1、第六章第六章 脂类与脂类代谢脂类与脂类代谢（4 学时）学时）1教学基本要求：教学基本要求：要求学生掌握脂肪的生物合成，脂肪酸的氧化分解及彻底氧化的能量计算。2教学内容：教学内容：第一节 脂肪的分解代谢 一 脂肪的消化和吸收 二 甘油代谢 三 脂肪酸的氧化 四 酮体代谢 五 乙醛酸循环第二节 脂肪的生物合成 一 甘油的生物合成 二 脂肪酸的生物合成 三 三酰甘油的生物合成 四 脂肪代谢的调节第三节 磷脂和糖脂的代谢 一 磷脂的降解 二 磷脂的生物合成 三 糖脂的降解 四 糖脂的生物合成3主要知识点、重点与难点主要知识点、重点与难点主要知识点：脂肪的生物合成，脂肪酸的氧化分解及彻底氧化的能量计算，
2、类脂的代谢。重点与难点：脂肪的生物合成，脂肪酸的氧化分解及彻底氧化的能量计算。引引 言言一、一、脂类的定义脂类的定义脂类是一类低溶于水而高溶于非极性溶剂的脂类是一类低溶于水而高溶于非极性溶剂的生物有机分子。生物有机分子。化学本质是化学本质是脂肪酸和醇脂肪酸和醇所形成的酯类及其衍所形成的酯类及其衍生物生物:脂肪酸多是脂肪酸多是4 4碳以上的长链一元羧酸碳以上的长链一元羧酸 醇包括甘油（丙三醇）、鞘氨醇、高级醇包括甘油（丙三醇）、鞘氨醇、高级一元醇和固醇。一元醇和固醇。元素组成：碳、氢、氧元素组成：碳、氢、氧二、脂类的分类二、脂类的分类 生物体内的脂质按不同组成可分为三大类：生物体内的脂质按不同组
3、成可分为三大类：1 1、单纯脂：脂肪酸与醇所形成的酯、单纯脂：脂肪酸与醇所形成的酯（1 1）三酰甘油或称甘油三酯，通称为油脂）三酰甘油或称甘油三酯，通称为油脂（2 2）蜡：高级醇的脂肪酸酯）蜡：高级醇的脂肪酸酯2 2、复合脂：除醇和脂肪酸以外，还含有其他物质、复合脂：除醇和脂肪酸以外，还含有其他物质（1 1）磷脂：甘油磷脂和鞘氨醇磷脂）磷脂：甘油磷脂和鞘氨醇磷脂（2 2）糖脂：鞘糖脂和甘油糖脂）糖脂：鞘糖脂和甘油糖脂3 3、衍生脂：不含脂肪酸非皂化的脂、衍生脂：不含脂肪酸非皂化的脂（1 1）取代烃）取代烃 （2 2）固醇类（甾类）固醇类（甾类）（3 3）萜）萜（4 4）其它脂质：维生素）其它脂
4、质：维生素A A、D D、E E、K K，酯酰，酯酰CoACoA，类二，类二十碳烷，脂多糖和脂蛋白等十碳烷，脂多糖和脂蛋白等脂肪：真脂或中性脂肪（甘油三酯）脂肪：真脂或中性脂肪（甘油三酯）蜡蜡磷脂磷脂糖脂糖脂取代烃取代烃固醇类固醇类萜类萜类其它脂质其它脂质甘油磷脂甘油磷脂鞘氨醇磷脂鞘氨醇磷脂卵磷脂卵磷脂脑磷脂脑磷脂脂质脂质单纯单纯脂质脂质复合复合脂质脂质衍生衍生脂质脂质鞘糖脂鞘糖脂甘油糖脂甘油糖脂鞘脂质鞘脂质三、脂质的生物学作用三、脂质的生物学作用1.储存脂质（能量物质）储存脂质（能量物质）：三酰甘油和蜡：三酰甘油和蜡能量的主要储存形式，脂肪是机体内代谢燃料的贮存能量的主要储存形式，脂肪是机体
5、内代谢燃料的贮存形式，它在体内氧化可释放大量能量以供机体利用。形式，它在体内氧化可释放大量能量以供机体利用。2.结构脂质：生物膜结构脂质：生物膜膜脂：甘油磷脂膜脂：甘油磷脂(双分子层双分子层),鞘脂类鞘脂类(鞘磷脂和鞘糖脂鞘磷脂和鞘糖脂),固醇和糖脂固醇和糖脂 作为细胞膜的主要成分作为细胞膜的主要成分 几乎细胞所含的磷脂几乎细胞所含的磷脂都集中在生物膜中，是生物膜结构的基本组成成分。都集中在生物膜中，是生物膜结构的基本组成成分。3.活性脂质：具有专一的重要生物活性活性脂质：具有专一的重要生物活性类固醇（激素）：雄性激素、雌性激素和肾上腺皮质类固醇（激素）：雄性激素、雌性激素和肾上腺皮质激素激素
6、萜（类异戊二烯）：脂溶性维生素萜（类异戊二烯）：脂溶性维生素A、D、E、K和光和光合色素合色素四、脂肪酸、脂肪和蜡四、脂肪酸、脂肪和蜡脂肪酰甘油脂肪酰甘油 脂肪酰甘油脂肪酰甘油（acyl glycerolsacyl glycerols),),分为单脂酰、二脂酰和分为单脂酰、二脂酰和三脂酰甘油，其中三脂酰甘油又称为甘油三酯。三脂酰甘油，其中三脂酰甘油又称为甘油三酯。CH2CHOCCH2OOR1CCR3R2OOO1、脂肪酸、脂肪酸（1 1）脂肪酸的种类）脂肪酸的种类 在生物体内大部分脂肪酸都以结合形式存在，也有少量脂在生物体内大部分脂肪酸都以结合形式存在，也有少量脂肪酸以游离状态存在于组织和细胞内
