生物化学脂类的代谢

生物化学脂类的代谢第1页/共121页本章重点重点：掌握脂类的概念、脂类的分类，熟悉脂类的生理功能。熟悉必需脂肪酸的概念。了解脂类在体内的消化和吸收。掌握β氧化的概念与部位，掌握脂肪酸的活化和脂肪酰CoA进入线粒体的概况，掌握β氧化的概况并了解反应过程，掌握β氧化产物的代谢去向。以软脂酸为例，熟悉脂肪酸氧化产生ATP的计算。了解不饱和脂肪酸的氧化概况。掌握脂肪酸的从头合成。第2页/共121页第一节概述第3页/共121页脂类(lipid)是脂肪和类脂的总称。它们是一类不溶于水而易溶于有机溶剂并能为机体利用的有机化合物，因为脂类的主要成分是长链脂肪酸，它是不溶于水的。一、脂类的定义：第4页/共121页

二、脂类的分类第5页/共121页1.脂肪的结构-甘油三酯

n、m、k可以相同，称为单纯甘油酯。也可以不全相同甚至完全不同，其中n多是不饱和的。则称为混合甘油酯

常温下含不饱和脂肪酸多的脂类成液态称为油

含不饱和脂肪酸少的成固态称为脂（脂肪）

第6页/共121页构成脂类的脂肪酸第7页/共121页常见的不饱和脂酸习惯名系统名碳原子及双键数双键位置分布△系软油酸十六碳一烯酸16：19广泛油酸十八碳一烯酸18：19广泛亚油酸十八碳二烯酸18：29,12植物油α-亚麻酸十八碳三烯酸18：39,12,15植物油γ-亚麻酸十八碳三烯酸18：36,9,12植物油花生四烯酸廿碳四烯酸20：45,8,11,14植物油生物体内脂肪酸特点：1、长度：中等长度多，70-80%以上为16-18C。2、组成脂肪酸C原子数大多为偶数，奇数极个别。3、有饱和和不饱和脂肪酸，不饱和脂肪酸大多数双键为顺式，有的含有几个双键，双键间间隔一个-CH2。4、双键位置9很重要，这样顺式双键恰在脂肪酸中间，脂肪酸链变短，所占的面积大了，有利于运动。第8页/共121页第9页/共121页X=胆碱、乙醇胺、丝氨酸、甘油2.甘油磷脂X=H磷脂酸（PA）第10页/共121页胆固醇第11页/共121页反式脂肪(又称反式脂肪酸)未加工的天然油脂里的脂肪酸大部分是顺式结构。至于天然形成的反式脂肪酸，主要存在于例如牛和羊一类的反刍动物的脂肪和奶里头，且在营养管理分类上并不归类对人体有害的反式脂肪酸。大部分的有害反式脂肪酸是在食品处理加工过程中形成的。反式脂肪酸是植物油经过部份氢化处理过程中产生的，方法是在少量的镍、钯、铂或钴等触媒金属的帮助下，将氢加入植物油里产生氢化反应。随着氢化反应的进行，反式脂肪酸的含量会减少，如果此氢化反应能进行完全，那么是不会留下反式脂肪酸，但是反应最后的油脂产物会因为过硬而没有实际使用价值。植物油加氢可将顺式不饱和脂肪酸转变成室温下更稳定的固态反式脂肪酸。制造商利用这个过程生产人造黄油，也利用这个过程增加产品货架期和稳定食品风味。不饱和脂肪酸氢化时产生的反式脂肪酸占8%---70%。将多种非饱和植物油，在室温下从液态变成固态或半固态的油脂，以延长食品的销售期，这就产生了反式脂肪(又称反式脂肪酸)。

反式脂肪酸目前被食品加工业广泛添加于食品中。同一般的植物油不同，反式脂肪酸比较稳定，便于保存，由其加工而成的糕点不仅口感松脆且不易变质，这就是为什么人们普遍觉得，自己家里油炸的薯条不如外面卖的炸薯条好吃的原因。

第12页/共121页反式脂肪酸不利健康1.增加血液粘稠度和凝聚力，促进血栓形成;2.提高低密度脂蛋白,也就是“坏脂蛋白"，降低高密度脂蛋白,也就是“好脂蛋白"，促进动脉硬化;3.促进2型糖尿病的发生;4.对婴幼儿来说，反式脂肪酸还会影响生长发育，并对中枢神经系统发育产生不良影响。第13页/共121页如何识别反式脂肪酸食物？

