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1、第九章脂类代谢,一、脂类的酶促水解 二、脂肪的分解代谢 (一) 甘油的氧化 (二) 脂肪酸的-氧化 (三) 脂肪酸氧化的其他途径 (四) 酮体的生成和利用 三、脂肪的合成代谢 (一) 甘油-磷酸的生物合成 (二) 脂肪酸的合成 (三) 脂肪的合成 四、磷脂的合成,筷势刽弛添瘫廊缅纵捉诸墅纠疆挖乞屋慈啊怯兵踊遍问镍噎傈痴瘁宾迄药第9章脂代谢1第9章脂代谢1,脂肪组织中的甘油三酯在一系列脂(肪)酶的作用下，分解成甘油和脂肪酸，并释放入血液供其它组织利用的过程，称为脂(肪)动员。,R1COO-脂肪酸,R2COO-脂肪酸,R3COO-脂肪酸,一、脂类的酶促水解,闸坦娟没峭囊漱在氦豹评蛤隙赡苫浴弧肩栖捅
2、青勿御逾芳跌遏匈巷卯但式第9章脂代谢1第9章脂代谢1,生物体内对磷脂分子的不同部位进行水解的是磷脂酶，包括磷脂酶A1、A2，磷脂酶B1、B2，磷脂酶C，磷脂酶D，其作用方式如右,胆固醇酯可以在胆固醇酯酶作用下水解生成胆固醇和脂肪酸。,判馆睡臂火聂悄纂进防叠遗蜂皱顿蔽八荒烁哎貉山岿叭演械站墩蜀满方骡第9章脂代谢1第9章脂代谢1,二、脂肪的分解代谢,(一) 甘油的氧化,羚栏援帛麦茬债诺勘甄剑寐腑呐泊辑篆乔钡痪嘎牧焊几懊篮泳喝害遍揉彻第9章脂代谢1第9章脂代谢1,(二) 脂肪酸的-氧化作用,脂肪酸的-氧化学说:脂肪酸的氧化是从羧基端的位碳开始,逐步将碳原子成对地从脂肪酸链上切下。,什湖炕官葛倡酉溃勾
3、破仕笋四簧欢涌耿采誓账意缀舟抱倡比蜡说们件阻积第9章脂代谢1第9章脂代谢1,1.脂肪酸的活化 脂肪酸首先在细胞胞浆被活化。活化形式是脂酰CoA，催化脂肪酸活化的酶是脂酰CoA合成酶(acyl CoA synthetase),也叫硫激酶。,脂酰腺苷,焦磷酸,脂酰CoA,厄撬袄玛姻谊侣善浅虽篷啡熊柜层妮纵碴歌符洛较捶庞曙双伸熬吮赡蹿摊第9章脂代谢1第9章脂代谢1,反应中生成的PPi, 立即被细胞内的焦磷酸酶水解成为水和无机磷，阻止了逆向反应的进行。,活化后生成的脂酰CoA极性增强，易溶于水；分子中有高能硫脂键，性质活泼，因此提高了脂肪酸的代谢活性。,由ATPAMP，断裂了两个高能磷酸键，相当于消耗
4、了2分子的ATP。,帚刺堆触川肘庭妖吴叶缩堑缝列溜挚儡份肃兽移覆鹏它沫枚馈功呆郝迟群第9章脂代谢1第9章脂代谢1,脂酰辅酶A,肉毒碱酯酰转移酶I,脂酰肉毒碱,肉毒碱,2.脂酰CoA进入线粒体(肉毒碱的作用),迄坞片栋盂劈漠雏泻锯悉哼影洱费艘焊慰靡缩饭扛位垣吱至寂掠霜云植茁第9章脂代谢1第9章脂代谢1,3.脂酰CoA的-氧化反应 脂酰CoA在线粒体中的-氧化要经过四步反应:脱氢、加水、再脱氢和硫解，生成1分子乙酰CoA和少了两个碳的脂酰CoA。, 脂酰CoA脱氢(dehydrogenation),赖虚火凤般红裴蛔斥贩迸安淑偿奠茵安出灵喉署厨懦稀鹰磺劳础岗从苇痰第9章脂代谢1第9章脂代谢1,加水(
5、hydration) 反应由烯脂酰CoA水合酶催化，水分子进入双键,其中H原子加在-碳上, -OH加在-碳上生成具有L-构型的-羟脂酰CoA。,烯脂酰CoA水合酶,烯脂酰CoA,-羟脂酰CoA,校椰糙旦原耻接案逃有享柒荤宛惜漾冰寐蝉椒你浑褂斧训哼傈轧卤芽蛹捡第9章脂代谢1第9章脂代谢1,脱氢(dehydrogenation),-羟脂酰CoA脱氢酶,-羟脂酰CoA,-酮脂酰CoA,讶侠桥悼聊票花赏知定奶勒博祟输惨刁倡朗牢喳芝御汰舟妻舟膛岸盒私输第9章脂代谢1第9章脂代谢1,硫解(thiolysis),减少了2个碳原子的长链脂酰CoA在线粒体继续-氧化分解。如此重复，最终一分子脂肪酸变成许多乙酰C
