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1、單擊此處編輯母版標題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,*,單擊此處編輯母版標題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,*,第七章 脂類代謝,,脂類概述,,脂肪的分解代謝,,脂肪的生物合成,,,脂類（,lipid,）,亦譯為脂質(zhì)或類脂，是一類低溶于水而高溶于非極性溶劑的生物有機分子。其,化學本質(zhì),是脂肪酸和醇所形成的酯類及其衍生物。,,脂肪酸多為,4,碳以上的長鏈一元羧酸,,醇成分包括甘油、鞘氨醇、高級一元醇和固醇。,,,脂類的元素組成主要是,C H O,,,有些尚含,N S P,。,1,、定義,:,第一節(jié) 脂

2、類概述,,2.,分類,脂肪（,fat,）：,又稱三酯酰甘油或甘油三脂,,類脂,(lipid),,固醇類：如膽固醇,磷脂,糖脂,,① 貯藏物質(zhì),/,能量物質(zhì),:,脂肪是機體內(nèi)代謝燃料的貯存形式，它,,在體內(nèi)氧化可釋放大量能量以供機體利用。,,,1g,脂肪在體內(nèi)徹底氧化供能約,38KJ,，而,1g,糖徹底氧化僅供能,16.7KJ,。,,,② 提供給機體必需脂成分,:,,,（,1,）必需脂肪酸,,亞油酸,,亞麻酸,,花生四烯酸,,（,2,）生物活性物質(zhì),,激素、膽固醇、維生素等。,3.,脂類的功能,,③生物體結構物質(zhì),,（,1,）作為細胞膜的主要成分,:,磷脂,,（,2,）保護作用,:,,④,用作藥

3、物：卵磷脂、腦磷脂可用于肝病、神經(jīng)衰弱及動脈粥樣硬化的治療等。,,,⑤參與細胞信號傳導,:,,,磷脂酰肌醇（,PI,）轉變?yōu)榧〈?-,三磷酸（,IP3,）作為信號分子參與信號傳遞。,,,生物膜磷脂雙分子層結構,,第二節(jié) 脂肪的分解代謝,,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,單酰甘油脂肪酶,-,-,,-,-,CH,2,-O -C-R,1,R,2,-C-O-CH,CH,2,

4、-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,,,二,.,甘油的分解,磷酸酶,甘油激酶,磷酸酶,,三,.,脂肪酸的氧化分解（,β-,氧化）,,,,組 織：,除腦組織外，大多數(shù)組織均可進行，,,其中,肝、肌肉,最活躍。,,,亞細胞：,細胞液、線粒體,,,部位,,概念,,脂肪酸的,β-,氧化作用,,能量計算,脂肪酸的,β-,氧化作用,,飽和脂肪酸在一系列酶的作用下，羧基端的,β,位,C,原子發(fā)生氧化,，碳鏈在,α,位,C,原子與,β,位,C,原子間,

5、發(fā)生斷裂，每次生成一個乙酰,COA,和較原來少二個碳單位的脂肪酸，這個不斷重復進行的脂肪酸氧化過程稱為,β-,氧化,.,R,1,CH,2,CH,2,CH,2,C,H,2,,C,H,2,COOH,1.,概念,,2.,脂肪酸的,β-,氧化作用,（,1,）,脂肪酸的活化,脂肪酸首先在線粒體外或胞漿中被活化形成脂酰,CoA,，,然后進入線粒體或在其它細胞器中進行氧化。,,在,脂酰,CoA,合成酶,(,硫激酶,),,催化下，由,ATP,提供能量，將脂肪酸轉變成脂酰,CoA,：,脂酰,CoA,合成酶,R-COOH,,AMP +,PPi,HSCoA,+ ATP,R-CO,～,SCoA,,在線粒體外生成的脂酰