某些梳打饼干、凤梨酥、薯片、蛋卷、人造奶油、方便面、冷冻食品、烘焙食物中的反式脂肪酸含量较高。反式脂肪酸的名称在商品包装上标注为“氢化植物油”、“植物起酥油”、“人造黄油”、“人造奶油”、“植物奶油”、“麦淇淋”、“起酥油”等。第14页/共121页DHAEPADHA,学名二十二碳六烯酸,是大脑营养必不可少的高度不饱和脂肪酸，它除了能阻止胆固醇在血管壁上的沉积、预防或减轻动脉粥样硬化和冠心病的发生外，更重要的是DHA对大脑细胞有着极其重要的作用。它占了人脑脂肪的10％，对脑神经传导和突触的生长发育极为有利。

EPA是EicosapntemacniocAcid即二十碳五烯酸的英文缩写，是鱼油的主要成分。EPA具有帮助降低胆固醇和甘油三酯的含量，促进体内饱和脂肪酸代谢。从而起到降低血液粘稠度，增进血液循环，提高组织供氧而消除疲劳。防止脂肪在血管壁的沉积，预防动脉粥样硬化的形成和发展、预防脑血栓、脑溢血、高血压等心血管疾病。

第15页/共121页脂肪的主要生理功能1.储脂供能2.提供必需脂肪酸3.促进脂溶性维生素吸收4.热垫作用5.保护垫作用6.构成血浆脂蛋白第16页/共121页

分类含量

分布

生理功能脂肪

甘油三酯（贮脂）95﹪，（随机体营养状况而变动）脂肪组织、皮下结缔组织、大网膜、肠系膜、肾脏周围（脂库）、血浆1.储脂供能2.提供必需脂肪酸3.促进脂溶性维生素吸收4.热垫作用5.保护垫作用6.构成血浆脂蛋白类脂糖酯、胆固醇及其酯、磷脂(组织脂）5﹪（含量相当稳定）动物所有细胞的生物膜、神经、血浆1.维持生物膜的结构和功能2.胆固醇可转变成类固醇激素、维生素、胆汁酸等3.构成血浆脂蛋白三、脂类的分布与生理功能第17页/共121页四、脂肪的消化、吸收

脂肪的消化和吸收在十二指肠中进行。胰液和胆汁分泌到肠内，胆汁起中和胃液和乳化剂的作用。而胰液中含有胰脂酶。它能将部分脂肪水解为游离脂肪酸和甘油。亲水端（极性基团）亲脂端（非极性基团）

乳化剂脂第18页/共121页第二节脂类的酶促水解第19页/共121页一、脂肪的酶促水解

脂肪的降解是经过脂肪酶水解的。组织中有三种脂肪酶，逐步把脂肪水解成甘油和脂肪酸。这三种酶是脂肪酶、甘油二酯脂肪酶、甘油单酯脂肪酶。第20页/共121页一、脂肪的酶促水解脂肪

脂肪酶甘油+脂肪酸CH2OHHCOHCH2OH甘油CH2OHR2-C-O-CHCH2OHO=--H2OR1COOH二酰甘油脂肪酶H2OR2COOH单酰甘油脂肪酶----CH2-O-C-R1R2-C-O-CHCH2-O-C-R3O=O=O=

H2OR3COOH三酰甘油脂肪酶O=O=---CH2-O-C-R1R2-C-O-CHCH2OH限速酶甘油二脂甘油三脂甘油单脂第21页/共121页第三节脂类的分解代谢第22页/共121页脂肪的分解代谢总图第23页/共121页脂肪的分解代谢

脂肪在脂肪酶的作用下，使脂肪逐步水解为脂肪酸和甘油。而生物体从脂肪获取能量则是由甘油和脂肪酸氧化得到的。第24页/共121页一、甘油的氧化

动物的脂肪细胞缺少甘油激酶，所以脂解作用产生的甘油不能被脂肪细胞利用，必须通过血液运至肝脏进行代谢。在肝细胞，首先在甘油激酶作用下形成3－磷酸甘油。再进一步在磷酸甘油脱氢酶作用下生成二羟丙酮磷酸，它可以转变为3－酸甘油醛加入酵解(EMP)转变成丙酮酸再进入TCA途径彻底氧化供能；或加入另一条沿EMP的逆反应异生为葡萄糖。第25页/共121页一、甘油的氧化第26页/共121页二、脂肪酸的β-氧化作用1.脂肪酸的转运

