氢酶 NADH+H+ 乙酰乙酸 琥珀酰 CoA 琥珀酰 CoA 转硫酶 乙酰乙酰 CoA 硫解酶 2×乙酰 CoA 琥珀酸
HSCoA + ATP
心、肾、 脑细胞
乙酰乙酸硫激酶 AMP + PPi
心、肾、脑、 骨骼肌细胞
三羧酸循环
*酮体生成及利用的生理意义
(1) 在正常情况下，酮体是肝脏输出能 源的一种形式； (2) 在饥饿或疾病情况下，为心、脑等 重要器官提供必要的能源。
7mol乙酰CoA羧化成丙二酸单酰CoA
4、合成在细胞液中进行，为一耗能过程，每合成 一分子软脂酸，重复4步进行碳链延长反应，
肉毒碱(3-羟基-4-三甲氨基丁酸)
酯酰CoA进入线粒体基质示意图
O R-C-OH ATP CoASH ADP+PPi O R-C-S-CoA
外侧
N+(CH3)3
内侧
β-氧化
CH2
HO-CH2 COOO
肉毒碱
肉毒碱
载 体
R-C-S-CoA
CoASH
酯酰肉毒碱
O
CH2 COO-
酯酰肉毒碱
CoASH
N+(CH3)3
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。
H O RCH2C C C H SCoA H2O 烯脂酰C oA水合酶
OH
O SCoA
RCH2 CH CH C
再脱氢
• -羟脂酰CoA在脱氢酶催化下，脱氢生成酮脂酰CoA。反应的氢受体为NAD+。此脱 氢酶具有立体专一性，只催化L(+)--羟脂 酰CoA的脱氢。
单 纯 脂 类பைடு நூலகம்
单纯脂类是 由脂肪酸和 醇形成的酯
1.概念 2.种类
（1）酰基甘油酯
(2) 蜡
酰基甘油酯
COR1 COR2 COR3
复 合 脂 类
复合脂是指除脂 肪酸与醇组成的 酯外,分子内还含 有其它成分的脂 类。
1.概念
2.种类
(1) 磷脂 (2) 糖脂和硫脂
磷脂酸
磷脂酰胆碱
磷脂酰乙醇胺
磷脂酰肌醇
OH OH
脱羧酶
CO2
CH3CHOHCH2COOH
--羟丁酸
CH3COCOOH
丙酮
乙酰辅酶A 丙酮 乙酰乙酸 β -羟丁酸
（三）、酮体的氧化
脱氢酶
乙酰乙酸
心肌等
骨骼肌等
乙酰乙酰 辅酶A
β -羟丁酸
• 利用酮体的酶有两种，即 • 琥珀酰CoA转硫酶（主要存在于心、肾、脑和骨 骼肌细胞的线粒体中） • 乙酰乙酸硫激酶（主要存在于心、肾、脑细胞线 粒体中）
RCH2 C CH C SCoA
RCH2C SCoA + CH3C SCoA
4、脂肪酸氧化是高度的放能过程 ① β-氧化过程在线粒体基质内进行； ② β-氧化为一循环反应过程，由脂肪酸氧 化酶系催化，反应不可逆； ③ 需要FAD，NAD，CoA为辅助因子； ④ 每循环一次，生成
一分子FADH2， 一分子NADH， 一分子乙酰CoA 一分子减少两个碳原子的脂酰CoA。
第一节
脂肪的分解代谢
一、脂肪的水解 脂肪 甘油 + 脂肪酸
脂肪的酶促水解
二、甘油的氧化
甘油 α-磷酸甘油
氧化分解
磷酸二羟丙酮
糖异生
CO2+H2O
葡萄糖
甘油的转化
甘油激酶 磷酸甘油 脱氢酶 异构酶
磷酸酶
（实线为甘油的分解，虚线为甘油的合成)
三、脂肪酸的氧化
（一）、脂肪酸的β-氧化
β-氧化作用的概念及试验证据
概 念
脂肪酸在体内氧化时在羧基 端的β -碳原子上进行氧化，碳 链逐次断裂，每次断下一个二 碳单位，既乙酰CoA，该过程称 作β -氧化。
试验证据
1904年F.Knoop根据用苯环标记脂肪酸饲喂狗 的实验结果，推导出了β-氧化学说。
