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1、第五章第五章 脂类代谢脂类代谢Lipid Metabolism本章主要内容本章主要内容l脂类概述脂类概述l脂类的消化吸收脂类的消化吸收l甘油三酯代谢甘油三酯代谢l磷脂的代谢磷脂的代谢l胆固醇代谢胆固醇代谢l血浆脂蛋白代谢血浆脂蛋白代谢脂肪和类脂总称为脂类脂肪和类脂总称为脂类(lipid脂肪脂肪(fat)：三脂酰甘油三脂酰甘油(triacylglycerols,TAG)也称为也称为甘油三酯甘油三酯(triglyceride,TG)类脂类脂(lipoid)：胆固醇胆固醇(cholesterol,CHOL)胆固醇酯胆固醇酯(cholesterol ester,CE)磷脂磷脂(phospholipid

2、,PL)糖脂糖脂(glycolipid)分类分类定义定义脂脂 类类 概概 述述分类分类含量含量分布分布生理功能生理功能 甘油三酯甘油三酯 95脂肪组织、脂肪组织、血浆血浆1.储脂供能储脂供能2.提供必需脂酸提供必需脂酸3.促脂溶性维生素吸收促脂溶性维生素吸收4.热垫作用热垫作用5.保护垫作用保护垫作用6.构成血浆脂蛋白构成血浆脂蛋白糖酯、糖酯、胆胆固醇及其固醇及其酯、磷脂酯、磷脂5生物膜、生物膜、神经、神经、血浆血浆1.维持生物膜的结构和功能维持生物膜的结构和功能2.胆固醇可转变成类固醇激胆固醇可转变成类固醇激 素、素、维生素、胆汁酸等维生素、胆汁酸等3.构成血浆脂蛋白构成血浆脂蛋白脂类的分类

3、、含量、分布及生理功能脂类的分类、含量、分布及生理功能 甘油三酯甘油三酯 甘油磷脂甘油磷脂(phosphoglycerides)胆固醇酯胆固醇酯 FA胆固醇胆固醇 脂类物质的基本构成脂类物质的基本构成FAFAFA 甘油甘油 FAFAPiX 甘油甘油 X=胆碱、水、乙胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、甘醇胺、丝氨酸、甘油、油、肌醇、磷脂肌醇、磷脂酰甘油等酰甘油等 构成脂类的脂肪酸（脂酸）构成脂类的脂肪酸（脂酸）简称脂酸简称脂酸,包括饱和脂酸包括饱和脂酸(saturated fatty acid)和不饱和脂酸和不饱和脂酸(unsaturated fatty acid)。脂肪酸饱和脂肪酸软脂酸（16C）硬脂

4、酸（18C）油酸（18:1）亚油酸（18:2）亚麻酸（18:3）花生四烯酸（20:4）不饱和脂肪酸必需脂肪酸非必需脂肪酸游离脂肪酸（脂酸）的来源游离脂肪酸（脂酸）的来源自身合成自身合成 以脂肪形式储存，需要时从脂肪动员产生，以脂肪形式储存，需要时从脂肪动员产生，多为多为饱和脂酸饱和脂酸和和单不饱和脂酸单不饱和脂酸。食物供给食物供给 包括各种脂酸，其中一些包括各种脂酸，其中一些不饱和脂不饱和脂 酸酸，动物不能自身合成，需从植物中摄取。动物不能自身合成，需从植物中摄取。*必需脂酸（必需脂酸（essential fatty acid,EFA）亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等多不

5、饱和等多不饱和脂酸是人体不可缺乏的营养素，不能自身合成，脂酸是人体不可缺乏的营养素，不能自身合成，需从植物油摄取，故称需从植物油摄取，故称必需脂酸必需脂酸。第一节第一节不饱和脂酸的分类及命名不饱和脂酸的分类及命名Classification and Naming of Unsaturated Fatty Acids1.1 脂酸的命名脂酸的命名 脂酸系统命名遵循有机酸命名的原则，将包脂酸系统命名遵循有机酸命名的原则，将包括羧基碳原子在内的最长直链碳链作为主链，依括羧基碳原子在内的最长直链碳链作为主链，依其碳原子数称为其碳原子数称为某烷酸某烷酸，并从羧基碳原子开始编，并从羧基碳原子开始编号；若碳链

6、中含有双键，从羧基端编号，称为号；若碳链中含有双键，从羧基端编号，称为某某碳烯酸碳烯酸，并将双键位置写在其前面。，并将双键位置写在其前面。l 编码体系编码体系 从脂酸的羧基碳起计算碳原子的顺序从脂酸的羧基碳起计算碳原子的顺序l 或或n编码体系编码体系 从脂酸的甲基碳起计算其碳原子顺序从脂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酸的碳原子数即碳链长度和双标示脂酸的碳原子数即碳链长度和双键的位置。键的位置。不饱和脂酸的命名不饱和脂酸的命名 油酸油酸含含18个碳原子，在第个碳原子，在第9-10位间有一个双位间有一个双键，被称为键，被称为9-十八碳单烯酸十八碳单烯酸，写成，写成18:1

