生物化学10第十章脂类化学与代谢zjg课件.ppt

1、2022-7-23ZhangJG-Biochemistry1脂类的化学结构和代谢脂类的化学结构和代谢张张 金金 国国2022-7-23ZhangJG-Biochemistry2第十章第十章 脂类的化学结构和代谢（脂类的化学结构和代谢（4 4学时）学时）第一节第一节 脂类的化学结构与生理功能脂类的化学结构与生理功能 第二节第二节 脂类的消化吸收和转运脂类的消化吸收和转运 第三节第三节 脂肪的分解代谢脂肪的分解代谢 第四节第四节 脂肪的合成代谢脂肪的合成代谢 第五节第五节 磷脂的代谢磷脂的代谢 第六节第六节 胆固醇的代谢胆固醇的代谢 重点掌握：脂类的化学结构、甘油三酯的分解代重点掌握：脂类的化学结

2、构、甘油三酯的分解代谢、脂肪动员、脂酸的谢、脂肪动员、脂酸的-氧化过程；熟悉脂类的氧化过程；熟悉脂类的消化吸收，酮体的生成和利用。消化吸收，酮体的生成和利用。2022-7-23ZhangJG-Biochemistry3第一节第一节 脂类的化学结构与生理功能脂类的化学结构与生理功能脂类的概念脂类的概念脂质脂质(lipid)(lipid)又称脂类，又称脂类，特征：特征：不溶或微溶于水而易溶于乙醚、氯仿、不溶或微溶于水而易溶于乙醚、氯仿、苯等非极性有机溶剂的化合物。苯等非极性有机溶剂的化合物。一般由醇和脂肪酸组成；也有不含脂肪酸的，一般由醇和脂肪酸组成；也有不含脂肪酸的，如萜类、固醇类极其衍生物。如

3、萜类、固醇类极其衍生物。醇：甘油、鞘胺醇、高级醇、固醇醇：甘油、鞘胺醇、高级醇、固醇脂肪是储存能量的重要形式，脂肪是储存能量的重要形式，氧化氧化1g1g脂肪释放脂肪释放的能量是的能量是1g1g糖原的糖原的2 2倍多倍多（1g1g脂肪氧化脂肪氧化 37 kJ37 kJ；1g1g糖或蛋白质糖或蛋白质17 kJ17 kJ）。）。2022-7-23ZhangJG-Biochemistry41 1、单纯脂：脂肪酸与醇类形成的酯。、单纯脂：脂肪酸与醇类形成的酯。脂肪、油、蜡脂肪、油、蜡2 2、复合脂：磷脂：甘油磷脂、鞘磷脂、复合脂：磷脂：甘油磷脂、鞘磷脂 糖脂：甘油糖脂、鞘糖脂糖脂：甘油糖脂、鞘糖脂 脂蛋

4、白、脂多糖脂蛋白、脂多糖3 3、衍生脂：脂肪酸及其衍生物、衍生脂：脂肪酸及其衍生物 甘油、鞘氨醇、高级醇等，甘油、鞘氨醇、高级醇等，固醇类固醇类 萜类萜类 脂溶性维生素脂溶性维生素 真脂（脂肪）、真脂（脂肪）、类脂（类脂（磷脂、糖脂、磷脂、糖脂、固醇）固醇）一、脂类的分类一、脂类的分类2022-7-23ZhangJG-Biochemistry5（一）脂肪的化学结构（一）脂肪的化学结构 脂肪，脂肪，也称真脂、中性脂，三脂酰甘油也称真脂、中性脂，三脂酰甘油（acylglycerolacylglycerol,甘油三脂）为甘油三脂）为1 1分子甘油与分子甘油与1-31-3分子分子脂肪酸结合所成。脂肪酸

5、结合所成。二、二、脂类的化学结构脂类的化学结构2022-7-23ZhangJG-Biochemistry6油脂的结构油脂的结构2022-7-23ZhangJG-Biochemistry7 根据国际理论与应用化学联合会及生物化学联合根据国际理论与应用化学联合会及生物化学联合会会(IUPAC-IUB)(IUPAC-IUB)的生物化学命名委员会的建议，的生物化学命名委员会的建议，甘油命名原则。甘油命名原则。立体专一编号，用符号立体专一编号，用符号snsn表示表示,并将其写在化合并将其写在化合物名称的前面。物名称的前面。2022-7-23ZhangJG-Biochemistry8 1 1、脂肪酸的命名

6、、脂肪酸的命名（1 1）俗名：）俗名：月桂酸（十二碳酸）月桂酸（十二碳酸）lauriclauric acid acid 、硬脂酸（十八碳酸）硬脂酸（十八碳酸）stearicstearic acid acid （2 2）系统命名）系统命名 编码：编码：编码体系编码体系 、希腊字母编号、希腊字母编号 （二）脂肪酸（二）脂肪酸（长链烃基长链烃基+羧基羧基）2022-7-23ZhangJG-Biochemistry9 脂肪酸常用的简写法脂肪酸常用的简写法 用阿拉伯数字写出脂肪酸碳原子的总数，然后在用阿拉伯数字写出脂肪酸碳原子的总数，然后在冒号后写出双键的数目，双键位置用冒号后写出双键的数目，双键位置用

