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1、 第四章脂类代谢1教学目标n1、了解脂质的消化、吸收和转运n2、熟悉脂肪的分解代谢n3、重点掌握脂肪酸的-氧化途径n4、掌握酮体代谢的途径和意义n5、了解脂肪的合成代谢2 第一节脂质的消化、吸收和转运3一、脂肪代谢脂肪代谢FatMetabolism1 1g g 脂肪在体内彻底氧化可释放脂肪在体内彻底氧化可释放9.39.3KcalKcal的能量，而的能量，而1 1g g 糖和蛋白在糖和蛋白在体内彻底氧化只释放体内彻底氧化只释放4.14.1KcalKcal的能量。的能量。脂肪是脂肪是储存能量很高储存能量很高的物质，同样的物质，同样质量的脂肪在运输中质量的脂肪在运输中不必消耗同时不必消耗同时运输水化
2、水而消耗的能量运输水化水而消耗的能量。 4二、脂肪的消化和吸收脂肪的消化和吸收脂肪在口腔和胃中都不发生化学作用，消脂肪在口腔和胃中都不发生化学作用，消化发生在小肠：化发生在小肠：1.1.胆胆汁汁盐盐乳乳化化脂脂肪肪形形成成混混合合胶胶粒粒(mixedmicelles);2.2.肠肠脂脂肪肪酶酶（lipaseslipases）分分解解fatfat为为甘甘油油（ glycerolglycerol） 和和 脂脂 肪肪 酸酸 （ fatty fatty acidsacids）; ;3.3.肠粘膜吸收肠粘膜吸收分解产物，分解产物，再转化为再转化为fatfat。5胆胆汁汁盐盐、甘甘油油三三酯酯和和胰胰脂脂
3、肪肪酶酶形形成成的的乳乳糜糜微微滴滴6脂肪的消化和吸收脂肪的消化和吸收( (续）续）4.Fat与与cholesterol、apoproteins结结合合形形成成乳乳糜微滴糜微滴（chylomicrons）；）；5.乳糜微滴通过乳糜微滴通过淋巴系统和血液进入组织淋巴系统和血液进入组织；6.ApoC-II（载载脂脂蛋蛋白白）激激活活脂脂蛋蛋白白脂脂肪肪酶酶（lipoproteinlipase）重重新新水水解解fat为为脂脂肪肪酸酸（FA）和甘油（和甘油（glycerol）；）；7.FAFA进入细胞进入细胞；8.FAFA被被氧氧化化释释放放能能量量，或或在在肌肌细细胞胞及及脂脂肪肪组组织织中酯化储存
4、中酯化储存。7脊脊椎椎动动物物食食物物脂脂类类的的消消化化与与吸吸收收过过程程8三、脂肪的转运三、脂肪的转运在血液中在血液中游离脂肪酸游离脂肪酸与与清蛋白结合清蛋白结合；其它脂质与血浆中的其它脂质与血浆中的载脂蛋白载脂蛋白结合结合脂蛋白脂蛋白；血浆中的载脂蛋白种类较多，主要有血浆中的载脂蛋白种类较多，主要有apoAapoA、B B、C C、D D、E E五类。五类。根据密度不同，血浆脂蛋白可分为根据密度不同，血浆脂蛋白可分为乳糜微粒乳糜微粒（CMCM）、）、极低密度脂蛋白极低密度脂蛋白（VLDLVLDL）、）、低密低密度脂蛋白度脂蛋白（LDLLDL）、）、高密度脂蛋白高密度脂蛋白（HDLHDL
5、）9四、脂肪的分解四、脂肪的分解 激素接受激素接受能量需要能量需要信号，信号，脂肪被动员脂肪被动员，被运输到，被运输到可以氧化脂肪酸产能的组织（骨骼肌、心脏和可以氧化脂肪酸产能的组织（骨骼肌、心脏和肾上腺皮质）。肾上腺皮质）。低血糖低血糖引发分泌的引发分泌的肾上腺素肾上腺素和和胰高血糖素胰高血糖素与脂与脂肪细胞表面的受体结合活化产生肪细胞表面的受体结合活化产生cAMPcAMP，蛋白激蛋白激酶磷酸化酶磷酸化并活化激素敏感的并活化激素敏感的甘油三酯酯酶甘油三酯酯酶，水，水解甘油三酯。产生的脂肪酸由脂肪细胞释放进解甘油三酯。产生的脂肪酸由脂肪细胞释放进入血液，血清白蛋白入血液，血清白蛋白 serum
6、 albuminMr serum albuminMr 6200062000非共价结合脂肪酸（非共价结合脂肪酸（1 1：1010），运输至），运输至骨骼肌、心脏和肾上腺皮质。骨骼肌、心脏和肾上腺皮质。运输的脂肪酸解离进入细胞氧化供能运输的脂肪酸解离进入细胞氧化供能。10四、脂肪的分解四、脂肪的分解（续）（续）11脂脂肪肪组组织织贮贮存存的的甘甘油油三三酯酯的的动动员员12脂脂肪肪动动用用的的激激素素调调节节13五、甘油代谢甘油代谢脂脂肪肪细细胞胞缺缺乏乏甘甘油油激激酶酶不不能能利利用用甘甘油油，随血液回到肝脏，可能发生：随血液回到肝脏，可能发生：1.变变为为 -磷磷酸酸甘甘油油，与与活活化化的的
