生物化学脂代谢

关于生物化学脂代谢课件第一页，共九十九页，编辑于2023年，星期二2第一节概述一、脂类：脂肪及类脂的总称酯：脂酸与醇结合脂肪:甘油三酯（triglyceride）脂肪酸（fattyAcids）：带有烃链的羧酸（多为12-24C）类脂:固醇、磷脂（phosphoglycerides）等衍生脂类：甘油、脂肪酸及脂溶性维生素等结合脂类：糖脂或脂蛋白第二页，共九十九页，编辑于2023年，星期二3第三页，共九十九页，编辑于2023年，星期二4第四页，共九十九页，编辑于2023年，星期二5第五页，共九十九页，编辑于2023年，星期二6二、不饱和脂肪酸的命名

饱和脂肪酸：CH3（CH2）nCOO—传统命名：亚油酸、亚麻酸系统命名：C原子数和双键的数量及位置△(delta)编码体系：从羧基端编号

亚油酸（盐）：C18：2，△9，12

ω或n编码体系：从甲基碳编号

亚油酸（盐）：C18：2，ω-6，9

第六页，共九十九页，编辑于2023年，星期二7

软油酸（C16：1，ω-7

）油酸（C18：1，ω-9）

亚油酸

(C18：2，ω-6，9):

α-亚麻酸

(C18:3，ω-3，6，9)

花生四烯酸（C20:4，ω-6，9，12，15

）

DHA：甘二碳六烯酸（C22：6，ω-3，6，9，12，15

，18）

第七页，共九十九页，编辑于2023年，星期二8三、脂类的主要功能1.细胞的结构成分：膜脂2.能量的贮存形式：脂肪Invertebrates：adipocytesstorelargeamountsoftriacylglycerolsasfatdropletsthatnearlyfillthecell.Triacylglycerolsarealsostoredasoilsintheseedsofmanytypesofplants,providingenergyandbiosyntheticprecursorsduringseedgermination（发芽）.

第八页，共九十九页，编辑于2023年，星期二9Twosignificantadvantagestousingtriacylglycerolsasstoredfuels,ratherthanpolysaccharides:First，oxidationoftriacylglycerolsyieldsmorethantwiceasmuchenergy,gramforgram,astheoxidationofcarbohydrates.Second,theorganismthatcarriesfatasfueldoesnothavetocarrytheextraweightofwaterofhydrationthatisassociatedwithstoredpolysaccharides(2gwaterpergramofpolysaccharide).第九页，共九十九页，编辑于2023年，星期二103.生理调节作用：激素（性激素）、第二信使（甘油二酯）4.共价修饰蛋白质：脂蛋白5.其他重要生理功能：脂溶性V；胆汁酸盐（乳化作用）；6.保温作用：隔热

warm-bloodedpolaranimals：Seals,walruses（海象）,penguins,andothers.

warm-bloodedhibernatinganimals

：bears.第十页，共九十九页，编辑于2023年，星期二11

第二节甘油三酯的合成

一、合成的主要部位

肝：合成（肝外组织）

脂肪组织：贮存

小肠：脂肪消化产物再合成二、合成原料甘油（甘油-3-磷酸）

脂肪酸第十一页，共九十九页，编辑于2023年，星期二12三、甘油三酯的合成小肠：甘油一酯途径肝、脂肪组织：甘油二酯途径1.脂肪酸的活化

HS-CoA+ATP

AMP+PPiR-COO-R-C~SCoA

脂酰CoA合成酶

O第十二页，共九十九页，编辑于2023年，星期二13

2.甘油-3-磷酸的生成甘油甘油-3-磷酸

磷酸二羟丙酮

甘油激酶（肝、肾）甘油-3-磷酸脱氢酶第十三页，共九十九页，编辑于2023年，星期二143.甘油三酯的合成

甘油-3-磷酸＋脂酰CoA1-脂酰-3-磷酸甘油

1-脂酰-3-磷酸甘油＋脂酰CoA

磷脂酸磷脂酸1，2－甘油二酯磷脂酸磷酸酶

1，2－甘油二酯＋脂酰CoA

甘油三酯

酶：脂酰CoA转移酶磷脂酸磷酸酶第十四页，共九十九页，编辑于2023年，星期二15第十五页，共九十九页，编辑于2023年，星期二16四、脂肪酸的合成（P116)（一）器官：肝、脂肪、乳腺、脑等区域：胞液（butintheChloroplastsstromaofPlants）（二）原料：乙酰CoA、NADPH+H+、HCO3-

