09 第八章 脂类代谢.ppt

第1页：第八章脂类代谢封面

第八章脂类代谢

第2页：脂类的酶促水解脂肪的分解代谢

脂类的酶促水解脂肪的分解代谢（主要脂肪酸的β氧化）脂肪的合成

第3页：脂类一章内容复习提问

脂类一章内容复习提问什么是脂？答案：醇酸的酯化产物以及不溶性的大分子脂肪酸、醇。脂类是生物体内一切可溶于脂溶性溶剂的有机化合物。提问：脂类的生物功能？答案：长期储备能源物质、膜成分、防护、维生素、激素成分。脂代谢—脂分解与合成提问：脂类的种类？种类：脂肪:甘油三酯（中性脂肪）、脂肪酸、脂肪烃等类脂:磷脂、糖脂、固醇等

第4页：第一节脂类的酶促水解

第一节脂类的酶促水解提问：脂类水解的产物是什么？答案：脂肪酸、醇（甘油、鞘氨醇、固醇、脂肪醇、氨基醇）、磷酸等。提问：影响水解的因素有哪些呢？生物因素——酶的种类及其影响因素本身因素——溶解度及其影响因素（如温度、pH)脂肪的水解

第5页：脂肪

脂肪——甘油和脂肪酸a 脂酶a 脂酶脂酶

第6页：磷脂酶A1磷脂酶B磷脂酶A2磷脂酶C磷脂

磷脂酶A1磷脂酶B磷脂酶A2磷脂酶C磷脂酶D甘油磷脂的酶促降解存在于动物细胞中存在于蛇毒、蝎毒、蜂毒中存在于动物脑、蛇毒、细菌毒素中存在于高等植物中2

第7页：第二节脂肪的分解代谢

第二节脂肪的分解代谢当饥饿、禁食时，血液中激素（肾上腺素、胰高糖素）浓度升高，激活脂肪细胞内脂肪水解酶，脂肪水解。产物（甘油、脂肪酸）被蛋白质载运通过在血液运输。

第8页：甘油的氧化甘油激酶糖代谢活化

2.1甘油的氧化甘油激酶糖代谢活化→脱氢→糖代谢彻底氧化目前发现只有肝脏细胞具有甘油激酶，这意味着什么？3-磷酸甘油--脱氢酶磷酸二羟丙酮甘油只能在肝脏中氧化

第9页：Knoop的β氧化假说

• F. Knoop(1904)提出FA
• -oxidation假说，并通过苯基标记喂养试验，发现脂肪酸的氧化是从羧基端的
• 位碳原子开始，每次分解出一个二碳片段（乙酰CoA）奇偶脂肪酸的降解是每次切掉两个碳原子。马尿酸苯乙尿酸脂肪酸的

第10页：脂肪酸β氧化的部位

乙酰SCOA2.1脂肪酸的β氧化部位——原核生物细胞质、各种真核生物线粒体基质内αβATPH2O + 2HSCoAAMP+PPiFADH2+NADH + H+脂酰SCoA

第11页：具体过程

具体过程1.饱和脂肪酸活化水化脱氢硫酯解乙酰CoA脱氢线粒体膜转运细胞质线粒体基质产物A.活化++ATP脂酰合成酶Mg2+H2O脂酰-CoA高能化合物AMP + PPi分两步—中间产物消耗2高能键

第12页：脂酰合成酶Mg

++ATP脂酰合成酶Mg2+AMP + PPiB.转运C4~C10脂肪酸直接穿越，线粒体内活化C12以上的脂肪酸细胞质中活化，转运入--研究表明反应的平衡常数≈1，但该反应始终能够持续向正反应进行，PPi水解消耗，平衡右移