7、右上角右上角数数字表示。字表示。如如1818：1 19 9是指一个在是指一个在C C（9 9）与）与C C（1010）之间含）之间含有一个双键的有一个双键的1818碳不饱和脂肪酸。碳不饱和脂肪酸。其中，碳原子的编号是从羧基端开始的，羧基端其中，碳原子的编号是从羧基端开始的，羧基端被指定为被指定为C C（1 1），其余的碳依次编号。），其余的碳依次编号。在号码后面用在号码后面用c c（顺式），（顺式），t t（反式）（反式）标明双键标明双键几几何构型何构型。2022-7-23ZhangJG-Biochemistry10 例如：不饱和脂肪酸例如：不饱和脂肪酸：1-61-6个双键个双键 1 1、油酸

8、：顺、油酸：顺-十八碳十八碳-9-9-稀酸，稀酸，1818：1 19c9c，2 2、亚油酸（、亚油酸（-6-6）：）：顺，顺顺，顺-十八碳十八碳-9-9，12-12-二稀酸，二稀酸，1818：2 29c9c，12c12c 3 3、-亚麻酸（亚麻酸（-3-3）：全顺全顺-十八碳十八碳-9-9，1212，15-15-三稀酸，三稀酸，1818：3 39c9c，12c12c，15c15c 4 4、花生四稀酸（、花生四稀酸（-6-6）：全顺全顺-二十碳二十碳-5-5，8 8，1111，1414四稀酸，四稀酸，2020：4 4 5 5c c，8c8c，11c11c，14c14c 5 5、二十二碳六稀酸（、

9、二十二碳六稀酸（DHADHA）（-3-3）：全顺全顺-二十二碳二十二碳-4-7-10-13-16-19-4-7-10-13-16-19六稀酸六稀酸 ，2222：6 6 4c4c，7c7c，10c10c，13c13c，16c16c，19c19c2022-7-23ZhangJG-Biochemistry11必需脂肪酸必需脂肪酸 essential fatty acids 把维持哺乳动物正常生长所把维持哺乳动物正常生长所必需的必需的，而，而体内又不能合成体内又不能合成的脂肪酸称为必需脂肪酸。的脂肪酸称为必需脂肪酸。主要是：亚油酸和主要是：亚油酸和-亚麻酸亚麻酸 亚油酸：降低血液胆固醇，预防动脉粥样硬

10、化亚油酸：降低血液胆固醇，预防动脉粥样硬化 亚麻酸：具有延缓衰老、改善记忆、改善睡眠、提高智亚麻酸：具有延缓衰老、改善记忆、改善睡眠、提高智力、提高免疫力、调节血脂、血压、血糖、保护视力、力、提高免疫力、调节血脂、血压、血糖、保护视力、通便、保肝等保健功效。通便、保肝等保健功效。脑黄金脑黄金，二十二碳六烯酸，学名，二十二碳六烯酸，学名DHADHA，是一种对人体非，是一种对人体非常重要的多不饱和脂肪酸，是大脑和视网膜的重要构成常重要的多不饱和脂肪酸，是大脑和视网膜的重要构成成分，在人体大脑皮层中含量高达成分，在人体大脑皮层中含量高达20%20%，在眼睛视网膜中，在眼睛视网膜中约占约占50%50%

11、，对胎婴儿智力和视力发育至关重要。，对胎婴儿智力和视力发育至关重要。2022-7-23ZhangJG-Biochemistry122、脂肪酸的结构特点、脂肪酸的结构特点2022-7-23ZhangJG-Biochemistry13（1）天然脂肪酸几乎都是偶数碳，）天然脂肪酸几乎都是偶数碳，多数在多数在1224碳，最常见的是碳，最常见的是16C和和18C（2）双键数目一般为双键数目一般为14个，一烯酸的双键位置个，一烯酸的双键位置一般在一般在910之间，之间，几乎都具有相同的几何构型，几乎都具有相同的几何构型，而且都属于顺式而且都属于顺式。顺式双键在烃链中产生顺式双键在烃链中产生30刚性弯曲。刚

12、性弯曲。反式脂肪酸反式脂肪酸：为增加货架期和产品稳定性而添加为增加货架期和产品稳定性而添加氢化氢化油油的产品中都可以发现反式脂肪酸。包括薄脆饼干、焙的产品中都可以发现反式脂肪酸。包括薄脆饼干、焙烤食品、谷类食品、面包、快餐如炸薯条、炸鱼、洋葱烤食品、谷类食品、面包、快餐如炸薯条、炸鱼、洋葱圈、人造黄油。导致心脏病和糖尿病、乳腺癌等疾病。圈、人造黄油。导致心脏病和糖尿病、乳腺癌等疾病。2022-7-23ZhangJG-Biochemistry14（三）类脂的化学结构（三）类脂的化学结构1 1、磷脂、磷脂 甘油磷脂甘油磷脂：甘油、脂肪酸、磷酸和一分子氨基醇：甘油、脂肪酸、磷酸和一分子氨基醇(如如胆

