1、第十章 脂类代谢 磷脂的代谢磷脂的代谢1.概念：概念：脂类是生物体内不溶于水而溶于有机溶剂脂类是生物体内不溶于水而溶于有机溶剂 的一大类物质的总称，包括的一大类物质的总称，包括脂肪和类脂脂肪和类脂。脂类脂类脂肪脂肪：又称又称三酯酰甘油或甘油三脂三酯酰甘油或甘油三脂(triglyceride)，fat 是体内储存能量的主要形式（可变脂）。是体内储存能量的主要形式（可变脂）。类脂类脂lipoid固醇类：固醇类：胆固醇（cholesterol,Ch）胆固醇酯（胆固醇酯（cholesterol ester,ChE）磷脂磷脂(phospholipid,PL)糖脂糖脂（glycolipid,GL）10-1
2、 脂类概述脂类概述甘油磷脂鞘氨醇磷脂卵磷脂脑磷脂2.分类：分类：脂肪酸的甘油酯脂肪酸的甘油酯 少量少量)少量少量)主要主要)主要来源主要来源 糖糖脂肪的来源脂肪的来源 次要来源次要来源 食入食入糖糖 蛋白质蛋白质代谢降解产物为原料合成脂肪代谢降解产物为原料合成脂肪 皮下皮下贮存贮存 肾周围肾周围 统称统称脂库脂库 肠系膜肠系膜（一）脂类的消化（一）脂类的消化小肠上段小肠上段是主要的消化场所是主要的消化场所脂类脂类(甘油三脂甘油三脂 TG、胆固醇胆固醇Ch、磷脂磷脂PL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
3、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 脂类的消化吸收脂类的消化吸收胰脂酶胰脂酶磷脂酶磷脂酶辅脂酶及辅脂酶及胆固醇酯酶胆固醇酯酶(二二)脂类的吸收脂类的吸收饱和脂肪酸：饱和脂肪酸：简写式简写式月桂酸：月桂酸：CH3(CH2)10COOH 12:0豆蔻酸豆蔻酸:CH3(CH2)14COOH 14:0软脂酸（棕榈酸）软脂酸（棕榈酸）:CH3(CH2)14COOH 16:0硬脂酸硬脂酸:CH3(CH2)16COOH 18:0花生酸花生酸:CH3(CH2)18COOH 20:0饱和脂肪酸饱和脂肪酸 脂肪酸的结构特点：脂肪酸的结构特点：CH3-(CH2)5-CH=CH-(CH2)7-
4、COOH/n系编码系编码 系编码系编码十六碳十六碳-7-烯酸烯酸十六碳十六碳-9-烯酸烯酸不饱和脂肪酸的命名不饱和脂肪酸的命名n 9及及7系系 体内可以合成，体内可以合成，6及及3系系 机体不能合成。机体不能合成。n3、6及及9三族三族体内体内彼此不能相互转化彼此不能相互转化n必需脂肪酸必需脂肪酸 6及及3系。系。（一）储能和供能的主要物质（一）储能和供能的主要物质 1g 脂肪在体内彻底氧化供能约脂肪在体内彻底氧化供能约38KJ，而而1g 糖彻底氧化仅供能约糖彻底氧化仅供能约16.7KJ脂肪组织储存脂肪脂肪组织储存脂肪,约占体重约占体重10-20%.3、脂类的主要生理功能、脂类的主要生理功能合
5、理饮食合理饮食 脂肪氧化供能占脂肪氧化供能占 15-25%空腹空腹 脂肪氧化供能占脂肪氧化供能占 50%以上以上禁食禁食1-3天天 脂肪氧化供能占脂肪氧化供能占 85%饱食、少动饱食、少动 脂肪堆积，发胖脂肪堆积，发胖(二二)生物膜的重要结构成分生物膜的重要结构成分磷脂（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（1）必需脂肪酸）必需脂肪酸(人体不能合成，必须食物摄取人体不能合成，必须食物摄取)亚油酸亚油酸 18碳脂肪酸，含两个不饱和碳脂肪酸，含两个不饱和键；键；亚麻酸亚麻酸 18碳脂肪酸，含三个不饱和碳脂肪酸，含三个不饱和键；键；花生四烯酸花生四烯酸 20碳脂肪酸
6、，含四个不饱和碳脂肪酸，含四个不饱和键；键；（2）参与代谢调控参与代谢调控 花生四烯酸花生四烯酸前列腺素等生物活性物质前列腺素等生物活性物质磷脂酰肌醇磷脂酰肌醇三磷酸肌醇、甘油二酯三磷酸肌醇、甘油二酯胆固醇胆固醇类固醇激素、类固醇激素、VD3（第二信使）（第二信使）一、脂肪动员概念：一、脂肪动员概念：储存于脂肪细胞中的脂肪，在储存于脂肪细胞中的脂肪，在脂肪酶脂肪酶作用作用下逐步水解为下逐步水解为游离脂肪酸和甘油游离脂肪酸和甘油，释放入，释放入血供其它组织利用的过程，称脂肪动员。血供其它组织利用的过程，称脂肪动员。血液血液脂肪脂肪DHAP糖酵解糖酵解供能供能一、脂肪动员概念：一、脂肪动员概念：脂