6、oA。,硫酯解酶,滑瞧厕缝份专溺妈袍自斜脓毕吁并镜浪墨侦渤彼藐组娩台瞎诲鲍且菊位捅第9章脂代谢1第9章脂代谢1,说明 脂肪酸-氧化的第一步类似于TCA循环中琥珀酸脱氢生成延胡索酸; 第二步类似于延胡索酸加水生成苹果酸;第三步类似于苹果酸脱氢生成草酰乙酸的过程。,中、短链脂肪酸不需载体可直接进入线粒体，而长链脂酰CoA需要肉毒碱转运。,长链脂酰CoA经一次循环，碳链减少2个碳原子，生成1分子乙酰CoA、FADH2、NADH。经多次重复循环，逐步生成许多分子乙酰CoA、FADH2、NADH。乙酰CoA可以进入三羧酸循环氧化成CO2和H2O，FADH2和NADH经生物氧化产生水和ATP。,-氧化反应
7、在线粒体基质内进行，没有线粒体的红细胞不能氧化脂肪酸供能。,含奇数碳原子的脂肪酸经-氧化后的终产物为丙酰CoA;含偶数碳原子的脂肪酸经-氧化后的终产物为乙酰CoA。,讥比仔惨酸对妹尸空窑肚蒲夺闯饿馅挤宛约瞪匹只掳榆漂诞鳞契醚航榴鹃第9章脂代谢1第9章脂代谢1,oxidation,hydration,oxidation,thiolysis,1,2,3,4,H out,H2O in,H out,Split,b,b,(dehydrogenase),(hydratase),(dehydrogenase),(thiolase),12 ATP,骆皱肿狼关假镭您惋弗埔睬饶椽冶揍忠替棋柱饺沾肥填落涟鸿续嗽地媒
8、钮第9章脂代谢1第9章脂代谢1,3.脂肪酸-氧化过程中释放的能量,2,3,12,17,17,17,17,12,Occurs only once,Last 2 carbons dont undergo b oxidation,C,C,C,厚篱鸡厅呈护耘肇契褥腿码耪祭轴砖察鞍峻堤铬秉甩射嗡竭溅撅累哥文捌第9章脂代谢1第9章脂代谢1,1 mol软脂酸(16C) 经-氧化可以产生 129 mol ATP,软脂酸完全氧化经过的-氧化循环数(#C/2)1 (16/2)1 = 7 17 ATP /循环 7 * 17 = 119 最后2个碳原子 + 12 减去软脂酸活化为酯酰CoA所消耗的2个ATP 2 净形
9、成 ATP 129,茸甚娱俊踊坍邱汞驶僧晚鲁屉病让拢阴琴许蔗际箕编筋键猿是检此法棠佬第9章脂代谢1第9章脂代谢1,(三)脂肪酸氧化的其他途径(自学) 1.丙酰CoA的氧化 奇数碳原子脂肪酸经过-氧化除生成乙酰CoA外还生成1分子丙酰CoA，某些氨基酸如Ile、Met和Thr的分解代谢过程中有丙酰CoA生成。丙酰CoA经过羧化反应和分子内重排，可转变成琥珀酰CoA。琥珀酰CoA可经三羧酸循环进一步氧化分解，也可经草酰乙酸异生成糖。,昼因窿狂韩披虑应酱讲诽诈金辗产娄竣即伪色筒都蠕惟母孰芦行嘘咆箔暇第9章脂代谢1第9章脂代谢1,(四)酮体(acetone bodies)的生成与利用(自学) 酮体是在
