生物化学-第八章-脂类.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第八章 脂质代谢,生物体内的脂类,脂肪的分解代谢,脂肪的生物合成,其它脂质的代谢,本章主要介绍脂类（主要是脂肪）物质在生物体的分解及合成代谢。要求,重点掌握脂肪酸在生物体内的氧化分解途径-氧化和从头合成途径，,了解脂类物质的功能和其他的氧化分解途径。,第一节 生物体内的脂类,一、脂质的基本概念,二、脂质的分类,三、脂质的作用,一、脂质的基本概念,脂质（Lipid）也称脂类，是指一类在化学组成和结构上有很大差异,但都有一个共同特性,即不溶于水而易溶于乙醚、氯仿等非极性溶剂的物质。,二、脂质的分类：,单纯脂类,复合脂类,非皂化脂类,磷脂,糖脂,硫脂,(二),复合脂类：,除含脂肪酸和醇外，还,含有非脂成分,是膜脂的主要成分,复 合 脂 类,磷脂：指,分子中含有磷酸的复合脂,甘油磷脂,鞘氨醇磷脂,R,1,C CH,2,CH,R,2,C,CH,P,CH,2,P,_,X,X,=,H,磷脂酸,X,=CH,2,CH,2,N,+,(CH,3,),3,X,=CH,2,CH,2,NH,2,X,=,CH,2,CH,COOH,NH,2,磷脂酰胆碱（卵磷脂）,磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）,甘油磷脂,磷脂酰丝氨酸,甘油磷脂是,两性分子,，分子中既有亲水部分又有疏水部分。磷酸化的头部呈亲水性，两条较长的碳氢脂酰链为,尾部,，呈疏水性。,鞘磷脂,H H O CH,3,H,3,C-(CH,2,),12,-C C-C-C-CH,2,-O-P-O-CH,2,-CH,2,-N,+,-CH,3,H OH N-H O,-,CH,3,O C,R,1,鞘氨醇,鞘氨醇作骨架,分子中有亲水的磷酸化的头部（胆碱或乙醇胺）和疏水的两个碳氢链，其中一条来自鞘氨醇，另一条来自脂肪酸。脂肪酸以酰胺键连在鞘氨醇上。,胆碱鞘磷脂,糖脂：,分子中含有糖基的复合脂,甘油糖脂,鞘糖脂,复 合 脂 类,硫脂：分子中含有硫酸的复合脂,几种糖脂和硫酯,2,3-双酰基-1-,-D-吡喃-D-甘油,6-亚硫酸-6-脱氧-,-葡萄糖甘油二酯(硫酯),2,3-双酰基-1-(,-D-半乳糖基-1，6-D-半乳糖基）-D-甘油,(三)非皂化脂类,不含脂肪酸，不能进行皂化作用,萜类：叶绿醇、胡萝卜素、维生素,A,、,E,、,K,固醇类：胆固醇、麦角固醇,前列腺素：,调节血压、体温和平滑肌的收缩,生 物 体 内 的 脂 类,脂类,单纯脂类,复合脂类,非皂化脂类,脂酰甘油,蜡,磷脂,糖脂、硫脂,萜 类,甾醇类,含有脂肪酸,不含脂肪酸,前列腺素,小结,油脂是重要的贮能和供能物质,。,脂肪组织储存脂肪,约占体重,10,20%,；,1g,脂肪在体内彻底氧化供能约,39KJ,，而,1g,糖或蛋白质彻底氧化仅供能,17.2 kJ,和,23.4 kJ,。,磷脂、糖脂、硫脂、固醇类等物质是生物膜的重要成分。,萜类、固醇类是一些激素和维生素等生理活性物质的前体。,脂类与信息识别、种特异性、组织免疫有密切的关系。,神经节苷脂和其它的鞘糖脂都位于细胞表面，可能参与细胞的识别。,有机体表面的脂类物质有防止机械损伤与防止热量散发等保护作用。,三、脂类的作用,第二节 脂肪的分解代谢,一、脂肪的水解,二、甘油的氧化分解与转化,三、脂肪酸的氧化分解,四、脂肪酸氧化的调节,五,、,酮体的代谢,一、脂 肪 的 水 解,脂肪,脂肪酶,甘油+脂肪酸,CH,2,-O-C-R,1,R,2,-C-O-CH,CH,2,OH,-,-,CH,2,-O-C-R,1,R,2,-C-O-CH,CH,2,-O-C-R,3,O=,O=,O=,H,2,O,R,3,COOH,三酰甘油脂肪酶,O=,O=,-,-,-,CH,2,OH,HCOH,CH,2,OH,CH,2,OH,R,2,-C-O-CH,CH,2,OH,O=,-,-,H,2,O,R,1,COOH,二酰甘油脂肪酶,H,2,O,R,2,COOH,单酰甘油脂肪酶,-,-,二、甘 