7、肪细胞中的脂肪在脂肪细胞中的脂肪在脂肪酶脂肪酶作用下逐步水解为作用下逐步水解为游离游离脂肪酸和甘油脂肪酸和甘油，释放入血供其它组织利用的过程，释放入血供其它组织利用的过程，称脂肪动员。称脂肪动员。二、甘油的分解代谢二、甘油的分解代谢 糖异生3-磷酸甘油磷酸甘油三三.脂肪酸的氧化分解脂肪酸的氧化分解l饱和偶数碳链饱和偶数碳链脂肪酸的氧化分解脂肪酸的氧化分解 -氧化作用氧化作用 -氧化作用氧化作用 -氧化作用氧化作用l饱和饱和奇数碳链奇数碳链脂肪酸的氧化脂肪酸的氧化分解分解l不饱和不饱和脂肪酸的氧化脂肪酸的氧化分解分解 CH3-(CH2)n-CH2-CH2-COOH 是因为氧化发生在是因为氧化发生
8、在-碳原子上而的名。碳原子上而的名。基本过程：基本过程：胞液胞液)线粒体线粒体)（一）饱和脂肪酸的（一）饱和脂肪酸的氧化氧化CH3-(CH2)n-CH2-CH2-COOH ATPAMP+PPiMg2+H2O2Pi反应不可逆反应不可逆+CoA-SH 脂脂肪肪酸酸RCHRCH2 2CHCH2 2C C-OH OH OO=OO=脂脂 酰酰 SCoARCHRCH2 2CHCH2 2C C SCoA SCoA OO=OO=脂酰脂酰CoA合成酶合成酶形成高能键的反应：形成高能键的反应：通过通过ATPATP的一个磷酸酐键水解产生，的一个磷酸酐键水解产生，由由ATPATP的第二个酸酐键驱动完成。的第二个酸酐键
9、驱动完成。脂酰脂酰-CoA水解时的水解时的标准自由能变化标准自由能变化 G0=-13 KJ/mol 生物体内生物体内ATP供能供能往往通过偶联反应使往往通过偶联反应使 G0 0 脂酰脂酰-CoA-CoA形成与形成与ATPATP水解相偶联水解相偶联 焦磷酸焦磷酸的水解强化的水解强化了供能了供能存在于存在于线粒体外膜线粒体外膜和和内质网内质网，该酶至少有三，该酶至少有三种，分别相应于种，分别相应于长、中、短链长、中、短链脂肪酸脂肪酸脂酰脂酰CoA合成酶合成酶(脂肪酸硫激酶脂肪酸硫激酶)活化了的脂肪酸分子（脂酰活化了的脂肪酸分子（脂酰CoA）小于小于10个碳，容易穿过线粒体内膜；个碳，容易穿过线粒体
10、内膜；大于大于10个碳？个碳？脂肪酸首先要进入脂肪酸首先要进入线粒体基质线粒体基质才能开始代谢过程才能开始代谢过程2.穿膜穿膜（脂酰（脂酰CoA进入线粒体）进入线粒体）羟基与脂肪酸羟基与脂肪酸连接成酯连接成酯酯酯酰酰肉肉碱碱穿穿梭梭系系统统移位酶移位酶 2）肉碱脂肪酰转移酶同工酶肉碱脂肪酰转移酶同工酶(CAT)（酶（酶和酶和酶）催化移换反应催化移换反应 是由是由肉碱脂肪酰转移酶肉碱脂肪酰转移酶(carnitine acyl transferase)和肉碱脂肪酰转移酶和肉碱脂肪酰转移酶 共同完成共同完成.肉毒碱脂酰肉毒碱脂酰CoA转移酶转移酶(限速酶限速酶)肉毒碱脂酰肉毒碱脂酰CoA转移酶转移酶
11、肉毒碱肉毒碱此过程为脂肪酸此过程为脂肪酸-氧化氧化的限速步骤，的限速步骤，CAT-CAT-是限速酶是限速酶 脱氢：脱氢：脂酰脂酰CoA脱氢酶，脱氢酶，FAD 加水：加水：2烯酰烯酰CoA水化酶水化酶 再脱氢：再脱氢：-羟脂酰羟脂酰CoA脱氢酶，脱氢酶，NAD+硫解硫解（脱乙酰（脱乙酰CoA）：）：-酮脂酰酮脂酰CoA硫解酶，硫解酶，HS-CoA 3.脂酸的脂酸的氧化氧化（1 1）脱氢）脱氢 脂酰脂酰CoACoA经脂酰经脂酰CoACoA脱氢酶催化，在其脱氢酶催化，在其和和碳碳原子上脱氢，生成原子上脱氢，生成2 2反烯脂酰反烯脂酰CoACoA。（2 2）加水）加水（水合反应）（水合反应）2 2反烯
12、脂酰反烯脂酰CoACoA在在2 2反烯脂酰反烯脂酰CoACoA水合酶催化下，在双键上加水生成水合酶催化下，在双键上加水生成L-L-羟脂酰羟脂酰CoACoA。RCH2CH2CH2COSCoAFADFADH2RCH2CCHHCOSCoA脂酰CoA脱氢酶RCH2C CHHCOSCoARCH2CH CH COSCoAOHH2O烯脂酰CoA水合酶（3 3）脱氢）脱氢 L-L-羟脂酰羟脂酰CoACoA在在L-L-羟脂酰羟脂酰CoACoA脱氢酶催化脱氢酶催化下，脱去下，脱去碳原子与羟基上的氢原子生成碳原子与羟基上的氢原子生成-酮脂酰酮脂酰CoACoA，该反应的辅酶为该反应的辅酶为NADNAD+。（4 4）硫
13、解）硫解 在在-酮脂酰酮脂酰CoACoA硫解酶催化下，硫解酶催化下，-酮脂酰酮脂酰CoACoA与与CoACoA作用，硫解产生作用，硫解产生 1 1分子乙酰分子乙酰CoACoA和比原来和比原来少两个碳少两个碳原原子的子的脂酰脂酰CoACoA。RCH2CHCHCOSCoAOHRCH2CCHCOSCoAO烯脂酰CoA脱氢酶NAD+NADH+H+RCH2CCHCOSCoAORCH2COSCoACH3COSCoACoASH+硫解酶 乙酰乙酰CoACoAFAD FADH2 NAD+NADHRCH2CH2CO-SCoA脂酰脂酰CoA CoA 脱氢脱氢酶酶脂酰脂酰CoACoA-烯脂酰烯脂酰CoA CoA 水化