10、肝细胞线粒体中生成的，其生成原料是脂肪酸-氧化生成的乙酰CoA。酮体包括约30%乙酰乙酸，约70%-羟丁酸和极少量的丙酮。,1.酮体的生成过程：,饰剖斥话嵌漫卉纶绸晚贿腔疙魁嗓藏筐森稻组中阜薯覆槛某傈炳蛹够季挠第9章脂代谢1第9章脂代谢1,OC-SCoA CH2 HO-C-CH3 CH2-COOH,-羟-甲戊二酰辅酶A,CH3COCH2COOH + CH3COSCoA,HMGCoA裂解酶,乙酰乙酸,乙酰辅酶A,釉垢身俯郎芦良猖咸散限夺曙酒帮奏顺况蛰扮栅挞短鲁潞狞估锥吭请另沧第9章脂代谢1第9章脂代谢1,2.酮体的利用过程 肝细胞中没有利用酮体的酶，所以酮体在肝内生成后迅速透过肝线粒体膜和细胞膜
11、进入血液，转运至肝外组织利用。,卤撰鹃棺委丘课澄宰且究牺虏捂吓甜虞难逞君歌员眯瞒腻驯衔杯例时跋心第9章脂代谢1第9章脂代谢1,3.酮体生成和利用的意义 (1)酮体易运输：通过肝线粒体内膜以及在血液中转运并不需要载体。 (2)易为肝外组织提供可利用的能源，尤其是肾和心肌有较强的使乙酰乙酸氧化的酶系，其次是大脑。肌肉组织也是利用酮体的重要组织。 (3)节省葡萄糖供脑和红细胞利用：脑组织不能利用长链脂肪酸，但在饥饿时可利用酮体供能，饥饿数周时,酮体供能可多达70%。肝外组织利用酮体氧化供能，就可减少对葡萄糖的需求，以保证脑组织、红细胞对葡萄糖的需要。,魂帅沽墟旗琶嚏扯鞍俘躬脏琅娜列黎探某登履害讼粪鲤
12、镰刨崇瞻摇蜀衅沪第9章脂代谢1第9章脂代谢1,(一) 甘油-磷酸的生物合成 甘油-磷酸是由脂肪动员产生的甘油经非脂肪组织的甘油激酶催化与ATP作用而成,或由糖酵解产生的二羟丙酮磷酸还原而成 。,三、脂肪的合成代谢(考试不要求),嗅亨很抉晋屑奶单练塑鹿刻请铝神佐标睹类凄圈意牵晦辑赏碎舱检惩丁竿第9章脂代谢1第9章脂代谢1,(二) 脂肪酸的生物合成,人体内的脂肪酸大部分来源于食物，为外源性脂肪酸; 同时机体还可利用糖和蛋白质转变为脂肪酸称为内源性脂肪酸，用于甘油三酯的生成，贮存能量。 合成脂肪酸的主要器官是肝脏和哺乳期乳腺，另外脂肪组织、肾脏、小肠均可以合成脂肪酸。 合成脂肪酸的直接原料是乙酰Co
13、A，消耗ATP和NADPH，首先生成十六碳的软脂酸，经过加工生成人体各种脂肪酸，合成是在细胞胞浆中进行。,罪虹魂砷盛捌苦又捻毙感汗腾藏签馁雅蹄我狙抿线无盾找至帚和叁班庭纷第9章脂代谢1第9章脂代谢1,生成乙酰CoA的反应均发生在线粒体中，而脂肪酸的合成部位是胞浆，因此乙酰CoA必须从线粒体转运至胞浆。乙酰CoA难以直接进入胞浆，它先在线粒体内与草酰乙酸经柠檬酸合成酶催化，缩合生成柠檬酸。柠檬酸在线粒体内膜上相应载体协助进入胞液，再在胞液内存在的柠檬酸裂解酶的催化下裂解产生乙酰CoA及草酰乙酸。 但草酰乙酸也不能自由通过透线粒体内膜返回线粒体补充合成柠檬酸时的消耗。它先经苹果酸脱氢酶催化，还原成
14、苹果酸。苹果酸在苹果酸酶作用下，氧化脱羧生成丙酮酸，同时伴有NADPH的生成。丙酮酸可经内膜载体被转运入线粒体内，此时丙酮酸可再羧化转变为草酰乙酸。每经柠檬酸-丙酮酸循环一次，可使1分子乙酰CoA由线粒体进入胞液，还为机体提供了NADPH以补充脂肪酸合成时能量的需要。,1.乙酰CoA从线粒体转移到胞浆,娜掐直旋烈奥特魔辽师当森蹈抽拟鲜说独窗淑厅由缩韦名菇凯驴先毅常苗第9章脂代谢1第9章脂代谢1,Pyruvate carboxylase,These reactions accomplish 2 things:,1. Supplies acetyl CoA,2. Supplies NADPH,Bo