7、。肪酸以游离状态存在于组织和细胞内。脂肪酸（脂肪酸（FAFA）是由一条长的烃链（尾）和一个末端羧基）是由一条长的烃链（尾）和一个末端羧基（头）组成的羧酸。（头）组成的羧酸。饱和脂肪酸：硬脂酸（饱和脂肪酸：硬脂酸（1818碳脂肪酸）、软脂酸（碳脂肪酸）、软脂酸（1616碳脂肪碳脂肪酸）、花生酸（二十碳酸）等。酸）、花生酸（二十碳酸）等。不饱和脂肪酸：油酸（不饱和脂肪酸：油酸（1818碳一烯酸碳一烯酸99）、亚油酸（）、亚油酸（1818碳二碳二烯酸烯酸99，1212）、亚麻酸（）、亚麻酸（1818碳三烯酸碳三烯酸99，1212，1515或或6 6，9 9，1212）、花生四烯酸（二十碳四烯酸）、二
8、十碳五烯酸和二）、花生四烯酸（二十碳四烯酸）、二十碳五烯酸和二十二碳六烯酸。十二碳六烯酸。必需脂肪酸：维持生长所需的，体内又不能合成的脂肪酸必需脂肪酸：维持生长所需的，体内又不能合成的脂肪酸（亚油酸、亚麻酸亚油酸、亚麻酸）。）。COOHCOOH脂肪酸的简写方式：脂肪酸的简写方式：先写出脂肪酸的碳原子数目，先写出脂肪酸的碳原子数目，再写出双键数目的，两个数再写出双键数目的，两个数目之间用冒号隔开。目之间用冒号隔开。双键位置用双键位置用右上标数字表示，右上标数字表示，数字是指双键键合的两个碳数字是指双键键合的两个碳原子的号码（从羧基端开始原子的号码（从羧基端开始计数）中较低者，并在号码计数）中较低
9、者，并在号码后用后用c c和和t t表明双键的构型。表明双键的构型。如顺如顺-9-9，12-12-十八烯酸（亚油十八烯酸（亚油酸）简写为酸）简写为 1818：2 2 9c9c，12c12cOleic acid or OileateStearic acid2、三酰甘油、三酰甘油动植物油脂的化学本质是酰动植物油脂的化学本质是酰基甘油，其中主要是三酰基甘油，其中主要是三酰甘油。甘油。（一）三酰甘油的结构（一）三酰甘油的结构化学通式化学通式3、蜡、蜡蜡是长链（羟基碳数在蜡是长链（羟基碳数在16或或16以上）脂肪酸以上）脂肪酸和长链和长链一元醇或固醇一元醇或固醇形成的酯。形成的酯。脂肪酸一般为饱和脂肪酸
10、，醇可以是饱和醇脂肪酸一般为饱和脂肪酸，醇可以是饱和醇和不饱和醇，或是固醇。和不饱和醇，或是固醇。完全不溶于水，硬度由烃链的长度和饱和度完全不溶于水，硬度由烃链的长度和饱和度决定决定。五、磷脂、鞘磷脂五、磷脂、鞘磷脂1 1、磷脂、磷脂 主要是磷酸甘油二脂。甘油中第主要是磷酸甘油二脂。甘油中第1 1，2 2位碳位碳原子与脂肪酸酯基（主要是含原子与脂肪酸酯基（主要是含1616碳的软脂碳的软脂酸和酸和1818碳的油酸）相连，第碳的油酸）相连，第3 3位碳原子则与位碳原子则与磷酸酯基磷酸酯基相连。相连。不同的磷脂，其磷酸酯基组成也不相同。不同的磷脂，其磷酸酯基组成也不相同。（1）甘油磷脂的结构）甘油磷
11、脂的结构最简单的磷酸甘油酯是最简单的磷酸甘油酯是由由sn-甘油甘油-3-磷酸衍磷酸衍生而来。生而来。磷脂磷脂甘油磷脂甘油磷脂鞘磷脂鞘磷脂 磷脂酰胆碱磷脂酰胆碱(PC,(PC,亦称卵磷脂亦称卵磷脂)磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺(PE,(PE,亦称脑磷脂亦称脑磷脂)磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸(PS)(PS)磷脂结构磷脂结构 磷脂的特点磷脂的特点 磷脂分子中含有亲水性的磷酸酯磷脂分子中含有亲水性的磷酸酯基和亲脂性的脂肪酸链，是优良基和亲脂性的脂肪酸链，是优良的两亲性分子。的两亲性分子。磷脂分子在水溶液中，由于水分磷脂分子在水溶液中，由于水分子的作用，能够形成双层脂膜结子的作用，能够形成双层脂膜结构或微团结
12、构。构或微团结构。磷酸甘油二脂在水溶液中主要是磷酸甘油二脂在水溶液中主要是形成双层脂膜。形成双层脂膜。磷脂的这种性质，使它具有形成磷脂的这种性质，使它具有形成生物膜（双层脂膜）的特性生物膜（双层脂膜）的特性。C CH H2 2O OC CC CH HC CH H2 2O OO OC CR R1 1R R2 2O OO OP PO OO OH HO OX X磷脂的结构类型磷脂的结构类型O OH H2 2C CC CH HC CH H2 2O OO OC CO OC CR R3 3R R4 4O O P PO OO O-O OP PO O-O OC CH H2 2C CH HC CH H2 2O
