第九章 脂类代谢.ppt

单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,*,第九章 脂类代谢,内容,,第一节 生物体内的脂类及其功能,,第二节 脂类的分解代谢,,第三节 脂类的合成代谢,,第四节 甘油磷脂的酶促降解与生物合成,(,自学,),,教学目的和要求,,1.,了解脂类的生理功能,2.,掌握脂肪酸的,β-,氧化过程及能量释放,3.,了解脂肪酸的其它氧化途径,4.,掌握酮体的生成及利用,5.,掌握脂肪酸的合成代谢,6.,了解其它脂类的代谢,,第一节 生物体内的脂类及其功能,一、脂质的定义,是指那些低溶于水而高溶于非极性有机溶剂（乙醚、氯仿等）的生物有机分子化学本质：是脂肪酸和醇所形成的酯类及其衍生物按化学组成分：,,单纯脂质：脂肪酸和醇形成（三酰甘油和蜡）复合脂质：除含脂肪酸和醇外，尚含其它非脂成分（磷脂、糖脂）衍生脂质：是单纯脂质和复合脂质的衍生物如取代烃、固醇类、萜等结合脂：脂与糖或蛋白形成的脂多糖和脂蛋白二、脂类的分类,,（一）单纯脂类,由脂肪酸和醇类所形成的酯,脂酰甘油酯（最丰富的为,甘油三酯,<,三酰甘油,>),,,,蜡（含,14-36C,个碳原子的饱和或不饱和脂肪酸与含,16-30C,个碳原子的一元醇所形成的酯）,,1,、脂肪酸,（,1,） 由一条长的烃链（“尾”）和一末端羧基（“头”）组成的羧酸。

链多数是线形的，少数为分支和环状,,（,2,）根据脂肪酸碳链结构的不同,,饱和脂肪酸,,不饱和脂肪酸,（,1,-,4,,少数有,6,个）,,单不饱和脂肪酸,,多不饱和脂肪酸,,含分支和环状结构的脂肪酸,,（,3,） 常见的脂肪酸：软脂酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸,CH,3,－（CH,2,）n－COOH,,（,4,）每个脂肪酸有通俗名、系统名和,简写符号,,（,5,）,脂肪酸的结构特点,天然脂肪酸几乎都是偶数碳，多数在,12,－,24,碳，最常见的是,16C,和,18C,,双键数目一般为,1-4,个，少数为,6,个，单不饱和脂肪酸的双键多在第,9,位,,,第,2,和第,3,个双键多在第,12,和第,15,位；,双,键多为顺式,,,少数为反式,,非共轭双键系统、共轭双键系统－,CH,2,－,CH,＝,CH,－,CH,2,－,CH,＝,CH,,－,CH,2,－,,非共轭双键系统（多数）,,,－,CH,2,－,CH,＝,CH,－,CH,＝,CH,,－,CH,＝,CH,－,CH,2,－,,共轭双键系统,,,其中棕榈酸（,16,：,0,）、硬脂酸（,18,：,0,）、棕榈油酸（,16,：,1,，,△,9,,）、油酸（,18,：,1,，,△,9,,）、芥子酸（,22,：,1,,△,13,,）、亚油酸（,18,：,2,）、,α,-,亚麻酸（,18,：,3,，,△,9,，,12,，,15,,）、,γ,-,亚麻酸（,18,：,3,，,△,6,，,9,，,12,）、花生四稀酸（,18,：,3,，,△,5,，,8,，,11,，,14,）、,EPA(20,：,5,，,△,5,，,8,，,11,，,14,，,17,）和,DHA (22,：,6,,△,4,，,7,，,10,，,13,，,16,，,19,）等较重要。

4,）每个脂肪酸有通俗名、系统名和,简写符号,,（,5,）,脂肪酸的结构特点,天然脂肪酸几乎都是偶数碳，多数在,12,－,24,碳，最常见的是,16C,和,18C,,双键数目一般为,1-4,个，少数为,6,个，单不饱和脂肪酸的双键多在第,9,位,,,第,2,和第,3,个双键多在第,12,和第,15,位；,双,键多为顺式,,,少数为反式,,非共轭双键系统、共轭双键系统－,CH,2,－,CH,＝,CH,－,CH,2,－,CH,＝,CH,,－,CH,2,－,,非共轭双键系统（多数）,,,－,CH,2,－,CH,＝,CH,－,CH,＝,CH,,－,CH,＝,CH,－,CH,2,－,,共轭双键系统,,溶解度：烃链越长，在水中的溶解度越低,,熔点：不饱和的脂肪酸的溶点比饱和脂肪酸的熔点低,,脂肪酸可以发生氧化反应，不饱和脂肪酸在双键处可以发生加成反应（卤化、氢化）脂肪酸盐与乳化作用,（,6,）、脂肪酸的物理和化学性质,,,2,、三酰甘油,油脂的化学本质是酰基甘油，其中主要是三酰甘油（甘油三酯，,TG,），由一份子的甘油和三分子的脂肪酸结合而成此外还有少量的二酰甘油,(,DG,）和单酰甘油,(MG),。