①组织间的转运脂肪酸需运送到需要能量的组织或细胞进行氧化分解，其运送任务主要由血浆清蛋白来完成。游离脂肪酸穿越脂肪细胞膜和毛细血管内皮细胞与血浆中清蛋白结合，通过血液循环，到达体内其他组织中，以扩散的方式将脂肪酸由血浆移入组织，进入细胞氧化。②进入线粒体的转运

脂肪酸的氧化分解场所是肝细胞和其他组织细胞的线粒体基质中。由于长链脂肪酸不能穿越线粒体内膜，需在肉（毒）碱携带下，通过特殊的传递机制被运送到线粒体内进行氧化。第27页/共121页

第28页/共121页二、脂肪酸的β-氧化作用组织：除脑组织外,大多数组织均可进行，其中肝、肌肉最活跃。细胞：胞液、线粒体2、部位

第29页/共121页1904年Franz.Knoop实验，用苯环作为标记，追踪脂肪酸在动物体内的转变过程。证明：脂肪酸的氧化在肝脏中逐步进行，每次从羧基端断下一个二碳物（C2），即β位碳原子首先氧化，故称为β-氧化。苯乙酸苯甲酸Knoop实验第30页/共121页

苯基脂肪酸氧化实验给予的化合物尿中排泄物第31页/共121页二、脂肪酸的β-氧化作用3、概念饱和脂肪酸在一系列酶的作用下，羧基端的β位C原子发生氧化，碳链在α位C原子与β位C原子间发生断裂，每次生成一个乙酰COA和较原来少二个碳单位的脂肪酸，这个不断重复进行的脂肪酸氧化过程称为β-氧化。R1CH2CH2CH2CH2

CH2COOHβ位α位第32页/共121页4、脂肪酸的β-氧化作用（1）脂肪酸的活化脂肪酸首先在线粒体外或者说胞浆中被活化形成脂酰CoA，然后进入线粒体或在其它细胞器中进行氧化。在脂酰CoA合成酶(硫激酶)催化下，由ATP提供能量，将脂肪酸转变成脂酰CoA：

脂酰CoA合成酶R-COOHAMP+PPiHSCoA+ATPR-CO～SCoA第33页/共121页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,carnitine）来携带脂酰基。（2）脂酰CoA转运入线粒体HOOC-CH2-CH-CH2-N+-CH3

OHCH3CH3肉毒碱第34页/共121页

借助于两种肉碱脂酰转移酶（同工酶：酶Ⅰ和酶Ⅱ）催化的移换反应以及肉碱-脂酰肉碱转位酶催化的转运反应才能将胞液中产生的脂酰CoA转运进入线粒体。其中，肉碱脂酰转移酶Ⅰ(carnitineacyltransferaseⅠ)是脂肪酸-氧化的关键酶。第35页/共121页第36页/共121页脂酰CoA进入线粒体的过程

胞液外膜内膜基质

*脂酰转移酶ⅠRCO~SCoA

HSCoA

肉碱RCO-肉碱

转位酶RCO-肉碱

脂酰转移酶ⅡRCO~SCoA

肉碱HSCoA

第37页/共121页-氧化过程由四个连续的酶促反应组成：

①脱氢②水化③再脱氢④硫解

(3)-氧化循环第38页/共121页①脱氢脂酰CoA脱氢酶

R-CH2-CH2-CH2-CO~SCoAFAD

FADH2R-CH2-CH=CH-CO~SCoA④硫解硫解酶

-2CCH3-CO~SCoAHSCoA②水化水化酶

H2OR-CH2-CH(OH)-CH2-CO~SCoA-氧化循环的反应过程（△2反式烯脂酰COA）L-β-羟脂酰COA③再脱氢L-β-羟脂酰CoA脱氢酶R-CH2-CO-CH2-CO~SCoANADH+H+

