生物化学 8脂代谢

生物化学8脂代谢第1页/共32页脂类是脂肪和类脂的总称，它是有脂肪酸与醇作用生成的酯及其衍生物，统称为脂质或脂类，是动物和植物体的重要组成成分。脂类是广泛存在与自然界的一大类物质，它们的化学组成、结构理化性质以及生物功能存在着很大的差异，但它们都有一个共同的特性，即可用非极性有机溶剂从细胞和组织中提取出来。第一节、脂类概述一.脂类的概念,种类及功能(一).脂类的概念第2页/共32页(二).种类卵磷脂，脑磷脂，心磷脂肌醇磷脂，丝氨酸磷脂脂肪真脂或中性脂肪（甘油三酯）磷脂糖脂异戊二烯酯甾醇萜类甘油磷脂鞘氨醇磷脂蜡（高级脂肪酸与高级醇脂）类脂第3页/共32页(三).脂类的功能1.贮藏能量的物质脂肪是机体内代谢燃料的贮存形式，它在体内氧化可释放大量能量以供机体利用，脂肪氧化提供9.3K卡/g（糖4.1K卡/g,蛋白质5.6K卡/g,)，人体40%的能量来自脂肪氧化。2.提供营养的物质（1）必需脂肪酸亚油酸18碳脂肪酸，含两个不饱和键；亚麻酸18碳脂肪酸，含三个不饱和键；花生四烯酸20碳脂肪酸，含四个不饱和键；（2）生物活性物质激素、胆固醇、维生素等。第4页/共32页3.生物体结构物质（1）作为细胞膜的主要成分几乎细胞所含的磷脂都集中在生物膜中，是生物膜结构的基本组成成分。（2）保护作用脂肪组织较为柔软，存在于各重要的器官组织之间，使器官之间减少摩擦，对器官起保护作用。4.药用物质卵磷脂、脑磷脂可用于肝病、神经衰弱及动脉粥样硬化的治疗等。第5页/共32页脂肪酶脂肪酶脂肪酶二.脂肪的消化,吸收,储存和动用1.脂肪的消化脂肪的消化主要在肠中进行，胰液和胆汁经胰管和胆管分泌到十二指肠，胰液中含有胰脂肪酶，能水解部分脂肪成为甘油及游离脂肪酸，但大部分脂肪仅局部水解成甘油一酯，甘油一酯进一步由另一种脂酶水解成甘油和脂肪酸。第6页/共32页2.脂肪的吸收在动物和人体中,小肠既能吸收完全水解的脂肪,也能吸收部分水解或者未经水解的脂肪.吸收后,大多由淋巴细胞系统进入血液循环,一小部分直接经门静进肝脏。未被吸收的脂肪进入大肠被细菌分解.未被水解的脂肪也能直接被吸收.但需高度乳化为脂肪微粒.完全水解后生成的甘油可以和水溶物一起被肠黏膜吸收.而脂肪酸需与胆汁按比例结合成可溶于水的复合物被吸收.而单脂酰甘油和二脂酰甘油可直接被吸收后再合成脂肪通过淋巴系统进入血液循环.第7页/共32页名称密度颗粒大小核心脂点功能乳糜微粒0.9680-500nm甘油三脂（食）转运外源脂极低密度脂蛋白0.96-1.00625-80内源甘油三脂转运内源甘脂低密度脂蛋白1.006-1.06320-25内源性固醇脂转运内源固醇脂高密度脂蛋白1.063-1.2105-20内源性固醇/磷脂内源性固醇/磷脂3.血脂

血液为运输脂质的要道.血浆中所含的脂质统称为血脂.主要有:甘油脂（单、二、三、酰甘油）、磷脂、胆固醇及固醇脂和游离的脂肪酸。血脂含量不如血糖恒定，随膳食条件和各种生理条件的影响血脂的含量和成分均有一定变化。血浆中的脂类并非以游离状态存在，常以脂蛋白的形式存在（蛋白质部分称为载脂蛋白）。脂蛋白是运输和储存脂的主要形式，不同的脂蛋白运输的脂类不同。第8页/共32页PP氨基酸,脂肪ATP+第二节、脂肪的分解代谢一.甘油的去路第9页/共32页

