1、第七章第七章 脂類代謝脂類代謝(lipid metabolism) 5 5 學學 時時 第一節(jié)第一節(jié) 脂質(zhì)的酶促水解脂質(zhì)的酶促水解脂類脂類脂肪脂肪: 甘油三酯（脂肪酸與甘油）甘油三酯（脂肪酸與甘油）類脂類脂固醇類固醇類磷脂磷脂糖脂糖脂脂脂 類類 (lipid classes)1、脂肪是氧化供能和儲存能量的物質(zhì)、脂肪是氧化供能和儲存能量的物質(zhì) 2、類脂是組成生物細胞膜的必要成分、類脂是組成生物細胞膜的必要成分 3、許多脂類還是合成體內(nèi)某些活性物質(zhì)的原料。、許多脂類還是合成體內(nèi)某些活性物質(zhì)的原料。 膽固醇膽固醇膽汁酸、膽汁酸、vd3、腎上腺皮質(zhì)激素、性激素；、腎上腺皮質(zhì)激素、性激素； 高度不飽和脂

2、肪酸高度不飽和脂肪酸 磷脂，前列腺素。磷脂，前列腺素。脂類的生理功能：脂類的生理功能： 脂肪的降解：脂肪的降解：脂肪脂肪+3 h2o 甘油甘油 + 3 脂肪酸脂肪酸脂酶脂酶（3 3種脂肪酸）種脂肪酸） 第二節(jié)第二節(jié) 三酰甘油的分解代謝三酰甘油的分解代謝 一、甘油的氧化一、甘油的氧化磷酸二羥丙酮就是聯(lián)磷酸二羥丙酮就是聯(lián)系甘油代謝與糖代謝系甘油代謝與糖代謝的關鍵物質(zhì)的關鍵物質(zhì).動物的甘油需要運到動物的甘油需要運到肝細胞中進行氧化分肝細胞中進行氧化分解解ch2ohchohch2ohatpadp 甘油激酶(肝、腎、腸)ch2ohchohch2opnad+nadh+h+ 磷酸甘油脫氫酶ch2ohcch2

3、opo3-磷酸甘油磷酸二羥丙酮糖酵解糖異生丙酮酸糖或糖原甘油甘油計算計算1mol1mol甘油徹底氧化能生成多少甘油徹底氧化能生成多少molatpmolatp？二、脂肪酸的二、脂肪酸的-氧化分解氧化分解w 飽和脂肪酸飽和脂肪酸-氧化氧化-氧化氧化-氧化氧化單不飽和脂肪酸單不飽和脂肪酸多不飽和脂肪酸多不飽和脂肪酸 不飽和脂肪酸不飽和脂肪酸 奇數(shù)奇數(shù)c原子脂肪酸原子脂肪酸 - -氧化作用概念氧化作用概念脂肪酸氧化分解時，在碳鏈的脂肪酸氧化分解時，在碳鏈的- -碳原子與碳原子與-碳原子碳原子之間斷裂，使碳原子成雙成對地斷裂下來，生成一分之間斷裂，使碳原子成雙成對地斷裂下來，生成一分子乙酰子乙酰coac

4、oa和比原來少兩個碳原子的脂酰和比原來少兩個碳原子的脂酰coacoa的過程稱的過程稱為為-氧化。氧化。rch2ch2ch2ch2coohscoarocch2ch2scoaocch3amp+ppifadh2 +nadh + h+ atph2o + 2hscoafad2+nad+ 純純化化合合物物排泄物的化學排泄物的化學分析分析實驗依據(jù)：實驗依據(jù)：脂肪酸在體內(nèi)的轉變過程脂肪酸在體內(nèi)的轉變過程苯環(huán)苯環(huán)1904年年 f. knoop前提：已知動物體內(nèi)不能降解苯環(huán)前提：已知動物體內(nèi)不能降解苯環(huán) 方案：苯基標記的飽和脂肪酸飼喂動物方案：苯基標記的飽和脂肪酸飼喂動物 脂肪酸脂肪酸-氧化實驗證據(jù)氧化實驗證據(jù)c

5、h2ch2ch2coohch2coohch2ch2ch2ch2ch2coohch2ch2ch2ch2coohch2ch2coohcoohch2conhch2coohconhch2cooh偶碳苯脂酸奇碳苯脂酸 苯乙尿酸(苯乙酸衍生物) 馬尿酸(苯甲酸衍生物)苯乙酸苯乙酸苯甲酸苯甲酸（1 1）脂肪酸的活化）脂肪酸的活化脂酰脂酰coacoa的形成的形成w 細胞定位：胞液（細胞質(zhì)）細胞定位：胞液（細胞質(zhì)）rcooh+hscoaatpamp+ppi脂酰coa合成酶rcoscoa脂酰coa相當于消耗相當于消耗2 2個個atpatpamprch2ch2ch2ch2co中間產(chǎn)物中間產(chǎn)物（2 2）脂肪酸的轉運）