13、碱、乙醇胺、丝氨酸或肌醇胆碱、乙醇胺、丝氨酸或肌醇)组成。组成。鞘氨醇磷脂鞘氨醇磷脂：以鞘氨醇代替了甘油。：以鞘氨醇代替了甘油。2022-7-23ZhangJG-Biochemistry152022-7-23ZhangJG-Biochemistry162、糖脂：、糖脂：单半乳糖基二酰甘油单半乳糖基二酰甘油也称糖苷脂，分子中含有糖、脂肪酸和神经鞘氨也称糖苷脂，分子中含有糖、脂肪酸和神经鞘氨醇醇甘油糖脂、鞘糖脂。甘油糖脂、鞘糖脂。2022-7-23ZhangJG-Biochemistry173 3、固醇类、固醇类 固醇也称固醇也称甾类甾类，是含有，是含有环戊烷多氢菲环戊烷多氢菲母核母核的一类醇、酸

14、及其衍生物。的一类醇、酸及其衍生物。包括：固醇、固醇衍生物包括：固醇、固醇衍生物2022-7-23ZhangJG-Biochemistry18胆固醇胆固醇（二氢胆固醇、（二氢胆固醇、77脱氢胆酸、胆固醇酯）脱氢胆酸、胆固醇酯）（1 1）结构）结构（2 2）性质）性质 白色、斜方晶体。白色、斜方晶体。a.a.醇基可与脂酸成酯（棕榈酸、硬脂酸、油醇基可与脂酸成酯（棕榈酸、硬脂酸、油酸）酸）b.b.双键可加氢双键可加氢2022-7-23ZhangJG-Biochemistry19三、脂类的生物学功能三、脂类的生物学功能（一）脂类存在形式（一）脂类存在形式 1、固定脂、固定脂 固定脂存在于细胞膜和细胞

15、器中，主固定脂存在于细胞膜和细胞器中，主要成分为磷脂、鞘磷脂及胆固醇等等，它们在各要成分为磷脂、鞘磷脂及胆固醇等等，它们在各器官和组织中的含量比较稳定，即使长期饥饿也器官和组织中的含量比较稳定，即使长期饥饿也不会被动用。不会被动用。2、储存脂、储存脂 储存脂主要成分是脂肪，多分布于储存脂主要成分是脂肪，多分布于腹腔、皮下。因受营养状况和机体影响而增减，腹腔、皮下。因受营养状况和机体影响而增减，也称可变脂。也称可变脂。1g脂肪氧化释能脂肪氧化释能37.6 kJ，比等量的糖或蛋白质，比等量的糖或蛋白质高出高出2倍以上。倍以上。2022-7-23ZhangJG-Biochemistry20（二）脂类

16、的生物学功能（二）脂类的生物学功能 贮能供能：动物、油料种子的甘油三酯贮能供能：动物、油料种子的甘油三酯 生物膜的结构组分：生物膜的结构组分：磷脂（甘油磷脂和鞘磷脂），胆固醇，糖脂磷脂（甘油磷脂和鞘磷脂），胆固醇，糖脂 极性头部：磷酸基、醇基、含氮碱极性头部：磷酸基、醇基、含氮碱 疏水尾部：烃链疏水尾部：烃链 良好的有机溶剂：脂溶性维生素、良好的有机溶剂：脂溶性维生素、化学信号：类固醇激素、甲状腺素、前列腺素化学信号：类固醇激素、甲状腺素、前列腺素 保护功能：动物的脂肪组织，植物的蜡质保护功能：动物的脂肪组织，植物的蜡质 润滑剂和防寒剂润滑剂和防寒剂2022-7-23ZhangJG-Bioch

17、emistry21一、一、脂类的消化脂类的消化小肠上段是主要的消化场所小肠上段是主要的消化场所脂类脂类(TG(TG、PL PL、ChCh等等)微团微团胆汁酸盐乳化胆汁酸盐乳化胰脂肪酶、辅脂酶等水解胰脂肪酶、辅脂酶等水解甘油一脂、溶血磷脂、甘油一脂、溶血磷脂、长链脂肪酸、胆固醇等长链脂肪酸、胆固醇等混合微团混合微团乳化乳化第二节第二节 脂类的消化吸收和转运脂类的消化吸收和转运2022-7-23ZhangJG-Biochemistry222022-7-23ZhangJG-Biochemistry232022-7-23ZhangJG-Biochemistry24二、二、吸收吸收 在十二指肠下段及空肠

18、上段吸收在十二指肠下段及空肠上段吸收混合混合微团微团扩散扩散小肠粘膜小肠粘膜细胞内细胞内重新酯化重新酯化载脂蛋白结合载脂蛋白结合乳糜微粒乳糜微粒门静脉门静脉肝脏肝脏2022-7-23ZhangJG-Biochemistry25 三、血脂三、血脂油脂的转运油脂的转运n（1 1）血脂）血脂：血浆中所含脂类的总称。：血浆中所含脂类的总称。n主要包括主要包括甘油三酯、磷脂、胆固醇甘油三酯、磷脂、胆固醇、胆固醇、胆固醇酯及游离脂肪酸等。酯及游离脂肪酸等。n血脂与血浆中的蛋白质结合形成水溶性复合血脂与血浆中的蛋白质结合形成水溶性复合物血浆物血浆脂蛋白脂蛋白形式存在和运输。形式存在和运输。2022-7-23