第13页：脂酰CoA溶解差

脂酰CoA溶解差难以逾越外膜水腔内膜？性质载体能完成由水腔进入内膜的转运任务呢？两性——肉毒胆碱（赖氨酸衍生物）非极性极性脂酰肉碱肉毒碱转酰基酶Ⅰ线粒体内膜

第14页：线粒体内膜肉碱脂酰肉碱基质腔肉毒碱转酰基

线粒体内膜肉碱脂酰肉碱基质腔肉毒碱转酰基酶Ⅰ脂酰CoAHSCoA脂酰肉碱移位酶肉碱肉毒碱转酰基酶Ⅱ脂酰CoAHSCoA

第15页：β氧化的脱氢与水化

C. β氧化a.脱氢FADFADH2脱氢酶b.水化（或水合）H—O—Hβ α水化酶β-羟脂酰CoAc.脱氢脱氢酶β-酮脂酰CoANADH+NADH + H+β-烯脂酰CoAβ αβ α

第16页：d.硫解H

d.硫解H SCoA+乙酰CoA少二碳原子的脂酰CoAβ氧化乙酰CoA？进入三羧酸循环彻底氧化！或进入乙醛酸循环脂酰基团CH3COCOOHNAD+NADH+H+CoASHCO2CH3CO~SCoAOCCOOHCH2COOHCH2COOHC(OH)COOHCH2COOHCH2COOHCHCOOHCH(OH)COOHNAD(P)NAD(P)H+HCH2COOHCHCOOHCOCOOHCH2COOHCH2COCOOHNADH+HNADNADH+H++CO~SCoACH2CH2COOHGDP+PiGTPCoASHH2OCH2COOHCH2COOHFADH2FADCHCOOHCHCOOHHOCCOOHCH2COOHH+NAD+CO2++CoASHH2 OCoASHCO2丙酮酸乙酰CoA(2)(1)(7)(8)(9)(10)(5)(6)(3)(4)草酰琥珀酸α-酮戊二酸琥珀酰CoA琥珀酸延胡索酸L-苹果酸草酰乙酸H O2三羧酸循环乙醛酸循环异柠檬酸柠檬酸琥珀酸苹果酸草酰乙酸三羧酸循环乙酰CoA乙醛酸乙酰CoACoASH①②

第17页：D.产能效率以软脂酸为例

• D.产能效率以软脂酸为例C16H32O2？次β氧化彻底转化8乙酰CoA +7FADH2 +7NADH +7H+当：乙酰CoA及脱下的氢经过三羧酸循环、氧化磷酸化彻底氧化C16H32O216CO2 +16H2O+131ATP
• G=-2340Kcal/molATP净产率131-2（活化消耗1×2）=129获能效率（129×7.3）/2340=40%单位重量脂肪酸转化的ATP储能（kcal/kg) =2.3糖？脂肪酸中H含量高7

第18页：脂肪酸氧化的产物去向

乙酸+氢气E.产物好氧情况CO2+ H2O厌氧情况（厌氧微生物）水解H2O？+乙酸FADH2+NADH+H+？2H2↑+ 辅酶氢气甲烷↑甲烷菌

第19页：

第20页：不饱和脂肪酸

2.不饱和脂肪酸3HSCoA 3CH3COSCoAγ-烯脂酰CoA烯脂酰CoA异构酶β-烯脂酰CoAβ氧化β氧化β～SCoAγ

第21页：脂肪酸的其他氧化途径

2.2脂肪酸的其他氧化途径1.α氧化αO2+CO2主要是带支链的脂肪酸或奇数脂肪酸或过长的脂肪酸，机理不清。2.ω氧化αωO2ω氧化+β氧化快速双向β氧化特殊微生物具有的途径α-羟

第22页：石油中的脂肪烃先被微生物氧化为脂肪酸

石油中的脂肪烃先被微生物氧化为脂肪酸进一步通过脂肪酸氧化途径被降解。

第23页：糖尿病人以脂代谢维生呼出

糖尿病人以脂代谢维生呼出的气体一股甜味血内含有大量丙酮。2.3酮体的生成特殊的酶部分CH3COSCoA +CH3COSCoACH3COCH2COSCoAHSCoA乙酰乙酰CoA直接或间接CH3COCH2 COOHHSCoA1乙酰乙酸脱羧CO2CH3COCH3加氢NAD+NADH+ +H+CH3CHCH2 COOHOH2丙酮3β-羟丁酸硫解酶

第24页：酮体的利用

• 2.4酮体的利用
• 肝中氧化酮体的酶活低，故酮体入血到肝外组织:在心、肾、脑、骨骼肌中进行。1）乙酰乙酸→乙酰乙酰CoA →乙酰CoA2）β-羟丁酸→乙酰乙酸→ →乙酰CoA3）丙酮→ →丙酮酸或乳酸→糖异生
• 在这些细胞中，酮体进一步分解成乙酰CoA→TCA，产生ATP。

第25页：酮体的作用

2.5酮体的作用1、是肝输出能源的一种形式；2、酮体是小分子，溶于水，可通过血脑屏障和毛细血管，是肌肉、脑、心、肾的能源分子；3、正常血液中0.3-5mg/dl，体内可分解之；饥饿、糖尿病时，脂肪动员，产生酮体，引起酮症酸中毒。

第26页：第三节脂肪的合成

• 第三节脂肪的合成3.1脂肪酸的生物合成分解：脱氢水化脱氢硫酯解合成：缩合加氢脱水加氢
• 部位——细胞质途径和位置均大不相同位置不同互不影响

第27页：合成软脂酸细胞质脂肪酸合成乙酰CoA脂肪

1.合成软脂酸细胞质脂肪酸合成乙酰CoA脂肪酸分解A.转运

第28页：A.转运脂酰CoA溶解差

A.转运脂酰CoA溶解差难以逾越外膜水腔内膜乙酰CoA柠檬酸穿梭

第29页：乙酰CoA线粒体内膜线粒体基质三羧酸载体

乙酰CoA线粒体内膜线粒体基质三羧酸载体乙酰CoA草酰乙酸柠檬酸柠檬酸草酰乙酸ATP，CoASH柠檬酸裂解酶ADP+PiNADH苹果酸脱氢酶NAD+苹果酸丙酮酸NADP+NADPHCO2乙酰CoA脂肪酸合成丙酮酸糖异生三羧酸循环腔+外膜+细胞质提问：为什么糖吃多了会发胖呢？糖代谢产物柠檬酸合成酶苹果酸酶