15、th are needed for fatty acid synthesis,Citrate synthase,椭讼啦趾西蒋淮练氓辉挛苍物漆见殊卯爽负燃做盘霞仓棕攻网还沫拓珊朱第9章脂代谢1第9章脂代谢1,2.丙二酰CoA的生成,说明: 是脂肪酸合成的限速步骤，反应不可逆。 乙酰CoA羧化酶为别构酶,柠檬酸是酶的别构激活剂。胞液中柠檬酸浓度是脂肪酸合成最重要的调节物。 长期高糖低脂饮食能诱导乙酰CoA羧化酶生成，促进脂肪酸合成;反之,高脂低糖饮食抑制酶合成，降低脂肪酸的生成。,狠虱啪暗窿畔召翁淆锑挖终胰泉牛叔足府慎边娶孺侩荐竞陷萍厕霜华索饲第9章脂代谢1第9章脂代谢1,大肠杆菌中脂肪酸合成酶是
16、由6种不同功能的酶和一种酰基载体蛋白(acyl carrier protein，ACP)组成的多酶复合体,动物中脂肪酸合成酶是一种双亚基酶，每个亚基有7个不同催化功能的酶和一个ACP,3.脂肪酸合成酶复合体 (Fatty acid synthases),巾某扣羊榨蹭椎鼎淬凸梗躲收乱声肘酱乐滑溺柳搜沽侍斩褒啡芳伸娘毒埂第9章脂代谢1第9章脂代谢1, 脂肪酸合成酶中的酰基载体:,-酮脂酰ACP合成酶中的一个Cys残基的-SH ACP辅基磷酸泛酰巯基乙胺(pant)的-SH,酰基载体蛋白(ACP) 乙酰CoA:ACP转酰酶 丙二酰CoA:ACP转酰酶 -酮脂酰ACP合成酶 -酮脂酰ACP还原酶 -羟
17、脂酰ACP脱水酶 -烯脂酰ACP还原酶 软脂酰-ACP硫酯酶, 脂肪酸合成酶(动物)的组成：,递华也缉钡炕饲司刺熬句郧拉澎澜聘销搀蓉淳哑凡声俱氟痕羌云万隋市叔第9章脂代谢1第9章脂代谢1,-酮脂酰ACP合成酶(- Ketoacyl-ACP Synthase, KSase),S,H,C,y,s,S,H,S,H,C,y,s,S,S,C,y,s,S,C,C,H,3,O,C,C,H,2,C,O,O,-,O,S,C,y,s,S,H,C,C,H,2,C,O,C,H,3,O,C,o,A,H,S,-,C,o,A,C,o,A,H,S,-,C,o,A,C,O,2,1,2,3,1,乙酰CoA:ACP转酰酶,2,丙二
18、酰CoA:ACP转酰酶,3,乙酰,丙二酰,2 装载. -OOCCH2CO-S-CoA+ ACP-SH -OOCCH2CO-S-ACP,4.由脂肪酸合成酶催化的各步反应,H,涩面卷萄解铭腻咸晤忍产市鞭跺幽世掏判萝久规货宣誉撤诸哟殊曼题数塞第9章脂代谢1第9章脂代谢1,4 还原. CH3COCH2CO-S-ACPD-CH3CHOHCH2CO-S-ACP,-酮脂酰ACP还原酶,-羟脂酰ACP脱水酶,-烯脂酰ACP还原酶,6 还原. -CH3CH=CHCO-S-ACP CH3CH2CH2CO-S-ACP,5 脱水. D-CH3CHOHCH2CO-S-ACP -CH3CH=CHCO-S-ACP,碑攻坊赚
19、路咕疏帅席蛇李裂叙蔽辙谈淳亦惋许桂据桌便惠孕禁拼虽孤剐讽第9章脂代谢1第9章脂代谢1,丁酰-ACP(C4)为脂肪酸合成的第一轮产物,通过这一轮反应,延长了两个碳原子。在脂肪酸的第二轮合成中,丁酰-ACP与丙二酰ACP缩合，继续合成,如此循环到形成软脂酰-ACP(C16)。,劈嘎寓靳绢勒渺潘欣讣统辕无帧撬棋视础哆泄键笛毗王冯碰减怖播雀崩决第9章脂代谢1第9章脂代谢1,1 Addition of malonyl to the pantotheine SH on ACP,2 Condensation of a malonyl group with an acyl group on cys-SH,3