消耗ATP（三）产物：主要为C16饱和脂肪酸第十六页，共九十九页，编辑于2023年，星期二17（四）乙酰CoA的转运1.柠檬酸－丙酮酸转运系统线粒体胞质

2.共5步反应：柠檬酸合成酶柠檬酸裂解酶

（消耗1ATP）苹果酸脱氢酶（消耗1NADH+H+)苹果酸酶（生成NADPH+H+）丙酮酸羧化酶（消耗1ATP)第十七页，共九十九页，编辑于2023年，星期二18柠檬酸裂解酶柠檬酸合成酶苹果酸脱氢酶苹果酸酶丙酮酸羧化酶第十八页，共九十九页，编辑于2023年，星期二19Citrate:Theprecursorofcytosolicacetyl-CoAanallostericactivatorofacetyl-CoAcarboxylase（乙酰CoA羧化酶

).第十九页，共九十九页，编辑于2023年，星期二20（五）合成过程1、乙酰CoA+CO2+ATP

丙二酸单酰CoA+ADP+Pi

乙酰CoA羧化酶

(生物素)：关键酶消耗1ATP合成一分子16c的棕榈酸需要7分子丙二酸单酰CoA第二十页，共九十九页，编辑于2023年，星期二212、脂肪链的合成脂肪酸合酶（二聚体）:

多功能酶（哺乳类-7种酶活性）

第二十一页，共九十九页，编辑于2023年，星期二22乙酰转移酶（AT)转酰基酶(MT)β－酮脂酰合成酶(KS)β－酮脂酰还原酶(KR)β－羟脂酰脱水酶(HD)α，β－烯脂酰还原酶(ER)硫解酶(TE)第二十二页，共九十九页，编辑于2023年，星期二23酰基载体蛋白：ACP辅基：4’-磷酸泛酰氨基乙硫醇第二十三页，共九十九页，编辑于2023年，星期二24乙酰转移酶（AT)转酰基酶(MT)β－酮脂酰合成酶(KS)β－酮脂酰还原酶(KR)β－羟脂酰脱水酶(HD)α，β－烯脂酰还原酶(ER)硫解酶(TE)第二十四页，共九十九页，编辑于2023年，星期二25（1）

乙酰CoA+E

乙酰-E+CoA

乙酰转移酶（AT)

第二十五页，共九十九页，编辑于2023年，星期二26丙二酸单酰CoA+ACP丙二酰-ACP+CoA

酰基转移酶(MT)第二十六页，共九十九页，编辑于2023年，星期二27β－酮脂酰合成酶(KS)β－酮脂酰还原酶(KR)2）缩合-加氢-脱水-加氢的反应乙酰乙酰-ACPβ-羟脂酰－ACP丙二酰-ACP第二十七页，共九十九页，编辑于2023年，星期二28β－羟脂酰脱水酶(HD)α,β－烯脂酰还原酶(ER)反式丁烯酰-ACP丁酰-ACPβ-羟脂酰－ACP第二十八页，共九十九页，编辑于2023年，星期二29β－酮脂酰合成酶（KS)第二十九页，共九十九页，编辑于2023年，星期二30第三十页，共九十九页，编辑于2023年，星期二31Thesimplecondensationoftwoacylgroups(twoacetyl-CoAmolecules,forexample)ishighlyendergonic.Theuseofactivatedmalonylgroupsratherthanacetylgroupsiswhatmakesthecondensationreactionsthermodynamicallyfavorable.第三十一页，共九十九页，编辑于2023年，星期二323）重复缩合、加氢、脱水、加氢的合成过程，重复一次，增加一个二碳单位4)

H2O

棕榈酰-ACP

棕榈酸＋HS-ACP

硫解酶

第三十二页，共九十九页，编辑于2023年，星期二33Allthereactionsinthesyntheticprocessarecatalyzedbyamultienzymecomplex,fattyacidsynthase.AlthoughthedetailsofenzymestructuredifferinprokaryotessuchasEscherichiacoliandineukaryotes,thefour-stepprocessoffattyacidsynthesisisthesame

inallorganisms.第三十三页，共九十九页，编辑于2023年，星期二342.合成1分子棕榈酸共消耗：8乙酰CoA，≧15（8+7）ATP,14NADPH+H+第三十四页，共九十九页，编辑于2023年，星期二353.合成的调节

乙酰CoA羧化酶是关键酶(1)变构调节：

激活剂---柠檬酸、异柠檬酸

抑制剂---脂酰CoA（饥饿、高脂肪膳食)

