1、第第 七七 章章脂脂 质质 代代 谢谢Lipid MetabolismThe biochemistry and molecular biology department of CMU脂质的构成、功能及分析脂质的构成、功能及分析The composition,function and analysis of lipids第一节第一节 脂质脂质(lipids)是一类不溶于水而易溶是一类不溶于水而易溶于有机溶剂，并能为机体利用的有机化合于有机溶剂，并能为机体利用的有机化合物。物。脂类脂肪：甘油三酯类脂胆固醇胆固醇酯磷脂糖脂储能和供能细胞的膜结构组分脂质脂质一、脂质是一类大分子物质一、脂质是一类大分子
2、物质甘油三酯甘油三酯(triacylglycerol)是非极性、不溶于水的甘油脂肪酸三酯，是非极性、不溶于水的甘油脂肪酸三酯，基本结构为甘油的三个羟基分别被相同或不同的脂肪酸酯化。基本结构为甘油的三个羟基分别被相同或不同的脂肪酸酯化。（一）甘油三酯是甘油的脂肪酸酯（一）甘油三酯是甘油的脂肪酸酯脂肪酸组成的种类决定甘油三酯的熔点，随饱和脂肪酸的链长和数目的增加而升高。脂肪酸组成的种类决定甘油三酯的熔点，随饱和脂肪酸的链长和数目的增加而升高。饱和脂肪酸的结构通式为饱和脂肪酸的结构通式为:CH3(CH2)nCOOH。不饱和脂肪酸的碳链含有一个或一个以上双键不饱和脂肪酸的碳链含有一个或一个以上双键 单
3、不饱和脂肪酸单不饱和脂肪酸(monounsaturated fatty acid)多不饱和脂肪酸多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid)高等动植物脂肪酸碳链长度一般在高等动植物脂肪酸碳链长度一般在1420之间，为偶数碳。之间，为偶数碳。（二）脂肪酸是脂肪烃的羧酸（二）脂肪酸是脂肪烃的羧酸编码体系编码体系从从脂肪脂肪酸的羧基碳起计算碳原子的顺序。酸的羧基碳起计算碳原子的顺序。或或n编码体系编码体系从从脂肪脂肪酸的甲基碳起计算其碳原子顺序。酸的甲基碳起计算其碳原子顺序。系统命名法：系统命名法：标示脂肪酸的碳原子数即碳链长度和双键的位置。标示脂肪酸的碳原子数即碳链长度和
4、双键的位置。CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH 16:19 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 16:1,-7-1-2-3 -7 不饱和脂肪酸不饱和脂肪酸棕榈棕榈(软软)油酸油酸(palmitoleic acid)9-十六碳十六碳一烯酸一烯酸16:1-7CH3(CH2)5CHCH(CH2)7COOH油酸油酸(oleic acid)9-十八碳十八碳一烯酸一烯酸18:1-9CH3(CH2)7CHCH(CH2)7COOH异油酸异油酸(Vaccenic acid)反式反式
5、11-十八碳十八碳一烯酸一烯酸18:1-7CH3(CH2)5CHCH(CH2)9COOH亚油酸亚油酸(linoleic acid)9,12-十八碳十八碳二烯酸二烯酸18:2-6CH3(CH2)4(CHCHCH2)2(CH2)6COOH-亚麻酸亚麻酸(-linolenic acid)9,12,15-十八碳十八碳三烯酸三烯酸18:3-3CH3CH2(CHCHCH2)3(CH2)6COOH-亚麻酸亚麻酸(-linolenic acid)6,9,12-十八碳十八碳三烯酸三烯酸18:3-6CH3(CH2)4(CHCHCH2)3(CH2)3COOH花生四烯酸花生四烯酸(arachidonic acid)5
6、,8,11,14-二十碳四烯酸二十碳四烯酸20:4-6CH3(CH2)4(CHCHCH2)4(CH2)2COOHtimnodonic acid(EPA)5,8,11,14,17-二十碳五烯酸二十碳五烯酸20:5-3CH3CH2(CHCHCH2)5(CH2)2COOHclupanodonic acid(DPA)7,10,13,16,19-二十二碳五烯二十二碳五烯酸酸22:5-3CH3CH2(CHCHCH2)5(CH2)4COOHcervonic acid(DHA)4,7,10,13,16,19-二十二碳六二十二碳六烯酸烯酸22:6-3CH3CH2(CHCHCH2)6CH2COOH不饱和脂肪酸不饱