7、(9)或或18:19。例如：例如：哺乳动物不饱和脂酸按哺乳动物不饱和脂酸按（或（或n）编码体系分类）编码体系分类族族母体脂酸母体脂酸-7（n-7）软油酸（软油酸（16：1，-7）-9（n-9）油酸（油酸（18：1，-9）-6（n-6）亚油酸（亚油酸（18：2，-6，9）-3（n-3）-亚麻酸（亚麻酸（18：3，-3，6，9）人体内的不饱和脂肪酸按人体内的不饱和脂肪酸按体系可分为四族，各族的体系可分为四族，各族的名称根据各族母体脂肪酸从甲基碳原子数起的第一个双键位名称根据各族母体脂肪酸从甲基碳原子数起的第一个双键位置数命名。置数命名。1.2 脂酸的分类脂酸的分类l 脂酸根据其碳链长度分为短链、中

8、链和长链脂酸脂酸根据其碳链长度分为短链、中链和长链脂酸短链脂酸：短链脂酸：碳链长度小于或等于碳链长度小于或等于10的脂酸的脂酸如：癸酸如：癸酸(碳链长度为碳链长度为10)中链脂酸：中链脂酸：碳链长度介于碳链长度介于10和和20之间的脂酸之间的脂酸如：油酸如：油酸(碳链长度为碳链长度为18)长链脂酸：长链脂酸：碳链长度大于或等于碳链长度大于或等于20的脂酸的脂酸如：如：DHA(碳链长度为碳链长度为22)l脂酸根据其碳链是否存在双键分为饱和脂酸脂酸根据其碳链是否存在双键分为饱和脂酸和不饱和脂酸和不饱和脂酸 饱和脂酸的碳链不含双键饱和脂酸的碳链不含双键饱和脂酸饱和脂酸(saturated fatty

9、 acid)以以乙酸乙酸(CH3-COOH)为基本结构，不同的饱和脂酸为基本结构，不同的饱和脂酸的差别在于这两基团间的差别在于这两基团间亚甲基亚甲基(-CH2-)的数目的数目不同不同。习惯名习惯名系统名系统名碳原子数和碳原子数和双键数双键数簇簇分子式分子式饱和脂酸饱和脂酸 月桂酸月桂酸(lauric acid)n-十二烷酸十二烷酸12:0CH3(CH2)10COOH豆寇酸豆寇酸(myristic acid)n-十四烷酸十四烷酸14:0CH3(CH2)12COOH软脂酸软脂酸(palmitic acid)n-十六烷酸十六烷酸16:0CH3(CH2)14COOH硬脂酸硬脂酸(stearic aci

10、d)n-十八烷酸十八烷酸18:0CH3(CH2)16COOH花生酸花生酸(arachidic acid)n-二十烷酸二十烷酸20:0CH3(CH2)18COOH山箭酸山箭酸(behenic acid)n-二十二烷酸二十二烷酸22:0CH3(CH2)20COOH掬焦油酸掬焦油酸(lignoceric acid)n-二十四烷酸二十四烷酸24:0CH3(CH2)22COOH常见的饱和脂酸常见的饱和脂酸不饱和脂酸的碳链含有一个或一个以上双键不饱和脂酸的碳链含有一个或一个以上双键单不饱和脂酸（单不饱和脂酸（monounsaturated fatty acid）含一个双键的脂酸，如油酸含一个双键的脂酸，如

11、油酸 多不饱和脂酸（多不饱和脂酸（polyunsaturated fatty acid）含二个或二个以上双键的脂酸，如含二个或二个以上双键的脂酸，如DHA习惯名系统名碳原子数和双键数簇分子式单不饱和脂酸棕榈(软)油酸(palmitoleic acid)9-十六碳一烯酸16:1-7CH3(CH2)5CHCH(CH2)7COOH油酸(oleic acid)9-十八碳一烯酸18:1-9CH3(CH2)7CHCH(CH2)7COOH异油酸(Vaccenic acid)反式11-十八碳一烯酸18:1-7CH3(CH2)5CHCH(CH2)9COOH神经酸(nervonic acid)15-二十四碳单烯酸

12、24:1-9CH3(CH2)7CHCH(CH2)13COOH常见的不饱和脂酸常见的不饱和脂酸习惯名系统名碳原子数和双键数簇分子式多不饱和脂酸亚油酸(linoleic acid)9,12-十八碳二烯酸18:2-6CH3(CH2)4(CHCHCH2)2(CH2)6COOH-亚麻酸(-linolenic acid)9,12,15-十八碳三烯酸18:3-3CH3CH2(CHCHCH2)3(CH2)6COOH-亚麻酸(-linolenic acid)6,9,12-十八碳三烯酸18:3-6CH3(CH2)4(CHCHCH2)3(CH2)3COOH花生四烯酸(arachidonic acid)5,8,11,