14、水化酶酶-羟脂酰羟脂酰CoA CoA 脱氢脱氢酶酶-酮酯酰酮酯酰CoA CoA 硫解硫解酶酶RCHOHCH2COScoARCOCH2CO-SCoA RCH=CH-CO-SCoA +CH3COSCoAR-COScoAH H2 2O O CoASHTCATCA 乙酰CoA 乙酰CoA 乙酰乙酰CoACoAATPATPH H2 20 0呼吸链H H2 20 0呼吸链 乙酰CoA 乙酰CoA 乙酰CoA 乙酰CoA脂肪酸氧化的三个阶段脂肪酸氧化的三个阶段脂肪酸脂肪酸-氧化的能量生成氧化的能量生成7次次-氧化分解产生氧化分解产生57=35分子分子ATP；8分子乙酰分子乙酰CoA可得可得128=96分子分
15、子ATP；共可得共可得131分子分子ATP，减去活化时消耗的两分子，减去活化时消耗的两分子ATP，故软，故软脂酸彻底氧化分解可净生成脂酸彻底氧化分解可净生成129分子分子ATP。n nATP净生成数净生成数=（-1）5+12 2 2 2-氧化的次数氧化的次数生成的乙酰生成的乙酰CoA数数脂肪酸活化脂肪酸活化消耗的消耗的ATP数数（二）饱和脂肪酸的（二）饱和脂肪酸的-氧化作用氧化作用(肝、脑肝、脑)发生在发生在-碳原子上脂碳原子上脂肪酸氧化作用肪酸氧化作用RCH2COO-RCH(OH)COORCH(OH)COO-RCOCOORCOCOO-COCO2 2O O2 2NAD+NADH+H+NAD+N
16、ADH+H+RCH(OOH)COORCH(OOH)COO-COCO2 2RCHORCHOO O2 2NAD+NADH+H+过氧化过氧化羟化羟化单加氧酶单加氧酶脱氢酶脱氢酶脱氢酶脱氢酶-羟脂酸羟脂酸RCOO-（三）饱和（三）饱和脂肪酸的脂肪酸的氧化作用氧化作用-氧化氧化:指脂肪酸的末端指脂肪酸的末端甲基（甲基（-端）经端）经氧化氧化转变转变成成羟甲基羟甲基，继而，继而再再氧化氧化成羧成羧基，从而形成基，从而形成，-二羧酸二羧酸的过程的过程。生成的生成的二羧酸二羧酸转运至线粒转运至线粒体体,在进行在进行-氧化氧化,最后生成最后生成琥珀酰琥珀酰CoA,直接进入直接进入TCA代谢代谢.CHCH3 3(
17、CH(CH2 2)n COO)n COO-HOCHHOCH2 2(CH(CH2 2)n COO)n COO-OHC(CHOHC(CH2 2)n COO)n COO-OOC(CH2)n COO-O O2 2NAD(P)+NAD(P)H+H+NAPD+NADPH+H+NAD(P)+NAD(P)H+H+混合功能氧化酶混合功能氧化酶醇酸脱氢酶醇酸脱氢酶醛酸脱氢酶醛酸脱氢酶脂肪酸的其他氧化方式脂肪酸的其他氧化方式L-甲基丙二酸单酰甲基丙二酸单酰CoA 消旋酶消旋酶 变位酶变位酶 5-脱氧腺苷钴胺素脱氧腺苷钴胺素 琥珀酰琥珀酰CoA 丙酰丙酰CoA羧化酶羧化酶（生物素）（生物素）ADP+PiD-甲基丙二酸
18、单酰甲基丙二酸单酰CoA ATP+CO2经三羧酸循环途径经三羧酸循环途径丙酮酸羧化支丙酮酸羧化支路路糖有氧氧化途径彻底氧化分解糖有氧氧化途径彻底氧化分解 1.奇数碳脂肪酸的氧化：奇数碳脂肪酸的氧化：奇数碳脂肪酸奇数碳脂肪酸CH3CH2COCoA -氧氧化化丙酰丙酰CoA 不饱和脂酸不饱和脂酸 氧化氧化 顺顺 3-烯酰烯酰CoA顺顺 2-烯酰烯酰CoA 反反 2-烯酰烯酰CoA 3顺顺-2反烯酰反烯酰CoA 异构酶异构酶 氧化氧化途径途径 L(+)-羟脂酰羟脂酰CoA D(-)-羟脂酰羟脂酰CoA D(-)-羟脂酰羟脂酰CoA 表异构酶表异构酶H2O 脂肪酸的其他氧化方式脂肪酸的其他氧化方式乙乙
19、酰酰CoA（差向异构酶、还原酶）（差向异构酶、还原酶）1 1）进入）进入TCATCA循环循环 2 2）胆固醇生物合成的起始化合物）胆固醇生物合成的起始化合物 3 3）脂肪酸合成前体的角色）脂肪酸合成前体的角色 4 4）生成酮体参与代谢）生成酮体参与代谢(肝脏肝脏及及肾脏肾脏细胞细胞)形成形成乙酰乙酸乙酰乙酸、-羟丁酸羟丁酸和和丙酮丙酮，这三者统称为这三者统称为酮体酮体(四)、乙酰乙酰CoA代谢结局代谢结局l1.概述概述酮体是酮体是肝肝输出脂肪能源的一种重要的形式，是肝脏分解氧化时输出脂肪能源的一种重要的形式，是肝脏分解氧化时特特有的有的中间代谢产物。中间代谢产物。酮体具酮体具水溶性水溶性，能透
