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1、第八章 脂 类 代 谢,曹慧颖,一.概念：脂类是生物体内不溶于水而溶于有机溶剂 的一大类物质的总称，包括脂肪和类脂。,脂类,脂肪：又称三酰甘油或甘油三酯,类脂,固醇类：如胆固醇(cholesterol),磷脂(phospholipid,PL),糖脂(glycolipides),(triglyceride,TG), 重要的贮能和供能物质。, 磷脂是细胞膜结构的重要成分。, 协助脂溶性维生素的吸收，提供必需脂肪酸。, 保护和保温作用。,一些不皂化脂类，具有特殊的生物功能。,二、脂类的主要生理功能,三、脂类的表示方法,16 : 0 软脂酸（棕榈酸） 18 : 0 硬脂酸 18 : 19 油酸 18
2、: 29.12 亚油酸 18 : 39.12.15 亚麻酸,双键个数及位置,碳原子个数,第一节 脂肪的降解,一、三酰甘油的降解,二、甘油代谢,葡萄糖,糖酵解,三羧酸 循环,三、脂肪酸的氧化,（一）、饱和脂肪酸的氧化 （二）、乙醛酸循环 （三）、单不饱和脂肪酸的氧化 （四）、多不饱和脂肪酸的氧化,Knoop的重要发现 :,苯环标记偶数或奇数脂肪酸的末端，用以饲喂狗，然后分析狗尿中的代谢产物，推断脂肪酸在体内的分解方式,偶数,奇数,说明脂肪酸的分解是每次降解二碳单位的片段。,（一）、饱和脂肪酸的-氧化,脂肪酸在一系列酶的催化下，与-碳原子之间化学键断裂，碳原子氧化形成羧基，即较原来少两个碳原子的脂
3、肪酸，另一产物是乙酰CoA 。,脂肪酸的活化（胞液）,脂酰CoA进入线粒体,脂肪酸的-氧化（线粒体）,乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化（线粒体）,脂肪酸- 氧化,1. 脂肪酸活化为脂酰CoA,RCOOH,+,CoASH,RCOSCoA,脂酰CoA合成酶,ATP,AMP+PPi,Mg2+,H2O,2Pi,反应不可逆,脂肪酸,脂酰CoA,2.脂酰CoA进入线粒体,脂肪酸氧化的酶系存在线粒体基质内，但胞液中活化的长链脂酰CoA（12C以上）却不能直接透过线粒体内膜，必须与肉碱(carnitine，L-羟-三甲氨基丁酸)结合成脂酰肉碱才能进入线粒体基质内。,此过程为脂肪酸-氧化的限速步骤，肉碱脂酰转移
4、酶-是限速酶，丙二酸单酰CoA是强烈的竞争性抑制剂。,肉碱转运脂酰辅酶A进入线粒体,3. 脂酰CoA的-氧化过程,脂酰CoA进入线粒体基质后，经脂肪酸-氧化酶系的催化作用，在脂酰基,-碳原子上依次进行脱氢、加水、再脱氢及硫解4步连续反应，使脂酰基在与-碳原子间断裂，生成1分子乙酰CoA和少2个碳原子的脂酰CoA 。,H2O,(1) 脱 氢,(2) 加 水,(3) 再脱氢,(4) 硫 解,脂酸的氧化总图,脱氢,加水,再脱氢,硫解,脂酰CoA,L(+)-羟脂酰CoA,酮脂酰CoA,脂酰CoA+乙酰CoA,4.脂肪酸-氧化的能量生成,1分子软脂酸(16C)活化生成的软脂酰CoA完全降解要经7次-氧化
5、，总反应式如下:,软脂酰CoA + 7FAD+7NAD+ + 7CoA-SH + 7H2O 8乙酰CoA + 7FADH2 + 7(NADH + H+),1分子软脂酸彻底氧化共生成: (27)+(37)+(128)=131分子ATP,减去脂肪酸活化时消耗ATP的2个高能磷酸键净生成129分子ATP。,TCA,乙醛酸循环的意义,24个,8个,乙醛酸循环,补充三羧酸循环中草酰乙酸的不足； 油料作物中的中的种子里脂类转化为糖。,乙醛酸循环的意义：,（二）单不饱和脂肪酸的-氧化,含有一个双键的不饱和脂肪酸氧化在未遇双键前其反应过程与饱和脂肪酸的-氧化完全相同。当遇到双键后，还需要另一个特异性的酶：3-
6、顺，2-反烯酰CoA异构酶催化。,单不饱和脂肪酸的氧化,（三）多不饱和脂肪酸的-氧化,多不饱和脂肪酸如亚油酸(18:29,12 )的氧化需要增加两个酶： 3-顺，2-反烯酰CoA异构酶 2,4-二烯酰CoA还原酶,多不饱和脂肪酸的氧化,（四）脂肪酸的氧化：长链脂肪酸的a-碳在加单氧酶的催化下氧化成羟基，生成a-羟脂酸。羟脂酸可转变为酮酸，然后氧化脱羧，得到1分子CO2和少1个碳原子的脂肪酸。 （五）脂肪酸的氧化：脂肪酸的末端甲基（-端）可经氧化作用后转变为-羟脂酸，然后再氧化成a，-二羧酸，两端同时进行-氧化。,第二节 脂肪酸及脂肪的合成,一、软脂酸的从头合成 二、脂肪酸碳链的延长 三、不饱和
