生化z52第六章脂類代謝

1、第六章 脂類代謝第一節(jié) 生物體內(nèi)的脂類第二節(jié) 脂肪的分解代謝第三節(jié) 脂肪的生物合成第四節(jié) 磷脂的代謝第一節(jié) 生物體內(nèi)的脂類 脂類：是脂肪、類脂及其衍生物的總稱，其共同特點(diǎn)是：不溶于水而易溶于乙醚、氯仿等非極性有機(jī)溶劑。 脂類按化學(xué)結(jié)構(gòu)和組成可分為三大類：一、單純脂類 是脂肪酸（C4以上）和醇（甘油醇和高級(jí)一元醇）構(gòu)成的脂二、復(fù)合脂類單純脂類 + 非脂溶性物質(zhì)三、非皂化脂類特點(diǎn)：不含脂肪酸包括萜類、類固醇類及前列腺素等 1、脂肪酸（1）飽和脂肪酸 C原子數(shù)為12-26 CH3(CH2)nCOOH 月桂酸 C12 豆蔻酸 C14 軟脂酸（棕櫚酸） C16 硬脂酸 C18一、單純脂類 單不飽和脂肪酸

2、 棕櫚油酸 C16：19 油酸 C18：19 二烯酸： 亞油酸 C18：29, 12 三烯酸： 亞麻酸 C18：39, 12, 15 花生四烯酸 C20：45, 8, 11,14（2）不飽和脂肪酸 常溫下為固體的脂肪 脂 （甘油 + 飽和脂肪酸） 常溫下為液體的脂肪 油 （甘油 + 不飽和脂肪酸） 植物油優(yōu)于動(dòng)物脂是由于：油中含有人體所必需的脂肪酸：亞油酸、亞麻酸2、脂肪 3、蠟 主要成分是高級(jí)脂肪酸（C14C36）和高級(jí)一元醇（C16C30）結(jié)合生成的酯。 蠟不溶于水，常溫下為固體，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，是植物及昆蟲的天然保護(hù)物質(zhì)。磷脂：分子中含有磷酸的單純脂質(zhì)衍生物，生物膜的主要成分。二、復(fù)合脂類

3、 O O CH2 OCR1 R2COCH O CH2OPOX OH X=CH2CH2N+(CH3)3 磷脂酰膽堿（卵磷脂） X=CH2CH2NH2 磷脂酰乙醇胺（腦磷脂） X=肌醇 磷脂酰肌醇 X=CH2CHNH2 磷脂酰絲氨酸 COOH X=H 磷脂第二節(jié) 脂肪的分解代謝一、脂肪的酶促降解2、植物：由脂肪酶完成 1、動(dòng)物 甘油三酯 脂肪酶 甘油二酯 甘油二酯脂肪酶 H2O R3COOH H2O R1COOH 甘油單酯 甘油單酯脂肪酶 甘油 結(jié)構(gòu)式？ H2O R2COOH二、甘油的分解與轉(zhuǎn)化 目前發(fā)現(xiàn)只有肝臟細(xì)胞具有甘油激酶CH2OH CHOH CH2O P CH2OH C=OCH2 OP C

4、H2OHCHOHCH2OH磷酸甘油脫氫ENAD+ NADH + H+甘油激E ATP ADP 糖異生 糖EMP 丙酮酸 AA 乙酰CoA 脂肪酸TCA、ETSCO2、H2O 、ATPAA 思考題：甘油的代謝去向有哪些？1mol甘油如果徹底氧化分解可生成多少molATP（寫出整個(gè)推導(dǎo)過(guò)程）？反應(yīng)方程式如何？Please think deeply（一）脂肪酸的-氧化 定義：氧化作用發(fā)生在脂肪酸的-C原子上，其產(chǎn)物是乙酰CoA和少一個(gè)二碳單位的脂酰CoA的過(guò)程。三、脂肪酸的氧化分解活化水化脫氫硫解乙酰CoA脫氫線粒體膜轉(zhuǎn)運(yùn)細(xì)胞質(zhì)線粒體基質(zhì)脂酰CoA氧化總體反應(yīng)歷程脂肪酸活化（一個(gè)脂肪酸只活化一次）