油 的 氧 化 分 解 与 转 化,CH,2,OH,HCOH,CH,2,OH,-,-,ATP,ADP+Pi,甘油激酶,CH,2,OH,HCOH,CH,2,O-P,-,-,磷酸酯酶,NAD,+,NADH+H,+,磷酸甘油脱氢酶,CH,2,OH,C=O,CH,2,O-P,-,-,异构酶,磷酸丙糖,CHO,CHOH,CH,2,O-P,-,-,糖异生,葡萄糖,EMP,CH,3,C=O,COOH,-,-,乙酰CoA,TCA,CO,2,+H,2,O,(DHAP),(G3P),甘油,3-磷酸甘油,磷酸二羟丙酮,3-磷酸甘油醛,丙酮酸,1分子甘油彻底,氧化分解产生的能量？,三、脂肪酸的氧化分解,脂肪酸对生物体有四种重要功能,脂肪酸是磷脂和糖脂的组成单元,这些分子又是生物膜的组分。,脂肪酸以共价键与糖蛋白的蛋白质部分相接，经过修饰的糖蛋白在脂肪酸残基的引导下指向膜的靶标位置。,脂肪酸是燃料分子，它们以三脂酰甘油形式贮存起来。,脂肪酸的某些衍生物担当着激素及胞内信使的职能。,三、脂肪酸的氧化分解,（一）饱和脂肪酸的氧化分解,（二）不饱和脂肪酸的氧化分解,-,氧化作用,-,氧化作用,-,氧化作用,单不饱和脂肪酸的氧化分解,多不饱和脂肪酸的氧化分解,（一）饱和脂肪酸的-氧化作用,概念及实验证据,氧化的部位及脂肪酸的转运,反应历程,能量计算,乙醛酸循环,乙醛酸循环的生物学意义,乙酰CoA的可能去路,饱和脂肪酸的-氧化作用,1.概念,：,脂肪酸在一系列酶的作用下，,羧基端,的-C原子发生氧化，继而与,-C,原子间发生断裂，,每次生成一个乙酰CoA,和,较原来少二个碳单位的,脂肪酸，这个不断重复进行的脂肪酸氧化过程称为脂肪酸的-氧化作用。,试验证据,1904年F.Knoop根据,用苯环标记脂肪酸饲喂狗的实验结果，推导出了-氧化学说。,-CH,2,-(CH,2,),2n+1,-COOH,-CH,2,-(CH,2,),2n,-COOH,-COOH,（苯甲酸）,-CH,2,COOH,（苯乙酸）,奇数碳原子：,偶数碳原子：,-氧化的反应历程（12C以上的）,脂肪酸的活化,2Pi,RCH,2,C,H,2,C,H,2,COOH,CoA-SH+ATP,AMP+PPi,脂酰CoA合成酶,RCH,2,C,H,2,C,H,2,COSCoA,（,脂酰CoA,）,2.-氧化的部位及脂肪酸的转运,对于动物来说，,-,氧化在,线粒体基质,中进行，而脂肪酸存在于胞液中，长链脂肪酸不能穿过线粒体内膜，第一步活化在胞液中，后面的步骤则发生在线粒体中，所以涉及特殊的转运机制来帮助跨膜。,脂酰肉毒碱,肉毒碱,脂酰CoA,CoA,脂酰肉毒碱,载 体,肉毒碱,线粒体内膜外侧,线粒体内膜内侧,CoA,脂酰CoA,-氧化,肉毒碱脂酰基转移酶,肉毒碱脂酰基转移酶,线粒体基质,线粒体外膜,肉毒碱穿梭系统,3.-氧化的反应历程,a、脱氢,c、再脱氢,R-CH=CH-C-SCoA,R-CH,2,-,CH,2,C-SCoA,OH O,R-CH-CH,2,CSCoA,O O,R-C-CH,2,CSCoA,O,R-,C,ScoA,O,CH,3,CSCoA,|,+,|,d、硫解,|,|,b、水化,硫解,=,RCH,2,C,-,C,H,2,COSCoA,O,CoASH,酮脂酰硫解酶,O,=,RCH,2,-,C,SCoA+,C,H,3,-CSCoA,O,=,（少2个C的脂酰CoA）,脱氢,水化,脱氢,NAD,+,NADH+H,+,L-羟脂酰CoA脱氢酶,RCH,2,C,-,C,H,2,COSCoA,O,=,（-酮脂酰CoA）,FAD,FADH,2,脂酰CoA脱氢酶,-,RCH,2,C,=,C,HCOSCoA,H,-,H,（,2,反式烯脂酰CoA）,RCH,2,C,H,2,C,H,2,COSCoA,（脂酰CoA）,-,烯脂酰CoA水化酶,RCH,2,CH,-,C,H,2,COSCoA,OH,（L-羟脂酰CoA）,H,2,O,3.