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第六章 脂 类 代 谢

第六章 脂 类 代 谢. Metabolism of Lipids. 目 录. 概 述 生物体内的脂类 第一节 脂肪的分解代谢 第二节 脂肪的生物合成 第三节 类脂的代谢. 概述 生物体内的脂类 (lipid). 酰基甘油酯. 单纯脂类. 蜡. 含有脂肪酸. 磷脂. 复合脂类. 脂类. 糖脂 硫脂. 萜 类. 非皂化脂类. 不含脂肪酸. 甾醇类. 一、单 纯 脂 类. 单纯脂类是 由脂肪酸和 醇形成的酯. 1. 概念. 2. 种类. （ 1 ） 酰基甘油酯. (2) 蜡. O. O. O.

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第六章 脂 类 代 谢

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  1. 第六章 脂 类 代 谢 Metabolism of Lipids

  2. 目 录 概 述 生物体内的脂类 第一节 脂肪的分解代谢 第二节 脂肪的生物合成 第三节 类脂的代谢

  3. 概述 生物体内的脂类(lipid) 酰基甘油酯 单纯脂类 蜡 含有脂肪酸 磷脂 复合脂类 脂类 糖脂 硫脂 萜 类 非皂化脂类 不含脂肪酸 甾醇类

  4. 一、单 纯 脂 类 单纯脂类是 由脂肪酸和 醇形成的酯 1.概念 2.种类 （1）酰基甘油酯 (2) 蜡

  5. O O O —O—C—R1 —O—C—R2 —O—C—R3 CH2 CH CH2 酰基甘油酯 常温下： 液态，油； 固态，脂 (甘油三酯） 脂肪酸 甘油

  6. 脂肪酸 （ Fatty Acid, FA） 脂肪酸：16~22碳 双数； 多数为16~18碳 软脂酸（16C） 硬脂酸（18C） 油酸 （18:1） 亚油酸（18:2） 亚麻酸 (18:3) 花生四烯酸(20:4) 饱和脂肪酸 必须脂肪酸 不饱和脂肪酸 饱和/不饱和=2 : 3

  7. 二、复 合 脂 类 复合脂是指除脂 肪酸与醇组成的 酯外,分子内还含 有其它成分的脂 类。 1.概念 2.种类 (1) 磷脂 (2) 糖脂 (3) 硫脂

  8. 磷脂酰胆碱 磷脂酸 6-亚硫酸-6-脱氧--葡萄糖甘油二酯(硫酯) 2,3-双酰基-1-(-D-半乳糖基-1，6- -D-半乳糖基）-D-甘油(糖脂）

  9. 第一节 脂肪的分解代谢

  10. 脂肪的酶促水解 一、脂 肪 的 水 解

  11. CH2-OH | CH-OH | CH2-OH CH2-OH | CH-OH | CH2-O- P 甘油激酶 CH2-OH | C=O | CH2-O- P ATP ADP TCA Glu EMP 糖异生 磷酸二羟丙酮 甘 油 的 转 化 二、甘 油 的 转 化 3磷酸甘油脱氢酶 NAD＋ NADH＋＋H＋

  12. CH3-(CH2)n -CH2 -CH2 -COOH    三、脂肪酸的氧化 α-氧化作用 β-氧化作用 ω-氧化作用

  13. 奇数碳原子： -CH2-(CH2)2n+1-COOH -CH2-(CH2)2n-COOH -COOH（苯甲酸） 偶数碳原子： -CH2COOH（苯乙酸） 1、脂肪酸的β-氧化作用  概 念 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。  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，提出了β-氧化学说。

  14. O R-C-SCoA O R-C-OH ATP ADP (AMP+2Pi) 脂酰CoA合成酶 + CoA-SH （1）、 β-氧化过程 氧化部位：线粒体基质，油料种子的乙醛酸体 a、脂肪酸的活化 内质网，线粒体外膜

  15. β-氧化 ATP CoASH AMP+2Pi N+(CH3)3 CH2 HO-CH2 COO- O R-C-S-CoA O R-C-OH O R-C-S-CoA 肉毒碱 肉毒碱 酯酰肉毒碱 CoASH N+(CH3)3 CH2 -O-CH2 COO- O R-C （2）、酯酰CoA进入线粒体基质示意图 线粒体内膜 外侧 内侧 载体 肉碱脂酰转移酶2 肉碱脂酰转移酶1 酯酰肉毒碱 CoASH