19、ZhangJG-Biochemistry26(2)(2)血浆脂蛋白的分类血浆脂蛋白的分类 按密度不同分为：按密度不同分为：密密度度颗颗粒粒乳糜微粒（乳糜微粒（CMCM）极低密度脂蛋白（极低密度脂蛋白（VLDLVLDL）低密度脂蛋白低密度脂蛋白 （LDLLDL）高密度脂蛋白高密度脂蛋白 （HDLHDL）2022-7-23ZhangJG-Biochemistry272022-7-23ZhangJG-Biochemistry28 低密度脂蛋白低密度脂蛋白(LDL)的功能是转运内源性胆固醇，是的功能是转运内源性胆固醇，是将脂类由肝脏向外周转运，如果将脂类由肝脏向外周转运，如果LDL增高的话，会引起增高

20、的话，会引起血浆胆固醇和甘油三酯增高，形成高脂血症。血浆胆固醇和甘油三酯增高，形成高脂血症。高密度脂蛋白（高密度脂蛋白（HDL）的功能是逆向转运胆固醇，是的功能是逆向转运胆固醇，是将脂类由外周转运至肝脏分解代谢。将脂类由外周转运至肝脏分解代谢。换种说法，就是换种说法，就是LDL增高不利于脂类代谢；而增高不利于脂类代谢；而HDL增高增高则利于脂类分解代谢，对人体有好处，对心脑血管起到则利于脂类分解代谢，对人体有好处，对心脑血管起到保护作用。保护作用。LDL的参考值是的参考值是2.07-3.12mmol/L，LDL的升高与冠心病的升高与冠心病发病呈正相关关系。发病呈正相关关系。HDL的参考值是的参

21、考值是0.94-2.0mmol/L，降低见于冠心病、动，降低见于冠心病、动脉粥样硬化、糖尿病、肝脏损害、肾病综合症等。脉粥样硬化、糖尿病、肝脏损害、肾病综合症等。2022-7-23ZhangJG-Biochemistry29 我们每天摄入的脂肪，除供给身体的代谢、生长发我们每天摄入的脂肪，除供给身体的代谢、生长发育、生活劳动的需要，多余的热量就会以脂肪的形育、生活劳动的需要，多余的热量就会以脂肪的形式在体内贮存起来，贮存脂肪的场所被称为式在体内贮存起来，贮存脂肪的场所被称为脂库脂库。人体第一大脂库是皮下组织，第二脂库在内脏周围，人体第一大脂库是皮下组织，第二脂库在内脏周围，第三脂库在肚子里的大

22、网膜上，所以人体肥胖到一第三脂库在肚子里的大网膜上，所以人体肥胖到一定程度后，变得大腹便便。定程度后，变得大腹便便。人体脂库的贮藏量是没有限度的，不管有多少脂肪，人体脂库的贮藏量是没有限度的，不管有多少脂肪，脂库都可以装得，这就是胖人可以无止境地发胖的脂库都可以装得，这就是胖人可以无止境地发胖的原因。原因。储存脂肪从脂库中释放出来，被水解成甘油和脂肪储存脂肪从脂库中释放出来，被水解成甘油和脂肪酸的过程称为酸的过程称为脂肪动员脂肪动员。第三节第三节 脂肪的分解代谢脂肪的分解代谢2022-7-23ZhangJG-Biochemistry30 n 关键酶关键酶n 激素敏感性甘油三酯脂肪酶激素敏感性甘

23、油三酯脂肪酶 (hormone-sensitive triglyceride lipase,HSL)n 脂解激素脂解激素能促进脂肪动员的激素，如胰高血糖素、去能促进脂肪动员的激素，如胰高血糖素、去甲肾上腺素、甲肾上腺素、促肾上腺皮质激素促肾上腺皮质激素、促甲状腺、促甲状腺激素等。激素等。n 对抗脂解激素因子对抗脂解激素因子抑制脂肪动员，如胰岛素、前列腺素抑制脂肪动员，如胰岛素、前列腺素E2、烟、烟酸等。酸等。节约基因节约基因一、脂肪的分解一、脂肪的分解2022-7-23ZhangJG-Biochemistry312022-7-23ZhangJG-Biochemistry32脂肪的分解代谢总图脂

24、肪的分解代谢总图2022-7-23ZhangJG-Biochemistry33ATPADP甘油激酶甘油激酶（肝、肾、肠）（肝、肾、肠）甘油二酯甘油二酯磷脂磷脂CO2+H2OCH2OHCH1CH2OHHO甘油甘油CH2OHCHCH2OHO3-3-磷酸甘油磷酸甘油PNAD+NADH+H+磷酸甘油脱氢酶磷酸甘油脱氢酶3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛CHOCHCH2O HOP糖氧化糖氧化二、甘油的氧化分解二、甘油的氧化分解2022-7-23ZhangJG-Biochemistry34 脂肪酸的脂肪酸的氧化氧化 脂肪酸的氧化部位：脂肪酸的氧化部位：原核生物在细胞液、真核生物在线粒体原核生物在细胞液、真核生物

25、在线粒体 位于内质网和线粒体外膜的脂酰位于内质网和线粒体外膜的脂酰CoA合成合成酶催化脂肪酸与酶催化脂肪酸与CoA-SH生成生成活化的脂酰活化的脂酰CoA三、脂肪酸的氧化三、脂肪酸的氧化2022-7-23ZhangJG-Biochemistry35 2Pi反应不可逆反应不可逆!RCOOH+CoASHRCOSCoA脂酰脂酰CoACoA合成酶合成酶ATPAMP+PPiMg2+H2O脂肪酸脂肪酸脂酰脂酰CoACoA（一）脂肪酸活化（一）脂肪酸活化位于内质网和线粒体外膜的位于内质网和线粒体外膜的脂酰脂酰CoA合成酶合成酶催化脂催化脂肪酸与肪酸与CoA-SH生成活化的脂酰生成活化的脂酰CoA。2022-