奇数碳原子： 偶数碳原子： -CH2-(CH2)2n+1-COOH -CH2-(CH2)2n-COOH -COOH（苯甲酸） -CH2COOH（苯乙酸）
SH
H2O
HOOCCH2CO-S CH3CO-S CH3COCH2CO-S
SH
③
CO2
④
NADP+ NADPH
脂肪酸合成总结
1、原料为乙酰CoA，直接产物是软脂酸，合成一分
子软脂酸，需七分子丙二酸单酰CoA和一分子乙
酰CoA；
2、经柠檬酸-丙酮酸穿梭作用将线粒体内生成的乙
酰CoA运至胞液。
3、1mol乙酰CoA直接参与脂肪酸的合成，其余
磷脂酰丝氨酸
磷脂酰甘油
几种糖脂和硫酯
2,3-双酰基-1--D-吡喃-D-甘油
6-亚硫酸-6-脱氧--葡萄糖甘油二酯(硫酯)
2,3-双酰基-1-(-D-半乳糖基-1，6- -D-半乳糖基）-D-甘油
非 皂 化 脂 类
1. 概念 2. 种类
（1）甾醇类（固醇） （2） 萜类化合物
即异戊二烯 脂类,它不含 脂肪酸,不能 进行皂化。
乙酰辅酶A经三羧酸 循环产生的ATP数
6、奇数碳原子的脂肪酸经β-氧化 产生 若干分子的乙酰辅酶A 和 一分子丙酰辅酶A (二)、脂肪酸的α-氧化
长链脂肪酸
单氧酶
α-羟脂酸
脱氢酶
α-酮酸
CO2
比原来少一个碳原子数的脂肪酸
(三)、脂肪酸的ω-氧化
脂肪酸
ω-羟脂酸
α 、ω –二羧酸
β-氧化
四、酮体的生成和利用
OH O 烯脂酰C oA脱氢酶
O
O
RCH2 CH CH C SCoA NAD
+
RCH2 C CH C SCoA NADH + H
+
硫解
• 在-酮脂酰CoA硫解酶催化下，-酮脂酰 CoA与CoA作用，生成1分子乙酰CoA和1 分子比原来少两个碳原子的脂酰CoA。少 了两个碳原子的脂酰CoA ，
O O 硫解酶 CoASH O O
β -酮丁酰ACP
OH
||
O
||
β -酮丁酰ACP 还原酶
CH3-CH-CH2-C-S-ACP
β -羟丁酰-ACP β -羟丁酰 ACP脱水酶
Ｏ CH3 CH2CH2C-SACP
丁酰CoA
H2 O β -烯丁酰ACP还原酶
NADP+ NADPH
O
||
CH3CH = CH-C-S-ACP
α ,β -烯丁酰ACP
CO2
COO-
3、动物细胞脂肪酸合成酶的结构
• 在高等动物中，脂肪酸合成酶系是由一条 多肽链构成的多功能酶，通常以二聚体形 式存在，每个亚基都含有一个脂酰基载体 蛋白（ACP）和7个活性酶的催化部位。
脂酰基载体蛋白(ACP)的辅基结构
HS
CH2-Ser-ACP
辅基：4-磷酸泛酰巯基乙胺
CoA分子中也有4-磷酸泛酰巯基乙胺
本章主要介绍脂类（主要是脂肪）物
质在生物体的分解及合成代谢。要求重点 掌握脂肪酸在生物体内的氧化分解途径— β -氧化和从头合成途径，了解脂类物质的 功能和其他的氧化分解途径。
Ⅰ. 生 物 体 内 的 脂 类
单纯脂类
酰基甘油酯 蜡
磷脂 含有脂肪酸
脂类
复合脂类
糖脂、硫脂
非皂化脂类
萜 类
不含脂肪酸 甾醇类
（一）、乙酰-CoA的代谢结局 进入柠檬酸循环；合成固醇类；合成脂肪酸； 合成酮体。
（二）、肝脏中酮体的形成
• 当脂肪酸降解过量时，细胞内缺少足够的 草酰乙酸将所有的乙酰CoA带入TCA循环。 在肝脏中脂肪酸经氧化分解生成乙酰乙酸、 β-羟丁酸和丙酮三种中间代谢产物，统称 为酮体。 CH3COCH2COOH CH3CH(OH)CH2COOH CH3COCH3 乙酰乙酸 β-羟丁酸 丙酮
HS A
4-磷酸泛酰巯基乙胺
不同 生物 脂肪 酸合 成酶 的结 构