7、脂脂肪肪酸酸合成合成脂肪脂肪；2.变变为为 -磷磷酸酸甘甘油油，生生成成磷磷酸酸二二羟羟丙酮，参与丙酮，参与酵解，氧化供能酵解，氧化供能；3.变为变为 -磷酸甘油磷酸甘油，生成磷酸二羟生成磷酸二羟丙酮，参与丙酮，参与糖异生糖异生。14甘甘油油进进入入酵酵解解途途径径15本节小结n1、脂肪的消化和吸收脂肪的消化和吸收脂肪的消化和吸收脂肪的消化和吸收n n2 2、脂肪的消化和吸收、脂肪的消化和吸收、脂肪的消化和吸收、脂肪的消化和吸收n3 3、脂肪的转运、脂肪的转运n4 4、脂肪的分解脂肪的分解 n5、甘油代谢甘油代谢16第二节脂肪酸的氧化17一、脂肪酸的-氧化学说Franz Knoop(1904)
8、提提 出出 FA -oxidation假假说说，并并通通过过苯苯基基标标记记喂喂养养试试验验，发发现现脂脂肪肪酸酸的的氧氧化化是是从从羧羧基基端端的的 位位碳碳原原子子开开始始，每每次次分分解解出出一个二碳片段一个二碳片段（乙酰（乙酰CoACoA）。氧化主要发生在氧化主要发生在肝脏肝脏内。内。18苯苯基基标标记记19二、脂肪酸的活化脂肪酸的活化FAFA进进入入肝肝脏脏细细胞胞首首先先被被活活化化成成脂脂酰酰CoA(CoA(acylCoA)。细胞内有两类活化细胞内有两类活化FAFA的酶：的酶：1、内质网脂酰内质网脂酰CoA合成酶合成酶（acylCoAsynthetase），也也称称硫硫激激酶酶（
9、thiokinase），活活化化1212个个碳碳原原子子以以上上的的FA；2、线粒体脂酰线粒体脂酰CoA合成酶合成酶（acylCoAsynthetase），活活化化4-104-10碳碳原子的原子的FA。20二、脂肪酸的活化（续）脂肪酸的活化（续）脂肪酸脂肪酸+ATP+HS-CoA脂酰脂酰CoA+AMP+PPiR-COO-+ATP+HS-CoAR-CO-SCoA+AMP+PPi(2Pi)脂酰CoA合成酶21脂肪酸转变为脂酰脂肪酸转变为脂酰- -CoACoA22三、三、脂肪酸跨线粒体膜的运输脂肪酸跨线粒体膜的运输nFA的的 -oxidation发生在肝脏及发生在肝脏及其他组织的线粒体内，中、短链其
10、他组织的线粒体内，中、短链FAFA可直接穿过线粒体内膜，长链可直接穿过线粒体内膜，长链FAFA须经特殊的须经特殊的转运转运机制才可进入机制才可进入线粒体内被氧化，即线粒体内被氧化，即肉碱肉碱(L-carnitine)转运转运。23肉肉碱碱与与脂脂酰酰肉肉碱碱24肉肉碱碱转转运运机机制制脂酰脂酰-CoA合成酶合成酶脂酰脂酰-CoA合成酶合成酶25脂肪酸通过脂酰肉碱脂肪酸通过脂酰肉碱/ /肉碱肉碱运输体进入线粒体运输体进入线粒体26四、脂肪酸的脂肪酸的 -氧化氧化（ -oxidation）包括四个反复的氧化过程：包括四个反复的氧化过程：1.脱脱氢氢：AcylCoA的的 、 脱脱氢氢，生生成成反反式
11、式 2-烯烯脂脂酰酰CoA(enoylCoA)，线线粒粒体体基基质质中中发发现现有有3 3种种脂脂酰酰CoACoA脱脱氢氢酶酶（acylCoAdHE），都都以以FADFAD为辅基为辅基。脂酰脂酰CoA- CoA- 2-烯脂酰烯脂酰CoA脂酰脂酰CoACoA脱氢酶脱氢酶 FAD FADH FAD FADH2 227脂肪酸的脂肪酸的 -氧化氧化(第第1步反应步反应)28脂肪酸的脂肪酸的 -氧化氧化(第第2步反应步反应)n2.水化：水化： 2-烯脂酰烯脂酰CoA（ 2-enoylCoA）加水，加水，形成形成L(+)L(+) - -羟脂酰羟脂酰CoACoA，由由水化酶水化酶催化，底物只能为催化，底物只
12、能为 2 2- -不饱不饱和脂酰和脂酰CoACoA；n 2-烯脂酰烯脂酰CoA - -羟脂酰羟脂酰CoACoA烯脂酰烯脂酰CoA水化酶水化酶 H H2 2O O29脂肪酸的脂肪酸的 -氧化氧化(第第2步反应步反应30脂肪酸的脂肪酸的 -氧化氧化(第第3步反应步反应)n3.再脱氢：再脱氢：L(+) -羟脂酰羟脂酰CoACoA脱氢脱氢，生成生成 - -酮脂酰酮脂酰CoACoA，由由脱氢酶脱氢酶催化，酶催化，酶以以NADNAD+ +为辅酶，只对为辅酶，只对L L型底物型底物有作用；有作用；n -羟脂酰羟脂酰CoA - CoA - - -酮脂酰酮脂酰CoACoA -羟脂酰羟脂酰CoACoA脱氢酶脱氢酶
13、 NAD NAD+ + NADH+HNADH+H+ + 31脂肪酸的脂肪酸的 -氧化氧化(第第3步反应步反应)32脂肪酸的脂肪酸的 -氧化氧化(第第4步反应步反应)4.硫硫解解（断断链链）， - -酮酮脂脂酰酰CoACoA在在硫硫解解酶酶（thiolase）催催化化下下，加加HSCoAHSCoA并并使使碳碳链链断断裂裂，生生成成1 1分分子子乙乙酰酰CoACoA比比原原来来少少两两个个碳原子的脂酰碳原子的脂酰CoACoA。 - -酮脂酰酮脂酰CoACoA乙酰乙酰CoA+CoA+脂酰脂酰CoACoA - -酮脂酰酮脂酰CoACoA硫解酶硫解酶 HSCoA HSCoA33脂肪酸的脂肪酸的 -氧化氧