13、OO OH HX X=H HX X=C CH H2 2C CH H2 2N N(C CH H3 3)2 2X X=C CH H2 2C CH H2 2N NH H2 2X X=C CH H2 2C CH H(O OH H)C CH HO OH HX X=C CH H2 2C CH H(N NH H2 2)C CO OO O-X X=X X=OHOHOHOHOH磷脂酸磷脂酰胆碱（卵磷脂）磷脂酰乙醇胺磷脂酰甘油磷脂酰丝氨酸磷脂酰肌醇二磷脂酰甘油脂肌醇胆碱丝氨酸乙醇胺2、鞘磷脂、鞘磷脂 以以鞘氨醇鞘氨醇代代替甘油作为骨架替甘油作为骨架,其氨基以氨酰键其氨基以氨酰键与一个长链脂肪与一个长链脂肪酸相连酸
14、相连(形成神经形成神经酰胺酰胺),而一个羟而一个羟基则与磷酸胆碱基则与磷酸胆碱(或磷酸乙醇胺或磷酸乙醇胺)相连相连.脂肪酸部分磷酸胆碱脂肪酸部分六、萜和六、萜和类固醇类固醇一般不含脂肪酸，属不可皂化脂质。一般不含脂肪酸，属不可皂化脂质。以乙酸为前体合成的。以乙酸为前体合成的。在生物体内含量不多，但不少是重要的活性在生物体内含量不多，但不少是重要的活性脂质。脂质。1、萜、萜 由两个或多个异戊二烯单位（五碳单位由两个或多个异戊二烯单位（五碳单位C5）连接而成连接而成,可看作是可看作是异戊二烯异戊二烯的聚合物。的聚合物。连接方式：一般是头尾相连。连接方式：一般是头尾相连。单萜、倍半萜、双萜、三萜、多
15、萜。单萜、倍半萜、双萜、三萜、多萜。许多植物精油、光合色素和甾类的前体鲨许多植物精油、光合色素和甾类的前体鲨烯都是萜。烯都是萜。单萜单萜：C10，存在于各种高等植物中，存在于各种高等植物中 链状如香茅醇，环状如柠檬烯链状如香茅醇，环状如柠檬烯倍半萜：倍半萜：C15，如防风根烯、桉叶醇，如防风根烯、桉叶醇双萜双萜：C20，如叶绿醇（植醇）、全顺视黄醛、，如叶绿醇（植醇）、全顺视黄醛、赤霉酸赤霉酸三萜三萜：C30，如鲨烯、羊毛固醇，（都是胆固醇，如鲨烯、羊毛固醇，（都是胆固醇和其它类固醇的前体）和其它类固醇的前体）四萜：四萜：C40，如类胡萝卜素，包括番茄红素、胡，如类胡萝卜素，包括番茄红素、胡萝
16、卜素及其氧化物约萝卜素及其氧化物约70种。种。玉米黄质、虾青素及其氧化产物虾红素、紫菌玉米黄质、虾青素及其氧化产物虾红素、紫菌素素多萜：如泛醌（辅酶多萜：如泛醌（辅酶Q）侧链含）侧链含10个异戊二烯单个异戊二烯单位；天然橡胶是由几千个异戊二烯单位头尾连位；天然橡胶是由几千个异戊二烯单位头尾连接而成的大分子。接而成的大分子。2、类固醇（甾类）、类固醇（甾类）环戊烷多氢菲的衍生物环戊烷多氢菲的衍生物类固醇类固醇*结构：结构：以环戊烷氢菲为基础，由以环戊烷氢菲为基础，由3个六元环（个六元环（A、B、C环；环；多氢菲多氢菲）和一个五元环（）和一个五元环（D环；环；环戊环戊烷烷）绸合而成。绸合而成。*固
17、醇是类固醇中的一大类，固醇是类固醇中的一大类，固醇（甾醇）的结构特固醇（甾醇）的结构特点：甾核的点：甾核的C3上有一个上有一个 取向的羟基，取向的羟基，C17上有上有一个含一个含8-10个碳原子的烃链。个碳原子的烃链。*存在于大多数真核细胞的膜中，但细菌不含固醇类存在于大多数真核细胞的膜中，但细菌不含固醇类*可以游离存在，也可以与脂肪酸成酯（蜡）存在可以游离存在，也可以与脂肪酸成酯（蜡）存在胆固醇胆固醇是最常见的一种动物固醇是最常见的一种动物固醇 两亲分子，主要存在于动两亲分子，主要存在于动物细胞，参与膜的组成；物细胞，参与膜的组成；7-脱氧胆固醇脱氧胆固醇维生素维生素D3 也是体内类固醇激素
18、和胆也是体内类固醇激素和胆汁酸（胆酸、鹅胆酸和脱汁酸（胆酸、鹅胆酸和脱氧胆酸）的前体。氧胆酸）的前体。与动脉粥样硬化有关。与动脉粥样硬化有关。HOCHCH2CH2CH2CHCH3CH3CH3胆固醇以中性脂胆固醇以中性脂的形式分布在的形式分布在双层脂膜内，双层脂膜内，对生物膜中脂对生物膜中脂类的物理状态类的物理状态有一定的调节有一定的调节作用，作用，有利于有利于保持膜的流动保持膜的流动性和降低相变性和降低相变温度温度。七、糖脂和脂蛋白七、糖脂和脂蛋白1、糖脂、糖脂 糖脂是指糖通过其半缩醛羟基以糖脂是指糖通过其半缩醛羟基以糖苷键糖苷键与脂质连与脂质连接的化合物；接的化合物；糖脂根据脂质部分的不同分
19、为鞘糖脂、甘油糖脂糖脂根据脂质部分的不同分为鞘糖脂、甘油糖脂以及由类固醇衍生的糖脂以及由类固醇衍生的糖脂 糖脂含有极性的碳水化合物的头部的脂类，但不糖脂含有极性的碳水化合物的头部的脂类，但不含磷酸基团。含磷酸基团。脑苷脂为最简单的糖脂，存在于脑及神经系统的脑苷脂为最简单的糖脂，存在于脑及神经系统的膜中在髓磷脂鞘中尤为丰富。膜中在髓磷脂鞘中尤为丰富。*甘油糖脂甘油糖脂:主要存在细菌和植物的细胞膜上主要存在细菌和植物的细胞膜上*鞘糖脂鞘糖脂:存在动物的细胞膜上存在动物的细胞膜上1）鞘糖脂）鞘糖脂 以以神经酰胺神经酰胺为母体，其为母体，其1-位羟基被糖基化形成的糖苷化合位羟基被糖基化形成的糖苷化合物