13、14-二十碳四烯酸20:4-6CH3(CH2)4(CHCHCH2)4(CH2)2COOHtimnodonic acid(EPA)5,8,11,14,17-二十碳五烯酸20:5-3CH3CH2(CHCHCH2)5(CH2)2COOHclupanodonic acid(DPA)7,10,13,16,19-二十二碳五烯酸22:5-3CH3CH2(CHCHCH2)5(CH2)4COOHcervonic acid(DHA)4,7,10,13,16,19-二十二碳六烯酸22:6-3CH3CH2(CHCHCH2)6CH2COOH哺乳动物体内的多不饱和脂酸均由相应哺乳动物体内的多不饱和脂酸均由相应的母体脂酸衍

14、生而来。的母体脂酸衍生而来。3、6及及9三族多三族多不饱和脂酸在体内彼此不能互相转化。不饱和脂酸在体内彼此不能互相转化。动物只能合成动物只能合成9及及7系的多不饱和脂酸，系的多不饱和脂酸，不能合成不能合成6及及3系多不饱和脂酸。系多不饱和脂酸。常常 见见 的的 不不 饱饱 和和 脂脂 酸酸习惯名习惯名系统名系统名碳原子及碳原子及双键数双键数双键位置双键位置族族分布分布系系n系系软油酸软油酸十六碳一烯酸十六碳一烯酸16：197-7广泛广泛油酸油酸十八碳一烯酸十八碳一烯酸18：199-9广泛广泛亚油酸亚油酸十八碳二烯酸十八碳二烯酸18：29,126,9-6植物油植物油-亚麻酸亚麻酸十八碳三烯酸十八

15、碳三烯酸18：39,12,153,6,9-3植物油植物油-亚麻酸亚麻酸十八碳三烯酸十八碳三烯酸18：36,9,126,9,12-6植物油植物油花生四烯酸花生四烯酸廿碳四烯酸廿碳四烯酸20：45,8,11,146,9,12,15-6植物油植物油timnodonic廿碳五烯酸廿碳五烯酸（EPA）20：55,8,11,14,173,6,9,12,15-3鱼油鱼油clupanodonic廿二碳五烯酸廿二碳五烯酸（DPA）22：57,10,13,16,193,6,9,12,15-3鱼油，鱼油，脑脑cervonic廿二碳六烯酸廿二碳六烯酸（DHA）22：64,7,10,13,16,193,6,9,12,1

16、5,18-3鱼油鱼油第二节第二节 脂类的消化和吸收脂类的消化和吸收Digestion and Absorption of Lipid条件条件 乳化剂（胆汁酸盐、甘油一酯、甘乳化剂（胆汁酸盐、甘油一酯、甘油二酯等）的乳化作用；油二酯等）的乳化作用；酶的催化作用酶的催化作用 部位部位主要在小肠上段主要在小肠上段2.1 脂类的消化脂类的消化胆盐在脂肪消化中的作用胆盐在脂肪消化中的作用乳化乳化 消化酶消化酶 甘油三酯甘油三酯食物中的脂类食物中的脂类2-甘油一酯甘油一酯+2 FFA磷脂磷脂溶血磷脂溶血磷脂+FFA磷脂酶磷脂酶A2 胆固醇酯胆固醇酯胆固醇酯酶胆固醇酯酶胆固醇胆固醇+FFA 胰脂酶胰脂酶 辅

17、脂酶辅脂酶 微团微团(micelles)消化脂类的酶消化脂类的酶脂肪与类脂的消化产物，包括甘油一酯、脂肪与类脂的消化产物，包括甘油一酯、脂酸、胆固醇及溶血磷脂等以及中链脂酸脂酸、胆固醇及溶血磷脂等以及中链脂酸(6C10C)及短链脂酸及短链脂酸(2C4C)构成的的甘构成的的甘油三酯与胆汁酸盐，形成油三酯与胆汁酸盐，形成混合微团混合微团(mixed micelles)，被肠粘膜细胞吸收。，被肠粘膜细胞吸收。消化的产物消化的产物十二指肠下段及空肠上段。十二指肠下段及空肠上段。中链及短链脂酸构成的中链及短链脂酸构成的TG 乳化乳化 吸收吸收 脂肪酶脂肪酶 甘油甘油+FFA 门静脉门静脉 血循环血循环肠