6、脂肪酸的轉運 n+(chn+(ch3 3) )3 3 ch ch2 2ho-chho-ch2 2 coo- coo-肉毒堿肉毒堿酯酰肉毒堿酯酰肉毒堿 o or-cr-c n+(chn+(ch3 3) )3 3 ch ch2 2-o-ch-o-ch2 2 coo- coo-酯酰肉毒堿酯酰肉毒堿coashcoash o or-c-sr-c-s coacoa o or-c-ohr-c-ohatpatpcoashcoashadp+ppiadp+ppicoashcoash肉毒堿肉毒堿 o or-c-scoar-c-scoa-氧化氧化線粒體內(nèi)膜線粒體內(nèi)膜內(nèi)側內(nèi)側外側外側載載體體肉堿酯酰轉移酶肉堿酯酰轉移酶

7、肉堿酯酰轉移酶肉堿酯酰轉移酶在線粒體中，脂酰在線粒體中，脂酰coacoa每進行一次每進行一次-氧化要經(jīng)氧化要經(jīng)過脫氫、加水、再脫氫、硫解四步，生成一分過脫氫、加水、再脫氫、硫解四步，生成一分子比原來少兩個碳原子的脂酰子比原來少兩個碳原子的脂酰coacoa及一分子乙酰及一分子乙酰coacoa。（3 3）脂肪酸的）脂肪酸的-氧化作用氧化作用 脫氫脫氫 脂酰脂酰coacoa經(jīng)脂酰經(jīng)脂酰coacoa脫氫酶催化，在其脫氫酶催化，在其和和碳原子上脫氫，生成碳原子上脫氫，生成2 2- -反烯脂酰反烯脂酰coacoa，該脫，該脫氫反應的輔基為氫反應的輔基為fadfad。rch2ch2ch2coscoafadf

8、adh2rch2cchhcoscoa脂酰coa脫氫酶 加水（水合反應）加水（水合反應） 2 2 - -反烯脂酰反烯脂酰coacoa在在2 2 - -反烯脂酰反烯脂酰coacoa水合酶催化下，在雙鍵上加水生成水合酶催化下，在雙鍵上加水生成l-l-羥脂酰羥脂酰coacoa。rch2c chhcoscoarch2ch ch coscoaohh2o烯脂酰coa水合酶 脫氫脫氫 l-l-羥脂酰羥脂酰coacoa在在l-l-羥脂酰羥脂酰coacoa脫脫氫酶催化下，脫去氫酶催化下，脫去碳原子與羥基上的氫原子生碳原子與羥基上的氫原子生成成-酮脂酰酮脂酰coacoa，該反應的輔酶為，該反應的輔酶為nadnad+

9、 +。rch2ch ch coscoaohrch2cch coscoao烯脂酰coa脫氫酶nad+nadh + h+ 硫解硫解 在在-酮脂酰酮脂酰coacoa硫解酶催化下，硫解酶催化下，-酮酮脂酰脂酰coacoa與與coacoa作用，硫解產(chǎn)生作用，硫解產(chǎn)生1 1分子乙酰分子乙酰coacoa和比和比原來少兩個碳原子的脂酰原來少兩個碳原子的脂酰coacoa。rch2c ch coscoaorch2coscoa ch3coscoacoa sh+硫解酶rch2ch2coohrch2ch2coscoarch2ch2coscoachcoscoarchch2coscoarchohch2coscoarcorc

10、oscoa+ch3coscoaatp+hscoaamp+ppi脂酰coa 合成酶cfadfadh2脂酰coa脫氫酶烯脂酰coa 水化酶2h2onad+nadh+h+l(+) 羥脂酰 coa脫氫酶hscoa 酮脂酰coa 硫解酶呼吸鏈2ph2oh2o呼吸鏈3p脫氫加水脫氫硫解脂酰coa烯脂酰coa2反l(+) 羥脂酰coa 酮脂酰coa 脂酰coa(少兩個碳原子)乙酰coa脂酰coa脂肪酸線粒體內(nèi)膜 關于關于-氧化的幾個問題氧化的幾個問題 細胞定位：線粒體細胞定位：線粒體 肉毒堿的幫助肉毒堿的幫助 乙酰乙酰coacoa進入三羧酸循環(huán)徹底氧化，或進入乙進入三羧酸循環(huán)徹底氧化，或進入乙醛酸循環(huán)，也可