6、,CoA,需進入線粒體基質(zhì)才能被氧化分解，此過程必須要由,肉堿（肉毒堿,,,carnitine,）,來攜帶脂?；?。,（,2,）脂酰,CoA,轉運入線粒體,HOOC-CH,2,-CH-CH,2,-N,+,-CH,3,,OH,CH,3,CH,3,β-,羥基,-r-,三甲基銨基丁酸,,借助于兩種,肉堿脂酰轉移酶,同工酶（酶,Ⅰ,和酶,Ⅱ,）催化的移換反應以及,肉堿,-,脂酰肉堿轉位酶,催化的轉運反應才能將胞液中產(chǎn)生的脂酰,CoA,轉運進入線粒體。,,其中，,肉堿脂酰轉移酶,Ⅰ(,carnitine,,acyl,transferase Ⅰ),是脂肪酸,?,-,氧化的關鍵酶。,,,脂酰,CoA,進入線粒

7、體的過程,,胞液 外膜 內(nèi)膜 基質(zhì),,,,,,,,,,,,,,*,脂酰轉移酶,Ⅰ,RCO~SCoA,,HSCoA,,肉堿,RCO-,肉堿,,轉位酶,RCO-,肉堿,,脂酰轉移酶,Ⅱ,RCO~SCoA,,肉堿,HSCoA,,,關鍵酶,,,?,-,氧化過程由四個連續(xù)的酶促反應組成：,,①,脫氫,,②,水化,,③,再脫氫,,④,硫解,,(3),?,-,氧化循環(huán),,,①,脫氫,脂,酰,CoA,脫氫酶,,R-CH,2,-,CH,2,-CH,2,-CO~SCoA,FAD,,FADH,2,R-

8、CH,2,-,CH=CH,-,CO~SCoA,④,硫解,硫解酶,,-2C,CH,3,-CO~SCoA,HSCoA,②,水化,水化酶,,H,2,O,R-CH,2,-,CH(OH)-CH,2,-CO~SCoA,?,-,氧化循環(huán)的反應過程,（△,2,反式烯脂酰,COA,）,L-β-,羥脂酰,COA,③,再脫氫,L-β-,羥脂酰,,CoA,脫氫酶,R-CH,2,-,CO-CH,2,-CO~SCoA,NADH + H,+,,NAD,+,β-,酮脂酰,COA,,①,?,-,氧化循環(huán)過程在,線粒體基質(zhì),內(nèi)進行；,,②,?,-,氧化循環(huán)由脂肪酸氧化酶系催化，反應,不可逆,；,,③ 需要,FAD,，,NAD,+

9、,，,CoA,為輔助因子；,,④ 每循環(huán)一次，生成,一分子,FADH,2,，,一分子,NADH,，,一分子乙酰,CoA,和一分子減少兩個碳原子的脂酰,CoA,。,脂肪酸,?,-,氧化循環(huán)的特點,,,生成的乙酰,CoA,進入,三羧酸循環(huán),徹底氧化分解并釋放出大量能量，并生成,ATP,。,(4),徹底氧化：,,,肉堿轉運載體,線粒體膜,脂酰,CoA,,脫氫酶,L(+)-,β,羥脂酰,,CoA,脫氫酶,,NAD,+,,NADH+H,+,,反,?,2,-,烯酰,CoA,,,水化酶,,H,2,O,FAD,,FADH,2,,β,酮脂酰,CoA,,,硫解酶,CoA-SH,脂酰,CoA,,合成酶,ATP,,C

10、oASH,AMP,,PPi,H,2,O,呼吸鏈,2ATP,H,2,O,呼吸鏈,3ATP,TCA,,1,分子,FADH,2,可生成,2,分子,ATP,，,1,分子,NADH,可生成,3,分子,ATP,，故一次,?,-,氧化,循環(huán)可生成,5,分子,ATP,。,,1,分子乙酰,CoA,經(jīng)徹底氧化分解可生成,12,分子,ATP,。,3,、脂肪酸氧化分解時的能量釋放,,以,16C,的,軟脂酸,為例來計算，則生成,ATP,的數(shù)目為：,7,次,?,-,氧化分解產(chǎn)生,5×7=35,分子,ATP,；,8,分子乙酰,CoA,可得,12×8=96,分子,ATP,；,共可得,131,分子,ATP,，減去活化時消耗的兩