14、化(第第4步反应步反应)34脂肪酸的脂肪酸的 -氧化小结氧化小结35脂肪酸氧化的主要反应脂肪酸氧化的主要反应36软脂酸的软脂酸的-氧化氧化371FA仅仅需需活活化化一一次次，消消耗耗1 1ATPATP的的两两个个高高能能磷酸键磷酸键，活化的酶在线粒体膜外，活化的酶在线粒体膜外；2AcrylCoA（长长链链）需需经经肉肉碱碱运运输输才才能能进进入线粒体内，有肉碱转移酶入线粒体内，有肉碱转移酶I I和和IIII；3所有所有FA -oxidation的酶都是的酶都是线粒体酶线粒体酶；4. -oxidation氧氧化化产产生生的的acetylCoA进进入入TCA，最最终终生生成成H2O和和CO2，每每
15、一一次次循循环环产产 生生 1acetylCoA、 1FADH2和和1(NADH+H+)。SummarizationofFA -oxidation38FA -oxidation能量计算能量计算以软脂酸为例以软脂酸为例，7次循环产生次循环产生8acetylCoA、7FADH2和和7（NADH+H+)总计：总计：8 12+7(2+3)-2=129(ATP)。或或83 2.5+1.5+1+71.5+2.5-2=106ATP39软脂酰软脂酰- -CoACoA彻底氧化彻底氧化产生产生ATPATP的数目的数目40 五、不饱和脂肪酸的氧化不饱和脂肪酸的氧化不不饱饱和和脂脂肪肪酸酸同同样样需需要要活活化化和和
16、转转运运才才能能进进入入线线粒粒体体氧氧化化，在在遇遇到到不不饱饱和和双双键键前前进进行行常常规规的的 - -氧氧化化。或或因因顺顺式式双双键键，必必需需经经顺顺反反异异构构为为反反式式异异构构物物、或或因因生生成成的的D(-)D(-) - -构构型型需需经经差差向向异异构构生生成成L-L-型型异异构构，才才能能继继续续 - -氧化。氧化。41单单不不饱饱和和脂脂肪肪酸酸的的氧氧化化顺顺反反异异构构42单不饱和脂肪酸的氧化单不饱和脂肪酸的氧化43不不饱饱和和脂脂肪肪酸酸的的氧氧化化还还原原+顺顺反反异异构构44多多不不饱饱和和脂脂肪肪酸酸的的氧氧化化45六、奇数碳脂肪酸的氧化奇数碳脂肪酸的氧化
17、 少少量量奇奇数数碳碳脂脂肪肪酸酸，经经多多次次 - -氧氧化化最最终终产产生生丙丙酰酰CoACoA，剩剩下下的的问问题题就就是是丙丙酸酸代代谢谢。丙丙酸酸代代谢谢可有两条途径：可有两条途径：1 1、通通过过甲甲基基丙丙二二酸酸单单酰酰CoACoA途途径径生生成成琥琥珀珀酰酰CoACoA进入进入TCATCA；2 2、通通过过 - -羟羟丙丙酸酸支支路路，最最终终生生成成乙乙酰酰CoACoA进进入入TCATCA（植物、微生物中普遍）。植物、微生物中普遍）。反刍动物瘤胃中碳水化合物经细菌发酵产生大量丙酸、短链FA及有机酸氧化产生丙酸、一些枝链氨基酸(Val,Ile)降解也产生丙酸，因此丙酸代谢也十
18、分重要。46丙酸代谢丙酸代谢（甲基丙二酸单酰甲基丙二酸单酰CoACoA途径途径）47丙酸代谢丙酸代谢（ - -羟丙酸支路羟丙酸支路）48七、 FAFA的的 - -氧化氧化StumpfPK(1956)首先在植物线粒首先在植物线粒体中发现，后来在脑、肝等组织中体中发现，后来在脑、肝等组织中也有发现，也有发现，仅游离仅游离FAFA可作底物可作底物，直，直接涉及到分子氧，产物既可是接涉及到分子氧，产物既可是D-D- - -羟基羟基FAFA，也可以是也可以是少一个碳的少一个碳的FAFA。49 - -氧化途径氧化途径50F FA A的的 - -氧氧化化51八、 FAFA的的 - -氧化氧化Verkade(
19、1932)发现喂养一元羧酸后发现喂养一元羧酸后出现了出现了二元羧酸二元羧酸，十一碳羧酸产生，十一碳羧酸产生了十一碳、九碳、七碳的二元羧酸，了十一碳、九碳、七碳的二元羧酸，即除即除 - -氧化外，还在远离羧基碳的氧化外，还在远离羧基碳的 碳上发生了氧化反应碳上发生了氧化反应。 52FAFA的的 - -氧化途径氧化途径53九、过氧化物酶体的-氧化氧化线粒体是脂肪酸氧化的主要场所，线粒体是脂肪酸氧化的主要场所，但一定细胞的特定膜结构也会氧但一定细胞的特定膜结构也会氧化脂肪酸，化脂肪酸，过氧化物酶体过氧化物酶体( (Peroxisomes) )可以以可以以与线粒体与线粒体相似但不完全相同相似但不完全相
