脂類物質(zhì)的合成與分解

脂類物質(zhì)的合成與分解演示文稿5/30/20231當(dāng)前第1頁\共有55頁\編于星期四\9點（優(yōu)選）脂類物質(zhì)的合成與分解5/30/20232當(dāng)前第2頁\共有55頁\編于星期四\9點第一節(jié)生物體內(nèi)的脂類物質(zhì)按其化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)分為：

單純脂類：酯酰甘油、蠟等（含脂肪酸）

。

復(fù)合脂類：磷脂、糖脂、硫脂等（含脂肪酸）

。

異戊二烯脂：萜類、類固醇（不含脂肪酸）。5/30/20233當(dāng)前第3頁\共有55頁\編于星期四\9點一、脂肪酸由一條線性的長碳?xì)滏湥ㄊ杷玻┖鸵粋€末端羧基（親水頭）組成的羧酸。通常為C4～C36（數(shù)字表示碳鏈的碳原子數(shù)）。5/30/20234當(dāng)前第4頁\共有55頁\編于星期四\9點按碳?xì)滏準(zhǔn)欠窈p鍵，可分為：

飽和脂肪酸：軟脂酸(16:0)、硬脂酸(18:0)。

不飽和脂肪酸

單不飽和脂肪酸：棕櫚油酸(16:1)

多不飽和脂肪酸：亞油酸(18:2)、亞麻酸5/30/20235當(dāng)前第5頁\共有55頁\編于星期四\9點5/30/20236當(dāng)前第6頁\共有55頁\編于星期四\9點二、單純脂類由脂肪酸和醇（甘油或高級一元醇）形成的酯。根據(jù)醇基不同，可分為酰基甘油和蠟。1.甘油三酯5/30/20237當(dāng)前第7頁\共有55頁\編于星期四\9點2.蠟長鏈一元醇5/30/20238當(dāng)前第8頁\共有55頁\編于星期四\9點三、復(fù)合脂類磷脂復(fù)合脂類包括磷脂、糖脂、硫脂等。5/30/20239當(dāng)前第9頁\共有55頁\編于星期四\9點5/30/202310當(dāng)前第10頁\共有55頁\編于星期四\9點第二節(jié)脂肪的生物合成脂肪由甘油和脂肪酸經(jīng)酶促反應(yīng)而合成的，但二者不能直接合成脂肪，必須轉(zhuǎn)變?yōu)榛罨问降牧姿岣视秃椭oA后才能合成脂肪。5/30/202311當(dāng)前第11頁\共有55頁\編于星期四\9點5/30/202312當(dāng)前第12頁\共有55頁\編于星期四\9點一、磷酸甘油的生物合成磷酸甘油脫氫酶甘油激酶3-磷酸甘油5/30/202313當(dāng)前第13頁\共有55頁\編于星期四\9點二、脂肪酸的生物合成脂肪酸的生物合成可分為3個過程：1.飽和脂肪酸的從頭合成2.脂肪酸碳鏈的延長3.脂肪酸鏈去飽和5/30/202314當(dāng)前第14頁\共有55頁\編于星期四\9點㈠、飽和脂肪酸的從頭合成以乙酰CoA為原料，可合成16C及以下的飽和脂肪酸。動物體在細(xì)胞液中進(jìn)行；植物體在葉綠體或前質(zhì)體進(jìn)行。1.參與合成的兩種酶系統(tǒng)⑴乙酰CoA羧化酶：催化乙酰CoA轉(zhuǎn)變?yōu)楸釂熙oA。⑵脂肪酸合酶系統(tǒng)：依次發(fā)生反應(yīng)，催化脂酰ACP的形成。5/30/202315當(dāng)前第15頁\共有55頁\編于星期四\9點生物素羧化酶生物素羧基載體蛋白羧基轉(zhuǎn)移酶乙酰CoA羧化酶5/30/202316當(dāng)前第16頁\共有55頁\編于星期四\9點脂肪酸合酶系統(tǒng)ACP：?；d體蛋白MT：丙二酸單酰CoA-ACP轉(zhuǎn)移酶KR：β-酮脂酰ACP還原酶HD：β-羥脂酰ACP脫水酶ER：烯脂酰ACP還原酶AT：乙酰CoA-ACP脂酰基轉(zhuǎn)移酶KS：β-酮脂酰ACP合酶（縮合酶）5/30/202317當(dāng)前第17頁\共有55頁\編于星期四\9點2.合成原料乙酰CoA的準(zhǔn)備