7、和脂肪酸簇簇母体不饱和脂肪酸母体不饱和脂肪酸结构结构-7软油酸软油酸9-16:1 -9油酸油酸9-18:1 -6亚油酸亚油酸9,12-18:2 -3亚麻酸亚麻酸9,12,15-18:3同簇的不饱和脂肪酸可由其母体代谢产生，如花生四烯酸可由同簇的不饱和脂肪酸可由其母体代谢产生，如花生四烯酸可由-6簇母体亚油簇母体亚油酸产生。但酸产生。但-3、-6和和-9簇多不饱和脂肪酸在体内彼此不能相互转化。动物只能合簇多不饱和脂肪酸在体内彼此不能相互转化。动物只能合成成-9及及-7系的多不饱和脂肪酸，不能合成系的多不饱和脂肪酸，不能合成-6及及-3系多不饱和脂肪酸。系多不饱和脂肪酸。习惯名称习惯名称碳原子碳原
8、子及双键数及双键数双键位置双键位置族族系系系系月桂酸月桂酸12 0肉豆蔻酸肉豆蔻酸14 0软脂酸软脂酸16 0硬脂酸硬脂酸18 0油酸油酸18 199-9亚油酸亚油酸18 29，126，9-6亚麻酸亚麻酸18 39，12，153，6，9-3花生四烯酸花生四烯酸20 45，8，11，146，9，12，15-6u磷脂磷脂(phospholipids)由甘油或鞘氨醇、脂肪酸、磷酸和含氮化合物由甘油或鞘氨醇、脂肪酸、磷酸和含氮化合物组成，是脂质中极性最大的化合物。组成，是脂质中极性最大的化合物。u甘油磷脂：甘油磷脂：由甘油构成的磷脂（体内含量最多）由甘油构成的磷脂（体内含量最多）u鞘磷脂：鞘磷脂：由鞘
9、氨醇由鞘氨醇(二氢二氢鞘氨醇鞘氨醇)构成的磷脂构成的磷脂FAFAPiX 甘油甘油FA PiX 鞘氨醇鞘氨醇（三）磷脂可分为甘油磷脂和鞘磷脂两类（三）磷脂可分为甘油磷脂和鞘磷脂两类X=胆碱、胆碱、H、乙醇胺、丝氨酸、乙醇胺、丝氨酸、甘油、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等肌醇、磷脂酰甘油等 磷脂酰胆碱磷脂酰胆碱脂肪酸脂肪酸胆碱胆碱甘油甘油 甘油磷脂通常第甘油磷脂通常第1位脂肪酸是饱和脂肪酸，位脂肪酸是饱和脂肪酸，第第2位是花生四烯酸。位是花生四烯酸。甘油磷脂是极性最强的脂质，含一个极性甘油磷脂是极性最强的脂质，含一个极性头，两个疏水尾，具有两性，构成生物膜头，两个疏水尾，具有两性，构成生物膜的磷脂双分子层
10、。的磷脂双分子层。X-OHX取代基取代基甘油磷脂的名称甘油磷脂的名称水水H磷脂酸磷脂酸胆碱胆碱CH2CH2N+(CH3)3磷脂酰胆碱磷脂酰胆碱(卵磷脂卵磷脂)乙醇胺乙醇胺CH2CH2NH3+磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺(脑磷脂脑磷脂)丝氨酸丝氨酸CH2CHNH2COOH磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸甘油甘油CH2CHOHCH2OH磷脂酰甘油磷脂酰甘油磷脂酰甘油磷脂酰甘油二磷脂酰甘油二磷脂酰甘油(心磷脂心磷脂)肌醇肌醇磷脂酰肌醇磷脂酰肌醇CH2CHCH2O P OCH2OHOCHOCOR2CH2OCOR1OHHOHOHHHOHHHOHHHO体内几种重要的甘油磷脂体内几种重要的甘油磷脂鞘氨醇或二氢鞘氨醇的氨
11、基通过酰胺键与鞘氨醇或二氢鞘氨醇的氨基通过酰胺键与1分子长链脂肪酸相连形成分子长链脂肪酸相连形成神神经酰胺经酰胺(ceramide)，为鞘脂的母体结构。，为鞘脂的母体结构。X磷脂胆碱磷脂胆碱、磷脂乙醇胺、单糖或寡糖，、磷脂乙醇胺、单糖或寡糖，鞘脂分为：鞘糖酯、鞘磷脂鞘脂分为：鞘糖酯、鞘磷脂胆固醇胆固醇(cholesterol)属固醇类化合物属固醇类化合物固醇共同结构：环戊烷多氢菲固醇共同结构：环戊烷多氢菲HHHHHABCD1234567891011121314151617（四）胆固醇以环戊烷多氢菲为基本结构（四）胆固醇以环戊烷多氢菲为基本结构胆固醇胆固醇(27碳碳)动物胆固醇动物胆固醇(27碳
12、碳)植物植物(29碳碳)酵母酵母(28碳碳)甘油三酯甘油三酯 胆固醇酯胆固醇酯 FA胆固醇胆固醇 FAFAFA 甘油甘油 FAFAPiX 甘油甘油 X=胆碱、胆碱、H、乙醇胺、丝、乙醇胺、丝氨酸、甘油、氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰肌醇、磷脂酰甘油等甘油等 磷脂磷脂 CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH 二、脂质具有复杂的生物学功能二、脂质具有复杂的生物学功能（一）甘油三酯是机体重要的能源物质（一）甘油三酯是机体重要的能源物质 1g TG=38 kJ1g 蛋白质蛋白质=17 kJ1g 葡萄糖葡萄糖=17 kJ甘油