20、同的方式氧化脂的方式氧化脂肪酸。肪酸。 54九、过氧化物酶体的-氧化氧化n过氧化物酶体氧化脂肪酸四步反过氧化物酶体氧化脂肪酸四步反应的第一步黄素蛋白脱氢酶催化应的第一步黄素蛋白脱氢酶催化脱氢生成脱氢生成FADHFADH2 2，电子直接传递电子直接传递给给O O2 2生成生成H H2 2O O2 2，后者被后者被过氧化氢过氧化氢酶分解酶分解解毒。解毒。55本节小结n1、脂肪酸的活化脂肪酸的活化脂肪酸的活化脂肪酸的活化n n2 2、脂肪酸跨线粒体膜的运输脂肪酸跨线粒体膜的运输脂肪酸跨线粒体膜的运输脂肪酸跨线粒体膜的运输n n3 3、脂肪酸的脂肪酸的- -氧化氧化n4 4、不饱和脂肪酸的氧化不饱和脂
21、肪酸的氧化不饱和脂肪酸的氧化不饱和脂肪酸的氧化n n5 5、奇数碳脂肪酸的氧化奇数碳脂肪酸的氧化奇数碳脂肪酸的氧化奇数碳脂肪酸的氧化n n6 6、FAFAFAFA的的的的 - - - -氧化氧化氧化氧化n n7 7 7 7、FAFAFAFA的的的的 - - - -氧化氧化氧化氧化n n8 8 8 8、过氧化物酶体的过氧化物酶体的-氧化氧化氧化氧化56第三节酮体的代谢57教学目标n1、了解酮体的概念、了解酮体的概念n2、掌握酮体生成的途径、掌握酮体生成的途径n3、掌握酮体氧化的途径、掌握酮体氧化的途径n4、熟悉酮体代谢的意义、熟悉酮体代谢的意义58一、酮体的概念nFA -氧化产生大量的乙酰氧化产
22、生大量的乙酰CoACoA，在肌细在肌细胞中进入胞中进入TCATCA，在肝、肾、脑等组织中，在肝、肾、脑等组织中，尤其在饥饿、禁食、糖尿病等情形下，尤其在饥饿、禁食、糖尿病等情形下，acetyl CoAacetyl CoA可进一步缩合并生成可进一步缩合并生成乙酰乙乙酰乙酸酸、 - -羟丁酸羟丁酸和和丙酮丙酮这三种物质，统称这三种物质，统称为为酮体酮体（ketonebody）。）。 59酮酮体体 K Ke et to on ne e B Bo od di ie es s 60二、酮体的生成n1) 2乙酰CoA 乙酰乙酰CoA 脂肪酸-氧化最后四碳阶段氧化最后四碳阶段2)2)乙酰乙酰乙酰乙酰CoA+
23、乙酰乙酰CoA -羟羟-甲戊二酸单酰甲戊二酸单酰CoACoA (HMG-CoA) (HMG-CoA) 乙酰CoA乙酰转移酶 HSCoAHMG-CoAHMG-CoA合成酶合成酶61二、酮体的生成（续）n3、HMG-CoA HMG-CoA 乙酰CoA +乙酰乙酸4、乙酰乙酸、乙酰乙酸 -羟丁酸羟丁酸 丙酮丙酮HMG-CoAHMG-CoA裂解酶裂解酶-羟丁酸脱氢酶羟丁酸脱氢酶羟丁酸脱氢酶羟丁酸脱氢酶NADH+HNADH+HNADH+HNADH+H+ + + + NAD NAD NAD NAD乙酰乙酸脱羧酶CO262酮酮体体合合成成硫解酶硫解酶HMG-CoAHMG-CoA合成酶合成酶HMG-CoAHM
24、G-CoA裂解酶裂解酶63三、酮体的氧化n1、乙酰乙酸+HSCoA+ATP 乙酰乙酰CoA +AMP+PPi 2、乙酰乙酰CoA +HSCoA 2乙酰CoA TCA 硫激酶硫解酶64三、酮体的氧化n3、 -羟丁酸羟丁酸 乙酰乙酸乙酰乙酸 n4、丙酮可通过呼吸或随尿排出，部分丙丙酮可通过呼吸或随尿排出，部分丙酮可在一系列酶的作用下转变为丙酮酸酮可在一系列酶的作用下转变为丙酮酸和乳酸，再进一步氧化分解或异生为葡和乳酸，再进一步氧化分解或异生为葡萄糖。萄糖。-羟丁酸脱氢酶羟丁酸脱氢酶羟丁酸脱氢酶羟丁酸脱氢酶NAD NADH+HNAD NADH+HNAD NADH+HNAD NADH+H+ + + +
25、65肌肉中肌肉中： -羟丁酸羟丁酸乙酰乙酸乙酰乙酸ATP+HS-CoA 硫激酶硫激酶AMP+PPi 乙酰乙酰乙酰乙酰CoAHS-CoA 硫解酶硫解酶2乙酰乙酰CoATCA酮体分解酮体分解66肌肌肉肉、脑脑及及肾肾上上腺腺中中乙乙酰酰乙乙酸酸分分解解67 - -羟羟丁丁酸酸作作为为燃燃料料68四、酮体代谢的特点n酮体代谢的主要特点是肝内生成肝外利用。酮体代谢的主要特点是肝内生成肝外利用。脂肪酸在线粒体内进行脂肪酸在线粒体内进行 -氧化生成大量的乙酰氧化生成大量的乙酰CoA，由于肝脏中具有活性较强的合成酮体的酶系，由于肝脏中具有活性较强的合成酮体的酶系，因此仅有少部分乙酰因此仅有少部分乙酰CoA进