20、过血脑屏障及毛细血管壁，能透过血脑屏障及毛细血管壁，在正常情况下，酮体是在正常情况下，酮体是脑脑组织的组织的重要重要能源物质。能源物质。脂肪动员加强，酮体生成过多，超出肝外组脂肪动员加强，酮体生成过多，超出肝外组织利用能力，织利用能力，酮血症酮血症(ketonemia)、酮尿症、酮尿症(ketonuria)、酮症酸、酮症酸中毒等。中毒等。l 2.酮体的生成酮体的生成l 3.酮体的氧化和利用酮体的氧化和利用CH3OHOOH3-hydroxybutanoic acid羟丁酸CH3OOHO3-oxobutanoic acid乙酰乙酸CH3CH3Opropan-2-one丙酮2.酮体的生成酮体的生成场
21、所：场所：肝脏肝脏 线粒体线粒体原料：原料：乙酰乙酰CoA关键酶：关键酶：-羟羟-甲基戊二酸单酰甲基戊二酸单酰CoA（HMGCoA）合成酶）合成酶（肝中）（肝中）3.酮体的氧化和利用酮体的氧化和利用 心、肾、脑、心、肾、脑、骨骼肌细胞骨骼肌细胞心、肾、心、肾、脑细胞脑细胞 羟丁酸羟丁酸-NAD+NADH+H HSCoA+ATP乙酰乙酸乙酰乙酸琥珀酰琥珀酰CoA乙酰乙酸硫激酶乙酰乙酸硫激酶琥珀酰琥珀酰CoA 转硫酶转硫酶AMP+PPi乙酰乙酰乙酰乙酰CoA 琥珀酸琥珀酸硫解酶硫解酶2乙酰乙酰CoA三羧酸三羧酸循环循环+-羟丁酸脱氢酶羟丁酸脱氢酶 10-4 脂肪的合成代谢 甘油三酯甘油三酯（肝脏、
22、脂肪组织（肝脏、脂肪组织 小肠）小肠）磷酸甘油磷酸甘油脂肪酸脂肪酸甘油的磷酸化甘油的磷酸化（乙酰乙酰CoA 糖代谢糖代谢磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮合成部位合成部位原料原料 糖糖糖酵解糖酵解糖氧化分解糖氧化分解 此过程既是细胞内甘油的生成过程又是其再利用过程此过程既是细胞内甘油的生成过程又是其再利用过程乙酰乙酰CoA:CoA:来源于来源于G G和和AAAA（丙氨酸脱氨），（丙氨酸脱氨），线粒体中的乙酰线粒体中的乙酰 CoACoA，需通过，需通过柠檬酸柠檬酸-丙酮酸循环（或称丙酮酸循环（或称柠檬酸穿梭系统）柠檬酸穿梭系统）运到胞浆中，才能供脂肪酸合成所需。运到胞浆中，才能供脂肪酸合成所需。HCO3（
23、二）（二）脂肪酸的生物合成（软脂酸）脂肪酸的生物合成（软脂酸）胞浆中胞浆中（肝脏、脂肪肝脏、脂肪等组织）等组织）乙酰辅酶乙酰辅酶A都是在线粒都是在线粒体内生成的体内生成的(1)(1)乙酰乙酰CoACoA的穿膜转运：的穿膜转运：柠檬酸柠檬酸-丙酮酸循环丙酮酸循环 (2)(2)丙二酸单酰丙二酸单酰CoACoA形成：形成：乙酰乙酰CoA的活化的活化 乙酰乙酰CoA CoA 丙二酸单酰丙二酸单酰CoACoA转酰基并羧化转酰基并羧化(1)(1)乙酰乙酰CoACoA的穿模转运的穿模转运 (柠檬酸柠檬酸-丙酮酸循环丙酮酸循环)乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶（辅基辅基-生物素）生物素）长链脂酰长链脂酰CoA-乙酰
24、乙酰CoACoA柠檬酸柠檬酸异柠檬酸异柠檬酸+关键酶关键酶(2)(2)乙酰乙酰CoACoA的羧化的羧化丙二酸单酰丙二酸单酰CoACoA的合成的合成提供提供CO2高糖低脂饮食会高糖低脂饮食会促进此酶的合成促进此酶的合成 该酶是种蛋白质的复合体，该酶是种蛋白质的复合体，其一是生物素羧基其一是生物素羧基载体蛋白载体蛋白BCCP，另外两种蛋白是生物素另外两种蛋白是生物素羧化酶和转羧酶羧化酶和转羧酶 1分子乙酰分子乙酰CoA 和和7分子丙二酸单酰分子丙二酸单酰CoA在在脂肪酸合成酶系脂肪酸合成酶系催化下，催化下，由由NADPH和和H+供氢供氢合成脂肪酸。合成脂肪酸。2、脂肪酸的合成、脂肪酸的合成 （16
25、C）多功能酶多功能酶，一条多肽链上具有一条多肽链上具有7种种不同功能。不同功能。两个相同单体的两个相同单体的-SH首尾相连首尾相连成成二聚体二聚体才具有才具有活性活性。脂肪酸合成酶系脂肪酸合成酶系有7种酶活性和一个酰基载体蛋白质。脂肪酸合成中的脂肪酸合成中的辅基：辅基：酰基载体蛋白酰基载体蛋白ACP:ACP:相对分子量较低的蛋白质，相对分子量较低的蛋白质，它的辅基是它的辅基是磷酸泛酰巯基乙胺磷酸泛酰巯基乙胺，后者与后者与ACPACP的的SerSer残基残基相连，另一相连，另一端的端的SHSH基与脂酰基形成硫酯键。基与脂酰基形成硫酯键。它在脂肪酸的合成中它在脂肪酸的合成中相当于相当于脂肪酸降解中