-氧化的反应历程,RCH,2,CH,2,COOH,R,C,H,2,C,H,2,COSCoA,（脂酰CoA）,-,R,C,=,C,HCOSCoA,H,-,H,（,2,反式烯脂酰CoA）,-,R,CH-,C,H,2,COSCoA,OH,（L-羟脂酰CoA）,R,C-,C,H,2,COSCoA,O,=,（-酮脂酰CoA）,R-,C,SCoA+,C,H,3,-CSCoA,O,=,O,=,继续,-,氧化,（脱氢）,（水化）,(脱氢),（硫解）,（活化）,以,16C,的软脂酸为例，经过,7,次循环，产生,7,个,NADH,，,7,个,FADH,2,，,8,分子乙酰,CoA,。,NADH,和,FADH,2,进入呼吸链,1NADH 2.5ATP,1FADH,2,1.5ATP,4.能 量 计 算,以,16C,的软脂酸为例,8,乙酰,CoA,彻底氧化,TCA 10ATP 108=80ATP,7FADH,2,1.57=10.5ATP,7NADH+H,+,2.57=17.5ATP,108ATP,第一步消耗了2个高能磷酸键，所以应为108-2=,106,个高能磷酸键。,当软脂酸氧化时，自由能变化为,-9790,千焦，,ATP,水解生 成,ADP+Pi,时，自由能变化为,-30.54,千焦。,30.54106,9790,100%33%,所以软脂酸在,-,氧化时,约有,33%,的能量转换成磷酸键能,在一些植物组织内，脂肪酸,-,氧化不仅在线粒体内进行，还可以在乙醛酸体和过氧化物酶体中进行。但种子萌发时，脂肪 乙酰,CoA,乙醛酸循环 糖，如油料种子萌发时，,-,氧化完全在乙醛酸体内进行的，不需转运。,5.乙 醛 酸 循 环,-,-,-,C=O,COO,-,CH,2,COO,-,乙酰CoA,柠檬酸合酶,CoA,CH,2,COO,-,HO-C-COO,-,COO,-,CH,2,-,-,-,-,异柠檬酸裂解酶,CH,2,COO,-,HC-COO,-,COO,-,HO-C-H,-,-,-,-,CH,2,COO,-,CH,2,COO,-,-,-,-,CHO,COO,-,-,NAD,+,苹果酸脱氢酶,NADH+H,+,HO-C-H,COO,-,H-CH,COO,-,-,-,-,CoA,苹果酸合酶,乙酰CoA,线粒体,TCA,草酰乙酸,细胞质,草酰乙酸,逆EMP,糖,柠檬酸,草酰乙酸,苹果酸,琥珀酸,异柠檬酸,乙醛酸,6.乙 醛 酸 循 环 的 生 物 学 意 义,乙醛酸循环是乙酰CoA代谢的另一个循环途径，可看成TCA循环的一条支路，其产物琥珀酸可进入TCA循环回补四碳化合物的不足，使TCA循环正常进行。,乙醛酸循环在植物种子中有特别重要的意义。它使萌发的种子将脂肪酸转化为糖（,苹果酸进入细胞质可进行再氧化 草酰乙酸 糖异生 糖）。,对于一些细菌及低等植物，乙醛酸循环使得它们能仅以乙酸为能源和碳源而生长。,7.乙 酰 CoA 的 可 能 去 路,TCA CO,2,+H,2,O+能量,乙醛酸循环 糖异生 糖,脂肪酸、固醇等合成的原料,在动物肝、肾、脑中有可能产生,乙酰乙酸,、,-羟丁酸,和,丙酮,（酮体）,。,1.概 念,脂肪酸在一些酶的催化下，其,-C,原子发生氧化，结果生成一分子,CO,2,和较原来少一个碳原子的脂肪酸，这种氧化作用称为,-,氧化。,RCH,2,CH,2,C,OOH RCH,2,COOH+,C,O,2,（二）饱和脂肪酸的-氧化作用,-,氧化对于降解支链脂肪酸、奇数脂肪酸或过长链脂肪酸（,C,22,、,C,24,以上）有重要作用。