18、粘膜肠粘膜 细胞细胞 2.2 脂肪的吸收脂肪的吸收吸收部位吸收部位吸收方式吸收方式长链脂酸及长链脂酸及2-甘油一酯甘油一酯 肠粘膜细胞肠粘膜细胞（酯化成（酯化成TG）胆固醇及游离脂酸胆固醇及游离脂酸 肠粘膜细胞肠粘膜细胞（酯化成（酯化成CE）淋巴管淋巴管 血循环血循环乳糜微粒乳糜微粒(chylomicron,CM)TG、CE、PL 载脂蛋白载脂蛋白(apo)B48、C、A、A 溶血磷脂及游离脂酸溶血磷脂及游离脂酸 肠粘膜细胞肠粘膜细胞（酯化成（酯化成PL）第三节第三节 甘油三酯代谢甘油三酯代谢Metabolism of Triglyceride3.1 甘油三酯概述甘油三酯概述 甘油三酯甘油三酯

19、(triacylglycerol)是非极性、不溶是非极性、不溶于水的甘油脂酸三酯，基本结构为甘油的三于水的甘油脂酸三酯，基本结构为甘油的三个羟基分别被相同或不同的脂酸酯化。个羟基分别被相同或不同的脂酸酯化。含有同一种脂酸的甘油三酯称为含有同一种脂酸的甘油三酯称为简单甘油三简单甘油三酯酯(simple triacylglycerol);含有两种或三含有两种或三种 脂 酸 的 甘 油 三 酯 称 为种 脂 酸 的 甘 油 三 酯 称 为 混 合 甘 油 三 酯混 合 甘 油 三 酯(mixed triacylglycerol)。甘油三脂甘油三脂CH2CHCH2OOOCO(CH2)m CH3CO(C

20、H2)kCH3CO(CH2)nCH3CH2CHCH2OHOHOH甘油甘油甘油三酯结构甘油三酯结构脂酸组成的脂酸组成的种类种类决定甘油三酯的决定甘油三酯的熔点熔点，随饱，随饱和脂酸的和脂酸的链长和数目链长和数目的增加而升高。的增加而升高。消化吸收和内源性合成的脂酸，以游离的形消化吸收和内源性合成的脂酸，以游离的形式存在较少，大多数以酯化的形式存在于甘油三式存在较少，大多数以酯化的形式存在于甘油三酯之中而存在于体内。酯之中而存在于体内。1.甘油三酯是脂酸的主要储存形式甘油三酯是脂酸的主要储存形式2.甘油三酯的主要作用是为机体提供能量甘油三酯的主要作用是为机体提供能量1.甘油三酯是机体重要的能量来源

21、甘油三酯是机体重要的能量来源2.甘油三酯是机体的主要能量储存形式甘油三酯是机体的主要能量储存形式男性：男性：21%，女性：，女性：26 物质物质1g产生的能量产生的能量TG38kJ蛋白质蛋白质17kJ碳水化合物碳水化合物17kJ甘油三酯代谢概况甘油三酯代谢概况甘油甘油三酯三酯脂肪动员脂肪动员FFA活化，活化，-氧化氧化乙酰乙酰CoA酮体酮体氧化氧化供能供能TAC氧化磷酸化氧化磷酸化甘油甘油3-磷酸磷酸甘油甘油甘油激酶甘油激酶磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮糖酵解糖酵解或糖异或糖异生途径生途径葡葡萄萄糖糖乙酰乙酰CoANADPHATPCO23-磷酸磷酸甘油甘油软脂酸软脂酸甘油二酯途径甘油二酯途径3.2

22、甘油三酯的分解代谢甘油三酯的分解代谢l（一）脂肪动员（一）脂肪动员l（二）甘油的代谢（二）甘油的代谢l（三三）脂肪酸的）脂肪酸的-氧化氧化l（四）（四）脂肪酸的脂肪酸的其他氧化方式其他氧化方式l（五）酮体的生成和利用（五）酮体的生成和利用（一）脂肪动员（一）脂肪动员l定义：定义：储存在脂肪细胞中的脂肪，被储存在脂肪细胞中的脂肪，被脂肪酶脂肪酶逐步水逐步水解为解为游离脂肪酸和甘油游离脂肪酸和甘油，并释放入，并释放入血血以供其它组以供其它组织细胞氧化利用，该过程称为织细胞氧化利用，该过程称为脂肪的动员脂肪的动员。l关键酶：关键酶：在脂肪动员中，脂肪细胞内的甘油三酯脂肪在脂肪动员中，脂肪细胞内的甘油

23、三酯脂肪酶是酶是限速酶限速酶，它受多种，它受多种激素的调控激素的调控，因此称为，因此称为激激素敏感性甘油三酯脂肪酶（素敏感性甘油三酯脂肪酶（HSL）。脂肪动员过程脂肪动员过程脂解激素脂解激素-受体受体G蛋白蛋白 AC ATPcAMP PKA+HSL(无活性无活性)HSL(有活性有活性)TG 甘油二酯甘油二酯 （DG）甘油一酯甘油一酯 甘甘 油油 FFA FFA FFA 甘油二酯脂肪酶甘油二酯脂肪酶 甘油一酯脂肪酶甘油一酯脂肪酶 u HSL-激素敏感性甘油三酯脂肪酶激素敏感性甘油三酯脂肪酶 l脂解激素：胰高血糖素、肾上腺素、去甲肾上脂解激素：胰高血糖素、肾上腺素、去甲肾上腺素、肾上腺皮质激素和甲

