脂类代谢课件

第六章脂类代谢第六章脂类代谢第一节生物体内的脂类第二节脂肪的降解第三节脂肪的合成第四节胆固醇代谢(自学）第一节生物体内的脂类脂类：是脂肪、类脂及其衍生物的总称，不溶于水而溶于有机溶剂一类生物分子。功能：（1）生物膜的成分：磷脂、糖脂及胆固醇是膜脂类的三种主要类型。（2）重要能源：1g脂肪：37.8kJ（9kcal）；1g葡萄糖：16.9kJ（4kcal）。（3）具有营养、代谢及调节功能：VA、VD、VE、胆酸及固醇类激素等。（4）保护作用：防止机械损伤、热量散失（5）与细胞识别、种特异性及组织免疫等有密切关系一、单纯脂质是脂肪酸（C4以上）和醇（甘油醇和高级一元醇）构成的酯。又分为：脂肪（室温下：液态→油；固态→脂）：甘油+3个不同脂肪酸（多为偶数碳原子→脂肪）蜡：高级脂肪酸（C12—C32）+高级醇（C26—C28）或固醇→蜡

常见天然脂肪酸P160一、单纯脂质是脂肪酸（C4以上）和醇（甘油醇和高级一元醇）构成的酯。又分为：脂肪（室温下：液态→油；固态→脂）：甘油+3个不同脂肪酸（多为偶数碳原子→脂肪）蜡：高级脂肪酸（C12—C32）+高级醇（C26—C28）或固醇→蜡

二、复合脂质单纯脂质+非脂溶性物质1、磷脂含磷酸的单纯脂质衍生物，生物膜的主要成分

2、糖脂即糖脂酰甘油，糖苷与甘油分子第三个羟基以糖苷键相连，甘油的另两个羟基被脂肪酸脂化。主要存在于：动物神经系统、植物叶绿体及代谢活跃部位。三、非皂化脂质特点：大都不含脂肪酸包括萜类、类固醇类及前列腺素等（一）萜类萜类和类固醇类（除胆固醇外）都是不含脂肪酸的非皂化脂质，而且均为异戊二烯的衍生物，又称异戊二烯的脂质。(二)固醇类为环状高分子一元醇，可游离态或与脂肪酸结合成酯的形式存在，都含环戊烷多氢菲母核。第二节脂肪的降解一、脂肪的酶促降解二、甘油的去路三、脂肪酸的氧化分解

一、脂肪的酶促降解（一）、脂肪酸的活化（二）、脂酰CoA的运转-肉碱的作用

OR-C-OH+CoA-SH脂酰CoA合成酶

OR-C-SCoAATPAMP+PPi三、脂肪酸的氧化分解脂酰CoA进入线粒体基质示意图

N+(CH3)3CH2HO-CH2COO-肉碱脂酰肉碱

OR-C

N+(CH3)3CH2-O-CH2COO-脂酰肉碱CoASH

OR-C-S-CoA

OR-C-OHATPCoASHAMP+PPiCoASH肉碱

OR-C-S-CoAβ-氧化线粒体内膜内侧外侧载体三、脂肪酸的氧化分解（三）β-氧化（主要途径）

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。脂酰CoA脱氢酶+△2-烯脂酰CoA水化酶β-羟脂酰CoA脱氢酶

硫解酶H2OCoASHNAD+NADHFADFADH2

OORCCH2C-SCoAβ-酮脂酰CoA||ＯRCH2CH2C-SCoA脂酰CoA

ＯRCH=CH-C-SCoAβ-烯脂酰CoA

OHORCHCH2C~ScoAβ-羟脂酰CoA||

OR-C~ScoA脂酰CoA

OCH3C~SCoA乙酰CoA脱氢水化脱氢硫解2、能量计算及能量转化效率净生成：131–2=129ATP例：软脂酸7次β-氧化8乙酰CoACH3(CH2)14COOH7