20、。物。单糖成分：单糖成分：D-葡萄糖、葡萄糖、D-半乳糖、半乳糖、N-乙酰葡糖胺、乙酰葡糖胺、N-乙酰乙酰半乳糖胺、岩藻糖和唾液酸。半乳糖胺、岩藻糖和唾液酸。脂肪酸成分：脂肪酸成分：16-24碳的饱和与低不饱和脂肪酸居多，此外碳的饱和与低不饱和脂肪酸居多，此外还有相当数量的还有相当数量的-羟基脂肪酸。羟基脂肪酸。（1）中性鞘糖脂：不含唾液酸成分）中性鞘糖脂：不含唾液酸成分 半乳糖基神经酰胺半乳糖基神经酰胺脑苷脂脑苷脂也包括葡糖基神经酰胺也包括葡糖基神经酰胺 乳糖基神经酰胺：含有岩藻糖乳糖基神经酰胺：含有岩藻糖（2）酸性鞘糖脂）酸性鞘糖脂 硫酸鞘糖脂（硫苷脂）：硫酸脑苷脂硫酸鞘糖脂（硫苷脂）：硫
21、酸脑苷脂 唾液酸鞘糖脂唾液酸鞘糖脂神经节苷脂神经节苷脂：寡糖链，：寡糖链，N-乙酰神经氨酸乙酰神经氨酸脑苷脂的分子结构脑苷脂的分子结构神经节节脂神经节节脂2）甘油糖脂（糖基甘油酯）甘油糖脂（糖基甘油酯）Sn-3位上的羟基与糖基以糖苷键连位上的羟基与糖基以糖苷键连接而成。单半乳糖基二酰基甘油和二半接而成。单半乳糖基二酰基甘油和二半乳糖基二酰基甘油乳糖基二酰基甘油 主要存在于植物界和微生物中，动主要存在于植物界和微生物中，动物中分布不普遍。物中分布不普遍。4）脂蛋白的结构和功能）脂蛋白的结构和功能球状颗粒球状颗粒疏水脂核心：三酰甘油、胆固醇酯疏水脂核心：三酰甘油、胆固醇酯外壳层（单分子层）：极性脂
22、（磷脂和游外壳层（单分子层）：极性脂（磷脂和游离胆固醇）与载脂蛋白离胆固醇）与载脂蛋白载脂蛋白的主要作用：载脂蛋白的主要作用：1.作为疏水脂质的作为疏水脂质的增溶剂，增溶剂，2.作为脂蛋白受体的识别部位作为脂蛋白受体的识别部位（细胞导向信号）（细胞导向信号）八、脂类代谢八、脂类代谢 脂类主要包括甘油三酯（脂肪）、磷脂和类固醇等。脂类主要包括甘油三酯（脂肪）、磷脂和类固醇等。脂类代谢是指在生物细胞内上述各类物质的生物合脂类代谢是指在生物细胞内上述各类物质的生物合成和分解过程。脂类代谢对于生命活动具有重要意成和分解过程。脂类代谢对于生命活动具有重要意义。义。（1 1）脂肪在动物体内和植物种子及果实
23、中大量存储。）脂肪在动物体内和植物种子及果实中大量存储。脂肪在氧化时可以比其他能源物质提供更多的能量。脂肪在氧化时可以比其他能源物质提供更多的能量。每克脂肪氧化时可释放出每克脂肪氧化时可释放出38.9 kJ 38.9 kJ 的能量，每克糖的能量，每克糖和蛋白质氧化时释放的能量仅分别为和蛋白质氧化时释放的能量仅分别为17.2 kJ17.2 kJ和和23.4 kJ23.4 kJ。（2 2）许多类脂及其衍生物具有重要生理作用。脂类）许多类脂及其衍生物具有重要生理作用。脂类代谢的中间产物是合成激素、胆酸和维生素等的基代谢的中间产物是合成激素、胆酸和维生素等的基本原料，对维持机体的正常活动有重要影响作用
24、。本原料，对维持机体的正常活动有重要影响作用。（3 3）人类的某些疾病如动脉粥样硬化、脂肪肝和酮）人类的某些疾病如动脉粥样硬化、脂肪肝和酮尿症等都与脂类代谢紊乱有关。尿症等都与脂类代谢紊乱有关。第一节第一节 脂肪的分解代谢脂肪的分解代谢一、脂肪的消化和吸收一、脂肪的消化和吸收（一）脂类的消化（一）脂类的消化脂肪的消化发生在脂质水的界面处；脂肪的消化发生在脂质水的界面处；动物中脂肪的消化需三种脂肪酶参与，水解三酰甘动物中脂肪的消化需三种脂肪酶参与，水解三酰甘油，生成甘油和脂肪酸。油，生成甘油和脂肪酸。（二）（二）脂类的吸收脂类的吸收单酰甘油、脂肪酸、胆固醇、溶血磷脂、脂溶性维单酰甘油、脂肪酸、胆
25、固醇、溶血磷脂、脂溶性维生素可与胆汁盐乳化成混合微团（生素可与胆汁盐乳化成混合微团（20nm20nm），被肠），被肠粘膜的柱状表面细胞吸收。粘膜的柱状表面细胞吸收。脂肪在脂肪酶催化下水解成脂肪在脂肪酶催化下水解成甘油甘油和和脂肪酸脂肪酸，它们在生物体内将沿着不同途径进行代谢。它们在生物体内将沿着不同途径进行代谢。脂肪酸的活化脂肪酸的活化脂肪酸转入线粒体脂肪酸转入线粒体 氧化氧化脂肪酸氧化是高度的放能过程脂肪酸氧化是高度的放能过程三脂酰甘油三脂酰甘油甘油甘油脂肪酸脂肪酸乙酰乙酰CoACoATCATCA循环循环在肝脏中在肝脏中酮体酮体二、甘油的代谢二、甘油的代谢 甘油经血液输送到肝脏后，在甘油经血
