生物化学第七章脂类代谢

生物化学第七章脂类代谢第1页，课件共84页，创作于2023年2月回忆脂类是脂肪和类脂的总称。脂肪(fat)：储脂供能

三脂肪酸甘油酯或甘油三酯。类脂(lipoid)：维持生物膜的结构和功能

胆固醇胆固醇酯磷脂糖脂第2页，课件共84页，创作于2023年2月单不饱和脂酸多不饱和脂酸不饱和脂酸的分类不饱和脂酸命名系统命名法△编码体系从脂酸的羧基碳起算ω或n编码体系从脂酸的甲基碳起算第3页，课件共84页，创作于2023年2月习惯名系统名碳原子及双键数双键位置族分布△系n系软油酸十六碳一烯酸16：197ω-7广泛油酸十八碳一烯酸18：199ω-9广泛亚油酸十八碳二烯酸18：29,126,9ω-6植物油α-亚麻酸十八碳三烯酸18：39,12,153,6,9ω-3植物油γ-亚麻酸十八碳三烯酸18：36,9,126,9,12ω-6植物油花生四烯酸廿碳四烯酸20：45,8,11,146,9,12,15ω-6植物油timnodonic廿碳五烯酸（EPA）20：55,8,11,14,173,6,9,12,15ω-3鱼油clupanodonic廿二碳五烯酸（DPA）22：57,10,13,16,193,6,9,12,15ω-3鱼油，脑cervonic廿二碳六烯酸（DHA）22：64,7,10,13,16,193,6,9,12,15,18ω-3鱼油第4页，课件共84页，创作于2023年2月第一节脂肪的分解代谢

一、脂肪的消化与吸收甘油三酯结构第5页，课件共84页，创作于2023年2月脂肪的酶促水解第6页，课件共84页，创作于2023年2月二、甘油的转化（实线为甘油的分解，虚线为甘油的合成)）甘油激酶磷酸甘油脱氢酶异构酶磷酸酶第7页，课件共84页，创作于2023年2月三、脂肪酸的氧化

（一）饱和脂肪酸的β-氧化作用（3）β-氧化过程中能量的释放及转换效率2、氧化过程1、β-氧化作用的概念及试验证据（1）

脂肪酸的活化和转运（2）β-氧化的生化过程第8页，课件共84页，创作于2023年2月1、β-氧化作用的概念及试验证据

概念

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。

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，即乙酰CoA，该过程称作β-氧化。-CH2-(CH2)2n+1-COOH-CH2-(CH2)2n-COOH-COOH（苯甲酸）-CH2COOH（苯乙酸）奇数碳原子：偶数碳原子：第9页，课件共84页，创作于2023年2月2、脂肪酸的活化和转运

a、脂肪酸的活化OR-C-OH+CoA-SH脂酰CoA合成酶

OR-C-SCoAATPAMP+PPib、脂酰CoA的运转肉毒碱的作用第10页，课件共84页，创作于2023年2月酯酰CoA进入线粒体基质示意图

N+(CH3)3CH2HO-CH

CH2COO-肉毒碱酯酰肉毒碱

OR-C

N+(CH3)3CH2-O-CH2

CH2COO-酯酰肉毒碱CoASH

OR-C-S-CoA

OR-C-OHATPCoASHADP+PPiCoASH肉毒碱

OR-C-S-CoAβ-氧化线粒体内膜内侧外侧载体肉碱酯酰转移酶Ⅰ肉碱酯酰转移酶Ⅱ第11页，课件共84页，创作于2023年2月3、β-氧化的生化历程a、脱氢b、水化c、再脱氢