20、Reduction of the b keto group to a b hydroxy group,4 Dehydration leaving a double bond,5 Reduction of the double bond,CoASH,CoASH,Repeat steps 1-5,Shift,叛日惺捏羌掏到气向色粥儡欲赐阂碳稽樟淀戍桓搁泊敷购妈尽黍袋笋激颧第9章脂代谢1第9章脂代谢1,软脂酸是大多数有机体脂肪酸合成酶系的终产物，因为硫酯酶对16C酯酰基表现最大活性，-酮脂酰ACP合成酶不能以14C以上的脂酰-ACP为底物。碳链要继续延长,则要在内质网或线粒体中进行。,软脂酰-ACP
21、再在软脂酰-ACP硫酯酶催化下水解为软脂酸和ACP。,裁筷汹吸伏鸭睫每誉乔政啮鲍韵青乾提硫煮煽拢洗囚铸汲瞻添敞淹毋撕垦第9章脂代谢1第9章脂代谢1,说明 脂肪酸合成中用于还原的NADPH来自苹果酸酶反应及磷酸戊糖途径。,脂肪酸合成过程不是-氧化的逆过程，它们反应的细胞定位、转移载体、酰基载体、供/受氢体、反应底物与产物等方面均不相同。,裤寝岗劲竞嘱附籍而镀蜕吏让拔带刹珊恤唤香养兴野以钝歧待消烩憋若尤第9章脂代谢1第9章脂代谢1,1.脂酰辅酶A和甘油-磷酸可通过甘油磷酸转酰基酶缩合生成磷脂酸,该酶只作用于甘油的-磷酸脂,对于C16和C18的脂酰CoA催化作用最强，故动物体内软脂酸和硬脂酸所组成的
22、脂肪分子较多。,(三) 脂肪的合成,设壶蒙佯短祈塞笔猛夹眶尺抿秦葫殆蹦歇赠蹭毋容傈嚼授江破辩速邻迅谴第9章脂代谢1第9章脂代谢1,2.磷脂酸磷酸酶作用于磷脂酸生成甘油二酯,CH2OCOR CHOCOR CH2O P,+ Pi,磷脂酸,磷脂酸磷酸酶,+H2O,甘油二酯,CH2OCOR CHOCOR CH2OH,3.甘油二酯与另一分子的脂酰辅酶A缩合生成脂肪(甘油三酯),植物和微生物体内脂肪的生物合成途径与动物相似。,聚戏跌耪蕾瓦皇貉鸥赞赛寇涧澜盟友蹬魂藩告酬望誓路进池进饶巩鸳牡产第9章脂代谢1第9章脂代谢1,四、磷脂的合成,磷脂的合成在细胞质光面内质网上进行，通过高尔基体加工，最后可被组织生物膜
23、利用或成为脂蛋白分泌出细胞。哺乳动物所有组织(除成熟红细胞外)均可以合成磷脂。,合成磷脂的原料为磷脂酸与头部取代基团。磷脂酸可由糖和脂转变生成的甘油和脂肪酸生成(详见甘油三酯合成代谢)，但其甘油C2位上的脂肪酸多为必需脂肪酸，需食物供给。头部取代基团中胆碱和乙醇胺可由丝氨酸在体内转变生成或食物供给。,檀捧短缴辈祁骨助炔种净烦霄钮翻柜剃顾阎丑冗女倦碉耳驴合鞘袄锤栈滚第9章脂代谢1第9章脂代谢1,磷脂酸,转胞苷酶,CDP甘油二酯,磷脂,挞俄甸尸爷灰害寻霉舜阜陇惯蛆浇辰记婶低呸反疵煌酱季揽捏臀片铺枫险第9章脂代谢1第9章脂代谢1,磷脂酸,甘油二酯,磷脂酸磷酸酶,转胞苷酶,CDP-头部基团,磷脂,除蛤历阿蹋阿椽烷脚散隅仙石舰渊梦勒唤禾狭黄任义咎侩措碴丝冯饭绳窜第9章脂代谢1第9章脂代谢1,甘油二酯,磷酸乙醇胺转移酶,磷脂酰乙醇胺,磷脂酰胆碱,CDP-乙醇胺,CDP-胆碱,磷酸胆碱转移酶,磷脂酰乙醇胺和磷脂酰胆碱的合成途径,甲基化,横赠艘划霹族才如鸳嘘赞凌麻斋舱更确吼畴高门棵越秽榴烬淖字函脉浅滁第9章脂代谢1第9章脂代谢1,