26、液输送到肝脏后，在ATPATP存在下，存在下，由甘油激酶催化，转变成由甘油激酶催化，转变成-磷酸甘油磷酸甘油。这是一。这是一个不可逆反应过程。个不可逆反应过程。-磷酸甘油在脱氢酶（含辅酶磷酸甘油在脱氢酶（含辅酶NADNAD+）作用）作用下，脱氢形成磷酸二羟丙酮。下，脱氢形成磷酸二羟丙酮。磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮是糖酵解途径的一个中间产是糖酵解途径的一个中间产物，它可以沿着糖酵解途径的逆过程合成葡萄物，它可以沿着糖酵解途径的逆过程合成葡萄糖及糖原；也可以沿着糖酵解正常途径形成丙糖及糖原；也可以沿着糖酵解正常途径形成丙酮酸，再进入三羧酸循环被完全氧化。酮酸，再进入三羧酸循环被完全氧化。三、脂肪酸的
27、氧化三、脂肪酸的氧化脂肪酸氧化方式：脂肪酸氧化方式：-氧化：最普遍，最重要氧化：最普遍，最重要-氧化氧化-氧化氧化1、脂肪酸的活化（细胞质）脂肪酸的活化（细胞质）脂肪酸进入细胞后，首先在线粒体外或胞浆中被脂肪酸进入细胞后，首先在线粒体外或胞浆中被活化，即在脂酰活化，即在脂酰CoACoA合成酶催化下，由合成酶催化下，由ATPATP提供能提供能量，将脂肪酸转变成量，将脂肪酸转变成脂酰脂酰CoACoA，然后进入线粒体进，然后进入线粒体进行氧化：行氧化：脂酰脂酰-CoA-CoA合酶家族对脂肪酸的链长具有要求：合酶家族对脂肪酸的链长具有要求：内质网膜内质网膜型脂酰型脂酰CoACoA合酶：活化长链脂肪酸（
28、合酶：活化长链脂肪酸（12C12C以以上）；上）；线粒体外膜线粒体外膜型脂酰型脂酰CoACoA合酶：活化中、短链脂肪酸合酶：活化中、短链脂肪酸（4-10C4-10C）。）。RCH2CH2CH2COOH +ATPRCH2CH2CH2COAMP+PPi脂酰CoA合成酶RCH2CH2CH2COAMP CoASHRCH2CH2CH2COSCoA+AMP2 2、脂酰、脂酰CoACoA的肉毒碱穿梭过程的肉毒碱穿梭过程 催化脂酰催化脂酰CoACoA氧化分解的酶存在于线粒体的基质氧化分解的酶存在于线粒体的基质中，所以脂酰中，所以脂酰CoACoA必须通过线粒体内膜进入基质必须通过线粒体内膜进入基质中才能进行氧化
29、分解。中才能进行氧化分解。脂酰脂酰CoACoA需要借助一种特殊的载体需要借助一种特殊的载体肉毒碱肉毒碱(3-(3-羟基羟基-4-4-三甲氨基丁酸三甲氨基丁酸)才能转运到线粒体内。才能转运到线粒体内。脂酰肉碱穿梭机制：脂酰肉碱穿梭机制：线粒体内膜外侧：线粒体内膜外侧：脂酰肉碱转移酶脂酰肉碱转移酶催化，脂酰催化，脂酰CoACoA将脂酰基转移给肉碱的将脂酰基转移给肉碱的羟基，生成脂酰肉羟基，生成脂酰肉碱。碱。线粒体内膜：线粒体内膜：移位酶（载体蛋白）移位酶（载体蛋白）将脂酰肉碱移入将脂酰肉碱移入线粒体内，并将肉碱移出线粒体。线粒体内，并将肉碱移出线粒体。线粒体内膜基质侧线粒体内膜基质侧:肉碱脂酰转移
30、酶肉碱脂酰转移酶催化，使脂催化，使脂酰基又转移给酰基又转移给CoACoA，生成脂酰，生成脂酰CoACoA和游离的肉碱。和游离的肉碱。脂肪酸的活化脂肪酸的活化R CH2 COOH HSCoAR CO SCoA脂酰脂酰CoA脂肪酸脂肪酸脂酰脂酰CoA合成酶合成酶ATPAMPPPi相当于消耗相当于消耗2分子分子ATP肉碱脂酰转移酶肉碱脂酰转移酶I是限速酶是限速酶HSCoA脂酰脂酰CoA脂酰基的转移脂酰基的转移线粒体内膜线粒体内膜内内外外脂酰脂酰CoA肉碱脂酰转移酶肉碱脂酰转移酶酶酶I酶酶IIHSCoA肉碱肉碱脂酰肉碱脂酰肉碱3 3、饱和脂肪酸的、饱和脂肪酸的氧化氧化（1 1）脂肪酸）脂肪酸氧化学说的
31、发现氧化学说的发现19041904年，年，Franz Franz 和和KnoopKnoop 苯基脂肪酸氧化试验苯基脂肪酸氧化试验用苯基标记含奇数碳原子的脂肪酸，饲喂动物，尿用苯基标记含奇数碳原子的脂肪酸，饲喂动物，尿中是苯甲酸衍生物马尿酸。中是苯甲酸衍生物马尿酸。用苯基标记含偶数碳原子的脂肪酸，饲喂动物，尿用苯基标记含偶数碳原子的脂肪酸，饲喂动物，尿中是苯乙酸衍生物苯乙尿酸（苯乙酰中是苯乙酸衍生物苯乙尿酸（苯乙酰-N-N-甘氨甘氨酸）。酸）。结论：脂肪酸的氧化是从羧基端结论：脂肪酸的氧化是从羧基端-碳原子开始，碳原子开始，每次分解出一个二碳片断。每次分解出一个二碳片断。Franz Knoops