(一).脂肪酸的β-氧化1.β-氧化的概念长链脂肪酸的β氧化是在肝脏线粒体脂肪酸氧化酶系作用下进行的。每次氧化作用发生在α,β碳原子上,断去二碳单位生成一分子乙酰CoA，和少二碳的脂肪酸，这种氧化作用称β氧化。偶数碳原子的脂肪酸经β氧化最终全部生成乙酰CoA。二.脂肪酸的氧化（β-氧化）第10页/共32页2.偶数碳原子饱和脂肪酸的β-氧化过程（1）脂肪酸的活化——脂酰CoA的生成长链脂肪酸氧化前必须进行活化，活化在线粒体外进行。内质网和线粒体外膜上的脂酰CoA合成酶在ATP、CoASH、Mg2+存在条件下，催化脂肪酸活化，生成脂酰CoA。第11页/共32页E1E2（2）脂酰CoA进入线粒体-肉毒碱穿梭脂肪酸活化在细胞液中进行，而催化脂肪酸氧化的酶系是在线粒体基质内，因此活化的脂酰CoA必须进入线粒体内才能代谢。第12页/共32页A.FAD脱氢B.加水△2,3反烯脂酰CoA

L-β-羟脂酰CoA2（3）脂肪酸的β氧化过程第13页/共32页C.NAD脱氢CH2羟β-酮脂酰CoACH2D.硫解(乙酰CoATCA)CH2脂酰CoA乙酰CoA第14页/共32页

1.CH3CH2COSCoACH3CHCOSCoACOOH丙酰CoA羧化酶生物素ATPCO2ADPPi例:C17CH3(CH2)15COSCOACH3CH2COSCoA7CH3COSCoA+7次β-氧化丙酰CoA奇数饱和碳原子脂肪酸经过多次β-氧化后,余下一分子三碳化合物--丙酰CoA.3.奇数饱和碳原子脂肪酸的氧化第15页/共32页3.琥珀酸辅酶A三羧酸循环4.彻底氧化琥珀酸辅酶A草酰乙酸丙酮酸乙酰CoA三羧酸循环2.CH2COSCoACH2COOHCH3CHCOSCoACOOH变位酶B12第16页/共32页油酸：顺-Δ9-C18CH3（CH2）7-CH=CH-（CH2）7COSCoACH3（CH2）7-CH=CH-CH2-COSCoACH3（CH2）8-CH=CH--COSCoACH3（CH2）8-CH-CH2—COSCoAOH

OHCH3（CH2）8-CH-CH2—COSCoA

6CH3COSCoA3次β-氧化3CH3COSCoA顺-Δ3,4-C12反-Δ2,3-C12D-β-羟-C12L-β-羟-C125次β-氧化烯脂酰COA异构酶水合酶H2O表构酶4.不饱和脂肪酸的β-氧化第17页/共32页乙酰CoA:9*10=9032+90-1=121ATP2.生物合成的原料：β-氧化的产物乙酰CoA可作酮体和氨基酸合成的原料β-氧化过程产生大量的水可供陆生动物对水的需求。（二）.脂肪酸的β-氧化生理意义

以C18β-氧化:8*(2.5+1.5)=321.提供能量：3.提供大量的水第18页/共32页三.酮体的生成与利用1.酮体的概念

乙酰CoA进入TCA循环最终氧化生成二氧化碳和水以及大量的ATP。乙酰CoA生成酮体参与代谢（动物体内），脂肪酸β氧化产生的乙酰CoA，在肌肉细胞中可进入TCA循环进行彻底氧化分解；但在肝脏及还有另外一条去路，即形成乙酰乙酸、D-β-羟丁酸和丙酮，这三者统称为酮体。