甘油三酯,,n,、,m,、,k,可以相同，也可以不全相同甚至完全不同， 其中,n,多是不饱和的三酰甘油的物理和化学性质,三酰甘油含不饱和脂肪酸较多，在室温下成液态，称为油，饱和脂肪酸多，在室温下成固态，称为脂,,三酰甘油能在酸、碱或酶作用下水解成脂肪酸和甘油，碱水解称作皂化，皂化,1g,油脂所需的,KOH mg,数称作,皂化价,；,,油脂中的双键氢化可制造人造黄油；油脂中的双键还可与碘反应，,100g,油脂所能吸收的碘的克数称作,碘值,；,,油脂中的羟基可被乙酰化，中和,1g,油脂中乙酰基释放的乙酸所需的,KOH mg,数称作,乙酰价,；,,油脂自动氧化生成挥发性醛、酮、酸称作酸败,,,中和,1g,油脂中游离脂肪酸所需的,KOH mg,数称作,酸价,；,,在油脂中加入抗氧化剂，可以防止油脂酸败3,、蜡,,,蜡是长链脂肪酸和长链一元醇或固醇形成的酯，天然蜡是多种蜡酯的混合物蜡分子含一个很弱的极性头和一个非极性尾，因此完全不溶于水，蜡的硬度由烃链的长度和饱和度决定蜂蜡,存在于蜂巢；,白蜡,是白蜡虫的分泌物，可用作涂料、润滑剂和其他化工原料；,鲸蜡,是抹香鲸头部鲸油冷却时析出的白色晶体；洗涤羊毛得到的,羊毛蜡,可用作药品和化妆品的底料；来源于棕榈树叶片的巴西,棕榈蜡,可用作高级抛光剂。

单纯脂类的衍生物,：除了含有脂肪酸和 醇外，还含有非脂分子的成分，包括：,（二）复合脂类,磷脂,（磷酸和含氮碱）,,糖脂,（糖）,,硫脂,（硫酸）,,1,、磷脂,指含磷的脂类包括,甘油磷脂,和,鞘磷脂,,主要参与,细胞膜系统的组成,少量存在于细胞的其它部分1,）、甘油磷脂（磷酸甘油酯）,组分：磷脂酸（甘油＋,＋,脂肪酸＋,＋,磷酸）,＋,＋,X,（,极性醇,）,,体内几种重要的甘油磷脂,,甘油磷脂的一般性质,,白色蜡状固体，暴露于空气中由于多不饱和脂肪酸的过氧化作用，磷脂颜色逐渐变暗是两亲分子，是成膜分子，在水中能形成微囊和碱、酸反应,,磷脂酶,,(2),鞘磷脂,甘油磷脂：脂肪酸,-,甘油,-,磷酸,-,极性醇,,鞘磷脂：脂肪酸,-,鞘胺醇,-,磷酸,-,极性醇,,,鞘磷脂,鞘磷脂,神经酰胺,鞘磷脂：脂肪酸,-,鞘胺醇,-,磷酸,-,极性醇,,3,、糖脂,,糖脂：指糖通过其半缩醛羟基以糖苷键与脂质连接的化合物分为,,甘油糖脂：,,鞘糖脂：,,神经节苷脂：（糖基部分含有唾液酸的鞘糖脂）,,甘油磷脂,,=,脂肪酸,-,甘油,-,磷酸,-,极性醇,,,鞘磷脂,,=,脂肪酸,-,鞘胺醇,-,磷酸,-,极性醇,,,甘油糖脂,,=,脂肪酸,-,甘油,-,糖,,,(,二酰甘油,),,,鞘糖脂,,=,脂肪酸,-,鞘胺醇,-,糖,,,（神经酰胺）,磷脂,,,,糖脂,,鞘糖脂,,几种糖脂和硫酯,2,3-,双酰基,-1-,-D-,葡萄糖,-D-,甘油,6-,亚硫酸,-6-,脱氧,-,-,葡萄糖甘油二酯,(,硫酯,),2,3-,双酰基,-1-(,-D-,半乳糖基,-1,，,6- -D-,半乳糖基）,-D-,甘油,,由单纯脂类或复合脂类衍生而来或与它们关系密切。

萜类：,天然色素、香精油、天然橡胶,,固醇类：,固醇（甾醇、性激素、肾上腺皮质激素）,,其他脂类：,维生素,A,、,D,、,E,、,K,等,三）衍生脂类,,1.,储能及氧化供能量大、产能多,,2.,构成生物膜，是生物膜的重要结构组分,,3.,协助脂溶性维生素的吸收，提供必需脂肪酸,,4.,识别、免疫、,保护和保温作用5.,合成一些生物活性物质，如类固醇激素、肾上腺皮质 激素、维生素及胆汁酸等磷脂代谢中间物如甘油二酯、磷酸肌醇等可作为信号分子参与细胞代谢的调节过程二、脂类的主要功能,,第二节 脂肪的分解代谢,,一、脂肪的酶促水解,脂肪,脂肪酶,甘油,+,脂肪酸,,CH,2,OH,,HCOH,CH,2,OH,,,,,,CH,2,OH,R,2,-C-O-CH,CH,2,OH,,,O=,,-,-,H,2,O,R,1,COOH,二酰甘油脂肪酶,H,2,O,R,2,COOH,单酰甘油脂肪酶,-,-,,-,-,CH,2,-O -C-R,1,R,2,-C-O-CH,CH,2,-O -C-R,3,O=,O=,O=,,,,H,2,O,R,3,COOH,三酰甘油脂肪酶,O=,O=,-,-,-,CH,2,-O -C-R,1,R,2,-C-O-CH,CH,2,OH,限速酶,脂肪动员：指脂肪组织中脂肪,在激素的调节下,，,被一系列,脂肪酶,水解为,脂肪酸,和,甘油,并释放入血供其它组织利用的过程。