  16. 呼吸链 H20 呼吸链 H20 （3）、β-氧化的生化历程 || 酯酰CoA脱氢酶 a、脱氢 || △2-烯脂酰CoA水化酶 b、水化 β-羟脂酰CoA脱氢酶 c、再脱氢 硫解酶 d、硫解

  17. C16

  18. 96 ATP 21ATP 14ATP （4）、β-氧化过程中能量的释放 例：软脂酸 CH3(CH2)14COOH 7次β-氧化 8 乙酰CoA  12 ATP 7 NADH  3 ATP 131 ATP 7 FADH2  2 ATP 净生成：131 – 2 = 129 ATP C18 净生成：131 – 2 +17= 146 ATP

  19. 呼吸链 H20 呼吸链 H20 C18:1∆9, 3 β-氧化 || 酯酰CoA脱氢酶 a、脱氢 || △2-烯脂酰CoA水化酶 b、水化 β-羟脂酰CoA脱氢酶 c、再脱氢 硫解酶 d、硫解

  20. 呼吸链 H20 || 一个双键少1FADH2 异构化 a、异构化 || △2-烯脂酰CoA水化酶 b、水化 β-羟脂酰CoA脱氢酶 c、脱氢 硫解酶 d、硫解 （C8）

  21. 108 ATP 24ATP 14ATP 油酸β-氧化过程中能量的释放 C18:1∆9 8次β-氧化 9 乙酰CoA  12 ATP 8 NADH  3 ATP 146 ATP 7 FADH2  2 ATP 净生成：146 – 2 = 144 ATP

  22. 三羧酸循环 （5）、奇数碳链脂肪酸的氧化丙酸的代谢 ATP、CoASH 硫激酶 羧化酶 ATP、CO2生物素 变位酶 VB12 甲基丙二酸单酰CoA 琥珀酰CoA

  23. 2、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。 对奇数碳链脂肪酸的合成，含甲基的支链脂肪酸的降解，以及过长的脂肪酸的降解起重要作用

  24. O2 过氧化 RCH(OOH)COO- CO2 RCHO NAD + NADH +H+ RCH2COO- O2 羟化 RCH(OH)COO- NAD + NADH +H+ RCOCOO- NAD + NADH +H+ RCOO- CO2

  25. CH3(CH2)n COO- O2 混合功能氧化酶 NADPH+H+ NADP + HOCH2(CH2)n COO- NAD(P) + 醇酸脱氢酶 NAD(P)H+H+ OHC(CH2)n COO- NAD(P) + 醛酸脱氢酶 NAD(P)H+H+ -OOC(CH2)nCOO- 3、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。从两端β-氧化 O2 ω 醇脂酸 ω 醛脂酸 β氧化 α，ω 二羧酸

  26. 四、酮体的代谢 脂肪酸β-氧化产物乙酰CoA,一般进入三羧酸循环，但在肝细胞中，乙酰CoA可形成乙酰乙酸、β-羟丁酸、丙酮这三种物质，统称为酮体。

  27. HMGCoA裂解酶 OH | CH3COCH2COOH HOOCCH2-C-CH2COSCoA 乙酰乙酸 | CH3 脱羧酶 脱氢酶 NADH+H+ CO2 NAD+ CH3CHOHCH2COOH CH3COCH3 丙酮（少量） --羟丁酸 酮体的生成（肝脏） 硫解酶 --氧化 脂肪酸 2CH3COSCoA CH3COCH2COSCoA 乙酰乙酸CoA CoASH CH3COSCoA HMGCoA合成酶 CoASH 羟甲基戊二酸单酰CoA（HMGCoA）

  28. 酮体的分解（肝外） --氧化 脱氢酶 --羟丁酸 乙酰乙酸 NAD+ NADH+H+ 3 酮脂酰CoA转移酶 琥珀酰CoA 琥珀酸 硫解酶 2 乙酰CoA CoASH 乙酰乙酸CoA

  29. 酮体生成的意义 • 能量来源，CoA在体内的运输方式： 骨骼，心脏和肾上腺皮质细胞组织的能量消耗主要来自这些酮体，脑组织在饥饿时也能利用酮体作为能源。

  30. 五、乙醛酸循环 细菌、藻类和一定发育时期的植物，将脂肪酸降解的产物乙酰CoA通过乙醛酸循环，将2分子乙酰CoA合成1分子琥珀酸。

  31. 草酰乙酸 O CH3-C~SCoA O CH3-C~SCoA COO- CH2 CH2 COO- 琥珀酸 OO H-C-C~ OH 乙醛酸 1、乙醛酸循环反应历程 CoASH 柠檬酸合成酶 NADH 顺乌头酸酶 苹果酸脱氢酶 NAD + 苹果酸合成酶 异柠檬酸裂解酶 CoASH