ＯR-CH=CH-C-SCoA

ＯR-CH2-

CH2C-SCoA

OHOR-CH-CH2C~SCoA

O

OR-C-CH2C~SCoA

OR-C~ScoA

OCH3C~SCoA||+||d、硫解||||第12页，课件共84页，创作于2023年2月氧化的生化历程

乙酰CoAFADFADH2

NAD+NADHRCH2CH2CO-SCoA脂酰CoA脱氢酶脂酰CoA

烯脂酰CoA水化酶

β-羟脂酰CoA脱氢酶

硫解酶RCHOHCH2CO~ScoARCOCH2CO-SCoARCH=CH-CO-SCoA+CH3CO~SCoAR-CO~ScoAH2O

CoASHTCA

乙酰CoA

乙酰CoA

乙酰CoAATPH20呼吸链H20呼吸链

乙酰CoA

乙酰CoA

乙酰CoA

乙酰CoA第13页，课件共84页，创作于2023年2月β-氧化的主要生化反应酯酰CoA脱氢酶脂酰CoA

ＯRCH2CH2C-SCoA

ＯRCH=CH-C-SCoAβ-烯脂酰CoA

OR-C~ScoA脂酰CoA

OCH3C~SCoA

乙酰CoA||||+烯酰CoA水化酶

β-羟脂酰CoA脱氢酶

硫解酶H2O

CoASHNAD+NADHFADFADH2

OHORCHCH2C~ScoAβ-羟脂酰CoA||

OORCCH2C-SCoA

β-酮酯酰CoA|||第14页，课件共84页，创作于2023年2月如：软脂酸（棕搁酸，C15H31COOH）的β-氧化过程第15页，课件共84页，创作于2023年2月4、β-氧化过程中能量的释放及转换效率净生成：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40第16页，课件共84页，创作于2023年2月5、不饱和脂肪酸的氧化

油酰基CoA（918：1）

CH3(CH2)7CH=CH-CH2(CH2)6CO-CoAOHCH3(CH2)7CH2-C-CH2-CO-CoAH6CH3-CO-CoACH3(CH2)7CH2-C=C-CO-CoAHH2-反-十二碳烯酰CoA

β-氧化,三次循环烯酯酰CoA异构酶烯酯酰CoA水化酶再开始β-氧化CH3(CH2)7-C=C-CH2-

CO-CoA3-顺-十二碳烯酯酰CoA

HH如：油酰基的β氧化作用第17页，课件共84页，创作于2023年2月6.奇数碳链脂肪酸的氧化一些植物和海洋生物能合成奇数碳脂肪酸。一些氨基酸，如异亮氨酸、缬氨酸和甲硫氨酸在降解过程中也会产生丙酰CoA或丙酸。还有反刍动物瘤胃中的细菌可将糖类发酵产生大量的丙酸。第18页，课件共84页，创作于2023年2月ATP、CoASH丙酸的代谢甲基丙二酸单酰CoA琥珀酰CoA硫激酶羧化酶变位酶三羧酸循环ATP、CO2

生物素CoB12第19页，课件共84页，创作于2023年2月（二）脂肪酸的α-氧化作用

脂肪酸氧化作用发生在α-碳原子上，分解出CO2，生成比原来少一个碳原子的脂肪酸，这种氧化作用称为α-氧化作用。

α-氧化作用对于生物体内奇数碳脂肪酸的形成，对含甲基的支链脂肪酸的降解，或过长的脂肪酸(如C22、C24)的降解起着重要的作用。RCH2COO-RCH(OH)COO-RCOCOOHRCOOHCO2O2NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+RCH(OOH)COO-CO2RCHOO2NAD+NADH+H+过氧化羟化氧化氧化脱羧氧化脱羧氧化第20页，课件共84页，创作于2023年2月（三）脂肪酸的ω氧化作用

脂肪酸的ω-氧化指脂肪酸的末端甲基（ω-端）经氧化转变成羟基，继而再氧化成羧基，从而形成α，ω-二羧酸的过程。CH3(CH2)n

COO-HOCH2(CH2)nCOO-OHC(CH2)nCOO-HOOC(CH2)nCOO-O2NAD(P)+NAD(P)H+H+NAPD+NADPH+H+NAD(P)+NAD(P)H+H+混合功能氧化酶醇酸脱氢酶醛酸脱氢酶脂肪酸ω-羟酯酸ω-醛酯酸a,ω-二羧酸第21页，课件共84页，创作于2023年2月（四）乙醛酸循环1、乙醛酸循环的生化历程4、脂肪代谢和糖代谢的关系3、乙醛酸循环的生理意义植物种子萌发的脂肪转化为糖2、乙醛酸循环总反应式及其糖异生的关系第22页，课件共84页，创作于2023年2月CoASH柠檬酸合成酶顺乌头酸酶1.乙醛酸循环反应历程NAD+NADH苹果酸脱氢酶草酰乙酸

OCH3-C~SCoACoASH

OCH3-C~SCoACOO-CH2CH2COO-琥珀酸异柠檬酸裂解酶苹果酸合成酶

O

OH-C-C~OH乙醛酸第23页，课件共84页，创作于2023年2月2.乙醛酸循环总反应式及其与糖异生的关系2乙酰CoA+NAD+琥珀酸+2CoASH+NADH+H+草酰乙酸糖异生第24页，课件共84页，创作于2023年2月3.乙醛酸循环的生物学意义

