脂類代謝的學習課件第1頁/共36頁第六章脂類代謝

脂類概述脂肪的分解代謝脂肪的生物合成第2頁/共36頁一、脂類概述1.概念脂類是脂肪和類脂的總稱，它是有脂肪酸與醇作用生成的酯及其衍生物，統稱為脂質或脂類，是動物和植物體的重要組成成分。脂類是廣泛存在與自然界的一大類物質，它們的化學組成、結構理化性質以及生物功能存在著很大的差異，但它們都有一個共同的特性，即可用非極性有機溶劑從細胞和組織中提取出來。第3頁/共36頁2.分類脂肪真脂或中性脂肪（甘油三酯）

蠟類脂磷脂糖脂異戊二烯酯甾醇萜類甘油磷脂鞘氨醇磷脂卵磷脂腦磷脂第4頁/共36頁貯藏物質/能量物質脂肪是機體內代謝燃料的貯存形式，它在體內氧化可釋放大量能量以供機體利用。提供給機體必需脂成分（1）必需脂肪酸亞油酸18碳脂肪酸，含兩個不飽和鍵；亞麻酸18碳脂肪酸，含三個不飽和鍵；花生四烯酸20碳脂肪酸，含四個不飽和鍵；（2）生物活性物質激素、膽固醇、維生素等。3.脂類的功能第5頁/共36頁生物體結構物質（1）作為細胞膜的主要成分幾乎細胞所含的磷脂都集中在生物膜中，是生物膜結構的基本組成成分。（2）保護作用脂肪組織較為柔軟，存在于各重要的器官組織之間，使器官之間減少摩擦，對器官起保護作用。用作藥物卵磷脂、腦磷脂可用于肝病、神經衰弱及動脈粥樣硬化的治療等。第6頁/共36頁血漿脂蛋白的組成

主要由蛋白質、甘油三酯、磷脂、膽固醇及其酯組成，但不同的脂蛋白的蛋白質和脂類的組成比例及含量各不相同。各種脂蛋白的功能亦不相同。第7頁/共36頁血漿脂蛋白的輸送形式與生理功能㈠CM

由小腸粘膜上皮細胞產生,運輸外源性脂肪。㈡VLDL（Verylowdensitylipreprotein）肝內產生，是從肝轉運內源性脂肪到脂肪組織或其他組織的主要脂蛋白。VLDLIDLLDL脂蛋白脂肪酶載脂蛋白C（中間密度脂蛋白）第8頁/共36頁㈢

LDL

由VLDL轉變而來，是空腹時血漿中主要的脂蛋白，膽固醇含量最多，是將膽固醇運至肝外組織的工具。高LDL易患動脈硬化。㈣HDL

主要在肝內形成，因含有ApoA、ApoC（可激活脂蛋白脂肪酶及卵磷脂膽固醇酰基轉移酶）而有助于CM的脫脂及VLDL中膽固醇酯合成，是將肝外組織細胞表面的膽固醇攝入并酯化再轉運到肝內的載體。可防止動脈硬化。第9頁/共36頁2、超速離心法按密度大小依次為：

乳糜微粒（CM）極低密度脂蛋白（VLDL）低密度脂蛋白（LDL）

高密度脂蛋白（HDL）密度血漿脂蛋白的分類顆粒中間密度脂蛋白（IDL）第10頁/共36頁二、脂肪的分解代謝第11頁/共36頁1.脂肪的水解

乳化脂肪的消化主要在腸中進行，胰液和膽汁經胰管和膽管分泌到十二指腸，胰液中含有胰脂肪酶，能水解部分脂肪成為甘油及游離脂肪酸，但大部分脂肪僅局部水解成甘油一酯，甘油一酯進一步由另一種脂酶水解成甘油和脂肪酸。第12頁/共36頁甘油三脂脂肪酸＋甘油激素敏感脂肪酶脂肪組織中缺乏甘油激酶，不能使甘油分解，因此，溶于水的甘油經血液直接進入肝、腎、腸等組織。第13頁/共36頁甘油的分解