11、分子,ATP,，故軟脂酸徹底氧化分解可,凈生成,129,分子,ATP,。,,對于任一,偶數(shù)碳原子,的長鏈脂肪酸，其凈生成的,ATP,數(shù)目可按下式計算：,,第三節(jié) 脂肪的生物合成,甘油的合成,,脂肪酸的合成,,二者分別轉變?yōu)?3—,磷酸甘油和脂酰,CoA,后的連接,,合成甘油三酯所需的,3-,磷酸甘油主要由下列兩條途徑生成：,,,1,．由糖代謝生成（脂肪細胞、肝）：,3-,磷酸甘油脫氫酶,NADH + H,+,磷酸二羥丙酮,3-,磷酸甘油,NAD,+,一、,3-,磷酸甘油的生成,,2,．由脂肪分解形成的甘油,甘油磷酸激酶,甘油,ATP,3-,磷酸甘油,ADP,,二、,飽和脂肪酸的從頭合成,,,

12、（在細胞質(zhì)中）,,㈠ 飽和脂肪酸的從頭合成,,,來源,,線粒體內(nèi)的丙酮酸氧化脫羧,（糖）,,脂肪酸的,β-,氧化,,氨基酸的氧化,,轉運,,檸檬酸穿梭,（三羧酸轉運體系）,,1.,乙酰,CoA,（,碳源）,的來源及轉運,,線粒體基質(zhì) 內(nèi)膜 胞液,HSCoA,檸檬酸,草酰乙酸,檸檬酸合酶,H,2,O +,乙酰,CoA,HSCoA,+,ATP,檸檬酸裂解酶,草酰乙酸,乙酰,CoA,+ADP+Pi,,丙酮酸,NADH + H,+,蘋果酸脫氫酶,蘋果酸,NAD,+,ADP + Pi,丙酮酸羧化酶

13、,,ATP,+ CO,2,檸檬酸,蘋果酸酶,NADP,+,NADPH+H,+,+CO,2,,丙酮酸,蘋果酸,NAD,+,NADH + H,+,蘋果酸脫氫酶,,乙酰,CoA,轉運出線粒體,,在關鍵酶,乙酰,CoA,羧化酶,的催化下，將乙酰,CoA,羧化為丙二酸單酰,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,,長鏈脂酰,CoA,-,檸檬酸,,異檸檬酸,+,2,．丙二酸單酰,CoA,的合成,,脂肪酸合成時碳鏈的縮合延長過程是一循環(huán)反應過程。每經(jīng)過一次循環(huán)反應，延長兩

14、個碳原子。合成反應由,脂肪酸合成酶系,催化。,,在低等生物中，脂肪酸合成酶系是一種由,1,分子,脂?；d體蛋白（,acyl,carrier protein, ACP,）,和,7,種酶單體所構成的,多酶復合體,。,3,．脂肪酸合成循環(huán),,,脂?；d體蛋白,（,ACP-SH,）,,ACP-,脂酰基轉移酶,,丙二酸單酰,COA- ACP,轉移酶,,β-,酮脂酰,- ACP,合酶,,β-,酮脂酰,- ACP,還原酶,,β-,羥脂酰,- ACP,脫水酶,,烯脂酰,-ACP,還原酶,ACP,SH,原核生物的脂肪酸合成酶系,,乙?；D移反應,,CH,3,-C～SCOA,=,O,CH,3,-C～SACP,=,

15、O,ACP-SH,,?,酮脂酰,-ACP,合酶,CH,3,-C,～,S-,合酶,=,O,丙二酸單酰基轉移反應,COA-SH,ACP-SH,ACP,脂?；D移酶,HOOC-CH,2,-C～SCOA,+ACP-SH,,HOO,C,-CH,2,-C,～,SACP,O,=,丙二酸單酰轉移酶,HOO,C,-CH,2,-C～SCOA,O,=,+COA-SH,4.,反應歷程,,縮合反應,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