棕榈酰CoA(2)激素调节下的共价修饰：蛋白质磷酸酶2A

磷酸化（失活）

去磷酸化（有活性）蛋白激酶

胰岛素：激活乙酰CoA羧化酶（蛋白质磷酸酶2A被激活

）胰高血糖素、肾上腺素和生长激素：抑制乙酰CoA羧化酶（蛋白激酶被激活）

第三十五页，共九十九页，编辑于2023年，星期二36

糖原合成酶活性的调节

磷蛋白磷酸酶PP1

糖原合成酶b

糖原合成酶a

（磷酸化，低活性）

糖原合成酶激酶

（去磷酸化，高活性）

第三十六页，共九十九页，编辑于2023年，星期二37（3）诱导调节

调节乙酰CoA羧化酶的合成高糖膳食：乙酰CoA羧化酶合成胰岛素：乙酰CoA羧化酶合成第三十七页，共九十九页，编辑于2023年，星期二384、碳链的延长和去饱和（1）脂肪酸碳链的延长：肝细胞

脂酸碳链延长酶系

1）内质网（18C,24C)：

二碳供体：丙二酰CoA,

还原氢：NADPH+H+

酰基载体：辅酶A2）线粒体（18C,26C)：乙酰-CoA

，

NADPH+H+

反应：缩和-加氢-脱水-再加氢第三十八页，共九十九页，编辑于2023年，星期二39（2）去饱和：滑面型内质网

去饱和酶（△4，

△5，

△8，

△9）（脂酸氧合酶）

软油酸（16：1，△9）和油酸（18：1，△

9

）Mammalscannotsynthesizelinoleate(亚油酸）,18:2(△9,12),or–linolenate（亚麻酸）,18:3(△9,12，15).Linoleateandlinolenateareessentialfattyacidsformammals.

第三十九页，共九十九页，编辑于2023年，星期二40

脂肪的动员：提供能量Adipocytesandgerminatingseedscontainlipases,enzymesthatcatalyzethehydrolysisofstoredtriacylglycerols,releasingfattyacidsforexporttositeswheretheyarerequiredasfuel.第三节甘油三酯的分解第四十页，共九十九页，编辑于2023年，星期二41一、甘油三酯的水解甘油三酯甘油二酯＋FFA

激素敏感脂酶（HSL)

甘油二酯脂酶甘油一酯＋FFA甘油＋FFA

甘油一酯脂酶

组织：脂肪细胞区域：胞浆

FFA与载脂蛋白结合----血液运送第四十一页，共九十九页，编辑于2023年，星期二42激素敏感脂酶（HSL)：

1.限速酶：共价修饰

磷酸化（活性）－去磷酸化（失活）

2.受激素调控：（1）胰高血糖素、肾上腺素、去甲肾上腺素、肾上腺皮质激素和甲状腺素等---（脂解激素）：饥饿、禁食或交感神经兴奋（2）胰岛素、前列腺素---（抗脂解激素）

第四十二页，共九十九页，编辑于2023年，星期二43脂肪动员第四十三页，共九十九页，编辑于2023年，星期二44二、甘油的去向甘油：直接运至肝、肾、肠等组织。主要在肝、肾进行糖异生。脂肪细胞及骨骼肌等组织因甘油激酶活性很低，故不能很好利用甘油。第四十四页，共九十九页，编辑于2023年，星期二45脂肪酸在血中由清蛋白运输。主要由心、肝、骨骼肌等摄取利用。大脑不能摄取第四十五页，共九十九页，编辑于2023年，星期二46三、脂肪酸的氧化（一）脂肪酸的活化（二）脂酰CoA的转运（三）脂肪酸的β-氧化（四）三羧酸循环和氧化磷酸化

脑组织不能利用脑外的脂肪酸第四十六页，共九十九页，编辑于2023年，星期二47（一）脂肪酸的活化

ATP＋CoASHAMP+PPi

脂肪酸脂酰CoA

脂酰CoA合成酶脂酰CoA合成酶：内质网及线粒体外膜能量：消耗2ATP第四十七页，共九十九页，编辑于2023年，星期二48（二）脂酰CoA进入线粒体1.由肉碱(L-β-羟－γ－三甲氨基丁酸）携载2.转运过程1）脂酰CoA＋肉碱脂酰肉碱

