《生物化学--第九章 脂类物质的合成与分解》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生物化学--第九章 脂类物质的合成与分解（57页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 按其生物学功能分为：贮存脂质：酯酰甘油、蜡等；是能源物质。结构脂质：磷脂等；生物膜的骨架成分。活性脂质：萜类化合物、甾醇类化合物；是激素、维生素前体。第一节 生物体内的脂类物质 按其化学组成与结构分为：单纯脂类：酯酰甘油、蜡等。复合脂类：磷脂、糖脂、硫脂等。异戊二烯脂：萜类、类固醇。一、脂肪酸 由一条线性的长碳氢链（疏水尾）和 一个末端羧基（亲 水头）组成的羧酸 。通常为C4C36（数字表示碳链的碳原子 数）。 按碳氢链是否含双键，可分为：饱和脂肪酸：软脂酸(16:0)、硬脂酸(18:0)。不饱和脂肪酸单不饱和脂肪酸：棕榈油酸(16:1)多不饱和脂肪酸：亚油酸(18:2)、DHA二、单纯脂类
2、 由脂肪酸和醇（甘油或高级一元醇）形成的酯 。根据醇基不同，可分为酰基甘油和蜡。1. 甘油三酯2. 蜡三、复合脂类磷脂 复合脂类包括磷脂、糖 脂、硫脂等。第二节 脂肪的生物合成 脂肪由甘油和脂肪酸经酶促反应而合成的，但二者不能直接合成脂肪，必须转变为活化形式的磷酸甘油和脂酰CoA后才能合成脂肪。一、磷酸甘油的生物合成磷酸甘油脱氢酶甘油激酶3-磷酸甘油二、脂肪酸的生物合成 脂肪酸的生物合成可分为3个过程：1. 饱和脂肪酸的从头合成2. 脂肪酸碳链的延长3. 脂肪酸链去饱和、饱和脂肪酸的从头合成 以乙酰CoA为原料，可合成16C及以下的饱和 脂肪酸。动物体在细胞液中进行；植物体在叶绿 体或前质体进
3、行。1. 参与合成的两种酶系统 乙酰CoA羧化酶：催化乙酰CoA转变为丙二酸 单酰CoA。 脂肪酸合酶系统：依次发生反应，催化脂酰 ACP的形成。生物素羧化酶生物素羧基 载体蛋白羧基转移酶乙酰CoA羧化酶脂肪酸合酶系统ACP：酰基载体蛋白MT：丙二酸单酰CoA-ACP转移酶 KR：-酮脂酰ACP还原酶 HD： -羟脂酰ACP脱水酶 ER：烯脂酰ACP还原酶 AT：乙酰CoA-ACP脂酰基转移酶KS： -酮脂酰ACP合酶2. 合成原料乙酰CoA的准备 乙酰CoA的来源：线粒体内的丙酮酸氧化脱羧、脂肪酸氧化、氨基酸氧化。乙酰CoA的转运：通过“柠檬酸穿梭”从线粒体转运到胞液。 乙酰CoA的来源及转
4、运乙酰CoA的转运：“柠檬酸循环”每次循环产生1 分子NADPH 丙二酸单酰CoA的合成此反应不可逆，是合成脂肪的限速步骤， 柠檬酸是激活剂。 脂肪酸合成中，除起始一分子乙酰CoA以外，所有乙酰CoA原料都要先羧化成丙二酸单酰CoA。乙酰CoA羧化酶生物素羧化酶羧基转移酶丙二酸单酰CoA3. 脂肪酸的从头合成 乙酰CoA乙酰-S-E乙酰基转移酶乙酰基转移反应丙二酸单酰基转移反应丙二酸单酰CoA丙二酸单酰ACPACP丙二酸单 酰基转移酶缩和反应-酮脂酰 ACP合成酶还原反应-酮脂酰 ACP还原酶脱水反应-羟脂酰 ACP脱水酶再次还原烯脂酰ACP 还原酶乙酰乙酰ACP缩和反应首次还原 -羟丁酰AC
5、P脱水反应巴豆酰ACP再次还原丁酰ACP丙二酸单酰CoA酰基转移 水解或硫解反应棕榈酰ACP+H2O 棕榈酸+ACP-SH硫解酶 棕榈酰ACP+HSCoA 棕榈酰CoA+ACP-SH硫酯酶 由于-酮脂酰ACP合酶只对2C14C的酯酰具有 催化活性，故从头合成途径只能合成16C及以下的 饱和脂酰ACP。-酮脂酰 ACP合成酶由乙酰CoA从头合成棕榈酸的总反应式为：8 CH3CO-SCoA + 7 ATP + 14 ( NAPH + H+ ) + H2O CH3(CH2)14COOH + 8 CoA-SH + 7 ADP + 14 NADP+ + 7 Pi NAPH的来源：单不饱和脂肪酸的合成需要