26、入进入TCA分解，大部分分解，大部分乙酰乙酰CoA则作为酮体合成的原料生成则作为酮体合成的原料生成酮体酮体。但肝。但肝脏中没有利用酮体的酶，所以不能氧化分解酮体。脏中没有利用酮体的酶，所以不能氧化分解酮体。大多数肝外组织如心、肾、脑及骨骼肌的线粒体均大多数肝外组织如心、肾、脑及骨骼肌的线粒体均具有活性较高的利用酮体的酶，所以酮体在肝内具有活性较高的利用酮体的酶，所以酮体在肝内生成后，很快透出细胞膜，随血液循环到肝外组生成后，很快透出细胞膜，随血液循环到肝外组织进一步氧化分解。织进一步氧化分解。69五、酮体代谢的生理意义五、酮体代谢的生理意义1、酮体是肝脏输出能源的一种形式。酮体为小分子水溶性物
27、质，易通过血液运输，透过血脑屏障和肌肉毛细血管壁，是肌肉和脑组织等的重要能源。正常情况下，肝脏产生的酮体能迅速被肝外组织所利用，故血中仅含少量酮体：0.030.5mmol/L。70六、酮体代谢的意义六、酮体代谢的意义在在饥饿、禁食及糖尿病饥饿、禁食及糖尿病等情况下，脂肪酸分解等情况下，脂肪酸分解加强，酮体生成相应增多。如超过肝外组织的加强，酮体生成相应增多。如超过肝外组织的利用能力，则血中酮体增多，超过正常含量，利用能力，则血中酮体增多，超过正常含量，造成造成酮血证酮血证。此时，部分酮体可通过肾脏随尿液排出，称为此时，部分酮体可通过肾脏随尿液排出，称为酮尿酮尿；部分酮体还可以随呼吸道挥发排出，
28、使；部分酮体还可以随呼吸道挥发排出，使呼出气中有酮味。呼出气中有酮味。由于酮体物质均为酸性物质，因此血中酮体过由于酮体物质均为酸性物质，因此血中酮体过多会引起多会引起代谢性酸中毒代谢性酸中毒。71酮酮体体代代谢谢小小结结72第四节脂肪酸的生物合成73本节内容提要：n1、软脂酸的生物合成n2、软脂酸碳链的延长n3、不饱和脂肪酸的合成n4、脂肪酸合成的调节n5、甘油三酯的合成74一、脂肪酸的合成概述FA的合成与分解是的合成与分解是两种不同的代谢途径两种不同的代谢途径、由由不同的酶系统不同的酶系统催化反应、发生于细胞催化反应、发生于细胞内的内的不同部位不同部位、合成过程存在一个三碳、合成过程存在一个
29、三碳中间物中间物丙二酸单酰丙二酸单酰CoA(malonylCoA)与与FAFA的生物合成。的生物合成。FA的合成的合成(Denovosynthesis)发生在发生在细胞质细胞质中。中。 延伸合成发生在延伸合成发生在内质网内质网或或线粒体线粒体中。中。 双键引入发生在双键引入发生在微粒体微粒体中中。75二、脂肪酸的合成原料n一般生物都能利用一般生物都能利用糖类或更简单的含碳糖类或更简单的含碳物物作为碳源合成作为碳源合成FAFA，油料作物以油料作物以COCO2 2为碳为碳源、微生物以源、微生物以糖或乙酸糖或乙酸为碳源、动物合为碳源、动物合成成FAFA有两种方式：从无到有合成有两种方式：从无到有合成
30、（denovosynthesis）及延伸（长）合成及延伸（长）合成（elongationsynthesis），），前者的酶前者的酶系统存在于胞质中系统存在于胞质中非线粒体系统，后非线粒体系统，后者酶系统存在于线粒体和微粒体中者酶系统存在于线粒体和微粒体中线线粒体系统和微粒体系统，合成原料是粒体系统和微粒体系统，合成原料是乙乙酰酰CoACoA。76三、软脂酸的生物合成FA合成的主要途径在合成的主要途径在胞质胞质中进行，原料中进行，原料为为乙酰乙酰CoA，产物产物是长链是长链FAFA（多为软多为软脂酸），反应还需：脂酸），反应还需：ACP(acylcarrierproteins),ATP,CO2,
31、NADPH和和Mn2+ +等。合成中只有一个等。合成中只有一个C C2 2物以乙物以乙酰酰CoA参与合成过程（参与合成过程（“引物引物”），），其余延伸的其余延伸的“C C2 2”物均以物均以丙二酸单酰丙二酸单酰CoACoA形式参与反应。形式参与反应。 77丙丙二二酸酸单单酰酰C Co oA A78非光合作用真核生物中，几乎所有用于脂肪酸生非光合作用真核生物中，几乎所有用于脂肪酸生物合成的物合成的乙酰乙酰- -CoACoA都通过线粒体都通过线粒体中中丙酮酸的氧丙酮酸的氧化及氨基酸碳架的分解化及氨基酸碳架的分解，而脂肪酸氧化产生的，而脂肪酸氧化产生的乙酰乙酰- -CoACoA不作为动物细胞脂肪酸
32、生物合成的乙不作为动物细胞脂肪酸生物合成的乙酰酰- -CoACoA的来源，因为两种代谢途径的调节是相的来源，因为两种代谢途径的调节是相反的。反的。线粒体内膜对乙酰线粒体内膜对乙酰- -CoACoA不透过，需要特殊的运不透过，需要特殊的运输体，乙酰输体，乙酰- -CoACoA通过通过柠檬酸合成酶与草酰乙酸柠檬酸合成酶与草酰乙酸生成柠檬酸被运送到胞质生成柠檬酸被运送到胞质。乙酰乙酰- -CoACoA的跨膜转运的跨膜转运79 乙乙酰酰C Co oA A的的转转运运80乙酰乙酰CoACoA由线粒体向胞质转运由线粒体向胞质转运81乙酰乙酰- -CoACoA的羧化的羧化82乙乙酰酰- -C Co oA A