,RCH,2,CH,2,COOH,H,2,O,2,（-氢过氧脂肪酸）,-,RCH,2,-CH-,C,OOH,OOH,RCH,2,-C-,H,O,=,C,O,2,+OH,-,RCH,2,COOH,脂肪过氧化物酶,NAD,+,NADH+H,+,醛脱氢酶,（少一个C的脂肪醛）,（少一个C的脂肪酸）,-,氧化对于降解支链脂肪酸、奇数脂肪酸或过分长链脂肪酸有重要作用。,RCHCOOH,OH,（,-羟基脂肪酸）,2.反 应 历 程,RCH,2,C,OOH,O,2,，NADPH+H,+,单加氧酶,Fe,2+,，抗坏血酸,R-CH-COOH,OH,-,（L-羟脂肪酸）,NAD,+,NADH+H,+,脱氢酶,R-C-COOH,O,=,（-酮脂酸）,ATP，NAD,+,，抗坏血酸,脱羧酶,RCOOH+,C,O,2,（少一个C原子）,1.概 念,脂肪酸在酶催化下，其,碳（末端甲基,C,）,原子发生氧化，先生成,-,羟脂酸，继而氧化成,-,二羧酸的反应过程，称为,-,氧化。,饱和脂肪酸的-氧化作用,2.反 应 历 程（12C以下的）,C,H,3,(CH,2,),n,COOH,NADPH+H,+,NADP,+,混合功能氧化酶,HO,C,H,2,(CH,2,),n,COOH,NAD(P),+,NAD(P)H+H,+,醇酸脱氢酶,OH,C,H,2,(CH,2,),n,COOH,NAD(P),+,NAD(P)H+H,+,醛酸脱氢酶,HOO,C,(CH,2,),n,COOH,NADPH+H,+,NADP,+,混合功能氧化酶,从脂肪酸两端进行-氧化（海洋中浮游细菌降解海面浮油）,O,2,+,吉林石化爆炸,（四）不饱和脂肪酸的氧化分解,1.单不饱和脂肪酸的氧化,（单个双键，油酸）,3,-顺-十二烯脂酰CoA,H,CH,2,(CH,2,),7,C=CCH,2,(CH,2,),6,C-SCoA,-,H,O,油酰CoA(18:1,9,),-,=,3次-氧化,3CH,3,-CSCoA,O,=,3 2 1,-,O,CH,3,(CH,2,),7,C=CCH,2,C-SCoA,H,H,-,3,顺-,2,反烯脂酰CoA 异构酶（-氧化中无）,=,-,O,CH,3,(CH,2,),7,CH,2,C=C-C-SCoA,H,H,-,=,3 2 1,2,-反-十二烯脂酰CoA,烯脂酰CoA 水化酶,O,CH,3,(CH,2,),7,CH,2,C-CH,2,-C-SCoA,H,-,=,OH,-,5次-氧化,6CH,3,-C-SCoA,O,=,2.多不饱和脂肪酸的氧化,2个双键，亚油酸（18：2,9,12,）,四、脂肪酸氧化的调节,调节脂肪酸氧化的关键酶是肉毒碱脂酰转移酶，它受丙二酸单酰CoA的抑制。,五,、,酮体的代谢,酮体的生成,酮体的分解,脂肪酸-氧化产物乙酰CoA,在动物肌肉中进入三羧酸循环，在动物肝、肾的线粒体内乙酰CoA中可形成乙酰乙酸、-羟丁酸、丙酮,这三种物质统称为酮体。,酮体的生成,羟甲基戊二酸单酰CoA（HMGCoA）,脂肪酸,硫解酶,2CH,3,COSCoA,CH,3,COCH,2,COSCoA,乙酰乙酰CoA,HOOCCH,2,-C-CH,2,COSCoA,|,CH,3,OH,|,HMGCoA裂解酶,HMGCoA合成酶,CH,3,COSCoA,CoASH,-氧化,CH,3,COCH,2,COOH,CH,3,CHOHCH,2,COOH,NADH+H,+,CH,3,COCH,3,CoASH,在严重,饥饿,或,胰岛素水平过低,时,，草酰乙酸缺少，则,乙酰CoA水平升高丙酮中毒；酸中毒,NAD,+,CO,2,脱羧酶,乙酰乙酸,脱氢酶,-羟丁,酸,丙酮,酮体的分解,乙酰乙酰CoA,硫解酶,转移酶,琥珀酰CoA,CoASH,-氧化,乙酰乙酸,脱氢酶,NADH+H,+,NAD,+,乙酰CoA,2,-羟丁,酸,琥珀酸,一般情况：乙酰乙酸在肌肉线粒体中分解,TCA,第二节 脂肪的分解代谢,一、脂肪的水解,二、甘油的氧化分解与转化,三、脂肪酸的氧化分解,四、脂肪酸氧化的调节,五,、,酮体的代谢,小结,第三节 脂肪的生物合成,甘油的合成,脂肪酸的合成,三酰甘油的生物合成,脂肪酸合成的调节,一、甘油的生物合成,CH,2,OH,C=O,CH,2,O-P,-,-,3-磷酸甘油脱氢酶,NAD,+,NADH+H,+,CH,2,OH,HO-CH,CH,2,O-P,-,-,Pi,磷酸酶,CH,2,OH,HO-CH,CH,2,OH,-,-,H,2,O,(DHAP),二、脂肪酸的生物合成,饱和脂肪酸的从头合成,脂肪酸碳链的延长,不饱和脂肪酸的合成,脂肪酸合成是一个还原过程，合成从甲基端向羧基端进行。