乙酰CoA的來源：線粒體內(nèi)的丙酮酸氧化脫羧、脂肪酸β氧化、氨基酸氧化。

乙酰CoA的轉(zhuǎn)運：通過“檸檬酸穿梭”從線粒體轉(zhuǎn)運到胞液。⑴乙酰CoA的來源及轉(zhuǎn)運5/30/202318當(dāng)前第18頁\共有55頁\編于星期四\9點

乙酰CoA的轉(zhuǎn)運：“檸檬酸循環(huán)”每次循環(huán)產(chǎn)生1分子NADPH5/30/202319當(dāng)前第19頁\共有55頁\編于星期四\9點⑵丙二酸單酰CoA的合成此反應(yīng)不可逆，是合成脂肪的限速步驟。脂肪酸合成中，除起始一分子乙酰CoA以外，所有乙酰CoA原料都要先羧化成丙二酸單酰CoA。乙酰CoA羧化酶5/30/202320當(dāng)前第20頁\共有55頁\編于星期四\9點生物素羧化酶羧基轉(zhuǎn)移酶丙二酸單酰CoA5/30/202321當(dāng)前第21頁\共有55頁\編于星期四\9點3.脂肪酸的從頭合成乙酰CoA乙酰-S-E乙酰CoA-ACP脂?；D(zhuǎn)移酶①乙?；D(zhuǎn)移反應(yīng)5/30/202322當(dāng)前第22頁\共有55頁\編于星期四\9點②丙二酸單?；D(zhuǎn)移反應(yīng)丙二酸單酰CoA丙二酸單酰ACP丙二酸單酰CoA-ACP轉(zhuǎn)移酶5/30/202323當(dāng)前第23頁\共有55頁\編于星期四\9點③縮合反應(yīng)β-酮脂酰ACP合酶5/30/202324當(dāng)前第24頁\共有55頁\編于星期四\9點④還原反應(yīng)β-酮脂酰ACP還原酶5/30/202325當(dāng)前第25頁\共有55頁\編于星期四\9點⑤脫水反應(yīng)β-羥脂酰ACP脫水酶5/30/202326當(dāng)前第26頁\共有55頁\編于星期四\9點⑥再次還原烯脂酰ACP還原酶5/30/202327當(dāng)前第27頁\共有55頁\編于星期四\9點5/30/202328當(dāng)前第28頁\共有55頁\編于星期四\9點乙酰乙酰ACP縮和反應(yīng)首次還原β-羥丁酰ACP脫水反應(yīng)巴豆酰ACP再次還原丁酰ACP丙二酸單酰CoA酰基轉(zhuǎn)移5/30/202329當(dāng)前第29頁\共有55頁\編于星期四\9點⑦水解或硫解反應(yīng)棕櫚酰ACP+H2O棕櫚酸+ACP-SH硫解酶棕櫚酰ACP+HSCoA棕櫚酰CoA+ACP-SH硫酯酶5/30/202330當(dāng)前第30頁\共有55頁\編于星期四\9點由于β-酮脂酰ACP合酶只對2C～14C的酯酰具有催化活性，故從頭合成途徑只能合成16C及以下的飽和脂酰ACP。β-酮脂酰ACP合成酶5/30/202331當(dāng)前第31頁\共有55頁\編于星期四\9點由乙酰CoA從頭合成棕櫚酸的總反應(yīng)式為：8CH3CO-SCoA+7ATP+14(NAPH+H+)+7H2O