第14頁/共36頁2.脂肪酸的氧化分解（β-氧化）脂肪酸的活化——脂酰CoA的生成

長鏈脂肪酸氧化前必須進行活化，活化在線粒體外進行。內質網和線粒體外膜上的脂酰CoA合成酶在ATP、CoASH、Mg2+存在條件下，催化脂肪酸活化，生成脂酰CoA。第15頁/共36頁穿膜（脂酰CoA進入線粒體）脂肪酸活化在細胞液中進行，而催化脂肪酸氧化的酶系是在線粒體基質內，因此活化的脂酰CoA必須進入線粒體內才能代謝。第16頁/共36頁脂肪酸的β氧化長鏈脂酰CoA的β氧化是在線粒體脂肪酸氧化酶系作用下進行的，每次氧化斷去二碳單位的乙酰CoA，再經TCA循環完全氧化成二氧化碳和水，并釋放大量能量。偶數碳原子的脂肪酸β氧化最終全部生成乙酰CoA。脂酰CoA的β氧化反應過程如下：第17頁/共36頁氧化的生化歷程

乙酰CoAFADFADH2

NAD+NADHRCH2CH2CO-SCoA脂酰CoA脫氫酶脂酰CoA

β-烯脂酰CoA水化酶

β-羥脂酰CoA脫氫酶

β-酮酯酰CoA硫解酶RCHOHCH2CO~ScoARCOCH2CO-SCoARCH=CH-CO-SCoA

+CH3CO~SCoAR-CO~ScoAH2O

CoASHTCA

乙酰CoA

乙酰CoA

乙酰CoAATPH20呼吸鏈H20呼吸鏈

乙酰CoA

乙酰CoA

乙酰CoA

乙酰CoA第18頁/共36頁（1）脫氫脂酰CoA經脂酰CoA脫氫酶催化，在其α和β碳原子上脫氫，生成△2反烯脂酰CoA，該脫氫反應的輔基為FAD。（2）加水（水合反應）△2反烯脂酰CoA在△2反烯脂酰CoA水合酶催化下，在雙鍵上加水生成L-β-羥脂酰CoA。第19頁/共36頁（3）脫氫L-β-羥脂酰CoA在L-β-羥脂酰CoA脫氫酶催化下，脫去β碳原子與羥基上的氫原子生成β-酮脂酰CoA，該反應的輔酶為NAD+。（4）硫解在β-酮脂酰CoA硫解酶催化下，β-酮脂酰CoA與CoA作用，硫解產生1分子乙酰CoA和比原來少兩個碳原子的脂酰CoA。第20頁/共36頁

總結：脂肪酸β氧化最終的產物為乙酰CoA、NADH和FADH2。假如碳原子數為Cn的脂肪酸進行β氧化，則需要作（n/2－1）次循環才能完全分解為n/2個乙酰CoA，產生n/2個NADH和n/2個FADH2；生成的乙酰CoA通過TCA循環徹底氧化成二氧化碳和水并釋放能量，而NADH和FADH2則通過呼吸鏈傳遞電子生成ATP。至此可以生成的ATP數量為：以軟脂酸（18C）為例計算其完全氧化所生成的ATP分子數：第21頁/共36頁3.脂肪酸的其它氧化分解方式奇數碳原子脂肪酸的分解①羧化②脫羧脂肪酸的α-氧化脂肪酸的-ω氧化不飽和脂肪酸的分解第22頁/共36頁4.乙酰CoA的去路進入TCA循環最終氧化生成二氧化碳和水以及大量的ATP。生成酮體參與代謝（動物體內）脂肪酸β氧化產生的乙酰CoA，在肌肉細胞中可進入TCA循環進行徹底氧化分解；但在肝臟及腎臟細胞中還有另外一條去路，即形成乙酰乙酸、D-β-羥丁酸和丙酮，這三者統稱為酮體。

第23頁/共36頁（1）酮體的生成

A.2分子的乙酰CoA在肝臟線粒體乙酰乙酰CoA硫解酶的作用下，縮合成乙酰乙酰CoA，并釋放1分子的CoASH。

B.乙酰乙酰CoA與另一分子乙酰CoA縮合成羥甲基戊二酸單酰CoA（HMGCoA），并釋放1分子CoASH。

C.HMGCoA在HMGCoA裂解酶催化下裂解生成乙酰乙酸和乙酰CoA。乙酰乙酸在線粒體內膜β-羥丁酸脫氫酶作用下，被還原成β-羥丁酸。部分乙酰乙酸可在酶催化下脫羧而成為丙酮。第24頁/共36頁CH3COCH2CO~SCoA乙酰乙酰CoACH3CO~SCoA