7、脂肪酸的的合成 四、脂肪的合成,一、软脂酸的从头合成,1、合成部位 2、合成原料 3、合成过程 4、从头合成与氧化比较,在肝、肾、脑、肺及脂肪等多种组织的细胞质中均含有脂肪酸合成酶系，肝脏是人体合成脂肪酸的主要部位，其合成能力最强，约是脂肪组织的89倍。,1. 合成部位,脂肪酸合成的碳源主要来自乙酰CoA，存在于线粒体中。,ATP、NADPH、HCO3-(二氧化碳)及Mn2+等。,乙酰 CoA需通过柠檬酸-丙酮酸循环（或称拧檬酸穿梭系统）运到胞浆中，才能供脂肪酸合成所需。,其中NADPH主要来自胞浆中的磷酸戊糖途径，其次是柠檬酸穿梭系统。,2. 合成原料来源,柠檬酸穿梭系统：,(1)丙二酸单酰
8、CoA的合成原料的准备,CH3COSCoA + HCO3- + ATP,乙酰CoA羧化酶,Mn2+、生物素,HOOC-CH2COSCoA + ADP + Pi 丙二酸单酰CoA,关键酶,3. 合成过程,在胞浆中进行,（2）动物脂肪酸合成酶系,E.coli的酰基载体蛋白（ACP）：,脂肪酸合成过程中的酰基载体,含77个氨基酸残基。其辅基为4-磷酸泛酰巯基乙胺，活性基团为巯基，故写为ACP-SH，巯基为结合并转运脂酰基的部位。ACP-SH为整个合成体系的中心。,ACP,O-CH2-Ser-ACP,HS,辅基：4-磷酸泛酰巯基乙胺,CoA,脂肪酸合成酶系结构模式,ACP,乙酰CoA:ACP转移酶 丙
9、二酸单酰CoA:ACP转移酶 -酮脂酰-ACP合酶 -酮脂酰-ACP还原酶 -羟脂酰-ACP脱水酶 烯脂酰-ACP还原酶,（3）软脂酸合成的反应流程,缩合,还原,脱水,再还原,C2的供体,引物,乙酰CoA7丙二酸单酰CoA 14NADPH14H+H2O,软脂酸14NADP+ +7CO27H2O8CoA-SH,脂肪酸合成酶系 （7次循环）,软脂酸（16C）合成的总反应式：,（4）脂肪酸从头合成的总结： 1.每经过缩合、还原、脱水、再还原重复一次，碳链增长2个单位； 2.反应不消耗CO2； 3.羧化反应消耗的能量由糖酵解提供； 4.还原剂为NADPH，每次循环消耗2分子NADPH； 5.酰基载体为
10、ACP。,4、脂肪酸的从头合成与氧化比较（软脂酸）,二、脂肪酸碳链的延长, 软脂酰CoA或软脂酸生成后，可在光滑内质网及线粒体经脂肪酸碳链延长酶系的催化作用下，形成更长碳链的饱和脂肪酸。,延长途径,线粒体延长途径：基本上是-氧化的逆过程，只是NADPH 作为供氢体参与第二次还原反应。,光滑内质网延长途径：与从头合成类似，只是辅酶A作为酰基载体，丙二酸单酰辅酶A提供二碳单位。,三、不饱和脂肪酸的合成,人体内有4，5，8及9去饱和酶，催化饱和脂肪酸引入双键，使之转变为不饱和脂肪酸。,至今在体内尚未发现有9以上的去饱和酶，即在第10位C与碳原子之间不能形成双键。,必需脂肪酸: 指人体不能合成，必需由
11、食物提供的脂肪酸，有3种：,亚油酸(18C:29,12,亚麻酸(18C:36,9,12 ),花生四烯酸(18C:4 5,8,11,14 ),四、脂肪的合成,以肝、脂肪组织及小肠为主， 其中肝的合成能力最强。,1、甘油一酯途径,CoASH,MG,DG,TG,2、磷脂酸-甘油二酯途径,葡萄糖,磷脂酸,TG,思考题,糖代谢与脂肪代谢存在怎样的联系，在动物体内糖能否转变为脂肪，脂肪能否转变为糖？,The end,-烯丁酰ACP,CH3COCH2C0-SACP,丁酰ACP,CH3CH(OH) CH2C0-SACP,CH3CH= CH2C0-SACP,CH3CH2CH2C0-SACP,-酮丁酰ACP,-羟丁酰ACP,CH3COCoA,CH3COACP,HOOCCH3COACP,HOOCCH3COCoA,CH3COCoA,CO2 + ACP,C2,C2,C2,C2,C2,C2,NADPH,NAD P+,NADP+,NADPH,H2O,CH3(CH2)14C0-SACP,+CO2,ACP,