NAD+β-酮脂酰COA第39页/共121页①-氧化循环过程在线粒体基质内进行；②-氧化循环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和一分子减少两个碳原子的脂酰CoA。脂肪酸-氧化循环的特点第40页/共121页

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。

脂肪酸-氧化本身并不生成能量，只能生成乙酰CoA和供氢体，它们必须分别进入三羧酸循环和氧化磷酸化才能生成ATP(4)彻底氧化：第41页/共121页肉碱转运载体线粒体膜脂酰CoA脱氢酶L(+)-β羟脂酰CoA脱氢酶

NAD+NADH+H+反2-烯酰CoA

水化酶H2OFADFADH2

β酮脂酰CoA

硫解酶CoA-SH脂酰CoA合成酶ATPCoASHAMPPPiH2O呼吸链1.5ATPH2O呼吸链2.5ATPTCA第42页/共121页经历脱氢水化、再脱氢硫解4步重复反应。第43页/共121页1分子FADH2可生成1.5分子ATP，1分子NADH可生成2.5分子ATP，故一次-氧化循环可生成4分子ATP。1分子乙酰CoA经彻底氧化分解可生成9分子ATP。5、脂肪酸氧化分解时的能量释放第44页/共121页

以16C的软脂酸为例来计算，则生成ATP的数目为：7次-氧化分解产生4×7=28分子ATP；8分子乙酰CoA可得10×8=80分子ATP；共可得108分子ATP，减去活化时消耗的2分子ATP，故软脂酸彻底氧化分解可净生成106分子ATP。第45页/共121页

对于任一偶数碳原子的长链脂肪酸，其净生成的ATP数目可按下式计算：ATP净生成数=[碳原子数/2-1]×4+碳原子数/2×10-2第46页/共121页6、饱和脂肪酸的α-氧化作用1.概念脂肪酸在一些酶的催化下，其α-C原子发生氧化，结果生成一分子CO2和较原来少一个碳原子的脂肪酸，这种氧化作用称为α-氧化。RCH2CH2COOHRCH2COOH+CO2第47页/共121页RCH2COOHO2，NADPH+H+

单加氧酶Fe2+，抗坏血酸R-CH-COOHOH-（L-α-羟脂肪酸）NAD+NADH+H+脱氢酶R-C-COOHO=（α-酮脂酸）ATP，NAD+，抗坏血酸脱羧酶RCOOH+CO2（少一个C原子）2.α-氧化的可能反应历程第48页/共121页

不饱和脂酸

β氧化

顺3-烯酰CoA顺2-烯酰CoA

反2-烯酰CoA

3顺-2反烯酰CoA异构酶

β氧化

L(+)-β羟脂酰CoA

D(-)-β羟脂酰CoA

D(-)-β羟脂酰CoA

表构酶H2O三、单不饱和脂肪酸的氧化第49页/共121页L-甲基丙二酸单酰CoA

消旋酶

变位酶5-脱氧腺苷钴胺素

琥珀酰CoA

奇数碳脂肪酸CH3CH2CO~CoA-氧化

丙酰CoA羧化酶（生物素）ADP+PiD-甲基丙二酸单酰CoAATP+CO2经三羧酸循环途径→丙酮酸羧化支路→糖有氧氧化途径彻底氧化分解四、奇数碳脂肪酸的氧化第50页/共121页

酮体的概念：脂肪酸β—氧化产生的乙酰COA，在肌肉细胞中进入TCA循环，但在肝脏、肾脏细胞内还有另一条去路，即乙酰COA可形成乙酰乙酸、D-β—羟丁酸、丙酮，这三种物质统称为酮体。

五、酮体的生成及利用第51页/共121页酮体的分子结构CHCH3CHCOOHOH2D(-)-β-羟丁酸酮体第52页/共121页酮体主要在肝细胞线粒体中生成。酮体生成的原料为乙酰CoA。1．酮体的生成第53页/共121页

(1)两分子乙酰CoA在乙酰乙酰CoA硫解酶(thiolase)的催化下，缩合生成一分子乙酰乙酰CoA。乙酰乙酰CoA硫解酶2×(乙酰CoA)酮体生成的反应过程第54页/共121页

(2)乙酰乙酰CoA再与1分子乙酰CoA缩合，生成HMG-CoA（β-羟-β-甲基戊二酰辅酶A）。HMG-CoA合酶是酮体生成的关键酶。HMG-CoA合酶*CoASH限速酶第55页/共121页