对于一些细菌和藻类，乙醛酸循环使它们能够仅以乙酸盐作为能源和碳源生长。在脂肪转变为糖的过程中，乙醛酸循环起着关键的作用，它是连结糖代谢和脂代谢的枢纽。线粒体乙醛酸体第25页，课件共84页，创作于2023年2月4.脂肪代谢和糖代谢的关系延胡索酸琥珀酸苹果酸草酰乙酸3-磷酸甘油三羧酸循环乙醛酸循环甘油乙酰CoA三酰甘油脂肪酸氧化

糖原（或淀粉）1，6-二磷酸果糖磷酸二羟丙酮PEP丙酮酸合成植物和微生物第26页，课件共84页，创作于2023年2月5.酮体的代谢酮体的生成酮体的分解生成酮体的意义

脂肪酸β-氧化产物乙酰CoA,在肌肉中进入三羧酸循环，然后在肝细胞中可形成乙酰乙酸、β-羟丁酸、丙酮这三种物质统称为酮体。第27页，课件共84页，创作于2023年2月酮体的生成羟甲基戊二酸单酰CoA（HMGCoA）脂肪酸硫解酶2CH3COSCoACH3COCH2COSCoA乙酰乙酰CoAHOOCCH2-C-CH2COSCoA|CH3OH|HMGCoA裂解酶HMGCoA合成酶CH3COSCoACoASH--氧化CH3COCH2COOHCH3CHOHCH2COOH乙酰乙酸丙酮--羟丁酸脱氢酶CO2NADH+H+NAD+CH3COCH3脱羧酶CoASH第28页，课件共84页，创作于2023年2月酮体的分解乙酰乙酰CoA硫解酶转移酶琥珀酰CoACoASH--氧化乙酰乙酸脱氢酶NADH+H+NAD+乙酰CoA2--羟丁酸琥珀酸第29页，课件共84页，创作于2023年2月生成酮体的意义

肝脏组织正是以酮体的形式将乙酰coA通过血液运送至外周器官中的。骨骼、心脏和肾上腺皮质细胞的能量消耗主要就是来自这些酮体，脑组织在糖饥饿时也能利用酮体作为能源。第30页，课件共84页，创作于2023年2月第二节脂肪的合成代谢

一、甘油的生物合成二、脂肪酸的生物合成三、三酰甘油的生物合成第31页，课件共84页，创作于2023年2月一、甘油的生物合成（细胞质中）第32页，课件共84页，创作于2023年2月二、脂肪酸的生物合成1、十六碳饱和脂肪酸（软脂酸）的从头合成2、线粒体和内质网中脂肪酸碳链的延长3、不饱和脂肪酸的合成第33页，课件共84页，创作于2023年2月1.软脂酸的从头合成（3）脂肪酸生物合成的反应历程（1）脂肪酸合成酶复合体系FAS和脂酰基载体蛋白(ACP)（2）乙酰CoA运转——柠檬酸循环第34页，课件共84页，创作于2023年2月（1）脂肪酸合成酶系结构模式①②③④⑤⑥中央巯基SH外围巯基SH⑥①②③④⑤ACP①乙酰CoA:ACP转移酶②丙二酸单酰CoA:ACP转移酶③β-酮脂酰-ACP合酶④β-酮脂酰-ACP还原酶

⑤β-羟脂酰-ACP脱水酶⑥烯脂酰-ACP还原酶

第35页，课件共84页，创作于2023年2月脂酰基载体蛋白(ACP)的辅基结构CH2-Ser-ACPHS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AHS4-磷酸泛酰巯基乙胺第36页，课件共84页，创作于2023年2月（2）乙酰CoA从线粒体内至胞液的运转第37页，课件共84页，创作于2023年2月（3）脂肪酸从头合成的生化历程b、缩合c、还原d、脱水a、丙二酸单酰ACP的形成