24、状腺素。腺素、肾上腺皮质激素和甲状腺素。l抗脂解激素：胰岛素、前列腺素抗脂解激素：胰岛素、前列腺素E2、烟酸等。、烟酸等。脂肪动员产物的去向脂肪动员产物的去向l甘油直接运至肝、肾、肠等组织。主要在肝、甘油直接运至肝、肾、肠等组织。主要在肝、肾进行肾进行糖异生糖异生。l脂肪酸在血中由脂肪酸在血中由清蛋白清蛋白运输。主要由心、肝、运输。主要由心、肝、骨骼肌等摄取利用。骨骼肌等摄取利用。（二）甘油的代谢（二）甘油的代谢l甘油直接运至肝、肾、肠等组织。主要在肝、甘油直接运至肝、肾、肠等组织。主要在肝、肾进行肾进行糖异生糖异生。l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，

25、活性很低，故不能很好利用甘油。故不能很好利用甘油。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CH2OHCHCH2HOOHCH2OHCHCH2HOOP（三）脂肪酸的（三）脂肪酸的-氧化氧化l部位：部位：l组组 织：肝及肌肉最活跃；织：肝及肌肉最活跃；l亚细胞：胞液、线粒体。亚细胞：胞液、线粒体。l步骤：步骤：脂酸的活化脂酸的活化脂酰脂酰CoA的生成的生成脂酰脂酰CoA进入线粒体进入线粒体脂酸的脂酸的-氧化氧化1.脂酸的活化脂酸的活化脂酰脂酰CoA的生成的生成l在在胞液胞液中进行中进行l反应反应不可逆不可逆l消耗消耗2个个P

26、l脂酰脂酰CoA合成酶合成酶(acyl-CoA synthetase)存在于存在于内质网及线粒体外膜上内质网及线粒体外膜上+HSCoA脂酰CoA合成酶Mg2+脂酰CoA脂肪酸ATPAMP+PPi2.脂酰脂酰CoA进入线粒体进入线粒体肉碱（肉碱（carnitine）l肉碱脂酰转移酶肉碱脂酰转移酶I是限速酶是限速酶，脂酰，脂酰CoA进入线进入线粒体是脂酸粒体是脂酸-氧化氧化的主要的主要限速步骤限速步骤。3.脂酸的脂酸的-氧化氧化l脂酸在线粒体内进行的氧化分解是从脂酰基羧脂酸在线粒体内进行的氧化分解是从脂酰基羧基端基端-碳原子开始的，故称为碳原子开始的，故称为-氧化氧化。脱氢脱氢 加水加水 再脱氢再

27、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CoA 脱氢酶脱氢酶反反2-烯酰烯酰CoAL(+)-羟脂酰羟脂酰CoA脱氢酶脱氢酶 NAD+NADH+H+2-烯脂酰烯脂酰CoA 水化酶水化酶H2O FADFADH2酮脂酰酮脂酰CoA 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=CH3(CH2)7CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2COS

28、CoACH3(CH2)7CH2CH2CH2CH2CH2COSCoACH3COSCoACH3(CH2)7CH2CH2CH2COCoACH3COSCoACH3(CH2)7CH2COSCoACH3COCoACH3COSCoA l脂酸脂酸-氧化的四步反应：氧化的四步反应：脱氢、加水、再脱氢、脱氢、加水、再脱氢、硫解硫解l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。l脂酸脂酸-氧化氧化产物：乙酰产物：乙酰CoA脂酰脂酰CoA脱氢酶脱氢酶L(+)-羟脂酰羟脂酰CoA脱氢酶脱氢酶 NAD+NADH+H+-烯酰烯酰CoA 水化酶水化酶2H2OFADFADH2 酮脂酰

29、酮脂酰CoA 硫解酶硫解酶CoA-SH脂酰脂酰CoA合成酶合成酶肉碱转运载体肉碱转运载体ATPCoASHAMP PPiH2O呼吸链呼吸链 1.5 ATP H2O 呼吸链呼吸链 2.5 ATP 线线粒粒体体膜膜TAC、酮体、酮体 脂脂 肪肪 酸酸RCHRCH2 2CHCH2 2C C-OH OH OO=OO=RCH=CHCSCoA O=RCH=CHCSCoA O=O=RCH2CH2CSCoA O=O=RCHOHCH2CSCoA O=O=RCOCH2CSCoA O=O=RCSCoA+CH3COSCoA O=O=RCH2CH2CSCoA O=O=4.脂肪酸脂肪酸-氧化氧化的能量生成的能量生成l以软脂