32、 labeling Experiments(1904):fatty acids are degraded by oxidation at the b carbon,i.e.,b oxidation Enzymes of fatty acid oxidation in animal cells are located in the mitochondria;Revealed by Eugene Kennedy and Albert Lehninger in 1948.（2）脂肪酸脂肪酸氧化过程氧化过程氧化的一般过程：氧化的一般过程：线粒体中脂肪酸彻底氧化的三大步骤线粒体中脂肪酸彻底氧化的三大步骤
33、 长链脂肪酸初步氧化分解为乙酰长链脂肪酸初步氧化分解为乙酰-CoA-CoA 乙酰乙酰-CoA-CoA进入柠檬酸循环（乙醛酸循环）进入柠檬酸循环（乙醛酸循环）或进行酮体代谢或进行酮体代谢 还原型辅酶的氧化磷酸化还原型辅酶的氧化磷酸化 -氧化的反应过程氧化的反应过程 脂酰脂酰CoACoA在线粒体的基质中进行氧化分解。在线粒体的基质中进行氧化分解。每进行一次每进行一次-氧化，需要经过氧化，需要经过脱氢、水化、脱氢、水化、再脱氢和硫解再脱氢和硫解四步反应，同时释放出四步反应，同时释放出1 1分子分子乙酰乙酰CoACoA。反应产物是比原来的脂酰。反应产物是比原来的脂酰CoACoA减减少了少了2 2个碳的
34、新的脂个碳的新的脂酰酰CoACoA。如此反复进行，。如此反复进行，直至脂直至脂酰酰CoACoA全部变成乙酰全部变成乙酰CoACoA。脱氢脱氢 脂脂酰酰CoACoA在脂酰在脂酰CoACoA脱氢酶的催化下，在脱氢酶的催化下，在-和和-碳原子上各脱去一个氢原子，生成反碳原子上各脱去一个氢原子，生成反式式,-烯烯脂酰脂酰CoACoA，氢受体是，氢受体是FADFAD。三种三种脂酰脂酰CoACoA脱氢酶对脂肪酸的链长具有专一性脱氢酶对脂肪酸的链长具有专一性 FADHFADH2 2的电子经的电子经ETFETF（电子传递黄素蛋白，（电子传递黄素蛋白，CoQCoQ-氧化还原酶）直接进入电子传递链。氧化还原酶）直
35、接进入电子传递链。RCH2CH2CH2COSCoAFADFADH2RCH2CCHHCOSCoA脂酰CoA脱氢酶水化水化 在烯在烯脂酰脂酰CoACoA水合酶催化下，水合酶催化下，,-烯脂酰烯脂酰CoACoA水化，生成水化，生成L(+)-L(+)-羟羟脂脂酰酰CoACoA。RCH2CCHHCOSCoARCH2CHCHCOSCoAOHH2O烯脂酰CoA水合酶再脱氢再脱氢 -羟脂羟脂酰酰CoACoA在脱氢酶催化下，脱氢生成在脱氢酶催化下，脱氢生成-酮酮脂脂酰酰CoACoA。反应的氢受体为。反应的氢受体为NADNAD+。此脱氢。此脱氢酶具有酶具有立体专一性立体专一性，只催化，只催化L(+)-L(+)-羟
36、脂酰羟脂酰CoACoA的脱氢。的脱氢。RCH2CHCHCOSCoAOHRCH2CCHCOSCoAO烯脂酰CoA脱氢酶NAD+NADH+H+硫解硫解 在在-酮脂酰酮脂酰CoACoA硫解酶硫解酶催化下，催化下，-酮脂酰酮脂酰CoACoA与与CoACoA作用，生成作用，生成1 1分子乙酰分子乙酰CoACoA和和1 1分子比原来少分子比原来少两个碳原子的脂酰两个碳原子的脂酰CoACoA。少了两个碳原子的脂。少了两个碳原子的脂酰酰CoACoA ，可以重复上述反应过程，一直到完全，可以重复上述反应过程，一直到完全分解成乙酰分解成乙酰CoACoA。脂肪酸通过脂肪酸通过-氧化生成的乙酰氧化生成的乙酰CoACo
37、A，一部分用，一部分用来合成新的脂肪酸和其它生物分子，大部分则来合成新的脂肪酸和其它生物分子，大部分则进入三羧酸循环完全氧化。进入三羧酸循环完全氧化。RCH2CCHCOSCoAORCH2COSCoACH3COSCoACoASH+硫解酶（3 3）脂肪酸）脂肪酸-氧化作用小结氧化作用小结脂肪酸脂肪酸-氧化时仅需活化一次，消耗氧化时仅需活化一次，消耗1 1个个ATPATP的两个高能键的两个高能键-氧化包括氧化包括脱氢、水化、脱氢、硫解脱氢、水化、脱氢、硫解4 4个重个重复步骤复步骤每循环一次产生每循环一次产生1 1个个FADHFADH2 2、1 1个个NADHNADH、1 1 个乙个乙酰酰-CoA-