OR-C~SACP

OCH3C~SACP||+||e、还原

OHOR-CH-CH2C~SACP

OOR-C-CH2-

C~SACP

ＯR-CH=CH-C-SACP

||

ＯR-CH2-

CH2-

C-SACP||第38页，课件共84页，创作于2023年2月||

OHOOC-CH2-C-S-CoA丙二酸单酰CoA丙二酸单酰ACP的形成：

OCH3C-S~CoA

乙酰CoA

||+ATPHCO3-ADP+Pi||

OHOOC-CH2-C-S-ACP丙二酸单酰ACPACPCoA乙酰CoA

羧化酶生物素第39页，课件共84页，创作于2023年2月丁酰CoA

ＯCH3CH2CH2C-SACPOCH3COCH2C-SACPβ-酮丁酰ACP||OCH3C~SACP乙酰ACP||+β-羟丁酰ACP脱水酶

β-酮丁酰ACP还原酶

NADP+NADPHCoASHOOHO-C-CH2C-S-ACP

丙二酸单酰-ACP||||OHOCH3-CH-CH2-C-S-ACPβ-羟丁酰-ACP|||OCH3CHCH-C-S-ACP=β-烯丁酰ACP||H2Oβ-烯丁酰ACP还原酶NADP+NADPH缩合酶第40页，课件共84页，创作于2023年2月软脂酸合成的反应流程CH3CO-SHOOCCH2CO-S丙二酸单酰CoA:ACP转移酶CH3CHCH2CO-SSHOHSHSHCH3CH=CHCO-SSHSHSH

OCH3C-S||SHNADP+NADPH⑥HSCoA乙酰S~CoA

①丙二单酰-SCoACoASH②NADP+NADPH④H2O⑤③CO2软脂酸H2O进位链的延伸水解

OCH3C-S||SHCH3COCH2CO-SSHCH3CH2CH2CO-SSH乙酰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还原酶第41页，课件共84页，创作于2023年2月脂肪酸生物合成的反应历程β-烯丁酰ACPCH3COCH2C0-SACP

丁酰ACPCH3CH(OH)CH2C0-SACP

CH3CH=CH2C0-SACPCH3CH2CH2C0-SACP

β-酮丁酰ACPβ-羟丁酰ACPCH3COCoACH3COACPHOOCCH3COACPHOOCCH3COCoACH3COCoACO2+ACPC2C2C2C2C2C2NADPHNADP+NADP+NADPHH2OCH3(CH2)14C0-SACP+CO2ACP第42页，课件共84页，创作于2023年2月脂肪酸β－氧化和从头合成的关系a.两条途径运行方向相反

β－氧化：每经历一次脱氢、加水、脱氢、裂解的循环反应，脂肪酸减少两个碳片段，生成一分子乙酰CoA。从头合成：每经历一次缩合、还原、脱水、还原的循环反应，脂肪酸延长两个碳片段。

b.两条途径的中间产物基本相同第43页，课件共84页，创作于2023年2月（4）脂肪酸的β－氧化和从头合成的异同第44页，课件共84页，创作于2023年2月2.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

不明确第45页，课件共84页，创作于2023年2月3.不饱和脂肪酸的合成(1)需氧途径（2）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、-羟癸酰-ACP时，由专一的脱水酶催化脱水，生成、-烯癸酰-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。NADPH+H+NADP+FAD2Fe去饱和酶RCH2-CH2-RCH＝CH-2e2e2e2eO2+4H+2H2O4e（黄素蛋白）动：细胞色素b5zh内质网膜，酯酰CoA植：铁硫蛋白质体，酯酰ACP双键酯酰基单键第46页，课件共84页，创作于2023年2月三、三酰甘油的生物合成磷酸甘油酯酰转移酶磷酸甘油酯酰转移酶二酰甘油酯酰转移酶磷酸酶溶血磷脂酸磷脂酸二酰甘油三酰甘油第47页，课件共84页，创作于2023年2月第三节类脂的代谢1、磷脂的降解与合成2、糖脂的降解与生物合成3、胆固醇的生物合成与转化第48页，课件共84页，创作于2023年2月（回忆）定义含磷酸的脂类称磷酯。分类