第30页：羧化C.连接载体蛋白

？B.羧化C.连接载体蛋白（连接一羧基COOH）+CO2乙酰CoA羧化酶ATP Mn2+生物素丙二酸单酰CoA？辅酶合成酶复合体酶载体蛋白（简写ACP）中间产物产物脂肪酸脂肪酸合成的直接供体-丙二酸单酰CoA的形成

第31页：腺呤酰基载体蛋白

腺呤酰基载体蛋白（ACP）辅酶A（CoA）(酰基载体)作用：“吊运”中间产物在各酶活性中心间传递反应。

第32页：脂肪酸合成中的转酰酶

乙酰CoA11转酰酶HSCoA33合成酶SH3合成酶S乙酰丙二酸单酰CoA乙酰乙酰+D.合成脂酰乙酰ACP22转丙酰酶2丙二酸单酰

第33页：S乙酰丙二酸单酰

23S乙酰丙二酸单酰

第34页：合成酶CO2乙酰乙酰

3合成酶CO2乙酰乙酰ACP4β酮脂酰ACP还原酶4C活性中心NADPH(H+)NADPH+CH3CCH2CACPCH3CHCH2CACPOHβ羟丁脂酰ACP（4C酮脂酰）（4C羟脂酰）E.完成一轮合成5

第35页：烯脂酰ACP还原酶

6烯脂酰ACP还原酶CH3CHCH2CACPOHCH3CH=CHCACPH2O4C5羟脂酰ACP脱水酶CH3CH2CH2CACPNADPH(H+)NADPH+？132546一圈碳链增加2Cβ烯丁脂酰ACP（4C烯脂酰）（4C脂酰）

第36页：合成酶245还原酶脱水酶还原酶转移酶3酮

63合成酶245还原酶脱水酶还原酶转移酶3酮脂酰ACP合成酶4C4C6C6C6C4C→6C3C4CCO26C6C→8C→16C硫酯酶软脂酸+ ACP

第37页：软脂酸分解与合成代谢

软脂酸分解与合成代谢的区别区别点脂酸氧化脂酸合成1.细胞中的部位细胞质线粒体2.酰基载体ACPCoA3.二碳单元参加或断裂的形式丙二酸单酰CoA乙酰CoA4.电子供体或受体NADPHFAD，NAD＋5.酶系7种酶，复合体4种酶6.能量变化消耗7个ATP及14个NADPH产生129个ATP

第38页：碳链的加长比软脂酸碳链更长

2.碳链的加长比软脂酸碳链更长的脂肪酸在线粒体或微粒体中完成操作硬脂酸等的合成通过肉碱载运。软脂酰CoA乙酰CoAHSCoA缩合酶C18酮脂酰CoA还原酶脱水酶还原酶C18脂酰CoA硬脂酸同样方式延长至C22、C24等？

第39页：不饱和脂肪酸的合成各种生物不尽相同

3.不饱和脂肪酸的合成各种生物不尽相同。A.高等动物的脂肪组织和肝组织-共氧化EFADH2EFADNADH+H+NAD+NADH—细胞色素b5-还原酶Fe2+细胞色素b5Fe3+Fe3+去饱和酶Fe2+不饱和脂酰CoA饱和脂酰CoA2H+2H2O+O2B. 植物和低等好氧生物-共氧化NADPH2e-黄素蛋白2e-铁硫蛋白2e-酶-O2O2酶饱和脂酰CoA不饱和脂酰CoA2H2O2H+不饱和

第40页：植物和微生物可利用与单烯脂酸类似

植物和微生物可利用与单烯脂酸类似的方法合成多烯脂酸（必需脂肪酸），动物由于缺乏相关酶只能从食物中获取。天然含量大，无需合成，“用进退废”。C. 厌氧细菌132546C10烯脂酰ACP还原酶饱和脂酰ACP下几轮正常单烯脂酰ACP硫酯解酶单烯脂酸

第41页：脂肪的合成

3.2脂肪的合成1.活化+ATP甘油激酶P+ADP甘油3-磷酸甘油脂肪酸+ HSCoA脂肪酸硫激酶RCOSCoA脂酰CoA

第42页：脂肪的合成起始

脂肪2.合成PR1COSCoAHSCoAP转酰酶R2COSCoAHSCoA转酰酶P？磷脂酸酶PR3COSCoAHSCoA转酰酶

第43页：促进了生物膜的不断更新

促进了生物膜的不断更新、修复、调整。1.分解（水解＋脂肪酸氧化）2.合成代谢3.3磷脂的代谢高等动植物—活化胆碱HOˉ(CH2)2N(CH3)2OH胆碱激酶ATPADP磷酸胆碱CTPPPiCTP转移酶CDP胆碱ˉ(CH2)2N(CH3)2OHPˉ(CH2)2N(CH3)2OHCDP转移酶甘油二酯卵磷脂+CMP

第44页：微生物合成磷脂的途径

微生物—活化磷脂酸PCTPPPiCTP转移酶CDP磷脂酸CDP甘油二酯转移酶胆碱卵磷脂+CMP

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