11、以作為合成脂肪，糖和某些氨基醛酸循環(huán)，也可以作為合成脂肪，糖和某些氨基酸的原料。酸的原料。（4 4）脂肪酸氧化的能量生成）脂肪酸氧化的能量生成 脂肪酸氧化的能量生成脂肪酸氧化的能量生成w如軟脂酸（如軟脂酸（c16）：）：n7次次-氧化，生成氧化，生成8分子乙酰分子乙酰coa、7分子分子fadh2及及7分子分子nadh+h+ 即即 108 +2.57+1.57=108分子分子atpn 脂肪酸活化時消耗脂肪酸活化時消耗2個高能磷酸鍵個高能磷酸鍵n凈生成凈生成108-2=106分子分子atpn能量利用率？能量利用率？脂肪酸 -氧化2ch3coscoa乙酰乙酰coa 硫解酶hscoach3coch2c

12、oscoa乙酰乙酰coach2coch2cooh乙酰乙酸ch3chohch2coohch3coch3 -羥丁酸丙酮nadh+h+nad+ -羥丁酸脫氫酶co2限速酶限速酶ch3coscoahscoahmgcoa 合成酶hoocch2cohch2coscoach3羥甲基戊二酸單酰coa （hmgcoa）ch3coscoahmgcoa 裂解酶1、酮體的生成、酮體的生成三、酮體（三、酮體（ketone bodies）代謝）代謝ch3chohch2cooh -羥丁酸nadh+h+nad+hscoa乙酰乙酰coa硫解酶2ch3coscoatca循環(huán)丙酮丙酮酸（或乳酸）糖異生糖ch2coch2coohch

13、3coch2coscoach2ch2coohcoscoach2ch2coohcoohhscoa+atpamp+ppi乙酰乙酰硫激酶琥珀酰coa轉硫酶乙酰乙酸2、酮體的利用、酮體的利用肝內(nèi)合成肝外利用肝內(nèi)合成肝外利用肝內(nèi)合成肝外利用肝內(nèi)合成肝外利用3、酮體生成的生理意義、酮體生成的生理意義w 正常：缺糖時，肝為肝外組織（心、腎、骨骼肌）正常：缺糖時，肝為肝外組織（心、腎、骨骼肌）提供的能源物質(zhì)；提供的能源物質(zhì)；w 異常：在異常：在饑餓、糖尿病饑餓、糖尿病時，酮體生成過多，可引起時，酮體生成過多，可引起血、尿中酮體含量過高或酸中毒。血、尿中酮體含量過高或酸中毒。 四、乙醛酸循環(huán)四、乙醛酸循環(huán)1 1

14、、乙醛酸循環(huán)的、乙醛酸循環(huán)的生化歷程生化歷程4 4、脂肪代謝和糖代謝的關系脂肪代謝和糖代謝的關系3 3、乙醛酸循環(huán)的生理意義、乙醛酸循環(huán)的生理意義 2 2、乙醛酸循環(huán)與、乙醛酸循環(huán)與糖異生的關系糖異生的關系coash檸檬酸合成酶檸檬酸合成酶順烏頭順烏頭酸酶酸酶1 1、乙醛酸循、乙醛酸循環(huán)反應歷程環(huán)反應歷程nad +nadh蘋果酸蘋果酸脫氫酶脫氫酶草酰乙酸草酰乙酸 och3-cscoacoash och3-cscoacoocoo- -ch2ch2ch2ch2coocoo- -琥珀酸琥珀酸異檸檬酸異檸檬酸裂解酶裂解酶蘋果酸蘋果酸合成酶合成酶 o oh-c-c oh乙醛酸乙醛酸2 2、脂肪代謝和糖代

15、謝的關系、脂肪代謝和糖代謝的關系延胡索酸延胡索酸琥珀酸琥珀酸蘋果酸蘋果酸草酰乙酸草酰乙酸3-磷酸甘油磷酸甘油tca乙醛酸乙醛酸循環(huán)循環(huán)甘油甘油乙酰乙酰 coa三酰三酰甘油甘油脂肪酸脂肪酸 氧氧化化 糖原（或淀粉）糖原（或淀粉）1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮pep丙酮酸丙酮酸合合成成植物和植物和微生物微生物糖異生作用糖異生作用3 3、乙醛酸循環(huán)的生物學意義、乙醛酸循環(huán)的生物學意義（1 1）可以以二碳為起始物合成）可以以二碳為起始物合成tcatca循環(huán)中的二羧酸與三羧酸循環(huán)中的二羧酸與三羧酸，只需少量，只需少量“引物引物”，便可產(chǎn)生四碳物和六碳物，是，便可產(chǎn)生四碳物和六碳物，