26、脂肪酸降解中乙酰辅酶乙酰辅酶A A的作用。的作用。两类酰基载体两类酰基载体ACP的辅基的辅基磷酸泛酰巯基乙胺磷酸泛酰巯基乙胺与与辅酶辅酶A的组成部分的组成部分一条多肽链上具有7种酶 脂肪酸合酶催化形成脂肪酸共有脂肪酸合酶催化形成脂肪酸共有7步反应：步反应：1、启动：乙酰-CoA：ACP转酰酶2、装载：丙二酸单酰CoA:ACP转酰酶3、缩合：-酮酰-ACP合酶4、加氢还原：-酮酰-ACP还原酶5、脱水：-羟酰-ACP脱水酶6、加氢还原：烯酰-ACP还原酶7、释放：软脂酰-ACP硫酯酶 乙酰CoA 乙酰-ACP 丙二酸单酰CoA 丙二酸单酰-ACP乙酰乙酰CoA酰基转移酶酰基转移酶启动与装载 酰基
27、转移反应：酰基转移反应：3.缩合：缩合：乙酰乙酰-ACP和丙二酸单酰和丙二酸单酰-ACP缩合缩合 生成生成-酮脂酰酮脂酰-ACP（乙酰乙酰（乙酰乙酰-ACP）4.第一次加氢：第一次加氢：还原为还原为-羟丁酰羟丁酰-ACP。乙酰乙酰乙酰乙酰-ACP-酮脂酰酮脂酰-ACP还原酶还原酶5.脱水脱水其其与与碳原子间脱去一分子水生成碳原子间脱去一分子水生成 烯丁酰烯丁酰-ACP（反式）（反式）-羟丁酰羟丁酰-ACP-羟脂酰羟脂酰-ACP脱水酶脱水酶6.二次加氢二次加氢丁酰丁酰-ACP生成生成-烯丁酰烯丁酰-ACP-烯脂酰烯脂酰-ACP还原酶还原酶丁酰丁酰-ACP是脂肪酸合成的第一轮产物是脂肪酸合成的第一
28、轮产物丁酰丁酰-ACP与与丙二酸单酰丙二酸单酰-ACP：再循环再循环缩合、加氢、脱水、加氢缩合、加氢、脱水、加氢，又增加两个碳原子，又增加两个碳原子，释放一分子释放一分子CO2，消耗消耗2个个NADPH，经过经过6次重复后合成软脂酰次重复后合成软脂酰-ACP；软脂酰软脂酰-ACP合成合成循环循环6次次7.释放释放 软脂酰软脂酰-ACP在在硫酯酶硫酯酶催化下水解催化下水解 释放出软脂酸释放出软脂酸 乙酰乙酰CoA7丙二酸单酰丙二酸单酰CoA14NADPH14H+软脂酸软脂酸14NADP14NADP+7CO7CO2 26H6H2 2O O8CoA-SH8CoA-SH脂肪酸合成酶系脂肪酸合成酶系 （
29、7 7次循环）次循环）软脂酸（16C）合成的总反应式：脂肪酸合成的特点：脂肪酸合成的特点：1.在细胞质中进行;2.有CO2的加入和放出;3.由甲基端向羧基断合成;4.用NADPH作为还原剂。软软 脂脂 酸酸 的的 合合 成成 总总 图图 合成氧化细胞中部位细胞质线粒体酶 系7种酶，多酶复合体4种酶分散存在酰基载体ACPCoA二碳片段丙二酸单酰CoA乙酰CoA 电子供体（受体）NADPHFAD、NAD循环缩合、还原、脱水、还原氧化、水合、氧化、裂解-羟脂酰基构型D型L型底物穿梭机制柠檬酸穿梭脂酰肉碱穿梭对HCO3-及柠檬酸的要求要求不要求方向甲基到羧基羧基到甲基能量变化消 耗 7 个 A T P
30、 及 1 4 个NADPH，共49ATP。（7FADH2+7NADH-2ATP）共33ATP产物16碳酸以内的脂肪酸。18碳酸可彻底降解脂肪酸的脂肪酸的氧化和从头合成的异同氧化和从头合成的异同脂肪酸的脂肪酸的氧化和从头合成的异同氧化和从头合成的异同 体内有体内有两两种不同的酶系可以催化种不同的酶系可以催化碳链的延长碳链的延长:（三）脂肪酸碳链的延长（三）脂肪酸碳链的延长(16C以上以上)1、糖代谢对脂肪酸合成的调节、糖代谢对脂肪酸合成的调节乙酰乙酰CoA羧化酶的别构调节物羧化酶的别构调节物抑制剂：抑制剂：软脂酰软脂酰CoA及其他及其他长链脂酰长链脂酰CoA 激活剂：激活剂：柠檬酸、异柠檬酸、乙
31、酰辅酶柠檬酸、异柠檬酸、乙酰辅酶A（四）脂肪酸合成的调节（四）脂肪酸合成的调节糖代谢调节糖代谢调节激素代谢调节激素代谢调节l糖代谢加强，糖代谢产生的糖代谢加强，糖代谢产生的乙酰辅酶乙酰辅酶A及及柠檬酸柠檬酸别构激活别构激活乙酰辅酶乙酰辅酶A羧化酶羧化酶(脂肪酸合成的调节酶脂肪酸合成的调节酶),促进丙二酸单促进丙二酸单酰酰CoA的合成，有利于脂肪酸的合成。的合成，有利于脂肪酸的合成。lNADPH及乙酰及乙酰CoA供应增多，有利于脂肪酸的合成。供应增多，有利于脂肪酸的合成。l另外，另外，丙二酸单酰丙二酸单酰CoA又又可与可与脂酰脂酰CoA竞争脂肪分解的调竞争脂肪分解的调节酶节酶-肉毒碱酰基转移酶肉
32、毒碱酰基转移酶，阻碍脂酰，阻碍脂酰CoA进入线粒体进入线粒体进行进行-氧化。氧化。l所以，糖供应充分，氧化分解正常时，脂肪合成代谢加强，所以，糖供应充分，氧化分解正常时，脂肪合成代谢加强，分解代谢减慢。分解代谢减慢。1）糖供应充足时对脂肪酸代谢的影响糖供应充足时对脂肪酸代谢的影响 糖供应不足，脂肪动员加快，糖供应不足，脂肪动员加快，肝细胞内脂酰肝细胞内脂酰CoA增多，后者可别构抑制增多，后者可别构抑制乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶，从而抑制了脂肪酸合成。脂肪酸的，从而抑制了脂肪酸合成。脂肪酸的-氧化明显。氧化明显。2）、糖供应不充分时对脂肪酸代谢的影响）、糖供应不充分时对脂肪酸代谢的影响l1）、促