肾上腺素、胰高血糖素都可以激活腺苷酸环化酶，使,cAMP,浓度升高，促使依赖,cAMP,的蛋白激酶活化，后者使无活性的,脂肪酶,磷酸化,，,转变成有活性的,脂肪酶,，,加速脂解作用,二、甘油的氧化分解与转化,动物的脂肪细胞中无甘油激酶，则甘油需要经血液运到肝细胞中进行氧化分解,.,TCA,循环,CO,2,+H,2,O+,能量,,β-,氧化作用（主要氧化途径）,,α-,氧化作用,,,-,氧化作用,饱和脂肪酸的氧化分解,三 脂肪酸的氧化分解,单,不饱和脂肪酸的氧化分解,奇数,C,原子脂肪酸的氧化分解,CH,3,-(CH,2,),n,-,,CH,2,-,,CH,2,-COOH,,,,,1,、,Knoop,（,努普） 实验,：,,实验的前提条件,：动物体内缺乏降解苯环的能力，部分苯环化合物仍保持环的形式被排出实验方法,：用苯环标记,5,种含碳原子数目不同的脂酸使其形成含碳原子不同的苯脂酸（苯甲酸、苯乙酸、苯丙酸、苯丁酸、苯戊酸）用苯脂酸饲养动物，收集尿液，然后分析尿液中带有苯环的物质（标记脂酸,→饲养动物→收集尿液→进行分析）,一）脂肪酸,β-,氧化作用,,,苯己酸,苯丁酸,苯乙酸,NH2CH2COOH,（,甘氨酸）,苯戊酸,苯丙酸,苯甲酸,发现如喂标记偶数碳的脂肪酸，尿中排出的代谢物均为苯乙尿酸，如喂标记奇数碳的脂肪酸则尿中发现的代谢物均为马尿酸。

试验结果：,,试验结论,,,脂肪酸在体内的氧化分解是从羧基端,β-,碳原子开始，每次断裂,2,个碳原子 这就是“,β-,氧化学说”的精髓或者说：脂肪酸在氧化分解时，在碳链的,α,碳原子和,β,碳原子之间断裂，使碳原子成双成对的断裂饱和脂肪酸在一系列酶的作用下，羧基端的,β,位,C,原子发生氧化,，碳链在,α,位,C,原子与,β,位,C,原子间,发生断裂，每次生成一个乙酰,COA,和较原来少二个碳单位的脂肪酸，这个不断重复进行的脂肪酸氧化过程称为,β-,氧化,.,R,1,CH,2,CH,2,CH,2,C,H,2,,C,H,2,COOH,2,、,β,氧化作用的概念,,（,1,）脂肪酸的活化（,activation,）,脂酸的活化,：由脂肪酸转变成脂酰,CoA,的过程进行部位,：胞液（,cytosol,）,,活化的原因,：游离脂酸水溶性小，细胞内无分解游离脂肪酸的酶，所以脂肪酸进行氧化前必须活化活化粒体外（胞浆内）进行内质网及线粒体外膜上的脂酰,CoA,合成酶（,acyl-CoA,,synthetase,）,在,ATP,、,CoASH,、,Mg,2+,存在的条件下，催化脂酸活化，生成脂酰,CoA,。