5、脂肪酸 + HSCoA + ATP 脂酰CoA合成E 脂酰CoA + AMP + PPi+1、 -氧化的部位及脂酰CoA的運(yùn)載 部位：線粒體基質(zhì)（動(dòng)物、植物） 乙醛酸體（油料種子、藻類等） 脂肪酸活化 肉堿轉(zhuǎn)移系統(tǒng) -氧化 (細(xì)胞質(zhì)） （線粒體） 肉堿穿梭： 長(zhǎng)鏈脂肪酸的-氧化在線粒體基質(zhì)中進(jìn)行，而在胞質(zhì)中形成的脂酰CoA不能透過(guò)線粒體內(nèi)膜，必須依靠?jī)?nèi)膜上的肉毒堿為載體才能進(jìn)入線粒體基質(zhì)，這個(gè)運(yùn)載系統(tǒng)稱。線粒體內(nèi)膜肉堿脂酰肉堿基質(zhì)細(xì)胞質(zhì)肉毒堿轉(zhuǎn)?；钢oAHSCoA脂酰肉堿移位酶肉堿肉毒堿轉(zhuǎn)?；钢oAHSCoA 氧化1）脫氫 受氫體是FAD2）水化3）脫氫 受氫體是NAD+4）硫解2

6、、歷程脂肪酸的 氧化以軟脂酸為例：一次活化、七次循環(huán)CH3(CH2)14COOH + 8CoASH + ATP + 7NAD+ +7FAD + 7H2O8CH3COSCoA +AMP + PPi + 7FADH2 + 7NADH.H+3、 -氧化的產(chǎn)物乙酰CoA的去向以軟脂酸（C16）為例： OCH3(CH2)14COOH CoASH CH3(CH2)14C CoA ATP AMP + PPi 7 CoASH 7次-氧化 O 8CH3C CoA 7FADH2 7NADH （1）進(jìn)入TCA CO2、H2O、ATP徹底氧化分解釋放出的能量為 x ATP? 其它類型的飽和脂肪酸呢？ （2）進(jìn)入乙醛酸

7、循環(huán)（GAC） GAC：在乙醛酸體中，由脂肪酸氧化的乙酰CoA在一系列E的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)殓晁岬倪^(guò)程。 在乙醛酸體中存在脂肪酸-氧化和乙醛酸循環(huán)全套E系。GAC的兩個(gè)關(guān)鍵E 異檸檬酸裂解E E1 蘋果酸合成E E2CHO O CH2COOH + + H2O E2 + CoA COOH CH3CSCoA HOCHCOOH 蘋果酸 CH2COOH CHO CH2COOH CHCOOH E1 COOH + CH2COOHHOCHCOOH 乙醛酸 琥珀酸乙醛酸循環(huán) A、植物、微生物通過(guò)GAC使脂肪異生為糖（種子發(fā)芽時(shí)尤為重要？） B、GAC是TCA的一條支路，其產(chǎn)物琥珀酸可彌補(bǔ)四碳化合物的不足GAC的生

8、物學(xué)意義： O CH2COOH 2 + NAD + 2 CoA + NADH CH3CSCoA CH2COOH 草酰乙酸 糖異生作用細(xì)胞質(zhì) 葡萄糖 蔗糖 脂肪水解 甘油 脂肪酸 脂肪體乙醛酸體 脂肪酸 -氧化 乙酰CoA蘋果酸 乙醛酸循環(huán) 琥珀酸 脂肪酸 線粒體 -氧化 乙酰CoA 蘋果酸 三羧酸循環(huán) CO2 琥珀酸(4)合成脂肪酸乙酰CoA生成乙酰乙酸、 -羥丁酸、丙酮（肝臟） 血液 酮體分解為乙酰CoA（肝外組織）（乙酰CoA不能直接進(jìn)入血液，必須轉(zhuǎn)變?yōu)橥w才能在體內(nèi)運(yùn)輸）(3)在動(dòng)物肝臟細(xì)胞中，乙酰CoA生成酮體4 不飽和脂肪酸的氧化 以油酸為例（ C18：19 ）： CH3（CH2）7

9、CH=CH2CH2（CH2）6COSCoA 三次 -氧化 CH3（CH2）7CH=CHCH2COSCoA 烯酰CoA異構(gòu)E(順式雙鍵轉(zhuǎn)變?yōu)榉词?H雙鍵）CH3（CH2）7C=CCH2COSCoA H 烯酰CoA水化E CH3（CH2）7CH2-CCH2COSCoA OH 五次 -氧化 6CH3COSCoA(二）-氧化 1、定義：氧化作用發(fā)生在脂肪酸的 -碳原子上，其產(chǎn)物是CO2和比原來(lái)少一個(gè)碳原子的脂肪酸。 2、意義： （1）使植物產(chǎn)生奇數(shù)脂肪酸。 （2）降解含甲基的支鏈脂肪酸，或?yàn)?氧化消除底物障礙。區(qū)別 -氧化 -氧化部位底物 氧化部位氧化程度產(chǎn)物 細(xì)胞質(zhì) 線粒體12-18C游離脂肪酸 脂