30、酸以软脂酸(16C)为例：为例：l71.5+72.5+810-2=106l1分子软脂酸氧化净生成分子软脂酸氧化净生成106分子分子ATP软脂酸软脂酰CoA-氧化7次8乙酰CoA+7FA +7NADH+DH2活化-2 2TAC琥珀酸氧化呼吸链NADH氧化呼吸链7H+脂肪酸脂肪酸-氧化本身并不生氧化本身并不生成能量。只能生成乙酰成能量。只能生成乙酰CoA和供氢体，它们必须和供氢体，它们必须分别进入三羧酸循环和氧分别进入三羧酸循环和氧化磷酸化才能生成化磷酸化才能生成ATP。脂肪酸脂肪酸-氧化的生理意义氧化的生理意义软脂酸与葡萄糖在体内氧化产生软脂酸与葡萄糖在体内氧化产生ATP的比较的比较软脂酸软脂酸

31、(1mol)葡萄糖葡萄糖(1mol)ATP数目数目(mol)106 32 能量利用效率能量利用效率33%33%（四）（四）脂肪酸的脂肪酸的其他氧化方式其他氧化方式1.不饱和脂酸的氧化不饱和脂酸的氧化l在线粒体中进行在线粒体中进行-氧化；氧化；l还需还需3-顺顺2-反烯脂酰反烯脂酰CoA异构酶和表构异构酶和表构酶。酶。1.不饱和脂酸的氧化不饱和脂酸的氧化 不饱和脂酸不饱和脂酸 氧化氧化 顺顺3-烯酰烯酰CoA顺顺2-烯酰烯酰CoA 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

32、 表构酶表构酶H2O 亚油酰亚油酰CoA（9顺，顺，12顺）顺）3次次氧化氧化 十二碳二烯脂酰十二碳二烯脂酰CoA（3顺，顺，6顺）顺）十二碳二烯脂酰十二碳二烯脂酰CoA（2反，反，6顺）顺）13456CH3cOSCoA27CH3cOSCoA12345673顺顺,2反反-烯脂酰烯脂酰 CoA异构酶异构酶CH3cOSCoA1812912次次氧化氧化 CH3cOSCoA123八碳烯脂酰八碳烯脂酰CoA（2顺）顺）D(-)-羟八碳脂酰羟八碳脂酰CoA L(+)-羟八碳脂酰羟八碳脂酰CoA 4 乙酰乙酰CoA 4次次氧化氧化 -羟脂酰羟脂酰CoA 表构酶表构酶烯脂酰烯脂酰CoA 水化酶水化酶12CH3

33、cOHOSCoA3CCH3 SCoAOHO123 长链脂酸长链脂酸(C20、C22)（过氧化酶体）（过氧化酶体）脂肪酸氧化酶脂肪酸氧化酶（FAD为辅酶）为辅酶）较短链较短链 脂酸脂酸（线粒体）（线粒体）氧化氧化 2.过氧化酶体脂酸氧化过氧化酶体脂酸氧化 3.奇数碳原子脂酸的氧化奇数碳原子脂酸的氧化Ile Met Thr Val 奇数碳脂酸奇数碳脂酸胆固醇侧链胆固醇侧链CH3CH2COCoA 羧化酶羧化酶（ATP、生物素）、生物素）CO2 D-甲基丙二酰甲基丙二酰CoA L-甲基丙二酰甲基丙二酰CoA 消旋酶消旋酶 变位酶变位酶 5-脱氧腺苷钴胺素脱氧腺苷钴胺素 琥珀酰琥珀酰CoA TAC （五

34、）酮体的生成和利用（五）酮体的生成和利用l定义：定义：酮体是脂酸在酮体是脂酸在肝肝分解氧化时特有的分解氧化时特有的中间代谢产中间代谢产物物。是。是乙酰乙酸、乙酰乙酸、-羟丁酸羟丁酸和和丙酮丙酮三者的统称。三者的统称。l酮体的生成酮体的生成部位：部位：肝线粒体肝线粒体原料：乙酰原料：乙酰CoA，主要来自，主要来自脂酸的脂酸的-氧化。氧化。关键酶：关键酶：HMG CoA合酶合酶CO2 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 3CSC

35、oA CSCoA=OO=OOCHCH3 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 2CCHCC

36、H2 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=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 3CC

37、HCCH3 3 丙丙酮酮丙丙酮酮=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=OO1.酮体的生成酮体的生成 肝线粒体含有各种合成酮体的酶类，尤其肝线粒体含有各种合成酮体的酶类，尤其是是HMGCoA合酶合酶，因此生成酮体是肝特有的功，因此生成酮体是肝特有的功能。能。但是，肝氧化