3,、,β-,氧化作用反应历程,脂酰,CoA,合成酶,R-COOH,,AMP +,PPi,HSCoA,+ ATP,R-CO,～,SCoA,,脂肪酸第一步活化在胞液中，催化脂酸氧化的酶系存在于线粒体的基质内，脂酰,CoA,（,10C,以上）不能进入线粒体，因此在胞浆内活化的脂酰,CoA,必须进入线粒体内才能代谢此过程由,肉碱（肉毒碱,,,carnitine,）,来携带脂酰基2,）脂酰,CoA,转运入线粒体,HOOC-CH,2,-CH-CH,2,-N,+,-CH,3,,OH,CH,3,CH,3,β-,羟基,-r-,三甲基铵基丁酸,,转运的条件 ：,,,肉毒碱,（,L-,β,-,羟基,-,γ,-,三甲基丁酸）,,,——,（脂酰基的载体）,,,肉毒碱脂酰转移酶 ：,,,酶,Ⅰ,（肉毒碱脂酰转移酶,I,）：,位于线粒体内膜的外侧催化长链脂酰,CoA,与肉毒碱合成脂酰肉毒碱（,acyl,,carnitine,），,从而使脂酰,CoA,入膜内酶,Ⅰ,是脂肪酸,β-,氧化的,限速酶,,,,,酶,Ⅱ,（肉毒碱脂酰转移酶,Ⅱ,,）位于线粒体内膜的内侧是线粒体内膜转运肉毒碱及脂酰肉毒碱的载体,,,酯酰,CoA,进入线粒体基质示意图,N+(CH,3,),3,,CH,2,,HO-CH,2,,COO-,肉毒碱,酯酰肉毒碱,,O,,R-C,N+(CH,3,),3,,CH,2,,-O-CH,2,,COO-,酯酰肉毒碱,CoASH,,O,,R-C-S-,CoA,,O,,R-C-OH,ATP,,CoASH,ADP+PPi,CoASH,肉毒碱,,O,,R-C-S-,CoA,β-,氧化,线粒体内膜,内侧,外侧,载体,肉毒碱脂酰基转移酶,Ⅰ,肉毒碱脂酰基转移酶,Ⅱ,,关键酶,,脂酰,CoA,进入线粒体的过程分四步：,,①,.,细胞溶胶中的脂酰,CoA,转移到肉碱上，释放,CoA,到细胞溶胶；,,②,.,经传送系统，上述产物脂酰,-,肉碱进入线粒体基质；,,③,.,在这里，脂酰基转移到来自线粒体的,CoA,分子上；,,④,.,同时释放的肉碱又回到细胞溶胶中,。

①脱氢 脂酰,CoA,经脂酰,CoA,脱氢酶催化，在其,α,和,β,碳原子上脱氢，生成△,2,反烯脂酰,CoA,，该脱氢反应的辅基为,FAD,②加水（水合反应） △,2,反烯脂酰,CoA,在△,2,反烯脂酰,CoA,水合酶催化下，在双键上加水生成,L-β-,羟脂酰,CoA,3,）,β-,氧化的生化历程,,③脱氢,L-β-,羟脂酰,CoA,在,L-β-,羟脂酰,CoA,脱氢酶催化下，脱去,β,碳原子与羟基上的氢原子生成,β-,酮脂酰,CoA,，该反应的辅酶为,NAD,+,④硫解 在,β-,酮脂酰,CoA,硫解酶催化下，,β-,酮脂酰,CoA,与,CoA,作用，硫解产生,1,分子乙酰,CoA,和比原来少两个碳原子的脂酰,CoA,,氧化的生化历程,,乙酰,CoA,FAD,FADH,2,,NAD,+,NADH,R,C,H,2,CH,2,CO-SCoA,脂酰,CoA,,脱氢,酶,脂酰,CoA,,β-,烯脂酰,CoA,,水化酶,,β-,羟脂酰,CoA,,脱氢酶,,β-,酮酯酰,CoA,,硫,解酶,R,C,HOHCH,2,CO~ScoA,R,C,O,CH,2,CO-SCoA,,R,C,H=CH-CO-,SCoA,,+,CH,3,CO~SCoA,R-,CO~SCoA,H,2,O,,CoASH,TCA,,乙酰,CoA,,乙酰,CoA,,乙酰,CoA,ATP,H,2,0,呼吸链,H,2,0,呼吸链,,乙酰,CoA,,乙酰,CoA,,乙酰,CoA,,乙酰,CoA,,,(2) β,氧化阶段,,脂肪酸,β,氧化最终的产物为乙酰,CoA,、,NADH,和,FADH2,。

假如碳原子数为,Cn,的脂肪酸进行,β,氧化，则需要作（,n/2,－,1,）次循环才能完全分解为,n/2,个乙酰,CoA,，产生,n/2,个,NADH,和,n/2,个,FADH2,；生成的乙酰,CoA,通过,TCA,循环彻底氧化成二氧化碳和水并释放能量，而,NADH,和,FADH2,则通过呼吸链传递电子生成,ATP,至此可以生成的,ATP,数量为：,4,、,β,氧化作用中的产物及能量计算,（,1,）活化阶段（消耗,2,个,ATP,）,2,,解析：,1,、,β-,氧化的次数：,,,1moL,的软脂酸需进行,（,7,）,次,β-,氧化2,、产物的生成：,7,分子,FADH2,、,7,分子,NADH+H,+,及,8,分子乙酰,CoA,3,、,能量计算：,,（,7 X 2,）＋（,7x3,）＋（,8x12,）,－,2,＝,129,个,ATP,129 x 30.54,＝,3939.96kJ,／,mol,4,、,能量的利用率,,lmo,脂酸在体外彻底氧化成,CO,2,及,H,2,O,时的自由能为,9791kJ,故其能量利用效率为：,3939,．,96/9791x100% =,40%,计算（,16,碳饱和脂肪酸）软脂酸彻底氧化生成的,ATP,,（二）,.,饱和脂肪酸的,α-,氧化作用,1.,概念,脂肪酸,在一些酶的催化下，其,α-C,原子发生氧化，结果生成一分子,CO,2,和较原来少一个碳原子的脂肪酸，这种氧化作用称为,α-,氧化,。