13、三酯氧化分解产能多。甘油三酯氧化分解产能多。甘油三酯疏水，储存时不带水分子，占体积小。甘油三酯疏水，储存时不带水分子，占体积小。机体有专门的储存组织机体有专门的储存组织脂肪组织。脂肪组织。甘油三酯是脂肪酸的重要储存库。甘油三酯是脂肪酸的重要储存库。甘油二酯还是重要的细胞信号分子。甘油二酯还是重要的细胞信号分子。二、脂质具有复杂的生物学功能二、脂质具有复杂的生物学功能（二）脂肪酸具有多种重要生理功能（二）脂肪酸具有多种重要生理功能必需脂肪酸必需脂肪酸 人体自身不能合成，必须由食物提供的脂肪酸，称为必需脂肪酸人体自身不能合成，必须由食物提供的脂肪酸，称为必需脂肪酸(essential fatty
14、acid)，包括亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸。，包括亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸。合成不饱和脂肪酸衍生物：合成不饱和脂肪酸衍生物：前列腺素前列腺素(PG)、血栓噁烷、血栓噁烷(TX)、白三烯、白三烯(LT)是廿是廿碳多不饱和脂肪酸衍生物，具有很强生物活性。碳多不饱和脂肪酸衍生物，具有很强生物活性。饱和脂肪酸饱和脂肪酸软脂酸软脂酸(16C)硬脂酸硬脂酸(18C)不饱和脂肪酸不饱和脂肪酸油酸油酸(18:1)亚油酸亚油酸(18:2)亚麻酸亚麻酸(18:3)花生四烯酸花生四烯酸(20:4)必需脂肪酸必需脂肪酸非必需脂肪酸非必需脂肪酸常见的脂肪酸常见的脂肪酸 PGE2诱发炎症，促局部血管扩张。诱发炎症，促局
15、部血管扩张。PGE2、PGA2 使动脉平滑肌舒张而降血压。使动脉平滑肌舒张而降血压。PGE2、PGI2抑制胃酸分泌，促胃肠平滑肌蠕动。抑制胃酸分泌，促胃肠平滑肌蠕动。PGF2使卵巢平滑肌收缩引起排卵，使子宫体收缩加强使卵巢平滑肌收缩引起排卵，使子宫体收缩加强促分娩。促分娩。1.PGPG、TX和和LT具有很强生物活性具有很强生物活性2.TX PGF2、TXA2 强烈促血小板聚集，并使血管收缩促血栓形成，强烈促血小板聚集，并使血管收缩促血栓形成，PGI2、PGI3对抗对抗它们的作用。它们的作用。TXA3促血小板聚集，较促血小板聚集，较TXA2弱得多。弱得多。3.LT LTC4、LTD4及及LTE4
16、被证实是过敏反应的慢反应物质。被证实是过敏反应的慢反应物质。LTD4还使毛细血管通透性增加。还使毛细血管通透性增加。LTB4还可调节白细胞的游走及趋化等功能，促进炎症及过敏反应的发展。还可调节白细胞的游走及趋化等功能，促进炎症及过敏反应的发展。二、脂质具有复杂的生物学功能二、脂质具有复杂的生物学功能（三）磷脂是重要的结构成分和信号分子（三）磷脂是重要的结构成分和信号分子磷脂分子具有亲水端和疏水端，在水溶液中可聚集成脂质双层，是生物膜的基磷脂分子具有亲水端和疏水端，在水溶液中可聚集成脂质双层，是生物膜的基础结构；细胞膜中能发现几乎所有的磷脂。础结构；细胞膜中能发现几乎所有的磷脂。磷脂酰肌醇是第二
17、信使的前体；磷脂酰肌醇磷脂酰肌醇是第二信使的前体；磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸二磷酸(phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate，PIP2)，主要存在于细胞膜的内层，在激素等刺激下可分，主要存在于细胞膜的内层，在激素等刺激下可分解为甘油二酯解为甘油二酯(DAG)和三磷酸肌醇和三磷酸肌醇(IP3)，均能在胞内传递细胞信号。，均能在胞内传递细胞信号。甘油磷脂作为乳化剂促进脂质的消化吸收与转运。甘油磷脂作为乳化剂促进脂质的消化吸收与转运。CH2CHCH2OOOPCCR1R2OOHOHOHHOHHOHHHOOOOPOOOPOOO磷脂酰肌醇磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸二磷酸（
18、PIP2）二、脂质具有复杂的生物学功能二、脂质具有复杂的生物学功能（四）胆固醇的生物学功能（四）胆固醇的生物学功能胆固醇是细胞膜的基本结构成分。胆固醇是细胞膜的基本结构成分。胆固醇可转化为一些具有重要生物学功能的固醇化合物：胆固醇可转化为一些具有重要生物学功能的固醇化合物：在肝脏转变为胆汁酸在肝脏转变为胆汁酸 在肾上腺皮质、睾丸、卵巢等部位合成类固醇激素在皮肤可转化为维生素在肾上腺皮质、睾丸、卵巢等部位合成类固醇激素在皮肤可转化为维生素D3第二节第二节脂质的消化和吸收脂质的消化和吸收Digestion and Absorption of Lipids酶酶作用的脂质作用的脂质消化产物消化产物胰脂