38、酮体的酶活性很低，因此肝但是，肝氧化酮体的酶活性很低，因此肝不能氧化酮体。肝产生的酮体，透过细胞膜进不能氧化酮体。肝产生的酮体，透过细胞膜进入血液运输到肝外组织进一步分解氧化。入血液运输到肝外组织进一步分解氧化。NAD+NADH+H+琥珀酰琥珀酰CoA 琥珀酸琥珀酸 CoASH+ATP PPi+AMP CoASH 2.酮体的利用酮体的利用 琥珀酰琥珀酰CoA转硫酶转硫酶（心、肾、脑及骨（心、肾、脑及骨骼肌的线粒体）骼肌的线粒体）乙酰乙酰乙酰乙酰CoA硫激酶硫激酶（肾、心和脑（肾、心和脑的线粒体）的线粒体）CHCH3 3CHCHCHCH2 2COOH COOH D(D(-)-羟羟丁丁酸酸羟羟丁丁

39、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 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=OOCHCH3 3CCHCCH2

40、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=OOCHCH3 3CSCoA CSCoA=OO2CHCH3 3CSCoA CSCoA=OOCHCH3 3CSCoA CSCoA=OO=OO2乙酰乙酰乙酰乙酰CoA硫解硫解酶酶（心、肾、脑及（心、肾、脑及骨骼肌线粒体）骨骼肌线粒体）2乙酰乙酰CoA 乙酰乙酰乙酰乙酰CoA 乙酰乙酰CoA 乙酰乙酸乙酰乙酸 HMGCoA D(-)-羟丁酸羟丁酸 丙酮丙酮 乙酰乙酰乙酰乙酰CoA 琥珀酰琥珀酰Co

41、A 琥珀酸琥珀酸 酮体的生成和利用的总示意图酮体的生成和利用的总示意图2乙酰乙酰CoA 3.酮体生成的生理意义酮体生成的生理意义l酮体是酮体是肝脏输出能源肝脏输出能源的一种形式。并且酮体的一种形式。并且酮体可通过血脑屏障，是可通过血脑屏障，是脑组织脑组织的重要能源。的重要能源。l酮体利用的增加可减少糖的利用，有利于酮体利用的增加可减少糖的利用，有利于维维持血糖水平恒定，节省蛋白质的消耗持血糖水平恒定，节省蛋白质的消耗。正常血酮体含量为正常血酮体含量为0.030.5mmol/L。在长期饥饿、糖尿病或供糖不足情况下，肝在长期饥饿、糖尿病或供糖不足情况下，肝内生成酮体超过肝外利用能力时，引起血中内生

42、成酮体超过肝外利用能力时，引起血中酮体升高，会导致酮症酸中毒，并随尿排出，酮体升高，会导致酮症酸中毒，并随尿排出，引起酮尿。引起酮尿。3.3 脂酸的合成代谢脂酸的合成代谢 l（一）软脂酸的合成（一）软脂酸的合成l（二）脂酸碳链的加长（二）脂酸碳链的加长l（三）不饱和脂酸的合成（三）不饱和脂酸的合成组组 织：织：肝肝（主要）（主要）、脂肪脂肪等组织等组织 亚细胞：亚细胞：胞液：胞液：主要合成主要合成16碳的软脂酸（棕榈酸）碳的软脂酸（棕榈酸）肝线粒体、内质网：肝线粒体、内质网：碳链延长碳链延长1.合成部位合成部位（一）软脂酸的合成（一）软脂酸的合成NADPH的来源的来源 磷酸戊糖途径（主要来源）

43、磷酸戊糖途径（主要来源）胞液中胞液中异柠檬酸脱氢酶异柠檬酸脱氢酶及及苹果酸酶苹果酸酶催化的反应催化的反应 乙酰乙酰CoA、ATP、HCO3、NADPH、Mn2+2.合成原料合成原料乙酰乙酰CoA的主要来源的主要来源乙酰乙酰CoA全部在线粒体内产生，通过全部在线粒体内产生，通过柠檬酸柠檬酸-丙酮酸循环丙酮酸循环(citrate pyruvate cycle)出线粒体。出线粒体。乙酰乙酰CoA 氨基酸氨基酸 Glc（主要）（主要）线线粒粒体体膜膜胞液胞液 线粒体基质线粒体基质 丙酮酸丙酮酸 丙酮酸丙酮酸 苹果酸苹果酸 草酰乙酸草酰乙酸 柠檬酸柠檬酸 柠檬酸柠檬酸 乙酰乙酰CoA NADPH+H+N

44、ADP+苹果酸酶苹果酸酶 CoA ATP AMP PPi ATP柠檬酸裂解酶柠檬酸裂解酶 CoA 草酰乙酸草酰乙酸 H2O 柠檬酸合酶柠檬酸合酶 苹果酸苹果酸 CO2CO23.合成过程合成过程l（1）丙二酰）丙二酰CoA的合成：的合成：l乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶是脂酸合成的是脂酸合成的限速酶限速酶。存在于。存在于胞液中，其辅基是胞液中，其辅基是生物素生物素，Mn2+是其激活剂。是其激活剂。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胰高血糖素胰岛素酶酶-生物素生物素-CO2 +乙酰乙酰CoA 酶酶-生物素生物素