33、羧羧化化酶酶催催化化的的反反应应83乙乙酰酰C Co oA A羧羧化化酶酶的的结结构构模模式式图图84乙酰乙酰CoACoA羧化酶的调节羧化酶的调节85N NA AD DP PH H的的产产生生86n脂肪酸合成酶（脂肪酸合成酶（ FASynthetase ）复合物有）复合物有七个独立的多肽紧密协七个独立的多肽紧密协同为一个整体同为一个整体，共同作用完成脂酰，共同作用完成脂酰CoACoA和丙二酸单酰和丙二酸单酰CoACoA合成合成FAFA的催化的催化过程，七条多肽链包括过程，七条多肽链包括一个酰基载一个酰基载体蛋白（体蛋白（ACPACP）和六个酶和六个酶，ACPACP的作的作用是以硫酯键的形式把脂
34、酰基团连用是以硫酯键的形式把脂酰基团连接在复合物上以代替脂酰接在复合物上以代替脂酰CoACoA形式形式脂肪酸合成酶脂肪酸合成酶复合物复合物87动物脂肪酸合成酶的六个酶是：动物脂肪酸合成酶的六个酶是：1 1、乙酰转移酶（脂酰转移酶）：、乙酰转移酶（脂酰转移酶）：AcetylCoA-ACPtransacetylase( (AT) ) 催化脂酰基转移催化脂酰基转移 2 2、丙二酰转移酶、丙二酰转移酶MalonylCoA-ACPtransferase( (MT) ) 催化丙二酰基转移催化丙二酰基转移FASynthetase复合物的组成复合物的组成I I883 3、 -酮脂酰酮脂酰-ACP合成酶合成酶
35、-Ketoacyl-ACPsynthetase(KS)催化脂酰基与丙二酰基缩合催化脂酰基与丙二酰基缩合4 4、 -酮脂酰酮脂酰-ACP还原酶还原酶 -Keto-ACPreductase(KR)催化酮基还原为羟基催化酮基还原为羟基FASynthetase复合物的组成复合物的组成IIII895、 -羟脂酰羟脂酰-ACP脱水酶脱水酶 -Hydroxyacyl-ACPdehydratase(HD)催化脱水催化脱水6、烯脂酰、烯脂酰-ACP还原酶还原酶Enoyl-ACPreductase(ER)催化双键还原催化双键还原FASynthetase复合物的组成复合物的组成90脂脂肪肪酸酸合合成成的的四四步步反
36、反应应过过程程91软脂酸合成的全过程软脂酸合成的全过程92n17 7分子丙二酸单酰分子丙二酸单酰CoACoA形成形成7AcetylCoA+7CO2+7ATP7malonylCoA+7ADP+7Pi27 7次循环的缩合和还原次循环的缩合和还原AcetylCoA+7malonylCoA+14NADPH+14H+palmitate+8HS-CoA+6H2O+7CO2+14NADP+总反应：总反应：8AcetylCoA+7ATP+14NADPH+14H+palmitate+8HSCoA+6H2O+7ADP+7Pi+14NADP+软脂酸合成总反应软脂酸合成总反应 93软脂酸合成与分解代谢的区别软脂酸合成
37、与分解代谢的区别94线线粒粒体体中中脂脂肪肪酸酸的的延延伸伸合合成成95不饱和脂肪酸的合成不饱和脂肪酸的合成96四、软脂酸碳链的延长n1、线粒体脂肪酸碳链延长酶系软脂酰软脂酰CoA硬脂酸硬脂酸C2H2O -羟羟硬脂酰硬脂酰CoA -酮脂酰酮脂酰CoA乙酰乙酰CoA硬脂酰硬脂酰CoA 2-烯脂酰烯脂酰CoANADP+NADPH+H+NADPH+H+NADP+97四、软脂酸碳链的延长n2、内质网脂肪酸碳链延长酶系、内质网脂肪酸碳链延长酶系以丙二酸单酰以丙二酸单酰CoA作为二碳单位的作为二碳单位的供体，由供体，由NADPH+H+提供还原力，提供还原力，软脂酸经缩合、还原、脱水、再还原软脂酸经缩合、还
38、原、脱水、再还原等反应，每一轮可增加等反应，每一轮可增加2个碳原子，个碳原子，反复进行逐步延长碳链。反复进行逐步延长碳链。98四四步步反反应应延延伸伸脂脂肪肪链链的的两两个个碳碳99四步反应延伸脂肪链的四步反应延伸脂肪链的两个碳两个碳 反应反应1 1、22缩合缩合还原还原100四步反应延伸脂肪链的四步反应延伸脂肪链的两个碳两个碳 反应反应3 3、44脱水脱水还原还原101脂脂肪肪酸酸合合成成过过程程图图解解102五、甘油三脂的合成n脂肪合成的两种主要前体：脂肪合成的两种主要前体：L- -phosphoglycerol和和fattyacylCoA，前者来源于前者来源于DHAP或或glycerol