19、酶、辅脂酶胰脂酶、辅脂酶甘油三酯甘油三酯脂肪酸、脂肪酸、2-2-甘油一酯甘油一酯磷脂酶磷脂酶A A2 2磷脂磷脂脂肪酸、溶血磷脂脂肪酸、溶血磷脂胆固醇酯酶胆固醇酯酶胆固醇酯胆固醇酯脂肪酸、胆固醇脂肪酸、胆固醇参与脂质消化的主要酶类参与脂质消化的主要酶类第三节第三节甘油三酯的代谢甘油三酯的代谢Metabolism of TriglyceridesCH2CCH2CR2OHOOOCOR1COR3123Triglyceride(TG)or Triacylglycerol(TAG)甘油三酯代谢概况甘油三酯代谢概况2CO2-氧化甘油三酯（脂肪）脂肪酸乙酰CoA酯化脂解脂酸合成食物脂肪糖、氨基酸TAC胆固醇
20、合成胆固醇类固醇类固醇合成酮体合成酮体4（2H）甘油三酯代谢概况甘油三酯代谢概况脂肪酸的合成代谢脂肪酸的合成代谢甘油三酯的合成代谢甘油三酯的合成代谢甘油三酯的分解代谢甘油三酯的分解代谢 脂肪动员脂肪动员 甘油进入糖代谢甘油进入糖代谢 脂肪酸的脂肪酸的氧化氧化 脂肪酸的其他氧化方式脂肪酸的其他氧化方式 酮体的生成和利用酮体的生成和利用一、甘油和脂肪酸合成甘油三酯一、甘油和脂肪酸合成甘油三酯（一）合成部位（一）合成部位 肝脏：合成能力最强，不能储存。肝肝脏：合成能力最强，不能储存。肝内质网合成内质网合成的的TG，组成，组成VLDL入血运输至肝外组织。入血运输至肝外组织。脂肪组织：主要以葡萄糖为原料
21、合成脂肪，也利脂肪组织：主要以葡萄糖为原料合成脂肪，也利用用CM或或VLDL中的中的FFA合成脂肪。合成脂肪。小肠粘膜：利用脂肪消化产物再合成脂肪，不储小肠粘膜：利用脂肪消化产物再合成脂肪，不储存脂肪，以存脂肪，以CM形式经淋巴进入血液循环。形式经淋巴进入血液循环。一、甘油和脂肪酸合成甘油三酯一、甘油和脂肪酸合成甘油三酯（二）合成原料（二）合成原料 甘油主要来自于葡萄糖代谢产生的甘油主要来自于葡萄糖代谢产生的3-磷酸甘油磷酸甘油 脂肪酸主要来自于葡萄糖代谢产生的乙酰脂肪酸主要来自于葡萄糖代谢产生的乙酰CoA CM中的中的FFA（来自食物脂肪）（来自食物脂肪）（三）合成基本过程（三）合成基本过程
22、甘油一酯途径甘油一酯途径/甘油二酯途径甘油二酯途径二、内源性脂肪酸的合成二、内源性脂肪酸的合成（一）软脂酸由乙酰（一）软脂酸由乙酰CoA在脂肪酸合酶催化在脂肪酸合酶催化下合成下合成（二）软脂酸延长在内质网和线粒体内进行（二）软脂酸延长在内质网和线粒体内进行（三）不饱和脂肪酸的合成需多种去饱和酶（三）不饱和脂肪酸的合成需多种去饱和酶催化催化（一）软脂酸的合成（一）软脂酸的合成1.合成部位合成部位组织：组织：肝肝(主要主要)、肾、脑、肺、乳腺及脂肪等组、肾、脑、肺、乳腺及脂肪等组织织亚细胞：亚细胞：胞液胞液：主要合成：主要合成16碳的软脂酸碳的软脂酸(棕榈酸棕榈酸)肝线粒体、内质网：碳链延长肝线粒
23、体、内质网：碳链延长（一）软脂酸的合成（一）软脂酸的合成2.合成原料合成原料乙酰乙酰CoA、ATP、HCO3-、NADPH、Mn2+G(主要主要)乙酰乙酰CoA氨基酸，乙酰氨基酸，乙酰CoA全全部在线粒体内产生，通过柠檬酸部在线粒体内产生，通过柠檬酸-丙酮酸循环进丙酮酸循环进入胞质。入胞质。NADPH的来源的来源:磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径(主要来源主要来源)胞液中异柠檬酸脱氢酶及苹果酸酶催化的反应胞液中异柠檬酸脱氢酶及苹果酸酶催化的反应柠檬酸柠檬酸丙酮酸循环丙酮酸循环乙酰CoA草酰乙酸柠檬酸乙酰CoA草酰乙酸NADH+H+NAD+苹果酸脱氢酶苹果酸NADP+NADPH+H+丙酮酸苹果酸酶CO2
24、苹果酸柠檬酸ATP柠檬酸裂解酶丙酮酸内膜胞液线粒体3.脂肪酸合酶及反应过程脂肪酸合酶及反应过程（1）丙二酸单酰）丙二酸单酰CoA的合成：的合成：乙酰乙酰CoA羧化酶是脂肪酸合成的限速酶。羧化酶是脂肪酸合成的限速酶。乙酰CoA+HCO3-+H+ATP ADP+PiMn2+乙酰CoA羧化酶 （生物素）丙二酰CoA柠檬酸、异柠檬酸长链脂酰CoA胰高血糖素胰岛素丙二酸单酰丙二酸单酰CoA（2）软脂酸合成）软脂酸合成由丙二酸单酰由丙二酸单酰CoA提供二碳单位，从乙酰提供二碳单位，从乙酰CoA开开始在脂肪酸合酶催化下合成软脂酸；实际上是重始在脂肪酸合酶催化下合成软脂酸；实际上是重复加成反应过程，每次延长复
25、加成反应过程，每次延长2个碳原子。个碳原子。1分子的乙酰分子的乙酰CoA与与7分子的丙二酸单酰分子的丙二酸单酰CoA在脂在脂肪酸合酶催化下重复进行肪酸合酶催化下重复进行7次次缩合、还原、脱水、缩合、还原、脱水、再还原再还原反应生成软脂酸。反应生成软脂酸。各种生物合成软脂酸的过程基本相似。各种生物合成软脂酸的过程基本相似。脂肪酸合酶复合体：脂肪酸合酶复合体：大肠杆菌：大肠杆菌：7种酶蛋白聚合在一起构成多酶体系，并有种酶蛋白聚合在一起构成多酶体系，并有酰基载体蛋白（酰基载体蛋白（ACP）核心。核心。ACP是脂肪酸合成过程中是脂肪酸合成过程中脂酰基的载体脂酰基的载体，合成的各步，合成的各步反应都在反