16、是tcatca上的上的補充。補充。（2 2）由于丙酮酸氧化為乙酰）由于丙酮酸氧化為乙酰coacoa是不可逆的，依靠脂肪大量是不可逆的，依靠脂肪大量合成糖較困難。植物、微生物體內(nèi)通過乙醛酸循環(huán)途徑進行合成糖較困難。植物、微生物體內(nèi)通過乙醛酸循環(huán)途徑進行，合成蘋果酸后氧化變成草酰乙酸，脫羧后生成丙酮酸，再，合成蘋果酸后氧化變成草酰乙酸，脫羧后生成丙酮酸，再糖原異生合成糖。是糖原異生合成糖。是植物種子萌發(fā)的脂肪轉化為糖的途徑。植物種子萌發(fā)的脂肪轉化為糖的途徑。第三節(jié)第三節(jié) 三酰甘油的合成代謝三酰甘油的合成代謝 甘油甘油-磷酸的生物合成磷酸的生物合成 脂肪酸的生物合成脂肪酸的生物合成三酰甘油的合成三酰

17、甘油的合成一、甘油一、甘油-磷酸的生物合成磷酸的生物合成兩個途徑：兩個途徑：1、甘油經(jīng)磷酸化轉變形成、甘油經(jīng)磷酸化轉變形成2、二羥丙酮磷酸還原形成、二羥丙酮磷酸還原形成二、脂肪酸的生物合成二、脂肪酸的生物合成兩條途徑：兩條途徑： 從頭合成，以從頭合成，以2c為起始物（細胞質(zhì)中）為起始物（細胞質(zhì)中） 脂肪酸脂肪酸c鏈的延長（線粒體、微粒體中）鏈的延長（線粒體、微粒體中）（一）從頭合成（一）從頭合成定義：脂肪酸從頭合成指的是以二碳物乙酰輔酶定義：脂肪酸從頭合成指的是以二碳物乙酰輔酶a a為為原料，在乙酰輔酶原料，在乙酰輔酶a a羧化酶和脂肪酸合成酶系的作用羧化酶和脂肪酸合成酶系的作用下，逐步延長碳

18、鏈合成脂肪酸的過程。下，逐步延長碳鏈合成脂肪酸的過程。原料：原料：反應需要：反應需要：acp、atp、co2、mn2+和和nadph乙酰輔酶乙酰輔酶a -氧化氧化 糖代謝糖代謝氨基酸的氨基酸的c架架產(chǎn)物：產(chǎn)物：軟脂酸（棕櫚酸、軟脂酸（棕櫚酸、16c飽和脂肪酸）飽和脂肪酸）（1）脂肪酸合成的原料及轉運）脂肪酸合成的原料及轉運乙酰乙酰coacoa細胞定位：細胞質(zhì)細胞定位：細胞質(zhì)細胞質(zhì)細胞質(zhì)線粒體線粒體 乙酰乙酰coacoa從線粒體內(nèi)至胞液的運轉從線粒體內(nèi)至胞液的運轉（2）丙二酰丙二酰coacoa的生成的生成ch3coscoa+co2 ch2乙酰輔酶乙酰輔酶a羧化酶羧化酶atp、生物素、生物素、mn

19、2+coohcoscoa 脂酰基載體蛋白脂酰基載體蛋白(acp)的輔基結構的輔基結構輔基：輔基：4-4-磷酸泛酰巰基乙胺磷酸泛酰巰基乙胺coa分子中也有分子中也有4-磷酸泛酰巰基乙胺磷酸泛酰巰基乙胺ahs4-4-磷酸泛酰巰基乙胺磷酸泛酰巰基乙胺ch2-ser-acp77aa77aa3636o- 脂肪酸合成酶系脂肪酸合成酶系(fas)acpacp 乙酰乙酰coacoa轉移酶轉移酶 丙二酸單酰丙二酸單酰coa: acpcoa: acp轉酰基酶轉酰基酶-酮脂酰酮脂酰-acp-acp合酶合酶 -酮脂酰酮脂酰-acp-acp還原酶還原酶 -羥脂酰羥脂酰-acp-acp脫水酶脫水酶 烯脂酰烯脂酰-acp-