肉碱脂酰转移酶I（线粒体外膜）2）由肉碱-脂酰肉碱转位酶（线粒体内膜）转运3）脂酰肉碱脂酰CoA＋肉碱

肉碱脂酰转移酶II（线粒体基质--内膜内侧）第四十八页，共九十九页，编辑于2023年，星期二49肉碱-脂酰肉碱转位酶第四十九页，共九十九页，编辑于2023年，星期二503.转运调节肉碱脂酰转移酶I：脂肪酸氧化的限速酶激活：饥饿、高脂低糖膳食抑制剂：丙二酸单酰CoA（why？）（liver）4.肉碱来源食物肝脏、肾脏合成---Lys、Met

缺乏----骨骼肌的肌无力心肌及骨骼肌中含量最高

第五十页，共九十九页，编辑于2023年，星期二51（三）脂肪酸的β－氧化1.部位：线粒体2.产物：乙酰辅酶A，FADH2,NADH+H+3.β－氧化：每次脂酰基羧基端β－

C被氧化为酮基，裂解一分子的乙酰辅酶A,因此脂肪酸的氧化称为β－氧化。

第五十一页，共九十九页，编辑于2023年，星期二521）脱氢：FADFADH2

脂酰CoA△2反烯脂酰CoA

脂酰CoA脱氢酶脂酰CoA脱氢酶：该酶基因突变—严重疾病（肝脏脂肪沉积、低血糖等）（1:40,1:10000，北欧和美国）第五十二页，共九十九页，编辑于2023年，星期二532）水化：

△2反烯脂酰CoAL-β-羟脂酰CoA

烯脂酰CoA水化酶

第五十三页，共九十九页，编辑于2023年，星期二543）再脱氢：NAD+

NADH＋H+L-β-羟脂酰CoAβ-酮脂酰CoA

β-羟脂酰CoA脱氢酶抑制剂：NADH＋H+第五十四页，共九十九页，编辑于2023年，星期二554）硫解：CoASHβ-酮脂酰CoA乙酰CoA+脂酰CoA（少两C)

β-酮脂酰CoA硫解酶硫解酶的抑制剂：乙酰CoA第五十五页，共九十九页，编辑于2023年，星期二56脱氢－水化－再脱氢－硫解第五十六页，共九十九页，编辑于2023年，星期二57以软脂酸(16C)为例：7×1.5+7×2.5+8×10-2=？（新版本）7×2+7×3+8×12-2=129（旧版本）4．脂酸氧化的能量生成第五十七页，共九十九页，编辑于2023年，星期二58奇数碳脂肪酸----乙酰CoA和1分子的丙酰coA

丙酰CoA-----琥珀酰CoA

第五十八页，共九十九页，编辑于2023年，星期二59不饱和脂肪酸的氧化需要烯脂酰CoA异构酶第五十九页，共九十九页，编辑于2023年，星期二60四、酮体的生成及利用

酮体（Ketonebodies）:脂酸在肝分解氧化时特有的中间代谢物（乙酰乙酸、β-羟丁酸和丙酮）

(一）酮体的生成1.部位：

肝（肾）细胞的线粒体基质2.原料：乙酰CoA（来源于脂肪酸氧化）3.生成过程：第六十页，共九十九页，编辑于2023年，星期二61

2乙酰CoA

硫解酶

乙酰乙酰CoA+乙酰CoA

HMGCoA合成酶3-羟基-3-甲基戊二酸单酰CoA（HMGCoA

）

HMGCoA裂解酶

乙酰乙酸+乙酰CoA

β-羟丁酸脱氢酶(NADH)

β-羟丁酸

丙酮

CO2第六十一页，共九十九页，编辑于2023年，星期二62(二）酮体的利用：

1.部位：肝外组织（除肝脏和红细胞）2.区域：线粒体

脑：饥饿和患糖尿病（75％）

第六十二页，共九十九页，编辑于2023年，星期二631.乙酰乙酸乙酰CoA（1）乙酰乙酸＋琥珀酰CoA乙酰乙酰CoA＋琥珀酸

琥珀酰CoA转硫酶（肝外组织）乙酰乙酰CoA2乙酰CoA

硫解酶

CoA-SH（2）乙酰乙酸乙酰乙酰CoA

乙酰乙酸硫激酶（肾、心和脑）第六十三页，共九十九页，编辑于2023年，星期二64

2.β-羟丁酸

NAD+NADH+H+β-羟丁酸乙酰乙酸

β-羟丁酸脱氢酶3.丙酮转变为丙酮酸或乳酸第六十四页，共九十九页，编辑于2023年，星期二65（三）酮体生成的生理意义1.酮体是肝输出能源的一种形式2.是肌肉、脑组织的重要能源酮体：溶于水，分子小，易扩散，氧化步骤少酮体过量：酮症酸中毒/酮尿长期饥饿长期高脂低糖膳食患糖尿病：正常人的40多倍第六十五页，共九十九页，编辑于2023年，星期二66第四节甘油磷脂的代谢一、磷脂的种类磷脂：含磷酸的脂类1.甘油磷脂（甘油为骨架）2.鞘磷脂（鞘氨醇为骨架）