CH3(CH2)14COOH+8CoA-SH+7ADP+14NADP++7Pi5/30/202332當(dāng)前第32頁\共有55頁\編于星期四\9點

NAPH的來源：5/30/202333當(dāng)前第33頁\共有55頁\編于星期四\9點㈡飽和脂肪酸的延長及去飽和5/30/202334當(dāng)前第34頁\共有55頁\編于星期四\9點單不飽和脂肪酸的合成需要O2和NADPH的參與。5/30/202335當(dāng)前第35頁\共有55頁\編于星期四\9點必需脂肪酸：由于動物機(jī)體缺乏△9以上的脫飽和酶，不能合成對其生理活動十分重要的多不飽和脂肪酸，如亞油酸、亞麻油酸和花生四烯酸，它們必須從食物中獲得。這類不飽和脂肪酸稱為必需脂肪酸。5/30/202336當(dāng)前第36頁\共有55頁\編于星期四\9點三、脂肪的生物合成3-磷酸甘油酯酰CoA磷酸甘油磷酸甘油5/30/202337當(dāng)前第37頁\共有55頁\編于星期四\9點磷酸酶甘油二酯轉(zhuǎn)酰酶5/30/202338當(dāng)前第38頁\共有55頁\編于星期四\9點第三節(jié)脂肪的分解代謝與轉(zhuǎn)化一、脂肪的水解5/30/202339當(dāng)前第39頁\共有55頁\編于星期四\9點二、甘油的降解與轉(zhuǎn)化磷酸二羥丙酮是糖酵解途徑的一個中間產(chǎn)物，它可以沿著糖酵解途徑的逆過程合成葡萄糖及糖原；也可以沿著糖酵解正常途徑形成丙酮酸，再進(jìn)入三羧酸循環(huán)被完全氧化。5/30/202340當(dāng)前第40頁\共有55頁\編于星期四\9點甘油代謝5/30/202341當(dāng)前第41頁\共有55頁\編于星期四\9點三、脂肪酸降解與轉(zhuǎn)化β氧化乙酰CoA

α氧化ω氧化TCA———ATP等——————酮體乙醛酸循環(huán)

糖2.脂肪酸氧化方式有三種：1.Knoop實驗5/30/202342當(dāng)前第42頁\共有55頁\編于星期四\9點㈠、脂肪酸的β氧化是指脂肪酸在一系列酶作用下，在α-碳原子和β-碳原子之間發(fā)生斷裂，β碳原子被氧化成酮基，然后裂解生成2個碳原子的乙酰CoA和較原來少了兩個碳原子的脂肪酸的過程。β氧化在線粒體內(nèi)進(jìn)行，植物還可以在乙醛酸體中進(jìn)行。5/30/202343當(dāng)前第43頁\共有55頁\編于星期四\9點1.脂肪酸的活化——脂酰CoA的生成脂肪酸的活化在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行5/30/202344當(dāng)前第44頁\共有55頁\編于星期四\9點5/30/202345當(dāng)前第45頁\共有55頁\編于星期四\9點2.脂酰CoA進(jìn)入線粒體——肉毒堿穿梭

5/30/202346當(dāng)前第46頁\共有55頁\編于星期四\9點肉堿參與下脂肪轉(zhuǎn)入線粒體的簡要過程5/30/202347當(dāng)前第47頁\共有55頁\編于星期四\9點3.β氧化途徑脂酰CoA在線粒體的基質(zhì)中進(jìn)行氧化分解。每進(jìn)行一次-氧化，需要經(jīng)過脫氫、水化、再脫氫和硫解四步反應(yīng)，同時釋放出1分子乙酰CoA。反應(yīng)產(chǎn)物是比原來的脂酰CoA減少了2個碳的新的脂酰CoA。如此反復(fù)進(jìn)行，直至脂酰CoA全部變成乙酰CoA。5/30/202348當(dāng)前第48頁\共有55頁\編于星期四\9點①脫氫②水化脂酰CoA,-反烯脂酰CoA,-反烯脂酰CoA-羥脂酰CoA5/30/202349當(dāng)前第49頁\共有55頁\編于星期四\9點③再脫氫④硫解-羥脂酰CoA-酮脂酰CoA-酮脂酰CoA乙酰CoA5/30/202350當(dāng)前第50頁\共有55頁\編于星期四\9點5/30/202351當(dāng)前第51頁\共有55頁\編于星期四\9點5/30/202352當(dāng)前第52頁\共有55頁\編于星期四\9點5/30/202353當(dāng)前第53頁\共有55頁\編于星期四\9點4.能量計算脂肪酸的完全氧化可以產(chǎn)生大量的能量。例如軟脂酸（含16碳）經(jīng)過7次-氧化，可以生成8個乙酰CoA，每一次-氧化，還將生成1分子FADH2和1分子NADH。C15H31COOH+8CoA-SH+ATP+7FAD+7NAD++7H2O8CH3CO-SCoA+AMP+PPi+7FADH2+7NADH+7H+5/30/202354當(dāng)前第54頁\共有55頁\編于星期四\9點8CH3CO-SCoA