第19页/共32页2.酮体的生成乙酰CoA乙酰乙酰CoA

乙酰乙酸β-羟丁酸丙酮HMGCoA裂解酶硫解酶CoASH脱氢酶β-羟β-甲戊二酰CoAHMGCoA脱羧酶乙酰CoAHMGCoA合成酶CoASHH2OCO2第20页/共32页OHCH3CHCH2COOHOCH3CCH2COOHOCH3CCH2COSCOA2CH3COSCOA脱氢酶硫解酶CoASHNAD+NADH+H+琥珀酰CoA转硫酶琥珀酰CoA琥珀酸丙酮呼出丙酮酸或乳酸3.酮体的分解肝脏是生成酮体的器官，但不能使酮体进一步氧化分解，而是采用酮体的形式将乙酰CoA经血液运送到肝外组织，作为它们的能源，尤其是肾、心肌、脑等组织中主要以酮体为燃料分子。在这些细胞中，酮体进一步分解成乙酰CoA参加三羧酸循环。第21页/共32页1.油糖代谢中间产物合成2.由食物中的甘油合成CH2OHCOCH2OPCH2OHCHOHCH2OP

α-磷酸甘油脱氢酶NADH+H+NAD+CH2OHCHOHCH2OHCH2OHCHOHCH2OP磷酸甘油激酶ATPADP第三节、脂肪的生物合成合成脂肪的直接原料是α-磷酸甘油和脂酰CoA。一.α-磷酸甘油的生成第22页/共32页丙酮酸丙酮酸柠檬酸柠檬酸乙酰CoA草酰乙酸草酰乙酸苹果酸乙酰CoA线粒体胞质ATP+HSCoA脂肪酸的生物合成是由细胞液系统,线粒体及微粒体系统进行合成.(一).细胞液系统(C16)二.脂肪酸的生物合成细胞液系统合成脂肪酸是脂肪酸合成的主要途径,从二碳单位进行合成,故称为从无到有途径.1.乙酰CoA转出线粒体的过程(1).丙酮酸—柠檬酸穿梭第23页/共32页Glu异柠檬酸草酰乙酸乙酰CoA线粒体胞质异柠檬酸柠檬酸柠檬酸草酰乙酸α-酮戊二酸α-酮戊二酸乙酰CoA(2).α-酮戊二酸转运第24页/共32页(3).肉毒碱转运乙酰CoA乙酰CoAHSCoAHSCoA肉毒碱乙酰肉毒碱乙酸线粒体胞质第25页/共32页2.原料的准备——丙二酸单酰CoA生成3.乙酰-ACP与丙二酸单酰-ACP的生成乙酰CoA羧化酶CH3COSCoAHOOCCH2COSCoAATPADPH2OCO2Pi生物素CH3COSCoA+HSACPCH3COSACP+HSCoA转酰基酶HOOC-CH2COSACP+HSCoAHOOC-CH2-COSCoA+HSACP转酰基酶第26页/共32页

4.合成阶段———碳链延长反应

CH3COCH2COACP+CO2+HSACP

(3).脱水:(1).缩合:

CH3COACP+HOOCCH2COACP

(2).还原:

CH3CHOHCH2COACPCH3COCH2COACPCH3CH=CHCOACPCH3CH2CH2COACPCH3CH=CHCOACP合成酶β-酮丁酰ACP(4).再还原:还原酶D-β-羟丁酰ACP反-α.β-烯丁酰ACP丁酰ACP脱水酶还原酶NADPHNADP+NADPHNADP+H2O

CH3CHOHCH2COACP第27页/共32页（二）.线粒体和微粒体系统细胞液系统合成脂肪酸是C16的脂肪酸,脂肪酸的延长是线粒体和微粒体中进行.生物体内有两种不同的酶系可以催的延长,一是线粒体中的延长酶系，另一个是糙内质网中的延长酶系。1.线粒体脂肪酸延长酶系以乙酰CoA为C2供体，不需要酰基载体，由软脂酰CoA与乙酰CoA直接缩合,脂肪酸β-氧化的逆过程。2.内质网脂肪酸延长酶系用丙二酸单酰CoA作为C2的供体，NADPH作为H的供体中间过程和脂肪酸合成酶系的催化过程相同。第28页/共32页（三）.不饱和脂肪酸的合成人体内含有的不饱和脂肪酸主要有:棕榈油酸（16C，一个不饱和键）、油酸（18C，一个不饱和键）、亚油酸（18C，两个不饱和键）、亚麻酸（18C，三个不饱和键）花生四烯酸（20C，四个不饱和键）等，前两种单不饱和脂肪酸可由人体自己合成，后三种为多不饱和脂肪酸，必须从食物中