26、7-23ZhangJG-Biochemistry36（二）脂酰（二）脂酰CoACoA进入线粒体进入线粒体n 脂肪酸氧化的酶系存在线粒体基质内，但胞液中脂肪酸氧化的酶系存在线粒体基质内，但胞液中活化的长链脂酰活化的长链脂酰CoACoA（12C12C以上）以上）却不能直接透过却不能直接透过线粒体内膜，必须与肉碱线粒体内膜，必须与肉碱(carnitine(carnitine，L-L-羟羟-三甲氨基丁酸三甲氨基丁酸)结合成脂酰肉碱才能进入线粒结合成脂酰肉碱才能进入线粒体基质内。体基质内。n 反应由肉碱脂酰转移酶反应由肉碱脂酰转移酶(CAT-和和CAT-ll)催化：催化：2022-7-23ZhangJG

27、-Biochemistry372022-7-23ZhangJG-Biochemistry38 此过程为脂肪酸此过程为脂肪酸-氧化的限速步骤，氧化的限速步骤，CAT-CAT-是限是限速酶，丙二酸单酰速酶，丙二酸单酰CoACoA 是强烈有竞争性抑制剂。是强烈有竞争性抑制剂。2022-7-23ZhangJG-Biochemistry39（三）（三）脂酰脂酰CoACoA的的-氧化过程氧化过程 脂酰脂酰CoACoA进入线粒体基质后，进入线粒体基质后，经脂肪酸经脂肪酸-氧化酶系的催化作用，在脂酰基氧化酶系的催化作用，在脂酰基,-,-碳原子上碳原子上依次进行依次进行脱氢、加水、再脱氢及硫解脱氢、加水、再脱氢

28、及硫解4 4步连续反步连续反应，应，使脂酰基在使脂酰基在与与-碳原子间断裂碳原子间断裂，生成，生成1 1分分子乙酰子乙酰CoACoA和少和少2 2个碳原子的脂酰个碳原子的脂酰CoACoA 。具体步骤如下具体步骤如下:2022-7-23ZhangJG-Biochemistry40脂酰脂酰CoACoA的的-氧化过程氧化过程2022-7-23ZhangJG-Biochemistry41(2)(2)加水加水-氧化（氧化（1 1）(1)(1)脱氢脱氢RCH2CH2CH2COSCoA（脂酰（脂酰CoA(16C)CoA(16C)脂酰脂酰CoA脱氢酶脱氢酶FADFADH2RCH2C C COCoAHH 反反2

29、-烯酰烯酰CoA 反反2-烯酰烯酰CoA水化酶水化酶 H2O OHRCH2CHCH2COSCoAL-羟脂酰羟脂酰CoA2ATP呼吸链呼吸链2022-7-23ZhangJG-Biochemistry42-氧化（氧化（2 2）OHRCH2CHCH2COSCoAL-羟脂酰羟脂酰CoA(3)(3)再脱氢再脱氢NAD+NADH+H+L-羟脂酰羟脂酰CoA脱氢酶脱氢酶(4)(4)硫解硫解CH3COSCoA乙酰乙酰CoARCH2COSCoA脂脂酰酰CoA(14CCoA(14C)（1）（）（2）（）（3）（）（4）-酮脂酰酮脂酰CoARCH2CSCoAOCH2COCoA-SH-酮脂酰酮脂酰 CoA硫解酶硫解酶

30、 3ATP呼吸链呼吸链重复反应重复反应2022-7-23ZhangJG-Biochemistry43 软脂酰软脂酰CoACoA+7FAD+7NAD+7FAD+7NAD+7CoA-SH+7H+7CoA-SH+7H2 2O O 8 8乙酰乙酰CoACoA+7FADH+7FADH2 2+7(NADH+H+7(NADH+H+)（四）（四）脂肪酸脂肪酸-氧化氧化生理意义生理意义 1 1分子软脂酸分子软脂酸(16C)(16C)活化生成的软脂酰活化生成的软脂酰 CoACoA 经经7 7次次-氧化。总反应式如下氧化。总反应式如下:1 1分子软脂酸彻底氧化共生成分子软脂酸彻底氧化共生成:(1.5(1.57)+(

31、2.57)+(2.57)+(107)+(108)=108 8)=108 分子分子ATPATP 减去脂肪酸活化时消耗减去脂肪酸活化时消耗 ATP ATP 的的 2 2 个高能磷酸键个高能磷酸键净生成净生成 106 106 分子分子ATPATP。所以说脂肪是体内最有效的供能和储能物质。所以说脂肪是体内最有效的供能和储能物质。2022-7-23ZhangJG-Biochemistry44（五）不饱和脂肪酸的氧化（五）不饱和脂肪酸的氧化 人体内约有人体内约有1/2以上的脂肪酸是不饱和脂肪酸，以上的脂肪酸是不饱和脂肪酸，食物中也含有不饱和脂肪酸。这些不饱和脂肪食物中也含有不饱和脂肪酸。这些不饱和脂肪酸的