6、O2和NADPH的参与。脂肪酸链去饱和必需脂肪酸：由于动物机体缺乏9 以上的脱饱和酶，不能合成对其生理活动十分重要的多不饱和脂肪酸，如亚油酸、亚麻油酸和花生四烯酸，它们必须从食物中获得。这类不饱和脂肪酸称为必需脂肪酸。三、脂肪的生物合成3-磷酸甘油酯酰CoA第三节 脂肪的分解代谢与转化一、脂肪的水解二、甘油的降解与转化 磷酸二羟丙酮是糖酵解途径的一个中间产物，它可以 沿着糖酵解途径的逆过程合成葡萄糖及糖原；也可以沿 着糖酵解正常途径形成丙酮酸，再进入三羧酸循环被完 全氧化。甘油代谢三、脂肪酸降解与转化氧化 乙酰CoA 氧化 氧化TCA ATP等 酮体 乙醛酸循环 糖2. 脂肪酸氧化方式有三种：
7、1. Knoop实验、脂肪酸的氧化 是指脂肪酸在一系列酶作用下，在-碳原子和 -碳原子之间发生断裂，碳原子被氧化成酮基， 然后裂解生成2个碳原子的乙酰CoA和较原来少了两个碳原子的脂肪酸的过程。 氧化在线粒体内进行，植物还可以在乙醛酸 体中进行。1. 脂肪酸的活化脂酰CoA的生成 脂肪酸的活化在细胞质中进行2. 脂酰CoA进入线粒体肉毒碱穿梭 肉碱参与下脂肪转入线粒体的简要过程3. 氧化途径 脂酰CoA在线粒体的基质中进行氧化分解。每进行一次-氧化，需要经过脱氢、水化、再脱氢和硫解四步反应，同时释放出1分子乙酰CoA。反应产物是比原来的脂酰CoA减少了2个碳的新的脂酰CoA。如此反复进行，直至
8、脂酰CoA全部变成乙酰CoA。 脱氢 水化脂酰CoA,-反烯脂酰CoA,-反烯脂酰CoA-羟脂酰CoA羟 再脱氢 硫解-羟脂酰CoA-酮脂酰CoA-酮脂酰CoA乙酰CoA4. 能量计算 脂肪酸的完全氧化可以产生大量的能量。例如软 脂酸（含16碳）经过7次-氧化，可以生成8个乙酰 CoA，每一次-氧化，还将生成1分子FADH2和1分 子NADH。 C15H31COOH + 8 CoA-SH + ATP + 7 FAD + 7 NAD+ +7 H2O 8 CH3CO-SCoA + AMP +PPi+ 7 FADH2 + 7 NADH + 7 H+8 CH3CO-SCoA 108 80 ATP7 F
9、AD 1.5710.5 ATP7 NADH + 7 H+ 2.5717.5 ATP活化消耗：-2个高能磷酸键净生成：108 - 2106 ATP 软脂酸燃烧热值为 9790 KJ能量利用率10630.54 / 9790 =33.1% 、脂肪酸的氧化 是指脂肪酸在一些酶催化下，其碳原子发生 氧化，生成一分子CO2和比原来少了一个碳原子 的脂肪酸的过程。、脂肪酸的氧化 是指脂肪酸的末端甲基（端）经氧化转变为 羟脂酸，继而再氧化为,-二羧酸的过程。羟脂酰CoA 变位酶烯脂酰CoA 异构酶、不饱和脂肪酸的氧化从头合成氧化 细胞中部位细胞质线粒体 酶 系6种酶组成的多酶复合体4种酶分散存在 酰基载体AC
10、PCoA二碳片段丙二酸单酰CoA乙酰CoA 电子供体（受体）NADPHFAD、NAD+循环缩合、还原、脱水、还原脱氢、水化、脱氢、硫解 -羟脂酰基构型D型L型 底物穿梭机制柠檬酸穿梭肉碱穿梭 方向甲基到羧基羧基到甲基 总反应8 CH3CO-SCoA + 7 ATP + 14 ( NADPH + H+ ) + H2O C15H31COOH + 8 CoA-SH + 7 ADP + 7 Pi + 14 NADP+C15H31COOH + 8 CoA-SH + ATP + 7 FAD + 7 NAD+ + 7 H2O 8 CH3CO-SCoA + AMP +PPi+ 7 FADH2 + 7 NADH + 7 H+软脂酸从头合成与氧化的区别1. 试计算1mol硬脂酸（18C）完全氧化成CO2和H2O可生成多 少mol ATP？1mol 甘油完全氧化成CO2和H2O时净生成可生成 多少mol ATP？（假设胞液中生成NADH都通过磷酸甘油穿梭 进入线粒体）2. 请请写出丁酸（CH3CH2CH2COOH）氧化及从头头合成的全过过 程（要求写出结结构式，并标标明酶及主要的辅辅酶）。