33、进脂肪合成的激素 胰岛素胰岛素 诱导 乙酰CoA羧化酶、脂肪酸合成酶、柠檬酸裂解酶等酶的合成，从而促进脂肪合成。2、激素对脂肪代谢的影响、激素对脂肪代谢的影响如如 胰岛素：胰岛素：通过磷蛋白磷酸酶，使通过磷蛋白磷酸酶，使去磷酸化去磷酸化而复活。而复活。2）、有利于脂肪分解的激素）、有利于脂肪分解的激素第十一章 蛋白质分解代谢catabolism of protein个别氨基酸的代谢氨基酸的一般代谢溶酶体系溶酶体系 含有约含有约50 50 种不同的水解酶。种不同的水解酶。溶酶体溶酶体:融合细胞中的吞噬噬泡，随即分解其内容物融合细胞中的吞噬噬泡，随即分解其内容物；降解蛋白质降解蛋白质是非选择性的，
34、不依赖是非选择性的，不依赖ATPATP；主要降解主要降解 细胞胞吞作用摄取的细胞胞吞作用摄取的外源蛋白外源蛋白、膜蛋白膜蛋白 及及长寿命长寿命的细胞内蛋白的细胞内蛋白。1 1）溶酶体系统）溶酶体系统无选择地降解蛋白质无选择地降解蛋白质N末端规则既存在于原核生物，也存在于真核生物中。末端规则既存在于原核生物，也存在于真核生物中。蛋白质蛋白质half-life的长短与其的长短与其N末端残基的性质有关。末端残基的性质有关。N末端规则（末端规则（N-end rule）：）：N端为端为Asp、Arg、Leu、Lys和和phe残基，残基，蛋白质的半衰期只有蛋白质的半衰期只有2-3min。N端为端为Ala、
35、Gly、Met、Ser和和val残基残基:原核生物中蛋白质的原核生物中蛋白质的half-life超过超过10h。真核生物中蛋白质的真核生物中蛋白质的half-life则超过则超过20h。泛肽泛肽 7676个组成的非常保守的小蛋白质。个组成的非常保守的小蛋白质。蛋白质降解途径蛋白质降解途径依赖依赖ATPATP，在在胞质中胞质中进行；进行；主要降解主要降解异常蛋白和异常蛋白和短寿命短寿命蛋白（调节蛋白），蛋白（调节蛋白），此途径在不含溶酶体的红细胞中尤为重要。此途径在不含溶酶体的红细胞中尤为重要。是目前已知的最重要的、有高度选择性的蛋白质降解途径。是目前已知的最重要的、有高度选择性的蛋白质降解途径
36、。2)泛肽系统(ubiguitin简称Ub)给选择的蛋白质加以标记E E1 1-泛素泛素活化活化酶酶E E2 2-泛素泛素携带携带蛋白蛋白泛素泛素CO-O+HS-E1ATPAMP+PPi泛素泛素COS E1HS-E2HS-E1泛素泛素COS E2泛素泛素COS E1被降解被降解蛋白质蛋白质HS-E2泛素泛素COS E2泛素泛素CNH 被降解蛋白质被降解蛋白质OE3泛素化过程泛素化过程E E3 3-泛素蛋白泛素蛋白连接连接酶酶l20042004年年诺贝尔化学奖诺贝尔化学奖授予以色列科学家授予以色列科学家阿阿龙龙切哈诺沃、阿夫拉姆切哈诺沃、阿夫拉姆赫什科赫什科和美国科学家和美国科学家欧文欧文罗斯罗
37、斯，以表彰他们发现了泛素调节的蛋白，以表彰他们发现了泛素调节的蛋白质降解。质降解。防止异常或不需要的蛋白质的积累，防止异常或不需要的蛋白质的积累，有利于氨基酸的循环利用。有利于氨基酸的循环利用。蛋白质降解意义蛋白质降解意义作为作为氮氮源和能源进行代谢源和能源进行代谢。蛋白质不能储备。蛋白质不能储备。细胞对代谢进行调控的一种方式细胞对代谢进行调控的一种方式（1 1）主动转运）主动转运 由由 氨基酸氨基酸运载蛋白运载蛋白与与氨基酸、氨基酸、Na+组成三联体，组成三联体，ATP供能将氨基酸、供能将氨基酸、Na+转入细胞内，转入细胞内，Na+再由钠泵排出细胞。再由钠泵排出细胞。碱性氨基酸运载蛋白碱性氨
38、基酸运载蛋白酸性氨基酸运载蛋白酸性氨基酸运载蛋白亚氨基酸与亚氨基酸与甘氨酸载体甘氨酸载体运载蛋白运载蛋白1.1.吸收机制（两种方式）吸收机制（两种方式）中性氨基酸运载蛋白中性氨基酸运载蛋白（二）、氨基酸的吸收氨基酸载体类型氨基酸载体类型(2).(2).-谷氨酰基循环转运谷氨酰基循环转运谷胱甘肽对氨基酸的转运谷胱甘肽对氨基酸的转运谷胱甘肽再合成谷胱甘肽再合成 转运的特点转运的特点 -谷氨酰转移酶谷氨酰转移酶位于位于细胞膜上细胞膜上，其他酶其他酶在细在细胞液胞液中中.转运转运1分子氨基酸需要分子氨基酸需要消耗消耗3分子分子ATP半胱氨酰甘氨酸半胱氨酰甘氨酸(Cys-Gly)半胱氨酸半胱氨酸甘氨酸甘