10、酰CoA -碳原子 -碳原子不能使脂肪酸 能使脂肪酸 徹底氧化 徹底氧化 CO2、 O奇數(shù)脂肪酸 CH3CSCoA3、 -氧化與-氧化的區(qū)別（三）-氧化 -氧化：脂肪酸位的碳原子的氧化，其產(chǎn)物是,-二羧酸。 意義：形成,-二羧酸，兩端同時(shí)進(jìn)行 -氧化。 CH3（CH2）n COOH 羧化E O2 H2O HOCH2（CH2）n COOH 脫氫E HOOC（CH2）n COOH四、脂類代謝與糖類代謝的關(guān)系 F-1，6-P 糖 甘油 3-P-甘油 磷酸丙糖 脂肪 脂肪酸 PEP -氧化 丙酮酸 OAA 蘋果酸 乙酰Co A 延胡索酸 TAC GAC CO2 琥珀酸回首頁(yè)第三節(jié) 脂肪的生物合成一、磷

11、酸甘油的生物合成 CH2OH CH2O P (1) OHCH + ATP 甘油激E OHCH + ADP CH2OH CH2OH CH2O P CH2O P(2) C=O 磷酸甘油脫氫E OHCH CH2OH NADH + H+ NAD+ CH2OH二、脂肪酸的生物合成（一）飽和脂肪酸的從頭合成（主要途徑） 部位：細(xì)胞質(zhì) 合成16C以下的飽和脂肪酸 1、原料及其來(lái)源 乙酰CoA (碳源） 丙二酸單酰CoA：直接原料 NADPH：60%來(lái)自PPP途徑（1）乙酰CoA 丙酮酸的氧化脫羧 脂肪酸的 -氧化 AA的氧化分解B、轉(zhuǎn)運(yùn)乙酰CoA的生成 檸檬酸穿梭系統(tǒng) 脂肪酸合成（線粒體） （細(xì)胞質(zhì)） A、

12、來(lái)源 ? 乙酰輔酶A的穿梭蘋果酸酶細(xì)胞質(zhì) NADH 線粒體 ： 線粒體穿梭 磷酸甘油穿梭 蘋果酸穿梭細(xì)胞質(zhì) 脂酰CoA 線粒體 ： 肉毒堿穿梭線粒體 乙酰CoA 細(xì)胞質(zhì) ： 檸檬酸穿梭（2）丙二酸單酰CoA的來(lái)源 生物素羧化E（BC）乙酰CoA羧化E 生物素羧基載體蛋白 輔基：生物素 （BCCP） 羧基轉(zhuǎn)移E OCH3CSCoA + CO2 + H2O + ATP OHOOC-CH2-C SCoA + ADP + Pi 這是一個(gè)不可逆的反應(yīng),也是一個(gè)限速步驟。該酶的活性高低控制著脂肪酸合成的速度。它是一個(gè)別構(gòu)酶，檸檬酸促進(jìn)它向有活性的聚合體方向，加速脂肪酸的合成，脂肪酸合成的終產(chǎn)物軟脂酰輔酶A

13、是變構(gòu)抑制劑。2、脂肪酸合成E系：6種E，1種載體蛋白 酰基載體蛋白：ACP ACP-乙酰轉(zhuǎn)移E：E1 ACP-丙二酸單酰轉(zhuǎn)移E：E2 -酮脂酰ACP合成E：E3 -酮脂酰ACP還原E：E4 -羥脂酰ACP脫水E：E5 烯脂酰ACP還原E：E6 半胱氨酸 天冬氨酸 脫羧 脫羧HS-CH2-CH2-NH2 HOOC-CH2-CH2-NH2 -巰基乙胺 -丙氨酸 ACP、CoA的共同組分-烯丁酰ACPCH3COCH2CO-SACP 丁酰ACPCH3CH(OH) CH2CO-SACP CH3CH= CHCO-SACP CH3CH2CH2CO-SACP -酮丁酰ACP-羥丁酰ACPCH3COCoACH

14、3COACPHOOCCH3COACPHOOCCH3COCoACH3COCoACO2 + ACPC2C2C2C2C2C2NADP+NADP+NADPH+H+H2O CH3(CH2)14CO-SACP+CO2ACPNADPH+H+ACP3、合成過(guò)程E1E2E3E4E5E6 ?；d體蛋白：ACP ACP-乙酰轉(zhuǎn)移E：E1 ACP-丙二酸單酰轉(zhuǎn)移E：E2 -酮脂酰ACP合成E：E3 -酮脂酰ACP還原E：E4 -羥脂酰ACP脫水E：E5 烯脂酰ACP還原E：E6 從乙酰CoA合成軟脂酸的反應(yīng)可分為兩部分： 形成7分子丙二酸單酰CoA 經(jīng)7次循環(huán)形成軟脂酸 乙酰CoA + 7丙二酸單酰CoA + 14N