饱和脂肪酸的从头合成,在动物中,是在,细胞质内,进行的，在,植物叶细胞和种子细胞,中分别是在,叶绿体和前质体内,进行的。原料：,乙酰CoA,饱和脂肪酸的从头合成,1.乙酰CoA的来源及转运,来源,线粒体内的丙酮酸氧化脱羧,脂肪酸的-氧化,氨基酸的氧化,转运：植物体不存在转运,柠檬酸穿梭：,乙酰CoA从线粒体基质进入细胞质（动物）,柠檬酸,草酰乙酸,丙酮酸,H,2,O,ATP,CO,2,乙酰CoA,丙酮酸羧化酶,丙酮酸脱氢酶系,CO,2,线粒体内膜,线粒体基质,胞液,三羧酸载体,柠檬酸,草酰乙酸,乙酰CoA,ATP,C,o,ASH,ADP+Pi,柠檬酸裂解酶,苹果酸,丙酮酸,NADH,NAD,+,NADP,+,NADPH,CO,2,苹果酸脱氢酶,苹果酸酶,2.丙二酸单酰CoA的形成,一,分子软脂酸合成时，,8,个,2C,单位中，,1,个为乙酰,CoA,，,其它,7,个为丙二酸单酰,CoA,参与合成,。,CH,3,-CSCoA+H,C,O,3,-,+H,+,+ATP,=,O,HOO,C,-CH,2,-CSCoA,O,=,+ADP+Pi,乙酰CoA羧化酶,在原核生物中由,生物素羧化酶,羧基转移酶,生物素羧基载体蛋白(BCCP),乙酰CoA羧化酶（别构酶）,动物及高等植物体内,乙酰CoA羧化酶,无活性单体,每个单体是一个具有前述三个功能结构域组成的蛋白,有活性丝状聚合体,作 用 机 制,ATP+HCO,3,-,+BCCP,生物素羧化酶,BCCP-CO,2,+ADP,BCCP-CO,2,+,CH,3,-CSCoA,=,O,羧基转移酶,丙二酸单酰CoA+BCCP,+HCO,3,-,生物素-酶,CO,2,-生物素-酶,3.脂肪酸合酶系统（FAS）,组成,(大肠杆菌）,脂酰基载体蛋白（,ACP,）,ACP-,脂酰基转移酶,丙二酸单酰,CoA,-ACP,转移酶,-,酮脂酰,-ACP,合酶,-,酮脂酰,-ACP,还原酶,-,羟脂酰,-ACP,脱水酶,烯脂酰,-ACP,还原酶,ACP,SH,脂酰基载体蛋白,(ACP)的,结构,辅基,：4-磷酸泛酰巯基乙胺,作用,：如同一长的“,转动臂,”，带动脂肪合成的中间产物逐步,转至,六个酶的,活性中心,并发生相应反应。,中央SH,外围SH,CoA分子中也有,4-磷酸泛酰巯基乙胺,A,HS,4-磷酸泛酰巯基乙胺,CH,2,-Ser-,ACP,HS,反 应 历 程,乙酰基转移反应,CH,3,-CSCoA,=,O,CoA-SH,ACP-SH,ACP脂酰基转移酶,CH,3,-CSACP,=,O,ACP-SH,合酶-SH,酮脂酰-ACP合酶,CH,3,-CS-合酶,=,O,丙二酸单酰基转移反应,HOOC-CH,2,-CSCoA,+ACP-SH,丙二酸单酰转移酶,HOOC-CH,2,-CSACP,O,=,HOOC-CH,2,-CS,O,=,+CoA-SH,(丙二酸单酰-ACP),(乙酰-ACP),缩合,CH,3,-CS-合酶+,=,O,HOO,C,-CH,2,-CSACP,O,=,-酮脂酰-ACP合酶,CH,3,-C-CH,2,-CSACP,O,=,O,=,+合酶-SH+,C,O,2,还原,CH,3,-,C,-,CH,2,-CSACP,O,=,O,=,+NADPH,+,+,H,+,-酮脂酰-ACP还原酶,CH,3,-,C,-,CH,2,-CSACP,O,-,OH,=,+NADP,+,(乙酰乙酰-ACP),(D-,-,羟丁酰-ACP),脱水,CH,3,-C,-,CH,2,-CSACP,O,-,OH,=,=,-,C,-,C,=,C,O,-,CH,3,-,H,H,SACP,-羟脂酰-ACP脱水酶,+H,2,O,（,2,反式丁烯酰-ACP,巴豆酰-ACP）,再还原,-,C,=,C,O,-,CH,3,H,H,SACP,C,-,=,-,3 