32、双键都是顺式的，它们活化后进入酸的双键都是顺式的，它们活化后进入-氧化氧化时，生成时，生成3-顺烯脂酰顺烯脂酰CoA，而，而“烯脂酰烯脂酰CoA水水合酶只能催化反式合酶只能催化反式”。因此因此需要一个异构酶需要一个异构酶，即顺，即顺3反反2异构酶催化使异构酶催化使其生成其生成2-反烯脂酰反烯脂酰CoA以便进一步反应。以便进一步反应。2反烯脂酰反烯脂酰CoA加水后生成加水后生成-羟脂酰羟脂酰CoA，再进，再进行脱氧反应。行脱氧反应。多不饱和脂肪酸氧化多不饱和脂肪酸氧化还需要一种还原酶还需要一种还原酶。2022-7-23ZhangJG-Biochemistry452022-7-23ZhangJG-

33、Biochemistry46（六）奇数脂肪酸的氧化（六）奇数脂肪酸的氧化-氧化后最终生成丙氧化后最终生成丙酰酰 CoA 丙丙酰酰 CoA经几步反应到琥珀酰经几步反应到琥珀酰 CoA（下图）（下图）琥珀酰琥珀酰 CoA进入进入TCA循环被氧化循环被氧化2022-7-23ZhangJG-Biochemistry472022-7-23ZhangJG-Biochemistry48（七）脂肪酸的其他氧化方式（七）脂肪酸的其他氧化方式此外，脂肪酸的氧化尚有：此外，脂肪酸的氧化尚有：-氧化，氧化，-氧化氧化1.脂肪酸的脂肪酸的-氧化氧化2022-7-23ZhangJG-Biochemistry492022-

34、7-23ZhangJG-Biochemistry502.脂肪酸的脂肪酸的-氧化氧化2022-7-23ZhangJG-Biochemistry51四、四、酮体的形成与利用酮体的形成与利用 酮体酮体（ketone body）饥饿或糖尿病时肝中脂肪酸大量氧化而产饥饿或糖尿病时肝中脂肪酸大量氧化而产生乙酰辅酶生乙酰辅酶A后缩合生成的产物。包括后缩合生成的产物。包括:乙酰乙酸、乙酰乙酸、羟丁酸羟丁酸及及丙酮。丙酮。1、酮体的生成、酮体的生成 脂肪酸在线粒体中经脂肪酸在线粒体中经-氧化生成大量的乙氧化生成大量的乙酰辅酶酰辅酶A，乙酰辅酶，乙酰辅酶A缩合生成酮体。缩合生成酮体。2022-7-23ZhangJ

35、G-Biochemistry522022-7-23ZhangJG-Biochemistry53 2、酮体的利用、酮体的利用（1）羟丁酸羟丁酸可由羟丁酸脱氢酶氧化生成乙酰乙可由羟丁酸脱氢酶氧化生成乙酰乙酸，在肌肉线粒体中被酸，在肌肉线粒体中被3-酮脂酰辅酶酮脂酰辅酶A转移酶催转移酶催化生成乙酰乙酰辅酶化生成乙酰乙酰辅酶A和琥珀酸。也可由乙酰乙和琥珀酸。也可由乙酰乙酰辅酶酰辅酶A合成酶激活，但前者活力高且分布广泛，合成酶激活，但前者活力高且分布广泛，起主要作用。乙酰乙酰辅酶起主要作用。乙酰乙酰辅酶A可加入可加入-氧化。氧化。（2）丙酮丙酮代谢较复杂，先被单加氧酶催化羟化，代谢较复杂，先被单加氧酶催

36、化羟化，然后可生成丙酮酸或乳酸、甲酸、乙酸等。大部然后可生成丙酮酸或乳酸、甲酸、乙酸等。大部分丙酮异生成糖，是脂肪酸转化为糖的一个可能分丙酮异生成糖，是脂肪酸转化为糖的一个可能途径。途径。2022-7-23ZhangJG-Biochemistry542022-7-23ZhangJG-Biochemistry55 3、酮体生成的生理意义、酮体生成的生理意义（1）在饥饿期间酮体是包括脑在内的许多）在饥饿期间酮体是包括脑在内的许多组织的燃料，因此具有重要的生理意义。组织的燃料，因此具有重要的生理意义。（2）酮体其重要性在于，由于血脑屏障的）酮体其重要性在于，由于血脑屏障的存在，除葡萄糖和酮体外的物质

37、无法进入存在，除葡萄糖和酮体外的物质无法进入脑为脑组织提供能量。饥饿时酮体可占脑脑为脑组织提供能量。饥饿时酮体可占脑能量来源的能量来源的25%-75%。（3）酮体过多会导致中毒。避免酮体过多）酮体过多会导致中毒。避免酮体过多产生，就必须充分保证糖供给。产生，就必须充分保证糖供给。2022-7-23ZhangJG-Biochemistry56第四节第四节 脂肪的合成代谢脂肪的合成代谢n在肝、肾、脑、肺、乳腺及脂肪等多种组在肝、肾、脑、肺、乳腺及脂肪等多种组织的胞浆中均含有脂肪酸合成酶系，肝脏织的胞浆中均含有脂肪酸合成酶系，肝脏是人体合成脂肪酸的主要部位，其合成能是人体合成脂肪酸的主要部位，其合成