20、acp還原酶還原酶 （3）軟脂酸的合成）軟脂酸的合成 酰基轉移反應酰基轉移反應ch3coscoa+hsacp ch3cosacp+hscoach2 + hsacp ch2 + hscoa乙酰乙酰coa轉移酶轉移酶丙二酰丙二酰coa:acp轉酰基酶轉酰基酶coohcoscoacoohcosacp 縮合反應縮合反應ch3cosacpcooh ch2cosacp+-酮脂酰酮脂酰acp合成酶合成酶ch3coch2cosacp+co2 + hsacp 第一次還原第一次還原ch3coch2cosacpch3chohch2cosacpnadph+h+nadp+-酮脂酰酮脂酰acp還原酶還原酶由由ppp途途徑

21、產(chǎn)生徑產(chǎn)生 脫水脫水ch3chohch2cosacp-ch3ch=chcosacp, -h2o- 再還原再還原ch3ch=chcosacp, -ch3ch2ch2cosacpnadph+h+nadp+烯脂酰烯脂酰acp還原酶還原酶由由ppp途徑產(chǎn)生途徑產(chǎn)生ch3cosacp63 2454c4c6c6c6c4c6c3c4cco26c6c8c 16c軟脂酸軟脂酸+ acp1脂肪酸生物合成的反應歷程脂肪酸生物合成的反應歷程-烯丁酰烯丁酰acpacpch3coch2co-sacp 丁酰丁酰acpacpch3ch(oh) ch2co-sacp ch3ch= ch2c0-sacp ch3ch2ch2co-

22、sacp -酮丁酰酮丁酰acpacp-羥丁酰羥丁酰acpacpch3cocoach3coacphoocch3coacphoocch3cocoach3cocoaco2 + acpc2c2c2c2c2c2nadph+h+nadp+nadp+nadph+ +h+h h2 2o o ch3(ch2)14co-sacp+co2acp(4) (4) 總結總結 脂肪酸生物合成的原料是乙酰輔酶脂肪酸生物合成的原料是乙酰輔酶a，但丙二酰輔，但丙二酰輔酶酶a是二碳單位的直接供體（除了是二碳單位的直接供體（除了2個個c原子來源于乙原子來源于乙酰輔酶酰輔酶a，其他均來自丙二酰輔酶，其他均來自丙二酰輔酶a），合成為偶數(shù)

23、），合成為偶數(shù)c的脂肪的脂肪酸酸，終止于，終止于16c脂肪酸。脂肪酸。 總反應：總反應：ch3coscoa+7ch2 +14nadph+h+c15h31cooh+8coash+14nadp+6h2o+7co2coohcoscoa 脂肪酸合成過程以脂肪酸合成過程以acp為載體，還原反應以為載體，還原反應以nadph + h+為輔酶，它來自為輔酶，它來自ppp途徑中。途徑中。-氧化氧化從頭合成從頭合成 -氧化氧化 反應場所反應場所 細胞質(zhì)細胞質(zhì) 線粒體線粒體轉運系統(tǒng)轉運系統(tǒng) 檸檬酸檸檬酸-丙酮酸轉運系統(tǒng)丙酮酸轉運系統(tǒng)肉毒堿轉運系統(tǒng)肉毒堿轉運系統(tǒng)酰基載體酰基載體 hsacp hscoa 二碳單位二碳

24、單位丙二酰丙二酰coa乙酰乙酰coa輔助因子輔助因子nadph+h+nad+、fad 酶酶 7種種 4種種 反應反應 縮合、還原、縮合、還原、脫水、還原脫水、還原 氧化、水合、氧化、水合、氧化、硫解氧化、硫解 能量變化能量變化 消耗消耗7個個atp及及14個個nadph 產(chǎn)生產(chǎn)生129個個atp 乙酰乙酰coa hscoa縮合酶縮合酶還原酶還原酶脫水酶脫水酶還原酶還原酶硬脂酸硬脂酸同樣方式延長同樣方式延長至至c22、c24等等ch2ohchohch2oh+ atp甘油激酶甘油激酶ch2ohchohch2op+adp甘油甘油 3-磷酸磷酸甘油甘油+ hscoa脂肪酸硫激酶脂肪酸硫激酶rcoscoa脂酰脂酰coacoa三、三酰甘油的合成三、三酰甘油的合成三三酰酰甘甘油油的的生生物物合合成成磷酸甘油酯酰轉移酶磷酸甘油酯酰轉移酶甘油甘油-3-磷酸酰基轉移酶磷酸酰基轉移酶2單酰甘油酰基轉移酶單酰甘油酰基轉移酶磷脂酸磷酸酶磷脂酸磷酸酶溶血磷脂酸溶血磷脂酸磷脂酸磷脂酸二酰甘油二酰甘油脂肪脂肪甘油甘油脂肪酸脂肪酸-磷酸甘油磷酸甘油磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮糖糖或