2,+NADPH+H,+,-烯脂酰-ACP还原酶,CH,3,-CH,2,-,CH,2,-CSACP,O,=,+NADP,+,（丁酰-ACP）,丁酰,-ACP,与丙二酸单酰,-ACP,重复缩合、还原、脱水、再还原的过程，直至生成软脂酰,-ACP,。,缩合反应,CH,3,-CS-合酶+,=,O,HOO,C,-CH,2,-CSACP,O,=,-酮脂酰-ACP合酶,CH,3,-C-CH,2,-CSACP,O,=,O,=,+合酶-SH+,C,O,2,由于缩合反应中，,-酮脂酰-ACP合酶,是对链长有专一性的酶，仅对14C及以下脂酰-ACP有催化活性，故从头合成只能合成16C及16C以下饱和脂酰-ACP。,软脂酰-ACP,硫酯酶水解,ACP+软脂酸（棕榈酸）,软脂酸合成的反应流程,CH,3,C,O-,S,HOOC,C,H,2,CO-,S,CH,3,CHCH,2,CO-,S,SH,OH,SH,SH,CH,3,CH=CHCO-,S,SH,SH,SH,O,CH,3,C-,S,|,SH,NADP,+,NADPH,HSCoA,乙酰,SCoA,丙二酸单酰-SCoA,CoASH,NADP,+,NADPH,H,2,O,CO,2,软脂酸,H,2,O,进位,链的延伸,水解,O,CH,3,C-,S,|,SH,CH,3,COCH,2,CO-,S,SH,CH,3,CH,2,CH,2,CO-,S,SH,乙酰CoA-ACP转移酶,丙二酸单酰CoA-ACP转移酶,-酮脂酰-ACP,合酶,-酮脂酰-ACP,还原酶,-羟脂酰-ACP,脱水酶,烯脂酰-ACP,还原酶,总反应式,8CH,3,-CSCoA,=,O,+7ATP+14NADPH,+,+14H,+,+H,2,O,CH,3,(,CH,2,),14,COOH,+14NADP,+,+8CoASH+,7ADP,+7Pi,脂肪酸合成过程与糖代谢有密切联系,羧化反应中消耗的,ATP,可由,EMP,途径提供,反应中所需的,NADPH,+,+H,+,约有,60%,来自,PPP,途径，其余的可由,EMP,中生成的,NADH+H,+,间接转化提供,NADH+H,+,+草酰乙酸,苹果酸脱氢酶,苹果酸+NAD,+,苹果酸+NADP,+,苹果酸酶,丙酮酸+CO,2,+NADPH+H,+,总反应：,NADH+NADP,+,+草酰乙酸,丙酮酸+CO,2,+NADPH+NAD,+,（柠檬酸穿梭）,4.,饱和脂肪酸的从头合成与-氧化的比较（动物体内）,区别要点 从头合成,-氧化,细胞内进行部位,胞液,线粒 体,酰基载体,ACP-SH,CoA,-SH,二碳单位参与或断裂形式,丙二酸单酰,ACP,乙酰,CoA,-,羟脂酰基的立体异构,D-,构型,L-,构型,电子供体或受体,NADPH+H,+,FAD,NAD,+,对,HCO,3,-,和,柠檬酸的需求,需要,不需要,所需酶,7,种,4,种,能量需求或放出,消耗,7ATP,及,14NADPH+H,+,产生,106ATP,二、脂肪酸的生物合成,饱和脂肪酸的从头合成,脂肪酸碳链的延长,不饱和脂肪酸的合成,在,动物体内,，软脂酸作为合成,16C,以上更长碳链脂肪酸的前体，需活化成脂酰,CoA,。,软脂酸,+,CoASH+ATP,软脂酰,-,SCoA,+,AMP+PPi,可以在两个部位完成,线粒体内,基本为,-,氧化的逆转，,NADPH,为氢的供体，只是烯脂酰,CoA,还原酶代替了脂酰,CoA,脱氢酶。