26、应都在ACP的辅基上进行。的辅基上进行。高等动物：高等动物：7种酶活性都在一条多肽链上，属多功能酶；种酶活性都在一条多肽链上，属多功能酶；有活性的酶为两有活性的酶为两个个相同的亚基首尾相连组成二聚体，相同的亚基首尾相连组成二聚体，每个亚基含有一个每个亚基含有一个ACP核心和七种酶的活性部位核心和七种酶的活性部位中文名称中文名称英文名称英文名称缩写缩写酰基载体蛋白酰基载体蛋白Acyl carrier protein ACP乙酰乙酰CoA-ACP转酰基酶转酰基酶Acetyl-CoA-ACP transacetylaseAT丙二酸单酰丙二酸单酰CoA-ACP转酰基酶转酰基酶Malonyl-CoA-A
27、CP transferaseMT-酮脂酰酮脂酰-ACP合酶合酶-Ketoacyl-ACP synthaseKS-酮脂酰酮脂酰-ACP还原酶还原酶-Ketoacyl-ACP reductaseKR-羟脂酰羟脂酰-ACP脱水酶脱水酶-Hydroxyacyl-ACP dehydrataseHD烯脂酰烯脂酰-ACP还原酶还原酶Enoyl-ACP reductaseER脂肪酸合酶复合体脂肪酸合酶复合体加加氢氢再再加加氢氢软脂酸的合成总图软脂酸的合成总图缩合缩合 CO2 还原还原 NADPH+H+NADP+脱水脱水 H2O 再还原再还原 NADPH+H+NADP+软脂肪酸合成的总反应式：软脂肪酸合成的总反
28、应式：1分子乙酰分子乙酰CoA与与7分子丙二酰分子丙二酰CoA在脂肪酸合成酶系的分子上依次重复进行在脂肪酸合成酶系的分子上依次重复进行缩缩合、还原、脱水和再还原合、还原、脱水和再还原的过程。每重复一次碳链延长的过程。每重复一次碳链延长2个碳原子。个碳原子。乙酰乙酰CoA7丙二酸单酰丙二酸单酰CoA14NADPH14H+软脂肪酸软脂肪酸7CO214NADP+8HSCoA6H2O（二）（二）软脂酸碳链的延长软脂酸碳链的延长肝内质网肝内质网肝线粒体肝线粒体长链脂肪酸的前体长链脂肪酸的前体软脂酰软脂酰CoA软脂酰软脂酰CoA二碳单位的供体二碳单位的供体丙二酸单酰丙二酸单酰CoA乙酰乙酰CoA酰基载体酰
29、基载体HSCoAHSCoA终产物终产物18C24C18C26C（三）（三）不饱和脂肪酸的合成不饱和脂肪酸的合成 只能合成单不饱和脂肪酸只能合成单不饱和脂肪酸 部位：内质网部位：内质网 酶：去饱和酶酶：去饱和酶 在胞液中进行在胞液中进行 脂肪酸的活化形式为脂酰脂肪酸的活化形式为脂酰CoA 反应不可逆反应不可逆 消耗消耗2个个PMg2+ATPRCOORCOS CoA+HSCoA脂酰CoA合成酶AMP+PPi脂肪酸 脂酰CoA肪肪甘油和脂肪酸合成甘油三酯甘油和脂肪酸合成甘油三酯CH2OCHCH2OOCCCR2R1R3OOOCH2OCHCH2OHOCCR2R1OOCH2OHCHCH2OHOCR1O甘油
30、一酯甘油二酯甘油三酯脂酰CoA转移酶R2COCoAHSCoA脂酰CoA转移酶R3COCoAHSCoA甘油一酯途径：小肠粘膜细胞利用消化吸收的甘油甘油一酯途径：小肠粘膜细胞利用消化吸收的甘油一酯及脂肪酸再合成甘油三酯的途径。一酯及脂肪酸再合成甘油三酯的途径。甘油和脂肪酸合成甘油三酯甘油和脂肪酸合成甘油三酯甘油二酯途径：肝细胞、脂肪细胞主要以糖代谢产甘油二酯途径：肝细胞、脂肪细胞主要以糖代谢产物为原料按此途径合成甘油三酯。物为原料按此途径合成甘油三酯。甘油和脂肪酸合成甘油三酯甘油和脂肪酸合成甘油三酯（肝、脂肪组织）（肝、脂肪组织）甘油甘油激酶ATP ADP-磷酸甘油NAD+NADH+H+-磷酸甘油
31、 脱氢酶磷酸二羟丙酮糖异生肝（肝、肾、肠）糖酵解CH2OHCHCH2HOOHCH2OHCHCH2HOOP3-3-磷酸甘油磷酸甘油 3-磷酸甘油磷酸甘油 脱氢酶脱氢酶脂酰脂酰CoA转移酶转移酶 CoA R1COCoA 脂酰脂酰CoA 转移酶转移酶 CoA R2COCoA 磷脂酸磷脂酸磷酸酶磷酸酶Pi 脂酰脂酰CoA 转移酶转移酶 CoA R3COCoA PiPiCHCH2 2OO-CHCH2 2OH OH CHOH CHOH 3-磷磷酸酸甘甘油油PiPiCHCH2 2OO-CHCH2 2OH OH CHOH CHOH 3-磷磷酸酸甘甘油油O=PiCHCH2 2OO-CHCH2 2OO-C C-R