RC,H,2,COOH→RCH,OH,COOH→RCOOH+,CO,2,,,这种特殊类型的氧化系统，首先发现于植物种子和叶子组织,,,中，,也在脑和肝细胞中发现,．在这个系统中，仅游离脂肪酸能作为,,,底物，而且直接涉及到分子氧，它降解的第一步是由另一个线粒体,,,酶来催化的的，即,脂肪酸,α-,羟化酶,，产物既可以是,D-α-,羟基脂肪,,,酸,，也可以是,少一个碳原子的脂肪酸,．这个机制说明自然界存在,,,α-,羟基脂肪酸和奇数碳原子脂肪酸,.,,,RCH,2,C,OOH,O,2,，NADPH+H,+,,单加氧酶,,Fe,2+,，,抗坏血酸,R-CH-COOH,OH,-,（,L-α-,羟脂肪酸）,,NAD,+,NADH+H,+,脱氢酶,R-C-COOH,O,=,（,α-,酮脂酸）,ATP,，,NAD,+,，,抗坏血酸,脱羧酶,RCOOH+,C,O,2,（少一个,C,原子）,2. α-,氧化的可能反应历程,,,,(,三,),,ω-,氧化（动物，,12,个碳以上）,,C,H,3,（,CH,2,）,9,COOH→,HO,OC,（,CH,2,）,9,COOH,→,两边,β-,氧化,,对于十二碳以下的脂肪酸，,Verkade,等人发现，是在远离羧基的末段碳上（称为,ω,碳原子）发生氧化，形成,α,,ω,二,羧酸，故把这种作用称为,ω-,氧化．,Verkade,等人将制备的辛酸，壬酸和十一碳酸的三酰甘油酯给食动物，收集并检验尿中的脂肪酸降解产物，发现十一碳酸能产生,C,11,，,C,9,和,C,7,的二碳酸。

脂肪酸的,ω-,氧化指脂肪酸的末端甲基（,ω-,端）经氧化转变成羟基，继而再氧化成羧基，从而形成,α,，,ω,ω-,二羧酸的过程,CH,3,(CH,2,)n,,COO,-,HOC,H,2,(CH,2,)n COO,-,OHC,(CH,2,)n COO,-,-,OOC,(CH,2,)n COO,-,O,2,NAD(P),+,NAD(P)H+H,+,NAPD,+,NADPH+H,+,NAD(P),+,NAD(P)H+H,+,混合功能氧化酶,醇酸脱氢酶,醛酸脱氢酶,ω,-,氧化的反应历程,,,β,氧化,L(+),-β,羟脂酰,CoA,D(-),-β,羟脂酰,CoA,,D(-)-β,羟脂酰,CoA,异构酶,,不饱和脂酸,,,β,氧化,,顺,,3,-,烯酰,CoA,反,,2,-,烯酰,CoA,,3,顺,-,,2,反烯酰,CoA,,,异构酶,H,2,O,四、单不饱和脂肪酸的氧化,（为烯脂酰辅酶,A,水合酶的正常底物）,（,β,-,羟脂酰辅酶,A,脱氢酶的正常底物,）,,,,不饱和脂肪酸的氧化产生的,ATP,数目比同碳数的饱和脂肪酸产生的,ATP,数目少每多一个双键，,β-,氧化就少一步以,FAD,为辅酶的脱氢反应，少产生,2,个,ATP,。

所以亚油酸,C,18,比同碳原子数饱和脂肪酸硬脂酸,C,18,少生成,4,个,ATP,五、奇数碳链脂肪酸的氧化,,产物：,1,分子丙酰,-,CoA,和,n,个乙酰,-,CoA,丙酰,-,CoA,的在氧化：,消旋酶,,变位酶,5,,-,脱氧腺苷钴胺素,奇数碳脂肪酸,CH,3,CH,2,CO~CoA,,-,氧化,,丙酰,CoA,羧化酶,,（生物素）,ADP+Pi,ATP+CO,2,经三羧酸循环途径→丙酮酸羧化支路→糖有氧氧化途径彻底氧化分解,,脂肪酸在肝中氧化分解所生成的,乙酰乙酸,(,acetoacetate,),、,,-,羟丁酸,(,,-,hydroxybutyrate,),和,丙酮,(acetone),三种中间代谢产物，统称为,酮体,(ketone bodies),六、酮体的生成及利用,,肝脏线粒体中乙酰,-,CoA,有,4,种去向,,,(1),柠檬酸循环,,（,2,）合成胆固醇,,（,3,）合成脂肪酸,,（,4,）酮体代谢（,ketone,body),,乙酰乙酸、,β-,羟丁酸、丙酮,,肝脏线粒体中的乙酰,CoA,走哪一条途径，主要取决于草酰乙酸的可利用性饥饿状态下，草酰乙酸离开,TCA,，用于异生合成,Glc,。