38、CoA。（4 4）脂肪酸）脂肪酸-氧化产生的能量氧化产生的能量 脂肪酸的完全氧化可以产生大量的能量。脂肪酸的完全氧化可以产生大量的能量。例如：软脂酸（含例如：软脂酸（含1616碳）经过碳）经过7 7次次-氧化，可以生氧化，可以生成成8 8个乙酰个乙酰CoACoA，每一次，每一次-氧化，还将生成氧化，还将生成1 1分子分子FADHFADH2 2和和1 1分子分子NADHNADH。软脂酸完全氧化的反应式为：。软脂酸完全氧化的反应式为：C C1616H H3131CO-SCoA+7 CoACO-SCoA+7 CoA-SH+7 FAD+NAD-SH+7 FAD+NAD+7 H+7 H2 2O O 8
39、CH8 CH3 3CO-SCoA+7 FADHCO-SCoA+7 FADH2 2+7 NADH+7 H+7 NADH+7 H+软脂酸燃烧热值：9790 kj-氧化释放：106ATP(-30.54)=-3237kj%3397903237（5 5）-氧化的调节氧化的调节脂酰基进入线粒体的速度是限速步骤脂酰基进入线粒体的速度是限速步骤 长链脂酸生物合成的第一个前体丙二酸单长链脂酸生物合成的第一个前体丙二酸单酰酰CoACoA的浓度增加，可抑制肉碱脂酰转移酶的浓度增加，可抑制肉碱脂酰转移酶，限制脂肪酸氧化。限制脂肪酸氧化。NADH/NADNADH/NAD+比率高时比率高时，羟脂羟脂酰酰CoACoA脱氢脱
40、氢酶便受抑制。酶便受抑制。乙酰乙酰CoACoA浓度高时，可抑制硫解酶，抑制氧化。浓度高时，可抑制硫解酶，抑制氧化。4 4、不饱和脂肪酸的氧化、不饱和脂肪酸的氧化（1 1）单不饱和脂肪酸的氧化单不饱和脂肪酸的氧化油酸油酸的的氧化氧化*烯脂酰烯脂酰CoACoA异构酶（改变双键位置和顺反异构酶（改变双键位置和顺反构型）构型）*少一次脂酰少一次脂酰-CoA-CoA脱氢酶的作用，少脱氢酶的作用，少1 1个个FADHFADH2 2。（2 2）多不饱和脂酸的氧化）多不饱和脂酸的氧化亚油酸的氧化3顺2反烯脂酰CoA异构酶（改变双键位置和顺反构型）-羟脂酰CoA差向酶（改变-羟基构型：DL型）5 5、奇数碳原子
41、的氧化生成丙酰、奇数碳原子的氧化生成丙酰CoACoA奇数碳脂肪酸经过反复的氧化可以产生丙酰CoA，丙酰CoA有两条代谢途径：丙酰丙酰CoACoA转化成琥珀酰转化成琥珀酰CoACoA，进入，进入TCATCA。动物体内存在这条途径，因此，在动物肝脏中奇数碳脂肪酸最终能够异生为糖。丙丙酰酰CoACoA转化成乙酰转化成乙酰CoACoA，进入，进入TCA TCA 这条途径在植物、微生物中较普遍。6 6、脂肪酸、脂肪酸 或或 氧化氧化1 1）-氧化：氧化：在植物种子萌发时，脂肪酸的在植物种子萌发时，脂肪酸的-碳被氧化成羟碳被氧化成羟基，生成基，生成-羟基酸羟基酸。-羟基酸可进一步脱羧、羟基酸可进一步脱羧、
42、氧化转变成少一个碳原子的脂肪酸。上述反应氧化转变成少一个碳原子的脂肪酸。上述反应由由单氧化酶单氧化酶催化，需要有催化，需要有O O2 2、FeFe2+2+和抗坏血酸和抗坏血酸等参加。等参加。不需活化，直接氧化游离脂酸。不需活化，直接氧化游离脂酸。RCHRCH2 2COOHRCOOH+COCOOHRCOOH+CO2 2对于降解支链脂肪酸、奇数碳脂肪酸、过分长链对于降解支链脂肪酸、奇数碳脂肪酸、过分长链脂肪酸（如脑中脂肪酸（如脑中C C2222、C C2424）有重要作用）有重要作用2 2）氧化：氧化：在动物体中，在动物体中，C C10 10 或或C C1111脂肪酸的碳链末端脂肪酸的碳链末端碳原
43、子（碳原子（-碳原子）可以先被氧化，形碳原子）可以先被氧化，形成成二羧酸二羧酸。二羧酸进入线粒体内后，可。二羧酸进入线粒体内后，可以从分子的任何一端进行以从分子的任何一端进行-氧化，最后氧化，最后生成的琥珀酰生成的琥珀酰CoACoA可直接进入三羧酸循环。可直接进入三羧酸循环。端的甲基羟基化，氧化成醛，再氧化成端的甲基羟基化，氧化成醛，再氧化成酸，少数长链脂酸可通过酸，少数长链脂酸可通过氧化途径，氧化途径，产生二羧酸。产生二羧酸。第二节第二节 脂肪的合成代谢脂肪的合成代谢*甘油的生成甘油的生成*脂肪酸的生成脂肪酸的生成*甘油和脂肪酸合成脂肪甘油和脂肪酸合成脂肪一、甘油的生物合成 二、脂肪酸的生物
44、合成二、脂肪酸的生物合成（一）饱和脂肪酸的合成（一）饱和脂肪酸的合成生物机体内脂类的合成是十分活跃的，特别是在生物机体内脂类的合成是十分活跃的，特别是在高等动物的肝脏、脂肪组织和乳腺中占优势。高等动物的肝脏、脂肪组织和乳腺中占优势。脂肪酸合成的碳源主要来自糖酵解产生的脂肪酸合成的碳源主要来自糖酵解产生的乙酰乙酰CoACoA。脂肪酸合成步骤与氧化降解步骤完全不同。脂肪脂肪酸合成步骤与氧化降解步骤完全不同。脂肪酸的生物合成是在细胞液中进行，需要酸的生物合成是在细胞液中进行，需要COCO2 2和柠和柠檬酸参加；而氧化降解是在线粒体中进行的。檬酸参加；而氧化降解是在线粒体中进行的。1 1、部位：胞浆、