32、 R1 1 CHOH CHOH 1-酯酯酰酰-3-磷磷酸酸甘甘油油O=PiCHCH2 2OO-CHCH2 2OO-C C-R R1 1 CHOH CHOH 1-酯酯酰酰-3-磷磷酸酸甘甘油油PiCHCH2 2OO-CHCH2 2OO-C C-R R1 1 CHOH CHOH PiCHCH2 2OO-CHCH2 2OO-C C-R R1 1 CHOH CHOH 1-酯酯酰酰-3-磷磷酸酸甘甘油油O=PiCHCH2 2OO-CHCH2 2OO-C C-R R1 1 CHOCHO-C C-R R2 2 O=磷磷脂脂酸酸O=PiCHCH2 2OO-CHCH2 2OO-C C-R R1 1 CHOCHO
33、-C C-R R2 2 O=磷磷脂脂酸酸CHCH2 2OH OH CHCH2 2OO-C C-R R1 1 CHOCHO-C C-R R2 2 O=O=1 1，2 2-甘甘油油二二酯酯CHCH2 2OO-C C-R R3 3 CHCH2 2OO-C C-R R1 1 CHOCHO-C C-R R2 2 O=O=O=甘甘油油三三酯酯CHCH2 2OO-C C-R R3 3 CHCH2 2OO-C C-R R1 1 CHOCHO-C C-R R2 2 O=O=O=甘甘油油三三酯酯三、甘油三酯氧化分解代谢三、甘油三酯氧化分解代谢（一）甘油三酯分解从（一）甘油三酯分解从脂肪动员脂肪动员开始开始（二）甘
34、油转变成（二）甘油转变成3-磷酸甘油后被利用磷酸甘油后被利用（三）脂肪酸经（三）脂肪酸经 -氧化分解供能氧化分解供能（四）脂肪酸的其他氧化方式（四）脂肪酸的其他氧化方式（五）脂肪酸在肝分解可产生酮体（五）脂肪酸在肝分解可产生酮体（一）甘油三酯分解从脂肪动员开始（一）甘油三酯分解从脂肪动员开始 脂肪动员脂肪动员(fat mobilization)是指储存在脂是指储存在脂肪细胞中的脂肪，在肪脂酶作用下逐步水肪细胞中的脂肪，在肪脂酶作用下逐步水解释放游离脂肪酸解释放游离脂肪酸(FFA)及甘油供其他组及甘油供其他组织氧化利用的过程织氧化利用的过程脂肪动员过程脂肪动员过程 甘油二酯甘油二酯 （DG）甘油
35、一酯甘油一酯 （MG）甘油三酯甘油三酯 （TG）激素敏感性甘油三酯脂肪酶激素敏感性甘油三酯脂肪酶(HSL)FFA甘油二酯脂肪甘油二酯脂肪酶酶FFA甘油一酯脂肪酶甘油一酯脂肪酶甘油甘油FFA在脂肪动员中，脂肪细胞内的甘油三酯脂肪酶是在脂肪动员中，脂肪细胞内的甘油三酯脂肪酶是关键酶，其活性受多种激素的调节，因此称为激关键酶，其活性受多种激素的调节，因此称为激素敏感性甘油三酯脂酶（素敏感性甘油三酯脂酶（hormone-sensitive triglyceride lipase HSL）。）。脂解激素：能促进脂肪动员的激素，如胰脂解激素：能促进脂肪动员的激素，如胰高血糖素、肾上腺素、去甲肾上腺素、肾高
36、血糖素、肾上腺素、去甲肾上腺素、肾上腺皮质激素和甲状腺素。上腺皮质激素和甲状腺素。抗脂解激素：抑制脂肪动员，如胰岛素、抗脂解激素：抑制脂肪动员，如胰岛素、前列腺素前列腺素E E2 2。肾上腺素等受体腺苷酸环化酶ATPcAMP蛋白激酶A（无活性）蛋白激酶A（活性）TG脂肪酶（无活性）TG脂肪酶-P（活性）TGDGMG甘油脂酸脂酸脂酸G蛋白 HSLHSL-PFFA FFA FFA 脂肪动员脂肪动员心肌、肝、心肌、肝、骨骼肌骨骼肌肝、肾、肠肝、肾、肠FFA转运蛋白转运蛋白（二）甘油转变为（二）甘油转变为3-磷酸甘油后被利用磷酸甘油后被利用 甘油直接运至肝、肾、肠等组织。主要在肝、肾甘油直接运至肝、肾
37、、肠等组织。主要在肝、肾进行进行糖异生糖异生。脂肪细胞及骨骼肌脂肪细胞及骨骼肌等组织因等组织因甘油激酶甘油激酶活性很低，活性很低，故不能很好利用甘油。故不能很好利用甘油。（肝、脂肪组织）（肝、脂肪组织）甘油甘油激酶ATP ADP-磷酸甘油NAD+NADH+H+-磷酸甘油 脱氢酶磷酸二羟丙酮糖异生肝（肝、肾、肠）糖酵解CH2OHCHCH2HOOHCH2OHCHCH2HOOP3-3-磷酸甘油磷酸甘油 3-磷酸甘油磷酸甘油 脱氢酶脱氢酶脂肪酸在血液中由清蛋白运输，脂肪酸在血液中由清蛋白运输，每分子清蛋白可结合每分子清蛋白可结合10分子分子FFA。主要由心、肝、骨骼肌。主要由心、肝、骨骼肌等摄取利用。
38、等摄取利用。（三）脂肪酸经（三）脂肪酸经-氧化分氧化分解供能解供能 部位：肝及肌肉最活跃，脑组织不能进行部位：肝及肌肉最活跃，脑组织不能进行 步骤：步骤：脂肪酸的活化脂肪酸的活化脂酰脂酰CoA的生成的生成 脂酰脂酰CoA进入线粒体进入线粒体 脂肪酸的脂肪酸的-氧化氧化1.脂肪酸的活化形式为脂酰脂肪酸的活化形式为脂酰CoA 在胞液中进行在胞液中进行 反应反应不可逆不可逆 消耗消耗2个个PMg2+ATPRCOORCOS CoA+HSCoA脂酰CoA合成酶AMP+PPi脂肪酸 脂酰CoA肪肪2.脂酰脂酰CoA 进入线粒体进入线粒体线粒体内膜线粒体内膜 OR-C-S-CoA OR-C-OHATPCoA