只有少量乙酰,CoA,可以进入,TCA,，大多数乙酰,CoA,用于合成酮体1),两分子乙酰,CoA,在乙酰乙酰,CoA,硫解酶,(,thiolase,),的催化下，缩合生成一分子,乙酰乙酰,CoA,乙酰乙酰,CoA,硫解酶,2×,(,乙酰,CoA),1,、酮体生成的反应过程,(2),乙酰乙酰,CoA,再与,1,分子乙酰,CoA,缩合，生成,HMG-CoA,HMG-CoA,合酶,是酮体生成的关键酶HMG-CoA,合酶,*,CoASH,,限速酶,,(3) HMG-CoA,裂解生成,1,分子乙酰乙酸和,1,分子乙酰,CoA,HMG-CoA,裂解酶,,(4),乙酰乙酸在,,-,羟丁酸脱氢酶,的催化下，加氢还原为,,-,羟丁酸,β-,羟丁酸脱氢酶,NAD,+,NADH+H,+,(5),乙酰乙酸自发脱羧或由酶催化脱羧生成,丙酮,CO,2,,CO,2,CoASH,,CoASH,,NAD,+,NADH+H,+,β-,羟丁酸,,脱氢酶,HMGCoA,,,合成酶,乙酰乙酰,CoA,硫解酶,HMGCoA,,,裂解酶,,酮体的生成,Β-,羟,- Β-,甲基戊二酸单酰,CoA,合成酶,,,利用酮体的酶有两种：,,1.,琥珀酰,CoA,转硫酶,,（主要存在于,心、肾、脑,和,骨骼肌细胞,的线粒体中）,,2.,乙酰乙酸硫激酶,,（主要存在于,心、肾、脑细胞,线粒体中）。

2,．酮体的利用,,,(1),,-,羟丁酸,在,,-,羟丁酸脱氢酶的催化下脱氢，生成,乙酰乙酸,酮体利用的基本过程,β-,羟丁酸脱氢酶,NAD,+,NADH+H,+,,(2),乙酰乙酸在,琥珀酰,CoA,转硫酶,或,乙酰乙酸硫激酶,的催化下转变为乙酰乙酰,CoA,琥珀酰,CoA,转硫酶,琥珀酰,CoA,,琥珀酸,乙酰乙酸硫激酶,HSCoA+ATP,,AMP+,PPi,,,(3),乙酰乙酰,CoA,在,乙酰乙酰,CoA,硫解酶,的催化下，裂解为两分子乙酰,CoA,4),生成的乙酰,CoA,进入,三羧酸循环,彻底氧化分解乙酰乙酰,CoA,硫解酶,HSCoA,,,,,,,心、肾、脑、骨骼肌细胞,心、肾、脑细胞,β,羟丁酸,-,NAD,+,NADH+H,,HSCoA,+ ATP,乙酰乙酸,琥珀酰,CoA,乙酰乙酸硫激酶,琥珀酰,CoA,转硫酶,AMP +,PPi,乙酰乙酰,CoA,琥珀酸,硫解酶,2,×,乙酰,CoA,三羧酸,循环,+,,,,,,,,,,,β,-,羟丁酸脱氢酶,,,3,、酮体与疾病,在,某些病理条件下，或因饥饿糖原消耗尽，外源糖又供应不足时，,肝脏脂肪转变成酮体的量超过肝外组织氧化酮体的能力时，则酮体积聚于血液中形成酮血症,,血中酮体过多由尿排出又形成酮尿,,酮体,为酸性物质，若,在血中含量过多,，超过血液的缓冲能力时，可以,引起酸中毒,,当血酮体阳性而尿酮体阴性或反应较弱时，提示患者存在,肾功能衰竭,,,4,、酮体生成的生理意义,酮体是肝输出能量的一种形式,,,形成酮体的目的是将肝中大量的乙酰,CoA,转移出去，为肝外组织提供的,第二,能源,(Fuel),物质，是肌肉和大脑等组织的重要能源；,,,（,酮体溶于水，分子小，能通过血脑屏障及肌肉毛细管壁。

脑组织不能氧化脂肪酸，却能利用酮体长期饥饿，糖供应不足时，酮体可以代替,Glc,，,成为脑组织及肌肉的主要能源5,、酮体生成的调节,,,（,1,）,饱食,：,,,胰岛素增加，脂解作用抑制，脂肪动员减少，进入肝中脂酸减少，,酮体生成减少饥饿：,胰高血糖素增加，脂肪动员量加强，血中游离脂酸浓度升高，,利于,β,氧化及酮体的生成2,）肝细胞糖原含量及其代谢的影响,：,,,肝细胞糖原含量,丰富时，脂酸合成甘油三酯及磷脂肝细胞糖原供给,不足时，,脂酸主要进入线粒体，进入,β,—,氧 化，,酮体生成增多3,）丙二酸单酰,CoA,抑制脂酰,CoA,进入线粒体,,,乙酰,CoA,及柠檬酸能激活乙酰,CoA,羧化酶，促进丙二酰,CoA,的合成，后者能竞争性抑制肉碱脂酰转移酶,Ⅰ,，从而阻止脂酰,CoA,进入线粒体内进行,β,氧化脂肪代谢和糖代谢的关系,延胡索酸,琥珀酸,苹果酸,草酰乙酸,3-,磷酸甘油,三羧酸循环,乙醛酸循环,甘油,乙酰,CoA,三酰,甘油,脂肪酸,,氧化,糖原（或淀粉）,1,，,6-,二磷酸果糖,磷酸二羟丙酮,PEP,丙酮酸,合成,植物和微生物,,第三节 脂肪的合成代谢,3-,磷酸甘油的生成,,脂肪酸的生成,,3-,磷酸甘油和脂酰,CoA,合成三酰甘油,,合成甘油三酯所需的,3-,磷酸甘油主要由下列两条途径生成：,,,1,．由糖代谢生成（脂肪细胞、肝）：,一、,3-,磷酸甘油的生成,2,．由脂肪分解形成的甘油,,二、,脂肪酸的生物合成,,生物机体内脂类的合成是十分活跃的，特别是在高等动物的肝脏、脂肪组织和乳腺中占优势。