(3)HMG-CoA裂解生成1分子乙酰乙酸和1分子乙酰CoA。HMG-CoA裂解酶第56页/共121页

(4)乙酰乙酸在-羟丁酸脱氢酶的催化下，加氢还原为-羟丁酸。β-羟丁酸脱氢酶NAD+NADH+H+第57页/共121页(5)乙酰乙酸自发脱羧或由酶催化脱羧生成丙酮。CO2第58页/共121页利用酮体的酶有两种：1.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）2.乙酰乙酸硫激酶（主要存在于心、肾、脑细胞线粒体中）。

2．酮体的利用第59页/共121页

(1)-羟丁酸在-羟丁酸脱氢酶的催化下脱氢，生成乙酰乙酸。酮体利用的基本过程β-羟丁酸脱氢酶NAD+NADH+H+第60页/共121页

(2)乙酰乙酸在琥珀酰CoA转硫酶或乙酰乙酸硫激酶的催化下转变为乙酰乙酰CoA。琥珀酰CoA转硫酶琥珀酰CoA

琥珀酸乙酰乙酸硫激酶HSCoA+ATPAMP+PPi

第61页/共121页(3)乙酰乙酰CoA在乙酰乙酰CoA硫解酶的催化下，裂解为两分子乙酰CoA。(4)生成的乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化分解。乙酰乙酰CoA硫解酶HSCoA

第62页/共121页酮体是脂肪酸分解代谢的正常产物，是肝脏输出能源的一种形式。酮体可通过血脑屏障，是脑组织的重要能源。酮体合成的场所是在肝脏和反刍动物的瘤胃壁细胞中。酮体合成的关键酶是HMGCoA合成酶。酮体分解在肝脏以外的组织中进行，这些组织有酮体分解的关键酶－乙酰乙酸－琥珀酸CoA转移酶。酮体利用的增加可减少糖的利用，有利于维持血糖水平恒定，节省蛋白质的消耗。3．酮体生成及利用的生理意义

第63页/共121页肝脏线粒体中乙酰-CoA有4种去向：(1)TCA循环（2）合成胆固醇（3）合成脂肪酸（4）酮体代谢（ketonebody)肝脏线粒体中的乙酰CoA走哪一条途径，主要取决于草酰乙酸的可利用性。饥饿状态下，草酰乙酸离开TCA，用于异生合成Glc。只有少量乙酰CoA可以进入TCA，大多数乙酰CoA用于合成酮体。第64页/共121页第四节脂肪的合成代谢第65页/共121页

脂肪的生物合成甘油的合成脂肪酸的合成二者分别转变为3—磷酸甘油和脂酰CoA后的连接第66页/共121页

合成甘油三酯所需的甘油-α-磷酸主要由下列两条途径生成：

1．由糖代谢生成（脂肪细胞、肝）：3-磷酸甘油脱氢酶NADH+H+磷酸二羟丙酮甘油-α-磷酸NAD+一、甘油-α-磷酸的生成第67页/共121页2．由脂肪分解形成的甘油甘油磷酸激酶甘油ATP甘油-α-磷酸ADP第68页/共121页二、脂肪酸的生物合成

组织：肝（主要）、脂肪、乳腺等组织亚细胞：胞液：主要合成16碳的软脂酸肝线粒体、内质网：碳链延长合成部位第69页/共121页㈠饱和脂肪酸的从头合成1.乙酰CoA（碳源）的来源及转运来源线粒体内的丙酮酸氧化脱羧（糖）脂肪酸的β-氧化氨基酸的氧化转运柠檬酸穿梭（三羧酸转运体系）第70页/共121页线粒体基质线粒体膜HSCoA柠檬酸草酰乙酸柠檬酸合酶H2O+乙酰CoAHSCoA+ATP柠檬酸裂解酶草酰乙酸乙酰CoA+ADP+Pi