39、。脂肪组织缺乏脂肪组织缺乏glycerolkinase，甘油骨架只能来源于糖代甘油骨架只能来源于糖代谢产物谢产物DHAP。103磷磷脂脂酸酸的的合合成成104甘油三酯的合成甘油三酯的合成105乙酰乙酰CoACoA羧化酶的调节羧化酶的调节106柠檬酸对乙酰柠檬酸对乙酰CoACoA羧化酶的调节羧化酶的调节107本节小结n1、脂肪酸的合成概述n2、脂肪酸的合成原料n3、软脂酸的生物合成n4、软脂酸碳链的延长n5、甘油三脂的合成108第五节膜脂质的合成膜脂质的合成109本节内容提要： 1、甘油磷脂的合成 磷脂酸的合成 脑磷脂和卵磷脂的合成 磷脂酰丝氨酸的合成 2、鞘脂类的合成 110一、甘油磷脂的合成
40、n甘油磷脂广泛分布于生物界，是最主要的一类磷脂。甘油磷脂的种类很多，主要有卵磷脂、脑磷脂、磷脂酸等。n磷脂酸是结构最简单的甘油磷脂，也是合成其它磷脂及甘油三酯的原料。111n1）甘油二酯+ATP 磷脂酸+ADPn2）甘油一酯+ ATP 溶血磷脂酸+ADPn3）溶血磷脂酸+RCOSCoA 磷脂酸磷脂酸的合成磷脂酸的合成甘油二酯激酶甘油一酯激酶HSCoA112磷磷脂脂酸酸的的合合成成2肌肉肌肉肝脏、肾肝脏、肾113磷磷脂脂酸酸合合成成甘甘油油三三酯酯和和甘甘油油磷磷脂脂114磷磷脂脂的的极极性性头头部部以以磷磷酸酸二二酯酯键键与与磷磷脂脂酸酸相相连连115哺哺乳乳动动物物卵卵(脑脑)磷磷脂脂的的补
41、补救救合合成成116n磷脂酰乙醇胺 磷脂酰丝氨酸磷脂酰磷脂酰SerSer的合成的合成丝氨酸 乙醇胺117磷磷脂脂酰酰S Se er r的的合合成成2 2118磷磷脂脂酰酰肌肌醇醇的的合合成成119醚醚脂脂和和缩缩醛醛磷磷脂脂的的合合成成120真真核核生生物物心心磷磷脂脂和和磷磷脂脂酰酰肌肌醇醇的的合合成成121二、鞘脂类的合成鞘磷脂的生物合成包括四步反应：鞘磷脂的生物合成包括四步反应： 1 1）由软脂酰）由软脂酰- -CoACoA和丝氨酸合成和丝氨酸合成二氢鞘氨醇二氢鞘氨醇； 2 2）进一步与脂酰）进一步与脂酰- -CoACoA生成生成脂酰二氢鞘氨醇脂酰二氢鞘氨醇； 3 3）二氢鞘氨醇部分脱饱
42、和生成）二氢鞘氨醇部分脱饱和生成N-N-脂酰鞘氨醇脂酰鞘氨醇（神经酰胺神经酰胺）；）； 4 4）连接极性头部生成）连接极性头部生成鞘脂鞘脂，如，如鞘磷脂鞘磷脂或或鞘糖脂鞘糖脂 脑苷脂和神经节苷脂脑苷脂和神经节苷脂 。122鞘氨醇的合成鞘氨醇的合成123N N- -脂脂酰酰二二氢氢鞘鞘氨氨醇醇的的生生物物合合成成124神经酰胺及鞘脂的生物合成神经酰胺及鞘脂的生物合成125小结：本节为了解内容126第六节胆固醇代谢127一、胆固醇概述n胆固醇是最早由动物胆石中分离出的具有羟基的固醇类化合物，故称胆固醇。n植物中不含胆固醇，但含植物固醇。以-谷固醇为最多。酵母含麦角固醇，它是维生素D的前体。n胆固醇
43、是动物组织细胞膜的重要组分，也可以转变为具有重要生理功能的生物活性物质。 128胆胆固固醇醇结结构构及及模模型型129胆固醇的来源与释放途径胆固醇的来源与释放途径130二、胆固醇的生物合成n原料原料：乙酰乙酰CoA(acetylCoA)场所场所：肝脏（主要）：肝脏（主要）1.Acetyl CoA(C2)MVA(mevalonate,甲甲羟羟戊戊酸酸)(C6)；2.MVA(C6)活活化化的的异异戊戊烯烯焦焦磷磷酸酸(IPP-C5)和和二二甲基丙烯焦磷酸（甲基丙烯焦磷酸（DPP-C5）；）；3.C5C10C15C30鲨烯鲨烯（squalene）；4.Squalene羊毛脂固醇（羊毛脂固醇（lano
44、sterol）；5.胆固醇胆固醇的合成（的合成（Cholesterol）131胆固醇生物合成主要过程胆固醇生物合成主要过程132胆固醇及其衍生物的生物合成胆固醇及其衍生物的生物合成133甲甲羟羟戊戊酸酸的的形形成成是是胆胆固固醇醇合合成成的的关关键键134胆胆固固醇醇合合成成：甲甲羟羟戊戊酸酸转转变变为为活活化化的的异异戊戊二二烯烯单单位位 异异戊戊烯烯焦焦磷磷酸酸酯酯 135异戊二烯鲨烯异戊二烯鲨烯136胆胆固固醇醇合合成成：鲨鲨烯烯转转变变为为四四个个环环的的固固醇醇核核1371 受受 胞胞 内内 胆胆 固固 醇醇 浓浓 度度 和和 激激 素素 （ glucagon andInsulin）