第六十六页，共九十九页，编辑于2023年，星期二67第六十七页，共九十九页，编辑于2023年，星期二68二、甘油磷脂的结构

1.由甘油、脂酸、磷酸及含氮化合物等（如丝氨酸）组成

2.基本结构第六十八页，共九十九页，编辑于2023年，星期二69甘油磷脂的结构Glycerol：骨架fattyacylgroupNitrogenousbasefattyacylgroup第六十九页，共九十九页，编辑于2023年，星期二70

3.特点第2位脂酸通常是花生四烯酸是一种两性化合物4.甘油磷脂的主要功能：构成生物膜脂质双分子层作为乳化剂，促进脂类的消化吸收与转运第七十页，共九十九页，编辑于2023年，星期二71X-OHX取代基甘油磷脂的名称水－H磷脂酸胆碱－CH2CH2N+(CH3)3磷脂酰胆碱（卵磷脂）乙醇胺－CH2CH2NH3+磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）丝氨酸－CH2CHNH2COOH磷脂酰丝氨酸甘油－CH2CHOHCH2OH磷脂酰甘油磷脂酰甘油二磷脂酰甘油（心磷脂）肌醇磷脂酰肌醇5.甘油磷脂的分类第七十一页，共九十九页，编辑于2023年，星期二72鞘磷脂

1分子氨基醇或衍生物

1分子脂肪酸（酰胺键）

1个极性头部（糖苷键或磷脂键连接）第七十二页，共九十九页，编辑于2023年，星期二73乳糖神经酰胺神经节苷脂神经鞘磷脂神经酰胺第七十三页，共九十九页，编辑于2023年，星期二741.合成部位：滑面内质网表面（肝、肾、肠最活跃）。线粒体内膜上2.合成原料：脂酸、甘油：由糖代谢提供多不饱和脂酸：从植物油摄取磷酸盐：由ATP提供含氮化合物：从食物摄取或体内合成CTP：构成活化的中间物三、磷脂（甘油磷脂）的合成代谢第七十四页，共九十九页，编辑于2023年，星期二753、合成途径第七十五页，共九十九页，编辑于2023年，星期二76（1）CDP-甘油二酯途径（肌醇磷脂、丝氨酸磷脂）：甘油二酯被CDP激活CTPPPiX-OHCMP

磷脂酸

CDP-甘油二酯

X-磷脂磷脂酰胞苷转移酶第七十六页，共九十九页，编辑于2023年，星期二77（2）甘油二酯途径（－乙醇胺、－胆碱）：X基团被CDP活化

ATPADPCTPPPiX-OH

磷酸－O-X

CDP-X

激酶胞苷转移酶

CMP1，2-甘油二酯

X-磷脂第七十七页，共九十九页，编辑于2023年，星期二78(1)synthesisofthebackbonemolecule(glycerolorsphingosine)；(2)attachmentoffattyacid(s)tothebackbonethroughanesteroramidelinkage;(3)additionofahydrophilicheadgrouptothebackbonethroughaphosphodiester(磷脂键）linkage;and,insomecases,(4)alterationorexchangeoftheheadgrouptoyieldthefinalphospholipidproduct.

磷脂（甘油磷脂）的合成代谢第七十八页，共九十九页，编辑于2023年，星期二79四、甘油磷脂的分解代谢

甘油磷脂在各种磷脂酶（phospholipase，PL）的作用下水解。溶血磷脂1溶血磷脂2第七十九页，共九十九页，编辑于2023年，星期二80第八十页，共九十九页，编辑于2023年，星期二81溶血磷脂-----是磷脂酶A1或A2的水解产物，能使RBC破裂溶血●

毒蛇（A1)●溶血磷脂的消除----磷脂酶B

B1

O

CH2-O-C-R1

HO-CHOCH2-O-P-O-XOH第八十一页，共九十九页，编辑于2023年，星期二82

第五节胆固醇代谢胆固醇只存在真核细胞环戊烷多氢菲第八十二页，共九十九页，编辑于2023年，星期二83

1.合成器官：肝:主要

2.原料：乙酰CoA，NADPH+H+，ATP3.部位：胞浆、内质网4.过程一、

胆固醇的合成代谢第八十三页，共九十九页，编辑于2023年，星期二84

（1）以乙酰