丙酮酸NADH+H+苹果酸脱氢酶苹果酸NAD+ADP+Pi丙酮酸羧化酶ATP+CO2柠檬酸苹果酸酶NADP+NADPH+H++CO2

丙酮酸苹果酸NAD+NADH+H+苹果酸脱氢酶乙酰CoA转运出线粒体胞液第71页/共121页

在关键酶乙酰CoA羧化酶的催化下，将乙酰CoA羧化为丙二酸单酰CoA。乙酰CoA羧化酶（生物素）*CH3CO~SCoAADP+PiHCO3-

+H++ATPHOOC-CH2-CO~SCoA

长链脂酰CoA-柠檬酸异柠檬酸+2．丙二酸单酰CoA的合成第72页/共121页脂肪酸合成时碳链的缩合延长过程是一循环反应过程。每经过一次循环反应，延长两个碳原子。合成反应由脂肪酸合成酶系催化。在低等生物中，脂肪酸合成酶系是一种由1分子脂酰基载体蛋白（acylcarrierprotein,ACP）和7种酶单体所构成的多酶复合体。3．脂肪酸合成循环第73页/共121页脂酰基载体蛋白（ACP-SH）ACP-脂酰基转移酶丙二酸单酰COA-ACP转移酶β-酮脂酰-ACP合酶β-酮脂酰-ACP还原酶β-羟脂酰-ACP脱水酶烯脂酰-ACP还原酶硫酯酶聚合在一起构成多酶体系。ACPSH原核生物的脂肪酸合成酶系第74页/共121页

高等动物

7种酶活性都在一条多肽链上，属多功能酶，由一个基因编码；有活性的酶为两相同亚基首尾相连组成的二聚体。第75页/共121页第76页/共121页

乙酰基转移反应CH3-C～SCOA=OCH3-C～SACP=OACP-SH酮脂酰-ACP合酶CH3-C～S-合酶=O

丙二酸单酰基转移反应COA-SHACP-SHACP脂酰基转移酶HOOC-CH2-C～SCOA+ACP-SHHOOC-CH2-C～SACPO=丙二酸单酰转移酶HOOC-CH2-C～SCOAO=+COA-SH4.反应历程第77页/共121页第78页/共121页缩合反应CH3-C～S-合酶+=OHOOC-CH2-C～SACPO=β-酮脂酰-ACP合酶CH3-C-CH2-C～SACPO=O=+合酶-SH+CO2还原反应CH3-C-CH2-C～SACPO=O=+NADPH++

H+

β-酮脂酰-ACP还原酶CH3-CH-CH2-C～SACPO-OH=+NADP+

D-β-羟丁酰-ACP第79页/共121页脱水反应CH3-CH-CH2-C～SACPO-OH==-C-C==CO-CH3-HH～SACPβ-羟脂酰-ACP脱水酶+H2O（△2反式丁烯酰-ACP,巴豆酰-ACP）再还原反应-C==CO-CH3HH～SACPC-=-

32+NADPH+H+β-烯脂酰-ACP还原酶CH3-CH2-CH-C～SACPO=+NADP+（丁酰-ACP）丁酰-ACP与丙二酸单酰-ACP重复缩合、还原、脱水、再还原的过程，直至生成软脂酰-ACP。第80页/共121页缩合反应CH3-C～S-合酶+=OHOOC-CH2-C～SACPO=β-酮脂酰-ACP合酶CH3-C-CH2-C～SACPO=O=+合酶-SH+CO2由于缩合反应中，β-酮脂酰-ACP合酶是对链长有专一性的酶，仅对14C及以下脂酰-ACP有催化活性，故从头合成只能合成16C及以下饱和脂酰-ACP。软脂酰-ACP硫酯酶水解ACP+软脂酸（棕榈酸）释放H2O第81页/共121页第82页/共121页*软脂酸的合成过程*底物进入

乙酰CoA乙酰基-S-CE(缩合酶)丙二酸单酰CoA丙二酸单酰-S-ACP软脂酸合成酶

乙酰基（第一个）丙二酰基第83页/共121页缩合CO2还原NADPH+H+NADP+脱水H2O再还原NADH+H+NAD+第84页/共121页

第85页/共121页8CH3-C～SCOA=O+7ATP+14NADPH++14H+CH3(

CH2)14COOH+14NADP+

+8CoASH+

7ADP

+7Pi+

6H2O

那么这个过程与糖代谢有一定关系：原料（乙酰辅酶A

）来源羧化反应中消耗的ATP可由EMP途径提供还原力NADPH从哪来？总反应式第86页/共121页①合成所需原料为乙酰CoA，直接生成的产物是软脂酸，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在胞液中进行，关键酶是乙酰CoA羧化酶；是脂肪酸合成的限速酶，存在于胞液中，其辅基是生物素，柠檬酸、Mn2+是其激活剂，棕榈酰CoA是抑制剂。