15、ADPHH+ 軟脂酸 + 7CO2 + 8 CoA + 14NADP+ + 6H2O 8乙酰CoA + 7ATP + 14NADPHH+軟脂酸 + 8CoA + 7ADP + 7Pi + 14NADP+ +6H2O CH3(CH2)14COOH + CoASH +ATP -氧化 O8 CH3CSCoA + AMP+PPi+7FADH2+7NADHH+注意：乙酰CoA是脂肪酸合成的碳源； NADPH是氫供體； 丙二酸單酰ACP是延長(zhǎng)二碳單位 的直接供體； 每增長(zhǎng)一個(gè)二碳單位需2NADPH； 在線粒體中形成的乙酰CoA需檸 檬酸攜帶進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)。4、脂肪酸的從頭合成與-氧化的區(qū)別區(qū)別點(diǎn) 從頭合成 -

16、氧化部位脂?；d體2C單位的形式電子供體/受體酶能量運(yùn)載系統(tǒng)反應(yīng)方向細(xì)胞質(zhì) 線粒體ACP CoA丙二酸單酰CoA 乙酰CoA NADPH NAD+、FAD7種 4種消耗7ATP，14NADPH； 7NADH,7FADH2檸檬酸穿梭 肉毒堿穿梭從位到羧基 從羧基端開始 在動(dòng)物體中，發(fā)生在線粒體的延長(zhǎng)過(guò)程相當(dāng)于脂肪酸-氧化過(guò)程的逆轉(zhuǎn)； 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的延長(zhǎng)過(guò)程與從頭合成過(guò)程相似，只是脂?；妮d體為CoA而不是ACP。 植物體的脂肪酸延長(zhǎng)系統(tǒng)有兩個(gè)，葉綠體或前質(zhì)體中的只負(fù)責(zé)將軟脂酸轉(zhuǎn)變?yōu)橛仓幔@一過(guò)程類似于從頭合成途徑；碳鏈的進(jìn)一步延長(zhǎng)則由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上的延長(zhǎng)系統(tǒng)完成。（二）飽和脂肪酸的延長(zhǎng)（三）不飽和脂肪酸

17、的生物合成1、需氧途徑 真核生物（1）動(dòng)物、真菌 去飽和酶與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)結(jié)合，底物為硬脂酰CoA，產(chǎn)物是油酰CoA，氫受體是NADPH。（2）植物 去飽和酶存在于細(xì)胞質(zhì)中，底物為硬脂酰ACP，產(chǎn)物是油酰ACP，氫受體是NADPH。2、厭氧途徑 原核生物 -發(fā)生在從頭合成的過(guò)程中乙酰-SACP + 丙二酰-SACP 脂肪酸合成E系-羥葵脂酰SACP 、Y脫水 OCH3(CH2)5CH=CHCH2CSACP C12烯脂酰ACP OCH3(CH)5CH=CH(CH2)9CSACP3、多烯脂肪酸的合成 所有生物都含有多烯脂肪酸，在高等動(dòng)、植物中含量豐富。但動(dòng)物中因缺乏在脂肪酸的第9位以上位置形成雙鍵的去飽和

18、E，不能合成亞油酸和亞麻酸，這兩者必須由植物中獲得，稱必需脂肪酸。 植物體內(nèi)的亞油酸和亞麻酸是由油酸經(jīng)需氧去飽和作用形成，起作用的酶為專一的加氧酶系統(tǒng)。三、脂肪的生物合成回首頁(yè)第四節(jié) 磷脂的代謝一、磷脂的分解 O O CH2OCR1R2COCH O CH2OPOX OH磷脂酶A1磷脂酶A2磷脂酶C磷脂酶D 磷脂EC ，產(chǎn)物 磷酸膽堿 二酰甘油卵磷脂 磷脂ED，產(chǎn)物 膽堿 磷脂 磷脂EC ，產(chǎn)物 磷酸乙醇胺 二酰甘油腦磷脂 磷脂ED，產(chǎn)物 乙醇胺 磷脂 二、磷脂的合成 以腦磷脂為例 1、HOCH2CH2NH2 ATP 乙醇胺激酶 ADP P OCH2CH2NH2 CTP 胞苷酰轉(zhuǎn)移酶 PPi CDP-乙醇胺 二酰甘油 磷酸乙醇胺轉(zhuǎn)移酶 CMP 磷脂酰乙醇胺 2、磷脂酸 CTP 胞苷酰轉(zhuǎn)移酶 PPi CDP-二酰甘油 Ser 磷脂酰絲氨酸合酶 CMP 磷脂酰絲氨酸 CO2 磷脂酰絲氨酸 磷脂酰乙醇胺回首頁(yè)思考題：甘油的代謝去向有哪些？1mol甘油如果徹底氧化分解可生成多少molATP（寫出整個(gè)推導(dǎo)過(guò)程）？反應(yīng)方程式如何？Please think dee