NADH7FADH212ATP

3ATP2ATP96ATP21ATP14ATP131ATP能量转换率403、动、植物β-氧化的区别（1）动物：β-氧化是在线粒体基质中进行的，而脂肪酸的活化则在胞液中进行，产生的脂酰COA不能直接穿过线粒体内膜，必须以肉碱为载体，形成脂酰肉碱的形式才能穿过线粒体膜。（2）植物：β-氧化发生在乙醛酸体中（一种过氧化物酶体），也有在线粒体中进行。α-氧化脂肪酸的Cα位氧化，每次脱去1分子CO2作用：①消除β-氧化的β-位阻，如β-碳原子上有取代基团（分枝）先进行α-氧化，便可消除障碍②α-氧化协同β氧化可产生奇数的脂肪酸—丙酸（COA、ACP组成成分丙aa前体）（五）ω-氧化脂肪酸ω-端甲基发生氧化，先转变成羟甲基，继而再氧化成羧基，从而形成α、ω-二羧酸的过程称为ω—氧化。意义：形成α、ω-二羧酸，两端同时进行β-氧化，在生物体内加速脂肪酸的降解。第三节脂肪的生物合成一、饱和脂肪酸的生物合成二、脂肪酸的延长与去饱和三、脂肪（三酰甘油）的合成一、饱和脂肪酸的从头生物合成

合成地点：细胞质碳源：乙酰COA还原剂：NADPH+H+

来自：PPP途径（60%），其余由EMP的NADH再经转化而来。Pyr乙酰COA（mt）AA降解脂肪酸氧化（mt）1、乙酰COA的转运2、丙二酸单酰COA的合成（C2供体合成）①乙酰COA羧化酶复合体由生物素羧化E（BC）、羧基转移E（CT）、生物素羧基载体蛋白（BCCP）三个不同的亚基组成，其中BCCP连结有生物素辅基。每个亚基行使着不同的功能，但只有当他们聚合成完整的酶后才有活性。

②反应：生物素羧化E（BC）羧基转移E（CT）生物素羧基载体蛋白（BCCP）BCCP的结构式3、脂肪酸合酶系统（FAS）脂肪酸合酶系统是一个多酶复合体，1种蛋白及6种酶组成，6种酶以酰基载体蛋白为中心。酰基载体蛋白（ACP）乙酰COA：ACP酰基转移酶（AT）丙二酸单酰COA：ACP转移酶（MT）β—酮脂酰-ACP合成酶（KS）β—酮脂酰-ACP还原酶（KR）β—羟脂酰-ACP脱水酶（HD）β—烯脂酰-ACP还原酶（ER）巯基乙胺

磷酸泛酸4．从头合成的反应历程：（1）起始阶段：乙酰基和丙二酸单酰基进位。乙酰基进位：乙酰COA在转移酶催化下，乙酰基被转移到中央巯基上。乙酰基移位：乙酰基由中央巯基转移到外围巯基上。丙二酸单酰基进位：丙二酸单酰COA在转移酶催化下，丙二酸单酰基被转移到中央巯基上。（2）延伸阶段：脂肪酸链延伸缩合：在合成酶催化下外围巯基上的乙酰基与中央巯基上的丙二酸单酰基缩合成β—酮丁酰基连接在中央巯基上，同时释放出一分子CO2。还原：在还原酶催化下，β-酮丁酰基β位羰基被NADPH还原成羟基，生成β—羟酯酰基。脱水：在脱水酶催化下β-羟丁酰基的α、β碳原子间脱水生成反市式烯丁酰基。还原：在还原酶催化下烯丁酰基的α、β之间双键被NADPH还原成单键，生成延长了两个碳单位的丁酰基。（3）终止阶段：脂酰基水解在硫酯酶的作用下，ACP上的脂酰基或被转移到COA上，或形成游离脂肪酸，或者直接用于合成磷脂酸。软脂酸合成的反应流程CH3CO-SHOOCCH2CO-SCH3CHCH2CO-SSHOHSHSHCH3CH=CHCO-SSHSHSH

OCH3C-S||SHNADP+NADPH⑥HSCoA乙酰S~CoA

①丙二酸单酰-SCoACoASH②NADP+NADPH④H2O⑤③CO2软脂酸H2O进位链的延伸水解

OCH3C-S||SHCH3COCH2CO-SSHCH3CH2CH2CO-SSHβ-酮脂酰-ACP合成酶β-酮脂酰ACP还原酶

β-羟脂酰ACP脱水酶

β-烯脂酰ACP还原酶总反应脂肪酸的β－氧化和从头合成的异同由于脂肪酸的合成和分解过程的不同，使它们可以同时在细胞内独立的进行，因此二者不是简单的逆转关系。丙二酸单酰CoA（一）线粒体和内质网中脂肪酸碳链的延长1、线粒体脂肪酸延长酶系:延长短链脂肪酸，其过程是β-氧化逆过程。2、内质网脂肪酸延长酶系：延长饱和或不饱和长链脂肪酸，其中间过程与脂肪酸合成酶体系相似。脂肪酸碳链延长的不同方式细胞内进行部位动物植物线粒体内质网叶绿体、前质体内质网加入的二碳单位酯酰基载体电子供体乙酰CoA丙二酸单酰CoA丙二酸单酰CoACoACoAACPNAD(P)HNADPHNADPH不明确二、脂肪酸的延长与去饱和（二）不饱和脂肪酸的合成(1)真核生物的需氧途径（2）原核生物的厌氧途径