45、部位：胞浆/叶绿体叶绿体2 2、原料：乙酰、原料：乙酰CoACoA、NADPHNADPH、ATPATP3 3、柠檬酸丙酮酸循环、柠檬酸丙酮酸循环乙酰乙酰CoACoA的转运（线粒体的转运（线粒体细胞质）细胞质）*动物细胞存在柠檬酸穿梭动物细胞存在柠檬酸穿梭*植物细胞通过形成乙酸运出线粒体植物细胞通过形成乙酸运出线粒体4 4、饱和脂肪酸的从头合成过程、饱和脂肪酸的从头合成过程合成部位：细胞质合成部位：细胞质合成的原料：合成的原料：乙酰乙酰CoACoA（主要来自（主要来自GlcGlc酵解）、酵解）、NADPHNADPH（60%60%磷酸戊糖磷酸戊糖途径、途径、40%40%苹果酸苹果酸酶反应）、酶反应
46、）、ATP ATP、HCOHCO3 3（1 1）丙二酸单酰）丙二酸单酰CoACoA的生成（供体活化的生成（供体活化）乙酰乙酰CoACoA羧化酶羧化酶：辅酶是生物素乙酰CoA羧化酶是脂肪酸合成的限速酶限速酶：柠檬酸激活，脂肪酸抑制。乙酰乙酰CoACoA是脂肪酸合成的起始引物，丙二酸单酰是脂肪酸合成的起始引物，丙二酸单酰CoACoA是链的延长单位是链的延长单位。（2 2）合成阶段）合成阶段 以软脂酸（16碳）的合成为例（在细胞液中进行）。催化该合成反应的是一个多酶体系，共有七种蛋白质参与反应，以没有酶活性的脂酰基载体蛋白（ACP）为中心，组成一簇,即脂肪酸合酶体系（脂肪酸合酶体系（FASFAS）。
47、乙酰CoA:ACP转移酶 丙二酰单酰CoA:ACP转移酶 酮脂酰ACP合成酶 酮脂酰ACP还原酶 羟脂酰ACP脱水酶 烯脂酰ACP还原酶 脂酰基载体蛋白 不同生物体 内，FAS组成不相同，但ACP十分相似。第二次循环：丁酰-S-ACP的丁酰基由ACP转移至-酮脂酰-ACP合成酶上。奇数碳原子的饱和脂肪酸：起始引物为丙二酸单酰-S-ACP。多数生物（尤其动物）仅限于形成软脂酸（16C），因为-酮脂酰酮脂酰ACPACP合成酶合成酶不能接受不能接受16C16C酰基酰基。至此，生成的丁酰-ACP比开始的乙酰-ACP多了两个碳原子；然后丁酰基再从ACP上转移到-酮脂酰合成酶的-SH上，再重复以上的缩合、
48、还原、缩合、还原、脱水、还原脱水、还原4步反应，每次重复增加两个碳原子，释放一分子CO2，消耗两分子NADPH，经过7次重复后合成软脂酰-ACP，最后经硫脂酶催化脱去ACP生成软脂酸（16碳）。释放（动物）软脂酰-ACP硫酯酶软脂酰-ACP+H2O 软脂酸+HS-ACP（3 3）延长阶段（在线粒体和微粒体中进行）延长阶段（在线粒体和微粒体中进行）生物体内有两种不同的酶系可以催化碳链的延长:线粒体脂肪酸延长酶系线粒体脂肪酸延长酶系 以乙酰CoA为C2供体，不需要酰基载体，由软脂酰CoA与乙酰CoA直接缩合。粗糙内质网脂肪酸延长酶系粗糙内质网脂肪酸延长酶系 用丙二酸单酰CoA作为C2的供体，NAD
49、PH作为H的供体，中间过程和脂肪酸合成酶系的催化过程相同。5 5、脂肪酸合成的化学计量（从乙酰、脂肪酸合成的化学计量（从乙酰CoACoA开始）开始）以合成软脂酸为例：由乙酰-S-CoA合成软脂酸的总反应：8乙酰CoA+14NADPH+14H+7ATP+H2O 软脂酸+8CoASH+14NADP+7ADP+7Pi 14*3+7=49ATP6 6、脂肪酸合成途径与、脂肪酸合成途径与-氧化的比较氧化的比较 软脂酸分解与合成代谢的区别。7 7、脂肪酸合成的调节、脂肪酸合成的调节（1）酶浓度调节：乙酰CoA羧化酶(产生丙二酸单酰CoA)脂肪酸合成酶系苹果酸酶(产生还原当量)（2）酶活性的调节：乙酰乙酰C
50、oACoA羧化酶是限速酶羧化酶是限速酶。别构调节：柠檬酸激活、软脂酰CoA反馈抑制。共价调节：胰高血糖素、肾上腺素磷酸化抑制，胰岛素脱磷酸化激活。（二）不饱和脂肪酸的合成（二）不饱和脂肪酸的合成在人类及多数动物体内，只能合成一个双键的单不饱和脂肪酸（9），如硬脂酸脱氢生成油酸，软脂酸脱氢生成棕榈油酸。植物和某些微生物可以合成(12)二烯酸、三烯酸，甚至四烯酸。某些微生物(E.coli)、酵母及霉菌能合成二烯、三烯和四烯酸。不饱和脂肪酸中的不饱和键由去饱和酶催化形成。人体内含有的不饱和脂肪酸主要有棕榈油酸（16C，一个不饱和键）、油酸（18C，一个不饱和键）、亚油酸（18C，两个不饱和键）、亚麻