39、氨酸E4肽酶肽酶E2 -谷氨谷氨 酸环化酸环化 转移酶转移酶氨基酸氨基酸H2NCHCOOHR5-氧脯氨酸氧脯氨酸谷氨酸谷氨酸E3 5-氧脯氧脯氨酸酶氨酸酶ATPADP+Pi-谷氨酰半胱氨酸谷氨酰半胱氨酸E4 -谷氨酰谷氨酰半胱氨酸半胱氨酸 合成酶合成酶ADP+PiATPE E5 5 谷胱甘肽谷胱甘肽 合成酶合成酶ATPADP+Pi谷胱甘肽谷胱甘肽 GSH细胞外细胞外E1-谷谷 氨酰氨酰 基转基转 移酶移酶细胞膜细胞膜细胞内细胞内CHH2NCOOHR氨基酸氨基酸COOHCHNH2CH2CH2CONHCHCOOHR-谷氨酰谷氨酰氨基酸氨基酸-谷氨酰基循环l利用肠粘膜细胞上的利用肠粘膜细胞上的二肽二
40、肽或或三肽三肽的的转运体系转运体系l此种转运也是此种转运也是耗能的主动吸收过程耗能的主动吸收过程l吸收作用在小肠近端较强吸收作用在小肠近端较强2 2、肽的吸收肽的吸收11.4 氨基酸的一般代谢氨基酸的一般代谢一、氨基酸代谢概况一、氨基酸代谢概况二、脱氨基作用二、脱氨基作用三、氨的代谢三、氨的代谢四、四、酮酸的代谢酮酸的代谢General Metabolism of Amino Acids大多数氨基酸分解代谢方式相似，但合成代谢途大多数氨基酸分解代谢方式相似，但合成代谢途径有所不同。径有所不同。氨基酸氨基酸代谢库代谢库食物蛋白质食物蛋白质消化吸收消化吸收 组织组织蛋白质蛋白质分解分解 体内合成氨
41、基酸体内合成氨基酸(非必需氨基酸非必需氨基酸)一、一、氨基酸代谢概况氨基酸代谢概况-酮酸酮酸 脱氨基作用脱氨基作用 酮酮 体体氧化供能氧化供能糖糖胺胺 类类脱羧基作用脱羧基作用氨氨 尿素尿素代谢转变代谢转变其它含氮化合物其它含氮化合物(嘌呤、嘧啶等嘌呤、嘧啶等)合成合成 氨基酸代谢库氨基酸代谢库：外源性氨基酸与内源性氨基酸混合，外源性氨基酸与内源性氨基酸混合，分布于体内各处，参与代谢，称为分布于体内各处，参与代谢，称为。11.4 氨基酸的一般代谢氨基酸的一般代谢l氨基酸的脱氨基作用氨基酸的脱氨基作用l氨基酸的脱羧基作用氨基酸的脱羧基作用+一、氨基酸代谢概况一、氨基酸代谢概况脱羧脱羧 CO CO
42、2 2 出路出路?1 1、大部分大部分直接排出细胞外直接排出细胞外 2 2、小部分小部分通过通过丙酮酸羧化支路丙酮酸羧化支路被固定，被固定，生成生成草酰乙酸草酰乙酸或或苹果酸苹果酸，他们对于三羧酸，他们对于三羧酸 循环有促进作用。循环有促进作用。脱羧脱羧 胺胺 出路出路?胺胺可在可在胺氧化酶胺氧化酶的催化下生成的催化下生成醛醛。醛醛在在醛脱氢酶醛脱氢酶的催化下，的催化下，加水脱氢加水脱氢生成生成有机酸有机酸。有机酸有机酸再经再经氧化氧化生成生成乙酰乙酰CoACoA。乙酰乙酰CoACoA进入三羧酸循环，最后被氧化成进入三羧酸循环，最后被氧化成COCO2 2和和H H2 2O O。二、氨基酸的脱氨
43、基作用脱氨基方式：脱氨基方式：氧化脱氨基、氧化脱氨基、转氨基转氨基 联合脱氨基联合脱氨基 非氧化脱氨基非氧化脱氨基。而非氧化脱氨基作用则主要见于微生物中而非氧化脱氨基作用则主要见于微生物中。定义定义 氨基酸脱去氨基生成相应氨基酸脱去氨基生成相应-酮酸的过程酮酸的过程CHRNH3COO+-CNHRCOO酶酶2H+H+亚氨基酸亚氨基酸不稳定不稳定H2O+H+水解加氧水解加氧脱氢脱氢NH4+-CORCOO-酮酸酮酸2包括包括脱氢脱氢和和水解水解两步两步,其中其中脱氢脱氢反应反应需酶需酶催化，催化，而而水解水解反应则反应则不需酶不需酶的催化。的催化。（一）氧化脱氨基作用有氨生成酶酶L-氨基酸氧化酶、氨
44、基酸氧化酶、D-氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶！L-L-氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶 低低分布于肝分布于肝及肾脏，及肾脏，D-D-氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶以以FADFAD为辅基。为辅基。活性强，但体内活性强，但体内D-D-氨基酸少氨基酸少。氧化脱氨的主要酶：L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶不需氧脱氢酶，不需氧脱氢酶，NAD+或或NADP+为辅酶，为辅酶，+H2O_H2O+NH3(CH2)2COOHC=OCOOHL-L-谷氨酸谷氨酸(CH2)2COOHCHNH2COOHL-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶 NAD+(NADP+)NADH+H+(NADPH+H+)(CH2)2COOHC=NHCOOHL-谷氨酸脱