45、+丙二酰丙二酰CoA 总反应式总反应式 丙二酰丙二酰CoA +ADP +Pi ATP+HCO3-+乙酰乙酰CoA 酶酶-生物素生物素 +HCO3 酶酶-生物素生物素-CO2 ADP+Pi ATP 生物素是乙酰生物素是乙酰CoA羧化酶的辅基，在羧化反羧化酶的辅基，在羧化反应中起了携带和转移羧基的作用。应中起了携带和转移羧基的作用。从乙酰从乙酰CoA及丙二酰及丙二酰CoA合成长链脂酸，合成长链脂酸，是一个重复加成过程，每次延长是一个重复加成过程，每次延长2个碳原子。个碳原子。各种生物合成脂酸的过程基本相似。各种生物合成脂酸的过程基本相似。（2）脂酸的合成）脂酸的合成*软脂酸合成酶系软脂酸合成酶系

46、大肠杆菌大肠杆菌有有7种酶蛋白种酶蛋白（脂肪酰基转移酶、丙（脂肪酰基转移酶、丙二酰二酰CoA酰基转移酶、酰基转移酶、酮脂肪酰合成酶、酮脂肪酰合成酶、酮脂肪酰还原酶、酮脂肪酰还原酶、羟脂酰基脱水酶、羟脂酰基脱水酶、脂烯酰还原酶和硫酯酶）脂烯酰还原酶和硫酯酶），聚合在一起构，聚合在一起构成成多酶体系多酶体系。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，由一个基因编码；有活性的酶为两个相同亚基首尾由一个基因编码；有活性的酶为两个相同亚基首尾相连组成的二聚体。每个亚基含有一个酰基载体蛋相连组成的二聚体。每个亚基含有一个酰基载体蛋白（白（ACP）的核心

47、和七种酶的活性部位。）的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脂酰基载体蛋白脂酰基载体蛋白Acyl carrier protein ACP乙酰乙酰CoA-ACP乙酰转移酶乙酰转移酶Acetyl-CoAACP transacetylaseAT丙二酰丙二酰CoA-ACP转移酶转移酶Malonyl-CoAACP transferaseMT-酮脂酰酮脂酰-ACP合酶合酶-KetoacylACP synthaseKS-酮脂酰酮脂酰-ACP还原酶还原酶-KetoacylACP reductaseKR-羟脂酰羟脂酰-ACP脱水酶脱水酶-HydroxyacylACP dehydrat

48、aseHD烯酰烯酰-ACP还原酶还原酶EnoylACP reductaseER硫酯酶硫酯酶ThioesteraseTESH HSACP-酮脂酰 合成酶(a)SHS(b)COCH3SHS(c)COCH3S(d)COCH3SCOCH2COO-SH(e)SCOCH2COCH3SH(f)SCOCH2CH2CH3S(g)HSCOCH2CH2CH3CH3CO-S-CoAHS-CoA乙酰转移酶CH2CO-S-CoAHS-CoA-OOC转酰基酶CO2-酮脂酰 合成酶-酮脂酰 还原酶等2NADPH+H+软脂酸H2O硫酯酶（cf七次重复后）三个结构域：三个结构域：底物进入缩合单位、还原单位、底物进入缩合单位、还原

49、单位、软脂酰释放单位软脂酰释放单位KSKS 其辅基是其辅基是4-磷酸泛酰氨磷酸泛酰氨基乙硫醇基乙硫醇是脂酰基载体是脂酰基载体脂酸合成的各步反应均在脂酸合成的各步反应均在ACP的辅基上进行的辅基上进行酰基载体蛋白酰基载体蛋白(ACP)*软脂酸的合成过程软脂酸的合成过程*底物进入底物进入 乙酰乙酰CoA KS-S-乙酰基乙酰基 (缩合酶酮酯酰合成酶缩合酶酮酯酰合成酶)丙二酰丙二酰CoA ACP-S-丙二酰基丙二酰基 软脂酸软脂酸合成酶合成酶 乙酰基乙酰基（第一个）（第一个）丙二酰基丙二酰基缩合缩合 CO2 还原还原 NADPH+H+NADP+脱水脱水 H2O 再还原再还原 NADPH+H+NADP

50、+*转转 位位 丁酰基由丁酰基由E2-泛泛-SH（ACP上上)转移至转移至 E1-半胱半胱-SH（KS上）上）ACPS C=O CH2 CH2 CH3 KS HS SO=C CH2 CH2 CH3 KSACPHS转转 位位 经过经过7轮循环反应，每次轮循环反应，每次加上一个丙二酰基，增加两个加上一个丙二酰基，增加两个碳原子，最终释出软酯酸。碳原子，最终释出软酯酸。KSSO=C CH3 ACPSC=O CH2COO-KSSO=C CH2 CH2 CH2 CH2 CH3 ACPSC=O CH2COO-KSSO=C CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3 ACPSC=O CH2COO