16、,還原反應,,CH,3,-,C,-,CH,2,-C,～,SACP,O,=,O,=,+,NADPH,+,+,,H,+,,β-,酮脂酰,-ACP,還原酶,,CH,3,-,C,H,-,CH,2,-C,～,SACP,O,-,OH,=,+NADP,+,,D-β-,羥丁酰,-ACP,,脫水反應,,CH,3,-CH,-,CH,2,-C,～,SACP,O,-,OH,=,=,-,,C,-,,C,==,C,O,-,CH,3,-,,H,,H,～,SACP,β-,羥脂酰,-ACP,脫水酶,+,H,2,O,（△,2,反式丁烯酰,-ACP,,巴豆酰,-ACP,）,再還原反應,-,,C,==,C,O,-,CH,3,,H,,

17、H,～,SACP,C,-,=,-,,3 2,+,NADPH+H,+,β-,烯脂酰,-ACP,還原酶,,CH,3,-CH,2,-,CH-C,～,SACP,O,=,+NADP,+,（丁酰,-ACP,）,丁酰,-ACP,與丙二酸單酰,-ACP,重復縮合、還原、脫水、再還原的過程，直至生成軟脂酰,-ACP,。,,縮合反應,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,由于縮合反應中，,β-,酮脂酰,-ACP,合酶,是對鏈長

18、有專一性的酶，僅對,14C,及以下脂酰,-ACP,有催化活性,，故從頭合成只能合成,16C,及以下飽和脂酰,-ACP,。,軟脂酰,-ACP,硫酯酶,水解,,ACP+,軟脂酸（棕櫚酸）,,H2O,,8CH,3,-C～SCOA,=,O,+,7ATP,+,14NADPH,+,+14H,+,CH,3,(,,CH,2,),14,COOH,+,14NADP,+,,+8CoASH +,,7ADP,,+7Pi+,,6H,2,O,那么這個過程與糖代謝有一定關系：,原料（,乙酰輔酶,A,,）,來源,,羧化反應中消耗的,ATP,可由,EMP,途徑提供,,還原力,NADPH,從哪來？,總反應式,,①,合成所需,原料為

19、乙酰,CoA,，,直接生成的,產(chǎn)物是軟脂酸,，合成一分子軟脂酸，需七分子丙二酸單酰,CoA,和一分子乙酰,CoA,；,,②,在,胞液,中進行，關鍵酶是,乙酰,CoA,羧化酶,；,,③ 合成為一耗能過程，每合成一分子軟脂酸，需消耗,15,分子,ATP,（,8,分子用于轉運，,7,分子用于活化）；,,④ 需,NADPH,作為供氫體，對糖的磷酸戊糖旁路有依賴性。,脂肪酸合成的特點：,,,4.,飽和脂肪酸的從頭合成與,β-,氧化的比較,區(qū)別要點 從頭合成,β-,氧化,細胞內(nèi)進行部位 胞液

20、 線粒 體,,?；d體,ACP-SH COA-SH,,二碳單位參與或斷裂形式,丙二酸單酰,ACP,,乙酰,COA,,電子供體或受體,NADPH+H,+,FAD,NAD,,?-,羥酰基中間物的立體構型不同,,D,型,L,型,,對,HCO,3,-,和檸檬酸的需求 需要 不需要,,所需酶,7,種,4,種,(P,209,),,能量需求或放出,消耗,7ATP,及,14NADPH+H,+,產(chǎn)生,129ATP,,,脂酰,CoA,,轉移酶,,CoA,R,1,CO,CoA,,,脂酰,CoA,,,轉移酶,,CoA,R,2,CO,CoA,磷脂酸,,磷酸酶,Pi,,,脂酰,CoA,,,轉移酶,,CoA,R,3,CO,CoA,三、 甘油三酯的合成,,本章小結,脂類概述,,,脂肪的分解（重點）,,,脂肪的合成,脂肪與類脂，功能,脂肪酸的,β,－氧化,乙酰,CoA,羧化生成丙二酸單酰,CoA,,脂肪酸的合成,,