a、缩合
4、 脂肪 酸从 头合 成的 生化 历程
b、加氢
c、脱水
d、加氢
1、乙酰辅酶A与丙二酰辅酶A的转酰基反应
乙酰辅酶A 丙二酰辅酶A
+
酰基载体 蛋白ACP
乙酰ACP 丙二酰ACP
+ 辅酶A
2、缩合反应
乙酰ACP+丙二酰ACP 乙酰乙酰ACP+CO2+ACP
进位
SH SH 乙酰S~CoA
链的延伸
HSCoA
水解
H2O 软脂酸
SH SH
O || CH3C-S
SH
CH3CH2CH2CO-S
SH
软 脂 酸 合 成 的 反 应 流 程
①
NADP+
O || CH3C-S
⑥
SH
NADPH
CH3CH=CHCO-S
SH
丙二单酰-SCoA
CoASH
②
OH
⑤
CH3CHCH2CO-S
肉碱脂肪酰转移酶Ⅰ是脂肪酸β-氧化的关键酶。
* β-氧化中的能量转变（以软脂酸为例）
软脂酸共需进行 7 次β-氧化， 最终完全分解为 8 分子乙酰辅酶A
5、 β-氧化中的能量转变（以软脂酸为例）
（4×7）+（10×8）- 2 = 106
？次 β-氧 化
？分 子乙 酰辅 酶A
消耗？
1.5 ：FADH2 2.5：NADH
3、第一次还原反应 4、脱水反应
5、第二次还原反应 （形成丁酰ACP） 6、软脂酸的形成
由丁酰ACP形成软脂酸需经过7 轮循环
丙二酸单酰-ACP
O || || || HO-C-CH2C-S-ACP + CH3C~SACP
乙酰ACP
O
O
缩合酶 CoASH
NADPH NAD P+
O || CH3COCH2C-SACP
苯甲酸 苯乙酸 苯丙酸 苯丁酸 苯戊酸
…………… 马尿酸 ……………………… 苯乙尿酸 …………… 马尿酸 ……………………… …………… 马尿酸 苯乙尿酸
1、脂肪酸的活化
• 脂肪酸进入细胞后，首先在线粒体外或胞浆中被 活化，形成脂酰CoA，然后进入线粒体进行氧化。 • 在脂酰CoA合成酶催化下，由ATP提供能量，将脂 肪酸转变成脂酰CoA：
乙酰CoA从线粒体内至胞液的运转
NADPH的来源
2、丙二酰辅酶A的形成 乙酰辅酶A
乙酰辅酶A羧化酶 ATP、生物素
丙二酰辅酶A
ATP O ADP+Pi O || || CH3C-S~CoA + HCO3HOOC-CH2-C-S-CoA 乙酰CoA 乙酰CoA 羧化酶 丙二酸单酰CoA 生物素
羧基基载体蛋白上生物素转移羧基的模式 图
脱氢
脂酰CoA脱氢酶 硫解 硫解酶 水化酶 水化
β-羟脂酰CoA脱氢酶 再脱氢
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 RCH2CH2CH2C 脂酰C oA脱氢酶 SCoA FAD FADH2 H O RCH2C C C H SCoA
脂类
类脂
作为生物膜的重要组分 磷脂 （脑磷脂/卵磷脂） 提供不饱和脂肪酸
—— 分布在生物膜
胆固醇
—— 分布在生物膜
维持生物膜结构与功能 调节代谢
脂类的消化吸收和运转
一、脂类的消化和吸收
1、脂类的消化
2、脂类的吸收
二、脂类的转运和脂蛋白的作用
乳麋微粒（CM） 脂蛋白的种类
极低密度脂蛋白VLDL
低密度脂蛋白LDL 高密度脂蛋白HDL
R-C -O-CH2
线粒体内膜
3、脂肪酸的-氧化
• 脂肪酸的-氧化作用是指脂肪酸在氧化 分解时，碳链的断裂发生在脂肪酸的位，即脂肪酸碳链的断裂方式是每次切 除2个碳原子。 • 脂肪酸的-氧化是含偶数碳原子或奇数 碳原子饱和脂肪酸的主要分解方式。 • 脂肪酸的-氧化在线粒体中进行，
β-氧化的生化历程