  32. GTP GDP CO2 P 磷酸烯醇丙酮酸（PEP） 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 PEP羧激酶 糖异生

  33. 糖原（或淀粉） 1，6-二磷酸果糖 磷酸二羟丙酮 氧化 PEP 丙酮酸 合成 三羧酸循环 乙醛酸循环 脂肪代谢和糖代谢的关系 甘油 三酰甘油 3-磷酸甘油 脂肪酸 草酰乙酸 乙酰 CoA 油料种子和微生物 苹果酸 延胡索酸 琥珀酸

  34. 第二节 脂肪的生物合成 甘油的生成 脂肪酸的生成 脂肪的合成

  35. 一、甘油的生物合成

  36. 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

  37. 1、软脂酸的从头合成 合成地点: 细胞质或叶绿体和前质体 碳源：乙酰CoA, 碳源来源：丙酮酸，AA降解，脂肪酸氧化 乙酰CoA的转运 乙酰CoA的羧化 脂肪酸链的合成

  38. （1）乙酰CoA的转运 柠檬酸----丙酮酸穿梭

  39. 载体 ATP ADP + Pi CH3CO~SCoA CH3CO~SCoA NADH + H+ NAD+ 苹果酸脱氢酶 丙酮酸羧化酶 NAD+ NADH + H+ ADP + Pi 载体 NADP+ ATP 苹果酸酶 NADPH + H+ CO2 CO2 载体 线粒体 胞液 柠檬酸 柠檬酸 CoASH CoASH 草酰乙酸 草酰乙酸 苹果酸 苹果酸 丙酮酸 丙酮酸

  40. 解聚: 无活性 多聚体: 有活性 （2）乙酰CoA的羧化 乙酰CoA羧化酶 限速酶 （丙二酸单酰CoA） 柠檬酸: 促进 长链脂肪酰CoA: 抑制

  41. （3）脂肪酸合酶系统（FAS） （中央巯基） 外围巯基 ① 乙酰CoA:ACP转移酶（AT） ② β-酮脂酰-ACP合酶（KS） ③ 丙二酸单酰CoA:ACP转移酶（MT） ④ β-酮脂酰-ACP还原酶（KR） ⑤ β-羟脂酰-ACP脱水酶（HD） ⑥ 烯脂酰-ACP还原酶 （ER） 此外，脂酰基载体蛋白（ACP） 2 3 4 1 6 5

  42. 脂酰基载体蛋白(ACP)的辅基结构 辅基：4-磷酸泛酰巯基乙胺

  43. （中央巯基） 外围巯基 ① 乙酰CoA:ACP转移酶（AT） ② β-酮脂酰-ACP合酶（KS） ③ 丙二酸单酰CoA:ACP转移酶（MT） ④ β-酮脂酰-ACP还原酶（KR） ⑤ β-羟脂酰-ACP脱水酶（HD） ⑥ 烯脂酰-ACP还原酶 （ER） 此外，脂酰基载体蛋白（ACP） 2 3 4 1 6 5

  44. （4）脂肪酸链的形成过程 第一阶段 乙酰基进位 乙酰CoA 羧化酶 乙酰CoA:ACP转移酶 乙酰基移位 丙二酸单酰基进位 第二阶段 脂肪酸链延伸 β-酮脂酰-ACP合酶 缩合

  45. 还原 脱水 还原 软酯酰ACP 第三阶段 软酯酰ACP水解 < 16C

  46. 进位 CH3CH=CHCO-S CH3CH2CH2CO-S CH3COCH2CO-S CH3CHCH2CO-S HSCoA 乙酰S~CoA SH O CH3C-S O CH3C-S SH SH SH SH SH || || SH ① NADP+ NADP+ ⑥ NADPH NADPH SH 丙二酸单酰-SCoA OH CoASH ② ⑤ H2O HOOCCH2CO-S CH3CO-S ④ ③ CO2 链的延伸 软脂酸合成的反应流程

  47. 水解 SH SH 链的延伸

  48. (5)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，脂肪酸减少两个碳单位，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，脂肪酸延长两个碳单位。 b. 两条途径的中间产物基本相同

  49. 脂肪酸的β－氧化和从头合成的异同

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