脂肪酸合成的,碳源主要来自线粒体中的糖和氨基酸代谢产生的乙酰,CoA,脂肪酸合成步骤与氧化降解步骤完全不同脂肪酸的生物合成是在细胞液中进行,，而脂肪酸,氧化降解是粒体中进行的,脂肪酸的合成过程,,a.,从头合成（细胞质）,,b.,碳链延长途径（线粒体、内质网中）,,c,.,不饱和脂肪酸的合成,,㈠、饱和脂肪酸的从头合成,定义,,指以二碳物,CH,3,CO-SCoA,为原料，在乙酰,CoA,羧化酶和脂肪酸合成酶系的作用逐步延长碳连合成脂肪酸的过程十六碳饱和脂肪酸）,合成部位：细胞质（动物），叶绿体和前质体,,原料：乙酰,CoA,；,辅助因子：反应需要,ACP,、,ATP,、,CO,2,、,Mn,2+,和,NADPH,2,,来源,,线粒体内的丙酮酸氧化脱羧（糖）,,脂肪酸的,β-,氧化,,氨基酸的氧化,,转运,,柠檬酸穿梭,（三羧酸转运体系）,1.,乙酰,CoA,（,碳源）,的来源及转运,,乙酰,CoA,从线粒体内至胞液的运转,柠檬酸,-,丙酮酸穿梭作用,①,②,③,④,⑤,,在关键酶,乙酰,CoA,羧化酶,的催化下，将乙酰,CoA,羧化为丙二酸单酰,CoA,乙酰,CoA,羧化酶,,（生物素）,*,CH,3,CO~SCoA,ADP + Pi,HCO,3,-,,+ H,+,+,ATP,HOOC,-CH,2,-CO~SCoA,,长链脂酰,CoA,-,柠檬酸,,异柠檬酸,+,2,．丙二酸单酰,CoA,的合成,乙酰,CoA,羧化酶,,生物素羧化酶（,BC,），,,生物素羧基载体蛋白,（,BCCP,），,,羧基转移酶（,CT,）,.,,脂肪酸合成时碳链的缩合延长过程是一循环反应过程。

每经过一次循环反应，延长两个碳原子合成反应由,脂肪酸合成酶系,催化在动物体中，脂肪酸合成酶系是一种由,1,分子,脂酰基载体蛋白（,acyl,carrier protein, ACP,）,和,7,种酶单体所构成的,多酶复合体,3,．饱和脂肪酸合成,,脂肪酸合成酶系结构模式,,,①,②,③,④,中央巯基,SH,脂肪酸合酶巯基,SH,⑥,①,②,③,④,⑤,ACP,①,乙酰,CoA:ACP,转酰酶,②,β-,酮脂酰,-ACP,合酶,,,③,丙二酸单酰,CoA:ACP,转酰酶,④,β-,酮脂酰,-ACP,还原酶,,,⑤,β-,羟脂酰,-ACP,脱水酶,⑥,烯脂酰,-ACP,还原酶,,ACP,酰基,载体蛋白,⑤,⑥,,脂酰基载体蛋白,(ACP),的,辅基结构,CH2-Ser-,ACP,HS,辅基：,4-,磷酸泛酰巯基乙胺,CoA,分子中也有,4-,磷酸泛酰巯基乙胺,A,HS,4-,磷酸泛酰巯基乙胺,,乙酰基转移反应,,CH,3,-C～SCOA,=,O,CH,3,-C～SACP,=,O,ACP-SH,,,酮脂酰,-ACP,合酶,CH,3,-C,～,S-,合酶,=,O,丙二酸单酰基转移反应,COA-SH,ACP-SH,ACP,脂酰基转移酶,HOOC-CH,2,-C～SCOA,+ACP-SH,,HOO,C,-CH,2,-C,～,SACP,O,=,丙二酸单酰转移酶,HOO,C,-CH,2,-C～SCOA,O,=,+COA-SH,反应历程（三阶段）,（,1,）乙酰基和丙二酸单酰基进位,,缩合反应,CH,3,-C,～,S-,合酶,+,=,O,,HOO,C,-CH,2,-C,～,SACP,O,=,,β-,酮脂酰,-ACP,合酶,,CH,3,-C-CH,2,-C,～,SACP,O,=,O,=,+,合酶,-SH+,C,O,2,还原反应,,CH,3,-,C,-,CH,2,-C,～,SACP,O,=,O,=,+,NADPH,+,+,,H,+,,β-,酮脂酰,-ACP,还原酶,,CH,3,-,C,H,-,CH,2,-C,～,SACP,O,-,OH,=,+NADP,+,,D-β-,羟丁酰,-ACP,（,2,）脂肪酸链延伸,,脱水反应,,CH,3,-CH,-,CH,2,-C,～,SACP,O,-,OH,=,=,-,,C,-,,C,==,C,O,-,CH,3,-,,H,,H,～,SACP,β-,羟脂酰,-ACP,脱水酶,+,H,2,O,（△,2,反式丁烯酰,-ACP,,巴豆酰,-ACP,）,再还原反应,-,,C,==,C,O,-,CH,3,,H,,H,～,SACP,C,-,=,-,,3 2,+,NADPH+H,+,β-,烯脂酰,-ACP,还原酶,,CH,3,-CH,2,-,CH-C,～,SACP,O,=,+NADP,+,（丁酰,-ACP,）,丁酰,-ACP,与丙二酸单酰,-ACP,重复缩合、还原、脱水、再还原的过程，直至生成软脂酰,-ACP,。