,RCO,SCoA+CH,3,CO,SCoA,RCH,2,CH,2,CO,SCoA,脂 肪 酸 碳 链 的 延 长,在,内质网膜,上的延长,硬脂酸（,18,：,0,）主要在内质网上合成,NADPH+H,+,为氢的供体，丙二酸单酰CoA为碳的供体，CoA代替ACP为脂酰基载体，从羧基末端延长，中间过程与脂肪合成酶体系相似。,在,植物体内，脂肪酸的延长系统有两个,：,一个存在于叶绿体或前质体中，将软脂酰,-ACP,延长两个碳原子形成硬脂酰,-ACP,反应过程与从头合成反应过程相同。,另一个延长系统存在于内质网膜上，将,18C,的硬脂酸延长为更长链脂肪酸。,不饱和脂肪酸的合成,1.单烯不饱和脂肪酸的合成,2.多烯不饱和脂肪酸的合成,1.单烯不饱和脂肪酸的合成,单烯不饱和脂肪酸大多为顺式的，双键大多在,(C,9,-C,10,),之间,需氧途径,(,真核生物中,),动物体内（内质网上）,NADPH+H,+,NADP,+,FAD,FADH,2,Cytb5还原酶,2Fe,2+,2Fe,3+,Cytb5,2Fe,3+,2Fe,2+,去饱和酶,不饱和脂酰CoA,饱和脂酰CoA,2H,+,+O,2,2H,2,O,植物体中,NADPH,2e,-,黄素蛋白,2e,-,铁硫蛋白,酶-O,2,酶,2H,2,O,不饱和脂酰ACP,饱和脂酰ACP,2e,-,O,2,+2H+,厌氧途径,(,厌氧微生物中,),2.多烯不饱和脂肪酸的合成,由单烯脂肪酸（,9,）,去饱和产生的,C,16:0,去饱和,-2H,9,-,C,16:1,软脂酸,棕榈油酸,+C,2,延长,11,-,C,18:1,顺-十八碳烯-11-酸,+C,2,延长,C,18:0,硬脂酸,-2H,去饱和,9,-,C,18:1,油酸,+C,2,延长,11,-,C,20:1,+C,2,延长,13,-,C,22:1,去饱和,-2H,6,9,-,C,18:2,+C,2,延长,8,11,-,C,20:2,-2H,5,8,11,-,C,20:3,二十碳三烯-5,8,11-酸,+C,2,延长,15,-,C,24:1,二十四碳烯-15-酸,神经酸,三、三 酰 甘 油 的 生 物 合 成,原料:3-p 甘油+脂酰-CoA,3-p 甘油的合成,CH,2,OH,C=O,CH,2,O-P,-,-,CH,2,OH,HO-CH,CH,2,O-P,-,-,CH,2,OH,C=O,-,-,3-磷酸甘油脱氢酶,NAD,+,NADH+H,+,CH,2,OH,HO-CH,CH,2,OH,-,-,ATP,ADP,甘油激酶,3-p 甘油,脂酰,-,CoA,的合成,RCH,2,CH,2,CH,2,COOH,脂酰-CoA合成酶,CoASH+ATP,AMP+PPi,RCH,2,CH,2,CH,2,COSCoA,三酰甘油的合成过程,磷脂酸的生成,CH,2,OH,HO-CH,CH,2,O-P,-,-,=,COA-SH,R,1,-CSCOA,O,磷酸甘油脂酰转移酶,CH,2,O-C-R,1,HO-CH,CH,2,O-P,-,-,O,=,CH,2,O-C-R,1,R,2,-C-OCH,CH,2,O-P,-,-,=,O,=,O,CH,2,O-C-R,1,R,2,-C-OCH,CH,2,O-P,-,-,R,2,-CSCOA,O,=,COA-SH,（溶血磷脂酸）,（磷脂酸）,二酰甘油的生成,-,磷脂酸,磷酸酯酶,Pi,H,2,O,CH,2,O-C-R,1,R,2,-C-O-CH,CH,2,OH,-,O,=,O,=,二酰甘油,三酰甘油的生成,二酰甘油,CoA-SH,R,3,-CSCoA,二酰甘油脂酰转移酶,=,O,CH,2,O-C-R,1,R,2,-C-O-CH,CH,2,O-C-R,3,-,O,=,O,=,O,=,-,三酰甘油,四、脂肪酸合成的调节,脂肪酸合成主要受乙酰CoA羧化酶的调节,乙酰,CoA,羧化酶的变构调节,乙酰,CoA,羧化酶的共价修饰调节,脂肪代谢和糖代谢的关系,延胡索酸,琥珀酸,苹果酸,草酰乙酸,3-磷酸甘油,三羧酸循环,乙醛酸循环,甘油,乙酰 