③合成为一耗能过程，每合成一分子软脂酸，需消耗15分子ATP（8分子用于转运，7分子用于活化）；④需NADPH作为供氢体，对糖的磷酸戊糖旁路有依赖性。脂肪酸合成的特点：第87页/共121页1.代谢物的调节作用乙酰CoA羧化酶的别构调节物抑制剂：软脂酰CoA及其他长链脂酰CoA激活剂：柠檬酸、异柠檬酸进食糖类而糖代谢加强，NADPH及乙酰CoA供应增多，有利于脂酸的合成。大量进食糖类也能增强各种合成脂肪有关的酶活性从而使脂肪合成增加。脂肪酸合成的调节第88页/共121页2.激素调节

+

脂肪酸合成

胰岛素

胰高血糖素肾上腺素生长素脂肪酸合成﹣﹣TG合成乙酰CoA羧化酶的共价调节

胰高血糖素：激活PKA，使之磷酸化而失活胰岛素：通过磷蛋白磷酸酶，使之去磷酸化而复活

第89页/共121页合成过程可以分为三个阶段：（1）原料的准备——乙酰CoA羧化生成丙二酸单酰CoA（在细胞液中进行），由乙酰CoA羧化酶催化，辅基为生物素，是一个不可逆反应。乙酰CoA羧化酶可分成三个不同的亚基：生物素羧化酶（BC）生物素羧基载体蛋白（BCCP）羧基转移酶（CT）第90页/共121页（2）合成阶段

———

以软脂酸（16碳）的合成为例（在细胞液中进行）。催化该合成反应的是一个多酶体系，共有七种蛋白质参与反应，以没有酶活性的脂酰基载体蛋白（ACP）为中心，组成一簇。原初反应（初始反应）缩合反应还原反应脱水反应还原反应第91页/共121页

至此，生成的丁酰-ACP比开始的乙酰-ACP多了两个碳原子；然后丁酰基再从ACP上转移到β-酮脂酰合成酶的-SH上，再重复以上的缩合、还原、脱水、还原4步反应，每次重复增加两个碳原子，释放一分子CO2，消耗两分子NADPH，经过7次重复后合成软脂酰-ACP，最后经硫脂酶催化脱去ACP生成软脂酸（16碳）。第92页/共121页（3）延长阶段（在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化碳链的延长，一是线粒体中的延长酶系，另一个是粗糙内质网中的延长酶系。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。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93页/共121页2.不饱和脂肪酸的合成

不饱和脂肪酸中的不饱和键由去饱和酶催化形成。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）以及花生四烯酸（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，必须从食物中摄取，因为哺乳动物体内没有△9以上的去饱和酶。第94页/共121页

合成氧化细胞中部位细胞质线粒体酶系7种酶，多酶复合体或多酶融合体4种酶分散存在酰基载体ACPCoA二碳片段乙酰CoA丙二酸单酰CoA乙酰CoA电子供体（受体）NADPHFAD、NAD循环缩合、还原、脱水、还原氧化、水合、氧化、裂解β-羟脂酰基构型D型L型底物穿梭机制柠檬酸穿梭脂酰肉碱穿梭对HCO3及柠檬酸的要求要求不要求方向甲基到羧基羧基到甲基能量变化消耗7个ATP及14个NADPH，共49ATP。（7FADH2+7NADH-2ATP）共33ATP产物16碳酸以内的脂肪酸。18碳酸可彻底降解第95页/共121页脂酰CoA转移酶

CoAR1COCoA

脂酰CoA

转移酶

CoAR2COCoA磷脂酸磷酸酶Pi

脂酰CoA

转移酶

CoAR3COCoA三、甘油三酯的合成第96页/共121页第五节磷脂的代谢第97页/共121页磷脂第98页/共121页甘油磷脂的基本结构：CH2-O-CO-R'R"-CO-O-CHCH2-O-PO3H-X||一、甘油磷脂的代谢第99页/共121页1．甘油二酯合成途径：

磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺通过此代谢途径合成。合成过程中所需胆碱及乙醇胺以CDP-胆碱和CDP-乙醇胺的形式提供。（二）甘油磷脂的合成代谢第100页/共121页甘油二酯合成途径3×S-腺苷同型半胱氨酸3×S-腺苷蛋氨酸胆碱乙醇胺ATPADP磷酸胆碱胆碱激酶磷酸乙醇胺乙醇胺激酶CDP-乙醇胺转胞苷酸酶CDP-胆碱CTPPPi转胞苷酸酶

甘油二酯CMP磷酸胆碱甘油二酯转移酶磷脂酰胆碱磷酸乙醇胺甘油二酯转移酶磷脂酰乙醇胺第101页/共121页磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸和心磷脂通过此途径合成。合成过程所需甘油二酯以CDP-甘油二酯的活性形式提供。

2．CDP-甘油二酯合成途径：第102页/共121页磷脂酸转胞苷酸酶CTPPPiCDP-甘油二酯肌醇磷脂酰肌醇合成酶CMP磷脂酰肌醇磷脂酰丝氨酸CMP丝氨酸磷脂酰丝氨酸合成酶心磷脂CMP心磷脂合成酶磷脂酰甘油CDP-甘油二酯合成途径第103页/共121页甘油磷脂的分解靠存在于体内的各种磷脂酶将其分解为脂肪酸、甘油、磷酸等，然后再进一步降解。（三）甘油磷脂的分解代谢磷脂酶(phospholipase,PL)第104页/共121页PLA1PLA2PLCPLDPLB2PLB1磷脂酶(phospholipase,PL)（三）甘油磷脂的分解代谢↓A2第105页/共121页甘油磷脂的分解磷脂酶A1:作用于甘油磷脂１位酯键A2：作用于甘油磷脂２位酯键B1：作用于溶血磷脂１位酯键B2：作用于溶血磷脂２位酯键C：作用于３位磷酸酯键D：作用于磷酸取代基间酯键的酶产物甘油二酯，磷脂酸，FA第106页/共121页第六节胆固醇的代谢第107页/共121页

ABC1234567891011121315161718192021222324252627D环戊烷多氢菲14一、胆固醇的结构及其酯化第108页/共121页胆固醇（cholesterol）的酯化在C3位羟基上进行，由两种不同的酶催化。存在于血浆中的是卵磷脂胆固醇酰基转移酶（LCAT）。胆固醇+卵磷脂胆固醇酯+溶血卵磷脂

LCAT第109页/共121页存在于组织细胞中的是脂肪酰CoA胆固醇酰基转移酶（ACAT）。胆固醇+脂肪酰CoA胆固醇酯+HSCoAACAT第110页/共121页胆固醇合成部位主要是在肝和小肠的胞液和微粒体。其合成所需原料为乙酰CoA。乙酰CoA经柠檬酸-苹果酸穿梭转运出线粒体而进入胞液，此过程为耗能过程。每合成一分子的胆固醇需18分子乙酰CoA，36分子ATP和16分子NADPH。（一）胆固醇合成的部位和原料二、胆固醇的合成第111页/共121页胆固醇合成的基本过程可分为下列三个阶段：1．乙酰CoA缩合生成甲羟戊酸（MVA）：此过程在胞液和微粒体进行。HMG-CoA还原酶(HMG-CoAreductase)是胆固醇合成的关键酶。（二）胆固醇合成的基本过程:第112页/共121页此过程在胞液和微粒体进行。MVA→5-焦磷酸甲羟戊酸→异戊烯焦磷酸→二甲丙烯焦磷酸→焦磷酸法呢酯→鲨烯。2．甲羟戊酸缩合生成鲨烯第113页/共121页此过程在微粒体进行。鲨烯结合在胞液的固醇载体蛋白（sterolcarrierprotein,SCP）上，由微粒体酶进行催化，经一系列反应环化为27碳胆固醇。SCP3．鲨烯环化为胆固醇第114页/共121页（一）转化为胆汁酸（二）转化为类固醇激素（三）转化为维生素D3三、胆固醇的转化第115页/共121页第116页/共121页

①肥胖症：由于体内积存的脂肪超过消耗的脂肪所