45、的调节；的调节；2限限速速步步骤骤HMG-CoAMVA,由由HMG-CoA还还原原酶酶催催化化，受受胆胆固固醇醇衍衍生生物物及及MVAMVA的的变变构构抑抑制制，还还受受激激素素调控，磷酸化失活、去磷酸化激活。调控，磷酸化失活、去磷酸化激活。3高高的的胞胞内内胆胆固固醇醇浓浓度度激激活活ACATACAT，促促进进胆胆固固醇醇酯酯化化而储存。而储存。4. . 高的胞内胆固醇浓度引起高的胞内胆固醇浓度引起LDLLDL受体减少受体减少，减缓向，减缓向血液中吸收胆固醇。血液中吸收胆固醇。 胆固醇合成代谢的调节胆固醇合成代谢的调节 138胆胆固固醇醇合合成成固固醇醇激激素素1391胆胆固固醇醇结结石石(
46、cholelithiasis)2动脉粥样硬化动脉粥样硬化(asclerosis)胆固醇的病理性积累胆固醇的病理性积累 140详细过程目前还不清楚。但由胆结石的成份有胆固醇，详细过程目前还不清楚。但由胆结石的成份有胆固醇，胆色素，钙酸盐，及蛋白胶质。分为（胆色素，钙酸盐，及蛋白胶质。分为（1 1）色素性结色素性结石（石（pigment stonespigment stones）及及 （2 2）胆固醇结石）胆固醇结石（cholesterol stones)cholesterol stones)。胆道中胆固醇浓度很高，在胆囊粘膜重吸收胆囊中胆道中胆固醇浓度很高，在胆囊粘膜重吸收胆囊中的水分和胆汁盐时
47、，由于吸收过程太过分，特别是的水分和胆汁盐时，由于吸收过程太过分，特别是当胆囊发炎时，吸收更快，本不溶于水而溶于含胆当胆囊发炎时，吸收更快，本不溶于水而溶于含胆汁盐水溶液中的胆固醇从胆汁中结晶析出，形成结汁盐水溶液中的胆固醇从胆汁中结晶析出，形成结石。石。胆固醇结石胆固醇结石141动脉内膜形成的动脉内膜形成的胆固醇斑纹胆固醇斑纹造成动脉的粥样硬化。造成动脉的粥样硬化。患者血液患者血液 胆固醇胆固醇 或或 胆固醇胆固醇/磷脂磷脂升高，脂质升高，脂质向动脉内膜浸润而粘着于血管壁，形成动脉粥样向动脉内膜浸润而粘着于血管壁，形成动脉粥样斑。斑。过去认为是摄入过高胆固醇的缘故过去认为是摄入过高胆固醇的缘
48、故膳食假说。膳食假说。但生物体内有但生物体内有90%90%以上的胆固醇是体内合成的以上的胆固醇是体内合成的（内源性的）。因此控制动脉粥样硬化应考虑胆（内源性的）。因此控制动脉粥样硬化应考虑胆固醇合成、分解及排泄速度等各方面的因素。固醇合成、分解及排泄速度等各方面的因素。动脉粥样硬化动脉粥样硬化142胆胆固固醇醇酯酯的的生生成成143三、胆固醇的分解与代谢1 1转转变变为为胆胆甾甾烷烷醇醇（cholestanol）和和粪粪甾甾醇醇（koprosterol,stercorin）排泄；排泄； 2 2转转变变为为胆胆酸酸（cholicacid），主主要要通通过过环环状状结结构构的的环环核核羟羟化化及及
49、侧侧链链的的降降解解，环环核核羟羟化化需需NADPHNADPH和和O O2 2，双双功功能能加加氧氧酶酶，侧侧链链氧氧化化主主要要为为 - -氧氧化化后后再进行再进行 - -氧化氧化; ; 3 3转转变变为为其其他他物物质质，主主要要包包括括固固醇醇类类激激素素和和维维生素生素D D。144胆酸胆酸胆胆固固醇醇合合成成胆胆酸酸鹅鹅 脱氧脱氧 胆酸胆酸145胆汁酸盐（简称胆盐，主要指胆汁酸钠盐或钾盐）：胆汁酸盐（简称胆盐，主要指胆汁酸钠盐或钾盐）：游离型胆汁酸，包括胆酸、脱氧胆酸、鹅脱氧胆游离型胆汁酸，包括胆酸、脱氧胆酸、鹅脱氧胆酸、石胆酸；酸、石胆酸；结合型胆汁酸，主要有甘氨胆酸、结合型胆汁酸
50、，主要有甘氨胆酸、牛黄胆酸、甘氨鹅脱氧胆酸、牛黄鹅脱氧胆酸。牛黄胆酸、甘氨鹅脱氧胆酸、牛黄鹅脱氧胆酸。能降低油、水两相间的表面张力，促进脂类乳化。能降低油、水两相间的表面张力，促进脂类乳化。防止胆结石生成。胆汁中的胆汁酸盐和卵磷脂可防止胆结石生成。胆汁中的胆汁酸盐和卵磷脂可使胆固醇分散形成可溶性微团而阻止其沉淀下来形使胆固醇分散形成可溶性微团而阻止其沉淀下来形成结石。成结石。胆汁酸的代谢与功能胆汁酸的代谢与功能146由由胆胆固固醇醇代代谢谢产产生生的的一一些些固固醇醇激激素素147胆胆固固醇醇转转变变为为其其他他物物质质148胆固醇转变为激素胆固醇转变为激素149雌激素酮雌激素酮雄甾雄甾烯烯二二酮酮孕酮、黄体酮孕酮、黄体酮睾丸激素睾丸激素甾酮甾酮雌雌二二醇醇17 -羟孕羟孕酮酮胆胆固固醇醇转转变变为为性性激激素素150胆固醇转变为维生素胆固醇转变为维生素D151胆固醇代谢与转化总结n胆固醇的来源：n1、动物组织内合成n2、食物中摄取 n胆固醇的分解与转化n1、合成为胆汁酸盐n2、转变为类固醇激素n3、转变为维生素Dn4、转变为粪固醇排出体外152本章总结n1、脂类的消化与吸收n2、脂类的分解代谢（重点）n3、脂类的生物合成n4、胆固醇代谢153