39、SHAMP+PPi外侧外侧 脂酰肉碱脂酰肉碱载载体体肉碱肉碱-脂酰肉碱转位酶脂酰肉碱转位酶-氧化氧化内侧内侧CoASH 肉碱肉碱 OR-C-S-CoA肉碱脂酰转移酶肉碱脂酰转移酶肉碱肉碱CoASH肉碱脂酰转移酶肉碱脂酰转移酶脂酰肉碱脂酰肉碱 肉碱脂酰转移酶肉碱脂酰转移酶脂肪酸脂肪酸-氧化的关键酶氧化的关键酶3.脂肪酸脂肪酸分解产生分解产生乙酰乙酰CoA、FADH2和和NADH 脂肪酸在线粒体内进行的氧化分解是从脂酰基的脂肪酸在线粒体内进行的氧化分解是从脂酰基的-碳原子开始的，故称为碳原子开始的，故称为-氧化。氧化。CH3-(CH2)n-CH2-CH2-COOH RCH2CH2CSCoA O=O
40、=脱氢脱氢 加水加水 再脱氢再脱氢 硫解硫解 脂酰脂酰CoA L(+)-羟脂酰羟脂酰CoA-酮脂酰酮脂酰CoA脂酰脂酰CoA+乙酰乙酰CoA 脂酰脂酰CoACoA 脱氢酶脱氢酶反反2烯酰烯酰CoA-羟脂酰羟脂酰CoACoA脱氢酶脱氢酶 NAD+NADH+H+22烯酰烯酰CoACoA 水化酶水化酶H2O FADFADH2-酮脂酰酮脂酰CoACoA 硫解酶硫解酶CoA-SH RCH=CHCSCoA O=RCH=CHCSCoA O=O=RCH2CH2CSCoA O=O=RCHOHCH2CSCoA O=O=RCOCH2CSCoA O=O=RCSCoA+CH3COSCoA O=O=脂肪酸脂肪酸-氧化氧化
41、 脂肪酸脂肪酸-氧化的四步反应：氧化的四步反应：脱氢、加水、脱氢、加水、再脱氢、硫解再脱氢、硫解 第一次脱氢由第一次脱氢由FAD 接受；第二次脱氢由接受；第二次脱氢由NAD+接受。接受。脂肪酸脂肪酸-氧化产物：氧化产物：乙酰乙酰CoA 通过通过TCA循环彻底氧化循环彻底氧化 合成酮体合成酮体 乙酰乙酰CoAFAD FADH2 NAD+NADHRCH2CH2CO-SCoA脂酰脂酰CoA RCHOHCH2COScoARCOCH2CO-SCoA RCH=CH-CO-SCoA +CH3COSCoAR-COScoATCA 乙酰乙酰CoA 乙酰乙酰CoA 乙酰乙酰CoAATP1.5ATP呼吸链呼吸链2.5
42、 ATP呼吸链呼吸链 乙酰乙酰CoA 乙酰乙酰CoA 乙酰乙酰CoA 乙酰乙酰CoA4.脂脂肪肪酸酸氧氧化化是是体体内内能能量量的的重重要要来来源源脂肪酸脂肪酸-氧化本身并不生成能量，氧化本身并不生成能量，只能生成乙酰只能生成乙酰CoA和还原当量，和还原当量，它们分别进入三羧酸循环和氧化它们分别进入三羧酸循环和氧化磷酸化生成磷酸化生成ATP。以软脂肪酸以软脂肪酸(16：0)为例：为例：7(1.5+2.5)+810 2=106软脂酸软脂酸2ATP7次次-氧化氧化8乙酰乙酰CoA7NADH+7H+7FADH2软脂酰软脂酰CoA活化活化TCA循环循环琥珀酸氧化琥珀酸氧化呼吸链呼吸链NADH氧化氧化呼
43、吸链呼吸链1分子软脂酸氧化共生成分子软脂酸氧化共生成106分子分子ATP。（四）（四）脂肪酸的脂肪酸的其他氧化方式其他氧化方式1.不饱和脂肪酸的不饱和脂肪酸的-氧化需转变构型氧化需转变构型反反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 L(+)-羟脂酰羟脂酰CoA D(-)-羟脂酰羟脂酰CoA D(-)-羟脂酰羟脂酰CoA 表构酶表构酶H2O 顺顺2-烯酰烯酰CoA 顺顺3-烯酰烯酰CoA 不饱和脂肪酸不饱和脂肪酸 -氧化氧化（四）（四）脂肪酸的脂肪酸的其他氧化方式其他氧化方式2.超长碳链脂肪酸的氧化超长碳链脂肪酸的氧化 极长链脂肪酸极长链脂肪酸(C20，C22)
44、（过氧化酶体）（过氧化酶体）脂肪酸氧化酶脂肪酸氧化酶（FAD）较短链较短链 脂肪酸脂肪酸氧化氧化 H2O2线粒体线粒体（四）（四）脂肪酸的脂肪酸的其他氧化方式其他氧化方式3.奇数碳原子脂肪酸的氧化奇数碳原子脂肪酸的氧化 奇数碳原子脂肪酸经氧化后，生成奇数碳原子脂肪酸经氧化后，生成1分子分子丙酰丙酰CoA；支链氨基酸氧化分解亦可产生丙酰；支链氨基酸氧化分解亦可产生丙酰CoA。丙酰。丙酰CoA经羧化酶及异构酶的作用转变为经羧化酶及异构酶的作用转变为琥珀酰琥珀酰CoA，再经三羧酸循环进行，再经三羧酸循环进行代谢。代谢。丙酰丙酰CoA琥珀酰琥珀酰CoA -羟化酶羟化酶异构酶异构酶（四）（四）脂肪酸的脂