38、能力最强，约比脂肪组织大力最强，约比脂肪组织大89倍。倍。n碳骨架主要来自碳骨架主要来自EMP途径产生的乙酰途径产生的乙酰CoA。n脂肪酸氧化分解在脂肪酸氧化分解在线粒体线粒体中进行，中进行，n而脂肪酸的合成是在而脂肪酸的合成是在胞液中胞液中进行。进行。2022-7-23ZhangJG-Biochemistry573-3-磷酸甘油主要来自糖代谢。下页图磷酸甘油主要来自糖代谢。下页图 肝、肾等组织含有甘油激酶，可利用游离甘油。肝、肾等组织含有甘油激酶，可利用游离甘油。肝、肾甘油激酶肝、肾甘油激酶 ATP ADP CHCH2 2OH OH CHCH2 2OH OH CHOH CHOH 游游离离甘甘

39、油油PiPiCHCH2 2OO-CHCH2 2OH OH CHOH CHOH 3-磷磷酸酸甘甘油油一、一、3-磷酸甘油（磷酸甘油（-磷酸甘油）的合成磷酸甘油）的合成2022-7-23ZhangJG-Biochemistry582022-7-23ZhangJG-Biochemistry59（一）饱和脂肪酸的合成（一）饱和脂肪酸的合成n十六碳饱和脂肪酸（软脂酸）的合成，原料是乙十六碳饱和脂肪酸（软脂酸）的合成，原料是乙酰酰CoA、丙二酸单酰、丙二酸单酰COAn1、胞质合成途径（从头合成，在胞浆中）、胞质合成途径（从头合成，在胞浆中）n（1）乙酰）乙酰CoA从线粒体内转运至胞液：从线粒体内转运至胞液

40、：n三种转运系统。三种转运系统。三羧酸转运系统、三羧酸转运系统、-酮戊二酸转酮戊二酸转运系统、运系统、肉碱转运系统。肉碱转运系统。n“三羧酸转运系统三羧酸转运系统”也称柠檬酸也称柠檬酸-丙酮酸循环丙酮酸循环为主为主。二、脂肪酸的合成二、脂肪酸的合成2022-7-23ZhangJG-Biochemistry602022-7-23ZhangJG-Biochemistry61-酮戊二酸转运系统酮戊二酸转运系统2022-7-23ZhangJG-Biochemistry62 肉碱转运系统肉碱转运系统2022-7-23ZhangJG-Biochemistry63（2 2）丙二酸单酰）丙二酸单酰CoACoA

41、的形成的形成 一分子乙酰一分子乙酰CoACoA是合成脂肪酸是合成脂肪酸的引物，生物素是乙酰的引物，生物素是乙酰CoACoA羧羧化的辅基。化的辅基。其它乙酰其它乙酰CoACoA均以丙二酸单酰均以丙二酸单酰CoACoA的形式参与合成的形式参与合成（3 3）脂酰基载体蛋白（）脂酰基载体蛋白（ACPACP）脂肪酸合成过程中的中间脂肪酸合成过程中的中间产物以共价键与载体蛋白结合产物以共价键与载体蛋白结合2022-7-23ZhangJG-Biochemistry64丙二酸单酰丙二酸单酰-S-CoA的合成的合成2022-7-23ZhangJG-Biochemistry65酰基置换反应酰基置换反应乙酰乙酰Co

42、ACoA+ACP-SH+ACP-SHACP-酰基转移酶酰基转移酶乙酰乙酰-S-ACP+CoA-S-ACP+CoA-SH-SH-酮脂酰酮脂酰-ACP合成酶合成酶ACP-SH+ACP-SH+乙酰乙酰-S-S-合成酶合成酶丙二酸单酰丙二酸单酰-S-CoA-S-CoA+ACP-SH+ACP-SH丙二酸单酰丙二酸单酰-S-ACP+CoA-S-ACP+CoA-SH-SH丙二酸单酰丙二酸单酰-S-COA-S-COA转酰酶转酰酶（4 4）脂肪酸生物合成的过程）脂肪酸生物合成的过程十六碳饱和脂肪酸（软脂酸）的合成：十六碳饱和脂肪酸（软脂酸）的合成：5 5步反应步反应2022-7-23ZhangJG-Bioche

43、mistry66缩合反应（缩合）缩合反应（缩合）乙酰乙酰-S-S-合成酶合成酶 +丙二酸单酰丙二酸单酰-S-ACP-S-ACP -酮脂酮脂酰酰ACPACP合成酶合成酶乙酰乙酰乙酰乙酰-S-ACP+-S-ACP+合成酶合成酶-SH+CO-SH+CO2 22022-7-23ZhangJG-Biochemistry67第一次还原反应（还原）第一次还原反应（还原）乙酰乙酰乙酰乙酰-S-ACP+NADPH+H-S-ACP+NADPH+H+-酮脂酮脂酰酰ACPACP还原酶还原酶D-羟丁羟丁酰酰-S-ACP+NADP+-S-ACP+NADP+脱水反应（脱水）脱水反应（脱水）D-羟丁羟丁酰酰-S-ACP-S-