缩合反应,CH,3,-C,～,S-,合酶,+,=,O,,HOO,C,-CH,2,-C,～,SACP,O,=,β-,酮脂酰,-ACP,合酶,,CH,3,-C-CH,2,-C,～,SACP,O,=,O,=,+,合酶,-SH+,C,O,2,由于缩合反应中，,β-,酮脂酰,-ACP,合酶,是对链长有专一性的酶，仅对,14C,及以下脂酰,-ACP,有催化活性,，故从头合成只能合成,16C,及以下饱和脂酰,-ACP,软脂酰,-ACP,硫酯酶,水解,,ACP+,软脂酸（棕榈酸）,,（,3,）,脂酰基水解,H2O,,8CH,3,-C～SCOA,=,O,+,7ATP,+,14NADPH,+,+14H,+,CH,3,(,,CH,2,),14,COOH,+,14NADP,+,,+8CoASH +,,7ADP,,+7Pi+,,6H,2,O,那么这个过程与糖代谢有一定关系：,原料（,乙酰辅酶,A,,）,来源,,羧化反应中消耗的,ATP,可由,EMP,途径提供,,还原力,NADPH,从哪来？,总反应式,,①,合成所需,原料为乙酰,CoA,，,直接生成的,产物是软脂酸,，合成一分子软脂酸，需七分子丙二酸单酰,CoA,和一分子乙酰,CoA,；,,②,在,胞液,中进行，关键酶是,乙酰,CoA,羧化酶,；,,③ 合成为一耗能过程，每合成一分子软脂酸，需消耗,15,分子,ATP,（,8,分子用于转运，,7,分子用于活化）；,,④ 需,NADPH,作为供氢体，对糖的磷酸戊糖旁路有依赖性。

脂肪酸合成的特点,：,,（二）线粒体和内质网中脂肪酸碳链的延长,（,1,）线粒体脂肪酸延长酶系,:,延长短链脂肪酸，其过程是,β,-,氧化逆过程只是第二次还原反应由还原酶而不是脱氢酶催化，电子载体为,NADPH,而不是,FADH,2,2,）内质网脂肪酸延长酶系：延长饱和或不饱和长链脂肪酸，其中间过程与脂肪酸合成酶体系相似脂肪酸碳链延长的不同方式,细胞内进行部位,动物 植物,线粒体 内质网 叶绿体、前质体 内质网,加入的一碳单位,酯酰基载体,电子供体,乙酰,CoA,,丙二酸,单酰,CoA,,丙,二酸单酰,CoA,CoA,,CoA,ACP,NAD(P)H NADPH NADPH,不,明确,,（三）不饱和脂肪酸的合成,(1),需氧途径,（,2,）,厌氧途径,,是厌氧生物合成单不饱和脂肪酸的方式,,,发生在脂肪酸从头合成的过程中,,,当生成,、,-,羟葵酰,-ACP,时，由专一的脱水酶催化脱水，生成、,-,稀葵酰,-ACP,，,在继续参入二碳单位，就可产生不同长度的,单不饱和脂肪酸NADPH+H,+,NADP,+,FAD,,2Fe,,去饱和酶,RCH,2,-CH,2,-,RCH,＝,CH-,2e,2e,2e,2e,O,2,+4H,+,2H,2,O,4e,（黄素蛋白）,动：细胞色素,b,5zh,植：铁硫蛋白,,脂肪酸的,β,－,氧化和从头合成的异同,,三、三酰甘油的生物合成,磷酸甘油酯酰转移酶,磷酸甘油酯酰转移酶,二酰甘油酯酰转移酶,磷酸酶,溶血磷脂酸,磷脂酸,二酰甘油,三酰甘油,溶血磷脂酸,,自学,第四节 甘油磷脂的酶促降解与生物合成,,,①,合成所需,原料为乙酰,CoA,，,直接生成的,产物是软脂酸,，合成一分子软脂酸，需七分子丙二酸单酰,CoA,和一分子乙酰,CoA,；,,②,在,胞液,中进行，关键酶是,乙酰,CoA,羧化酶,；,,③ 合成为一耗能过程，每合成一分子软脂酸，需消耗,15,分子,ATP,（,8,分子用于转运，,7,分子用于活化）；,,④ 需,NADPH,作为供氢体，对糖的磷酸戊糖旁路有依赖性。