CoA,三酰,甘油,脂肪酸,氧化,糖原（或淀粉）,1，6-二磷酸果糖,磷酸二羟丙酮,PEP,丙酮酸,合成,植物和微生物,第三节 脂肪的生物合成,甘油的合成,脂肪酸的合成,三酰甘油的生物合成,脂肪酸合成的调节,小结,第四节 类脂的代谢,甘油磷脂的降解与生物合成,糖脂的降解及生物合成,胆固醇的生物合成及转化,一、甘油磷脂的降解与生物合成,O,=,=,O,=,-,-,CH,2,O-C-R,1,R,2,-C-O-CH,CH,2,O-P-OCH,2,CH,2,N,+,(CH,3,),3,O,-,O,-,卵磷脂(磷脂酰胆碱),A,1,2-脂酰甘油磷酸胆碱+脂肪酸,甘油磷脂的降解,磷脂酶,A,1、,A,2、,C、D,C,二酰甘油+磷酸胆碱,蛇、微生物分泌的毒素、动物脑,D,磷脂酸+胆碱,高等植物中,磷酸脂酶+脂肪酶,最终降解,磷酸+甘油+脂肪酸+胆碱,A,2,1-脂酰甘油磷酸胆碱+脂肪酸,蛇、蝎、蜂毒和动物胰脏中,甘油磷脂的,生物合成,以磷脂酸作前体，需胞嘧啶核苷酸以,CDP,衍生物形式作为活化载体。,存在两条途径，以磷脂酰乙醇胺（脑磷脂,PE,）,为例说明,利用,CDP-,二酰甘油的途径,-,-,CH,2,O-C-R,1,R,2,-C-O-CH,CH,2,O-P-OH,O,=,O,=,O,OH,PPi,CTP,胞苷酰转移酶,CH,2,O-C-R,1,R,2,-C-O-CH,CH,2,O-P-O-P-O-CH,2,O,=,O,=,O,OH,-,=,=,-,-,-,=,O,OH,-,O,胞嘧啶,OH,OH,CDP-二酰甘油,CH,2,O-C-R,1,R,2,-C-O-CH,CH,2,O-P-O-,CH,2,-C-COOH,O,=,O,=,O,OH,Ser,CMP,磷脂酰丝氨酸脱羧酶,-,-,=,-,NH,2,-,-,H,PS,CO,2,CH,2,OCR,1,R,2,COCH,CH,2,O-P-O-,CH,2,CH,2,NH,2,O,=,O,=,O,OH,-,-,-,=,PE,利用,CDP-,乙醇胺的途径,OH,OH,CH,2,O-P-O-P-O-CH,2,CH,2,NH,2,OH,CH,2,O-C-R,1,R,2,-C-O-CH,CH,2,OH,O,=,O,=,-,-,二酰甘油,磷脂酸,H,2,O,Pi,磷酸酶,HOCH,2,CH,2,NH,2,ATP,ADP,HO-P-O-CH,2,CH,2,NH,2,=,O,-,OH,乙醇胺,磷酸乙醇胺,CTP,PPi,胞嘧啶,-,=,O,=,O,-,OH,O,CDP-乙醇胺,CMP,磷脂酰乙醇胺,PE,卵磷脂,(PC),可由脑磷脂的氨基甲基化后转化而来,脑磷脂+3S-腺苷-甲硫氨酸,3S-腺苷-同型半胱氨酸,卵磷脂(PC),上述两种途径中，除哺乳动物中的磷脂酰丝氨酸、脑磷脂、卵磷脂可由两种途径合成外，其它均为利用,CDP-,二酰甘油途径合成。,二、糖脂的降解与生物合成,糖脂的降解,糖脂,脂酶和糖苷酶,脂肪酸+单糖及衍生物+甘油+鞘氨醇等,糖脂的生物合成,脑苷脂的生物合成,途径,1,：,鞘氨醇,+,脂酰,CoA,神经酰胺,神经酰胺,+UDP-,半乳糖 半乳糖脑苷脂,途径,2,：,鞘氨醇,+UDP-,半乳糖 鞘氨醇半乳糖苷,鞘氨醇半乳糖苷,+,脂酰,CoA,半乳糖脑苷脂,甘油糖脂的生物合成,磷脂酸 二脂酰甘油,二脂酰甘油,+UDP-,半乳糖 单半乳糖二酰甘油脂（,MGDG,）,MGDG+UDP-,半乳糖 双半乳糖二酰甘油脂（,DGDG,）,三、胆固醇的生物合成及其转化,胆固醇的生物合成,原料：乙酰,CoA,，,分四步,步骤,二羟甲基戊酸的（,MVA,）,的生成,异戊烯醇焦磷酸酯（,IPP,）,的生成,鲨烯的生成,胆固醇的生成,胆固醇的转化,转化为胆酸及其衍生物,转化为类固醇激素,转化为,V,D,第八章 脂质代谢,生物体内的脂类,脂肪的分解代谢,脂肪的生物合成,其它脂质的代谢,