44、ACP 脱水脱水酶酶巴豆酰巴豆酰-S-ACP+H-S-ACP+H2 2O O2022-7-23ZhangJG-Biochemistry68第二次还原反应（还原）第二次还原反应（还原）巴豆酰巴豆酰-S-ACP+NADPH+H-S-ACP+NADPH+H+还原还原酶酶丁丁酰酰-S-ACP+NADP+-S-ACP+NADP+释放：释放：每完成一次循环，脂肪酸延伸两个碳原子，动物细胞中延伸每完成一次循环，脂肪酸延伸两个碳原子，动物细胞中延伸的程序在到达的程序在到达16个碳原子时即行停止，即最终产物形成软个碳原子时即行停止，即最终产物形成软脂酰脂酰-ACP，硫酯酶开始作用，软脂酸释放出来。，硫酯酶开始作

45、用，软脂酸释放出来。2022-7-23ZhangJG-Biochemistry69脂肪酸生物合成的反应历程脂肪酸生物合成的反应历程-烯丁酰烯丁酰ACPACPCH3COCH2C0-SACP 丁酰丁酰ACPACPCH3CH(OH)CH2C0-SACP CH3CH=CH2C0-SACP CH3CH2CH2C0-SACP-酮丁酰酮丁酰ACPACP-羟丁酰羟丁酰ACPACPCH3COCoACH3COACPHOOCCH3COACPHOOCCH3COCoACH3COCoACO2+ACPC2C2C2C2C2C2NADPHNAD P+NADP+NADPHH H2 2O O CH3(CH2)14C0-SACP+C

46、O2ACP2022-7-23ZhangJG-Biochemistry70总反应式总反应式8CH3-CSCoA=O+7ATP+14NADPH+14H+CH3(CH2)14COOH+14NADP+8CoASH+7ADP+7Pi+6H2O反应中所需的反应中所需的NADPHNADPH+H+H+约有约有40%40%来自来自戊糖磷酸途径戊糖磷酸途径途径，其余的途径，其余的60%60%可由可由EMPEMP中生成的中生成的NADH+HNADH+H+间接转间接转化提供化提供(柠檬酸穿梭柠檬酸穿梭)2022-7-23ZhangJG-Biochemistry712、线粒体和内质网中脂肪酸碳链的延长、线粒体和内质网中

47、脂肪酸碳链的延长（1）线粒体脂肪酸延长酶系）线粒体脂肪酸延长酶系:延长短链脂肪酸，延长短链脂肪酸，其过程是其过程是-氧化逆过程。氧化逆过程。（2）内质网脂肪酸延长酶系：延长饱和或不饱）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和长链脂肪酸，其中间过程与脂肪酸合成酶体系相似。相似。2022-7-23ZhangJG-Biochemistry722022-7-23ZhangJG-Biochemistry73内质网中脂肪酸碳链的延长总反应式：内质网中脂肪酸碳链的延长总反应式：2022-7-23ZhangJG-Biochemistry74脂肪酸的合成途径与脂肪酸的降解

48、途径的区别脂肪酸的合成途径与脂肪酸的降解途径的区别（1 1）发生部位不同：）发生部位不同：细胞液细胞液 线粒体线粒体（2 2）酰基载体不同：）酰基载体不同：ACP ACP 辅酶辅酶A A（3 3）二碳单位的加入和）二碳单位的加入和 减去的方式不同；减去的方式不同；丙二酸单酰丙二酸单酰-S-CoA-S-CoA 乙酰辅酶乙酰辅酶A A（4 4）电子供体和受体不同：）电子供体和受体不同：NADPHNADPH FAD NAD+FAD NAD+（5 5）-羟羟酰基中间物的立体构型不同：酰基中间物的立体构型不同：D-D-型型 L-L-型型（6 6）运载系统不同：）运载系统不同：三羧酸转运系统三羧酸转运系统

49、 肉碱载体系统肉碱载体系统（7 7）酶体系不同；）酶体系不同；单一多肽链上单一多肽链上 不清楚不清楚（8 8）能量需求不同）能量需求不同 耗能耗能 释能释能2022-7-23ZhangJG-Biochemistry75（二）不饱和脂肪酸的合成（二）不饱和脂肪酸的合成 碳链的去饱和：碳链的去饱和：单烯脂酸的合成：一般先合成饱和的软脂酸和单烯脂酸的合成：一般先合成饱和的软脂酸和硬脂酸，然后在特定部位硬脂酸，然后在特定部位“去饱和去饱和”，生成棕榈，生成棕榈油酸和油酸。在脂肪酰油酸和油酸。在脂肪酰CoA去饱和酶催化下形成，去饱和酶催化下形成，多烯脂酸的合成：以软脂酸为底物，通过延长多烯脂酸的合成：以

50、软脂酸为底物，通过延长和和“去饱和去饱和”作用形成多种不饱和脂肪酸。作用形成多种不饱和脂肪酸。因哺乳动物缺乏在因哺乳动物缺乏在C-9位上引进双键的酶，因此，位上引进双键的酶，因此，亚油酸和亚麻酸是必需脂肪酸。此外，花生四烯亚油酸和亚麻酸是必需脂肪酸。此外，花生四烯酸也是一种重要的多烯脂肪酸。酸也是一种重要的多烯脂肪酸。2022-7-23ZhangJG-Biochemistry762022-7-23ZhangJG-Biochemistry772022-7-23ZhangJG-Biochemistry78（三）脂肪酸代谢的调节（三）脂肪酸代谢的调节 1、膳食的调节、膳食的调节 在高脂膳食后，或因饥