甘油磷脂

——由甘油构成的磷酯

鞘磷脂

——由鞘氨醇构成的磷脂X指与磷酸羟基相连的取代基FAFAPiX

甘油FAPiX鞘氨醇X=胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等一、磷脂的降解与合成第49页，课件共84页，创作于2023年2月（一）、甘油磷脂的代谢组成：甘油、脂酸、磷脂、含氮化合物结构：功能：含一个极性头、两条疏水尾，构成生物膜的磷脂双分子层。常为花生四烯酸X=胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等1.甘油磷脂的组成、分类及结构第50页，课件共84页，创作于2023年2月磷脂酰胆碱含氮碱甘油脂肪酸第51页，课件共84页，创作于2023年2月X-OHX取代基甘油磷脂的名称水－H磷脂酸胆碱－CH2CH2N+(CH3)3磷脂酰胆碱乙醇胺－CH2CH2NH3+磷脂酰乙醇胺丝氨酸－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肌醇磷脂酰肌醇2.甘油磷脂的分类第52页，课件共84页，创作于2023年2月3磷脂酶的作用部位磷脂酶C磷脂酶D磷脂酶A2(B2)磷脂酶A1(B1)磷脂酰胆碱溶血磷脂3-甘油磷酸胆碱脂肪酸甘油磷酸胆碱第53页，课件共84页，创作于2023年2月1.合成部位全身各组织内质网，肝、肾、肠等组织最活跃。

2.

合成原料及辅因子脂酸、甘油、磷酸盐、胆碱、丝氨酸、肌醇、ATP、CTP（二）甘油磷脂的合成第54页，课件共84页，创作于2023年2月3.合成的基本过程（1）甘油二酯合成途经：磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺；（2）CDP-甘油二酯合成途径：磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸、心磷脂。第55页，课件共84页，创作于2023年2月CDP-乙醇胺CDP-胆碱第56页，课件共84页，创作于2023年2月(1)甘油二酯合成途径（高等动物）第57页，课件共84页，创作于2023年2月(2)CDP-甘油二酯合成途径（普遍）第58页，课件共84页，创作于2023年2月鞘脂(sphingolipids)含鞘氨醇(sphingosine)或二氢鞘氨醇的脂类。（三）、鞘磷脂的代谢1.鞘脂化学组成及结构

第59页，课件共84页，创作于2023年2月鞘脂鞘磷脂鞘糖脂FA鞘氨醇FAPiX鞘氨醇FA糖鞘氨醇第60页，课件共84页，创作于2023年2月X----磷脂胆碱、磷脂乙醇胺单糖或寡糖按取代基X的不同，鞘脂分为：鞘糖酯、鞘磷脂第61页，课件共84页，创作于2023年2月第62页，课件共84页，创作于2023年2月二、糖脂的降解与生物合成（一）糖脂的降解糖脂上的糖基成分可以在一些糖苷酶的作用下被水解下来，其他的成分在各种脂酶的作用下可水解成甘油或鞘氨醇、脂肪酸等。第63页，课件共84页，创作于2023年2月（二）糖脂的生物合成1.甘油糖脂的生物合成①单半乳糖二脂酰甘油(MGDG)的合成：②双半乳糖二脂酰甘油(DGDG)的合成：由单半乳糖二脂酰甘油再接受一分子UDP—半乳糖上的半乳糖基，即可生成DGDG。第64页，课件共84页，创作于2023年2月2.鞘糖脂的生物合成

第65页，课件共84页，创作于2023年2月1、糖脂的合成2、糖脂的分解糖脂的代谢第66页，课件共84页，创作于2023年2月

固醇共同结构环戊烷多氢菲概述三、胆固醇的生物合成与转化第67页，课件共84页，创作于2023年2月动物胆固醇(27碳)第68页，课件共84页，创作于2023年2月植物(29碳)酵母(28碳)第69页，课件共84页，创作于2023年2月*胆固醇的生理功能是生物膜的重要成分，对控制生物膜的流动性有重要作用；是合成胆汁酸、类固醇激素及维生素D等生理活性物质的前体。第70页，课件共84页，创作于2023年2月*胆固醇在体内含量及分布含量：

约140克分布：广泛分布于全身各组织中大约¼分布在脑、神经组织肝、肾、肠等内脏、皮肤、脂肪组织中也较多肌肉组织含量较低肾上腺、卵巢等合成类固醇激素的腺体含量较高存在形式：游离胆固醇胆固醇酯第71页，课件共84页，创作于2023年2月

1.合成部位：肝是主要场所胞液及内质网

2.合成原料：18分子乙酰CoA，36分子ATP及16分子NADPH＋H+

3.合成基本过程

1、甲羟戊酸（甲瓦龙酸，MVA）的合成；

2、异戊烯醇焦磷酸酯（IPP）的合成；

3、鲨烯的生成——30C4、胆固醇的生成——27C

（一）、胆固醇(cholesterol)的合成第72页，课件共84页，创作于2023年2月