45、氢酶的作用：-亚氨基戊二酸亚氨基戊二酸-酮戊二酸酮戊二酸 活性强，活性强，分布于肝、肾及脑组织。辅酶为分布于肝、肾及脑组织。辅酶为NADNAD+或或NADPNADP+，变构酶，变构酶，其活性受其活性受ATPATP，GTPGTP的抑制，受的抑制，受ADPADP，GDPGDP的激活。的激活。专一性强，专一性强，只作用于只作用于谷氨酸谷氨酸，使，使生成生成-酮戊二酸，酮戊二酸，催催化的反应化的反应可逆可逆。氧化脱氨基作用的局限性：氧化脱氨基作用的局限性：仅仅谷氨酸谷氨酸经此脱氨经此脱氨 L-谷氨酸脱氢酶：谷氨酸脱氢酶：酶酶转氨酶转氨酶（二）转氨基作用：转氨酶转氨酶磷酸吡哆醛（胺）磷酸吡哆醛（胺）（V
46、B6）l 转氨基作用转氨基作用-AA-AA和酮酸之间和酮酸之间氨基的转移氨基的转移作用作用l特点特点：a.a.可逆，受平衡影响可逆，受平衡影响 b.b.氨基大多转给了氨基大多转给了-酮戊二酸酮戊二酸（产物（产物谷氨酸谷氨酸）大多数转氨酶都需要大多数转氨酶都需要-酮戊二酸作为氨基的酮戊二酸作为氨基的受体，受体，许多氨基酸的氨基，通许多氨基酸的氨基，通过转氨作用过转氨作用转化为谷氨转化为谷氨酸酸，再经，再经L-L-谷氨酸脱氢谷氨酸脱氢酶的催化导致了氨基酸酶的催化导致了氨基酸的氧化分解。的氧化分解。但赖氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸除外。但赖氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸除外。所以所以,生物体内转氨基作用以生物体内
47、转氨基作用以谷氨酸与谷氨酸与一酮戊二酸组成的一酮戊二酸组成的 转氨体系转氨体系最重要。最重要。举例举例磷酸吡哆醛（磷酸吡哆醛（VB6）提问：提问：为什么多转给为什么多转给-酮戊二酸酮戊二酸？答案：答案：来源有保证，来源有保证，谷氨酸可由氧化脱氨迅速降解产生谷氨酸可由氧化脱氨迅速降解产生-酮戊二酸酮戊二酸。举例举例天冬氨酸天冬氨酸+-酮戊二酸酮戊二酸 草酰乙酸草酰乙酸 +谷氨酸谷氨酸CH2-COO-CH+NH3COO-CH2-COO-CH2-C=OCOO-CH2-COO-C=OCOO-CH2-COO-CH2-CH+NH3COO-+谷草转氨酶谷草转氨酶磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛（VB6）转氨基作用的机制
48、转氨基作用的机制:(作业作业)转氨酶的辅酶：转氨酶的辅酶：迄今发现的迄今发现的转氨酶转氨酶都以磷酸吡哆醛（都以磷酸吡哆醛（PLP）为辅基，）为辅基，它与酶蛋白以牢固的共价键形式结合。它与酶蛋白以牢固的共价键形式结合。PLPPMP丙氨酸氨基转移酶丙氨酸氨基转移酶(ALT(ALT或或GPT)GPT)天冬氨酸氨基转移酶天冬氨酸氨基转移酶(AST(AST或或GOT)GOT)2 2、体内重要的转氨酶、体内重要的转氨酶(alanine aminotransferase)(aspartate aminotransferase)CH3CHNH2COOH+ALTCH3C=OCOOH+丙氨酸丙氨酸-酮戊二酸酮戊二
49、酸丙酮酸丙酮酸谷氨酸谷氨酸COOH(CH2)2C=OCOOHCOOH(CH2)2CHNH2COOHCOOH(CH2)2C=OCOOHCOOHCH2CHNH2COOH+ASTCOOHCH2C=OCOOHCOOH(CH2)2CHNH2COOH天冬氨酸天冬氨酸-酮戊二酸酮戊二酸草酰乙酸草酰乙酸谷氨酸谷氨酸+（谷丙转氨酶）（谷丙转氨酶）（谷草转氨酶）（谷草转氨酶）正常成人各组织中正常成人各组织中AST和和ALT活性（单位活性（单位/g湿组织）湿组织）组织名称 AST ALT心脏 156 000 7 100肝脏 142 000 44 000骨骼肌 99 000 4 800肾脏 91 000 19 000
50、胰脏 28 000 2 000脾脏 14 000 1 200肺脏 10 000 700血清 20 16谷丙谷丙谷草谷草 丙氨酸氨基转移酶丙氨酸氨基转移酶（ALT）又称又称谷丙转氨酶谷丙转氨酶（GPT）临床意义：急性肝炎患者血清临床意义：急性肝炎患者血清ALT升高升高该酶在该酶在肝中肝中活性较高活性较高，在，在肝的疾病肝的疾病时，可引起血清中时，可引起血清中ALT活性明显升高。活性明显升高。ALT、AST的临床意义 天冬氨酸氨基转移酶天冬氨酸氨基转移酶（AST）又称谷草转氨酶又称谷草转氨酶(GOT)该酶在该酶在心肌中心肌中活性较高活性较高，故，故心肌疾患心肌疾患时，血清时，血清 中中AST活性活