是厌氧生物合成单不饱和脂肪酸的方式,发生在脂肪酸从头合成的过程中,当生成、-羟葵酰-ACP时，由专一的脱水酶催化脱水，生成、-稀葵酰-ACP，在继续参入二碳单位，就可产生不同长度的单不饱和脂肪酸。必需脂肪酸：动物因缺乏在脂肪酸的第9位碳以上的位置形成双键的去饱和酶，不能合成亚油酸和亚麻酸，必需从食物中获得。三、脂肪（三酰甘油）的合成（一）α-磷酸甘油的来源1、EMP中的DHAP还原2、甘油在甘油激E的催化下生成α—磷酸甘油（二）三酰甘油的合成第四节类脂代谢（自学）丙二酸单酰ACP的形成||

OHOOC-CH2-C-S-CoA丙二酸单酰CoA

OCH3C-S~CoA

乙酰CoA

||+ATPHCO3-ADP+Pi||

OHOOC-CH2-C-S-ACP丙二酸单酰ACPACPCoA乙酰CoA

羧化酶生物素③动、植物单烯脂酸合成的区别动植物中不饱和脂肪酸合成的比较（三）脂酰COA的合成细胞膜（或质膜）是细胞的界膜，它将具生命力的活细胞与非生命的环境分隔开来。它还具有选择透性，控制着所有物质的出入。细胞中所有由脂质和蛋白质等成分组成的膜包括细胞膜、内质网膜、高尔基体膜、核膜、线粒体膜和类囊体膜等统称为生物膜。第N节生物膜第三节第三节一磷脂的结构第三节Langmuir通过实验发现磷脂可形成单分子层。按照膜蛋白的位置及其与脂分子的结合方式与结合牢固的程度，膜蛋白被分成外在膜蛋白和内在膜蛋白。外在膜蛋白是一些位于膜某一侧表面的蛋白，内在膜蛋白大多是跨膜蛋白，是一些嵌入膜内或部分嵌入膜内的蛋白，它们与膜结合紧密。膜蛋白具有各自重要的特殊作用和功能：运转蛋白，酶，细胞表面受体或天线蛋白，细胞表面的标志，细胞表面的附着连接蛋白，锚蛋白等。第三节二、膜蛋白第三节外在膜蛋白和内在膜蛋白第三节膜蛋白的主要作用和功能通过细胞冷冻蚀刻实验，并结合脂双层和膜蛋白的特性，科学家提出了生物膜的“流动镶嵌模型”。该模型的主要特点：有序性:磷脂双分子层构成了膜的基本结构，各种膜蛋白以不同的镶嵌形式与磷脂双分子层相结合；流动性:脂质和膜蛋白具有流动特性；不对称性：膜脂与膜蛋白在膜上的排列具有不对称性。第三节三、膜的“流动镶嵌模型”第三节流动镶嵌模型物质的跨膜运输可归纳为两类形式，一类为被动运输，另一类为主动运输。被动运输：不需要能量，顺化学浓度梯度进行。

——简单扩散

——易化扩散第三节四、物质的跨膜运输第三节特点：①分子随机运动导致。②不需要能量。③顺化学浓度梯度进行。④相对分子质量小或脂溶性强的物质。简单扩散第三节在细胞膜上的跨膜蛋白质协助下，一些非脂溶性物质或亲水性物质顺浓度梯度或电化学浓度梯度不消耗能量进入膜内。其中膜蛋白起着通道作用或载体作用，又分别被称为通道蛋白和载体蛋白。易化扩散第三节以载体蛋白为中介的易化扩散主动运输最重要的作用是保持细胞内部的一些带电离子的浓度与周围环境相比有较大的差别。主动运输系统是靠一些特殊的膜蛋白从ATP获得能量来完成的，它被称之为离子泵。Na+-K+泵，质子泵，协同运输。第三节主动运输第三节Na+-K+泵：通常分布在动