45、肪酸的其他氧化方式其他氧化方式4.脂肪酸氧化还可从远侧甲基端进行脂肪酸氧化还可从远侧甲基端进行 与内质网紧密结合的脂肪酸与内质网紧密结合的脂肪酸-氧化酶系由羧化酶、脱氢酶、氧化酶系由羧化酶、脱氢酶、NADP、NAD+及细胞色及细胞色素素P450等组成。脂肪酸等组成。脂肪酸-甲基碳原子在脂肪酸甲基碳原子在脂肪酸-氧化酶系作用下，经氧化酶系作用下，经-羟基脂肪酸、羟基脂肪酸、-醛基脂肪酸等中间产物，形成醛基脂肪酸等中间产物，形成,-二羧酸，称为二羧酸，称为-氧化氧化(-oxidation)。这样，。这样，脂肪酸就能从任一端活化并进行脂肪酸就能从任一端活化并进行-氧化。氧化。（五）脂肪酸在肝分解可产
46、生酮体（五）脂肪酸在肝分解可产生酮体 酮体是脂肪酸在肝氧化分解时特有的中间代谢酮体是脂肪酸在肝氧化分解时特有的中间代谢产物，是乙酰乙酸产物，是乙酰乙酸(30%)、-羟丁酸羟丁酸(70%)和丙酮和丙酮(微量微量)三者的统称。三者的统称。1.酮体在肝细胞中生成酮体在肝细胞中生成 部位：部位：肝线粒体肝线粒体 原料：原料：脂肪酸的脂肪酸的-氧化的乙酰氧化的乙酰CoA 关键酶：关键酶：HMG CoA合酶合酶丙酮丙酮-羟丁酸羟丁酸乙酰乙酸乙酰乙酸酮体酮体羟甲基戊二酸单酰羟甲基戊二酸单酰CoA(HMG CoA)乙酰乙酰乙酰乙酰CoA硫解酶硫解酶2CH3COSCoACH3COCH2COSCoA乙酰乙酰乙酰乙
47、酰CoACoASHHMGCoA合酶合酶CH3COSCoACoASHCH3COCH2COOHCH3CHOHCH2COOH乙酰乙酸乙酰乙酸丙酮丙酮-羟丁羟丁酸酸 -羟丁羟丁酸脱氢酶酸脱氢酶CO2NADH+H+NAD+CH3COCH3乙酰乙酸脱羧酶乙酰乙酸脱羧酶HMGCoA裂解酶裂解酶HOOCCH2-C-CH2COSCoA|CH3OHCH3COSCoACO2 CoASH CoASH NAD+NADH+H+-羟丁酸羟丁酸脱氢酶脱氢酶HMGCoA 合酶合酶乙酰乙酰乙酰乙酰CoA硫解酶硫解酶HMGCoA 裂解酶裂解酶CHCH3 3CSCoA CSCoA=OOCHCH3 3CSCoA CSCoA=OO=OO
48、CHCH3 3CSCoA CSCoA =OOCHCH3 3CSCoA CSCoA =OO=OOCHCH3 3CCHCCH2 2CSCoA CSCoA(乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰CoACoA)=OO=OOCHCH3 3CCHCCH2 2CSCoA CSCoA(乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰CoACoA)=OO=OO=OO=OOHOCCHHOCCH2 2CCHCCH2 2CSCoACSCoA(HMGCoAHMGCoA)CHCH3 3OHOH羟羟甲甲基基戊戊二二酸酸单单酰酰羟羟甲甲基基戊戊二二酸酸单单酰酰CoACoA=OO=OOHOCCHHOCCH2 2CCHCCH2 2CSCoACSCoA
49、(HMGCoAHMGCoA)CHCH3 3OHOH羟羟甲甲基基戊戊二二酸酸单单酰酰羟羟甲甲基基戊戊二二酸酸单单酰酰CoACoA=OO=OO=OO=OOCHCH3 3CHCHCHCH2 2COOH COOH D(D(-)-羟羟丁丁酸酸羟羟丁丁酸酸OHOHCHCH3 3CHCHCHCH2 2COOH COOH D(D(-)-羟羟丁丁酸酸羟羟丁丁酸酸CHCH3 3CHCHCHCH2 2COOH COOH D(D(-)-羟羟丁丁酸酸羟羟丁丁酸酸OHOHCHCH3 3CCHCCH3 3 丙丙酮酮丙丙酮酮=OOCHCH3 3CCHCCH3 3 丙丙酮酮丙丙酮酮CHCH3 3CCHCCH3 3 丙丙酮酮丙丙
50、酮酮=OO=OOCHCH3 3CCHCCH2 2COH COH 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸=OO=OOCHCH3 3CCHCCH2 2COH COH 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸=OOCHCH3 3CCHCCH2 2COH COH 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸CHCH3 3CCHCCH2 2COH COH 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸=OO=OO=OO=OO NAD+NADH+H+琥珀酰琥珀酰CoA CoA 琥珀酸琥珀酸 CoASH+ATP PPi+AMP CoASH 心、肾、脑及骨骼肌的线粒体心、肾、脑及骨骼肌的线粒体心、肾和脑的线粒心、肾和脑的线粒体体CHCH3 3CHC