乙酰CoACH3—C—CH2CO~SCoAOHCH2COOH

β-羥β-甲基戊二酸單酰CoACH3—C—CH2COOHOHβ-羥丁酸CH3COCH2COOH乙酰乙酸CH3COCH3丙酮CH3CO~SCoA

乙酰CoACoA-SH乙酰乙酰硫解酶CoA-SHHMG-CoA

合酶HMG-CoA

裂解酶NADH+H+NAD+β-羥丁酸脫氫酶CO2乙酰乙酸

脫羧酶關鍵酶1.酮體的生成途徑第25頁/共36頁（2）酮體的分解肝臟是生成酮體的器官，但不能使酮體進一步氧化分解，而是采用酮體的形式將乙酰CoA經血液運送到肝外組織，作為它們的能源，尤其是腎、心肌、腦等組織中主要以酮體為燃料分子。在這些細胞中，酮體進一步分解成乙酰CoA參加三羧酸循環。第26頁/共36頁A.乙酰乙酸在肌肉線粒體中經3-酮脂酰CoA轉移酶催化，能被琥珀酰CoA活化成乙酰乙酰CoA。B.乙酰乙酰CoA被β氧化酶系中的硫解酶裂解成乙酰CoA進入三羧酸循環。C.β-羥丁酸在β-羥丁酸脫氫酶作用下，脫氫生成乙酰乙酸，然后再轉變成乙酰CoA而被氧化。D.丙酮可在一系列酶作用下轉變成丙酮酸或乳酸，進而異生成糖。

第27頁/共36頁1.脂肪酸的生物合成生物機體內脂類的合成是十分活躍的，特別是在高等動物的肝臟、脂肪組織和乳腺中占優勢。脂肪酸合成的碳源主要來自糖酵解產生的乙酰CoA。脂肪酸合成步驟與氧化降解步驟完全不同。脂肪酸的生物合成是在細胞液中進行，需要CO2和檸檬酸參加；而氧化降解是在線粒體中進行的。三、脂肪的生物合成第28頁/共36頁第29頁/共36頁合成過程可以分為三個階段：（1）原料的準備——乙酰CoA羧化生成丙二酸單酰CoA（在細胞液中進行），由乙酰CoA羧化酶催化，輔基為生物素，是一個不可逆反應。乙酰CoA羧化酶可分成三個不同的亞基：生物素羧化酶（BC）生物素羧基載體蛋白（BCCP）羧基轉移酶（CT）第30頁/共36頁乙酰CoA的穿膜轉運：

檸檬酸穿梭系統肉毒堿轉運第31頁/共36頁（2）合成階段

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以軟脂酸（16碳）的合成為例（在細胞液中進行）。催化該合成反應的是一個多酶體系，共有七種蛋白質參與反應，以沒有酶活性的脂酰基載體蛋白（ACP）為中心，組成一簇。原初反應（初始反應）原初反應縮合反應還原反應脫水反應還原反應第32頁/共36頁

至此，生成的丁酰-ACP比開始的乙酰-ACP多了兩個碳原子；然后丁酰基再從ACP上轉移到β-酮脂酰合成酶的-SH上，再重復以上的縮合、還原、脫水、還原4步反應，每次重復增加兩個碳原子，釋放一分子CO2，消耗兩分子NADPH，經過7次重復后合成軟脂酰-ACP，最后經硫脂酶催化脫去ACP生成軟脂酸（16碳）。第33頁/共36頁（3）延長階段（在線粒體和微粒體中進行）生物體內有兩種不同的酶系可以催化碳鏈的延長，一是線粒體中的延長酶系，另一個是粗糙內質網中的延長酶系。線粒體脂肪酸延長酶系以乙酰CoA為C2供體，不需要酰基載體，由軟脂酰CoA與乙酰CoA直接縮合。內質網脂肪酸延長酶系用丙二酸單酰CoA作為C2的供體，NADPH作為H的供體，中間過程和脂肪酸