第九脂肪代謝

第九脂肪代謝第1頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月本章主要內(nèi)容了解脂類的酶促水解掌握脂肪的分解代謝（主要脂肪酸的β氧化）掌握脂肪的從頭合成第2頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月脂類脂質(zhì)是脂肪和類脂的總稱。脂肪又稱為儲存脂質(zhì)，是高等動植物儲存于組織細(xì)胞內(nèi)的重要能源；人體所需能量的40%左右來自F類脂是構(gòu)成機(jī)體組織的結(jié)構(gòu)成分。第3頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月氧化放能的比較1g脂肪38.9KJ1g糖17.15KJ1g蛋白質(zhì)23.43KJ第4頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)概述一、脂類水解動植物、微生物（主要是真菌）體內(nèi)都有不同種類的脂類水解酶（如動物小腸中來自胰腺的胰脂酶）。

脂類水解的主要酶類：——主要水解脂肪酸與一元醇構(gòu)成的酯。

脂肪酶磷脂酶酯酶

脂酶(esterase)(lipase)第5頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月各類脂酶的水解情況酯酶：主要水解脂肪酸與一元醇構(gòu)成的酯。R1COOR2+H2O——R1COOH+R2OH

脂肪酶（有兩類）α-脂酶：水解三酰甘油兩端的酯鍵，形成二酰甘油、β-單酰甘油；β-脂酶：水解β-單酰甘油的β-酯鍵形成脂酸和甘油。

βαα三酰甘油第6頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月β單酰甘油ααβ二酰甘油βαα三酰甘油α-脂酶α-脂酶β-脂酶第7頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月磷脂酶A1磷脂酶A2磷脂酶C磷脂酶D磷脂酶

第8頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月二、脂肪吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)

（人和動物在小腸粘膜細(xì)胞）脂肪吸收的三種形態(tài)：完全水解——甘油和脂肪酸不完全水解——單酰甘油、二酰甘油、甘油和脂肪酸完全不水解——經(jīng)膽汁乳化為脂肪微粒第9頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月脂肪酸甘油脂肪酸甘油甘油三脂重新合成磷脂、膽固醇載體蛋白乳糜微粒淋巴系統(tǒng)高密度脂蛋白(HDL)低密度脂蛋白(LDL)極低密度脂蛋白(VLDL)乳糜微粒(CM)組織和器官血液系統(tǒng)肝水解、氧化

儲存（肝脂）血長鏈脂酸的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)小腸粘膜細(xì)胞（膜外）（膜內(nèi)）②加工①③親水性第10頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月三、油脂中間代謝概況

由食物中消化吸收的脂類糖類氨基酸血脂分泌（腸道、皮膚）儲存脂（以中性脂肪為主）肝脂脫飽和、碳鏈加長或縮短組織脂（非肝組織主要為磷脂）磷脂氧化生能甲狀腺素性激素氧化生能第11頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)脂肪的代謝活化→脫氫→糖代謝徹底氧化

包括甘油和脂肪酸的代謝一、脂肪的分解代謝（先酶解為甘油和脂酸）1、甘油的分解甘油激酶糖代謝3-磷酸甘油--脫氫酶磷酸二羥丙酮第12頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月乙酰COA

2.脂肪酸分解（β氧化）為什么叫β氧化？氧化發(fā)生在

脂肪酸的β碳原子氧化—被氧化形成羰基，該處的共價(jià)鍵斷開，分解出一個(gè)乙酰CoA。部位——原核生物細(xì)胞質(zhì)、各種真核生物線粒體基質(zhì)內(nèi)αβATPH2O+2HSCoAAMP+PPiFADH2+NADH+H+

脂酰COA

第13頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月具體過程1.飽和脂肪酸活化水化脫氫硫酯解乙酰CoA脫氫線粒體膜轉(zhuǎn)運(yùn)細(xì)胞質(zhì)線粒體基質(zhì)產(chǎn)物A.活化++ATP脂酰合成酶Mg2+H2O脂酰-CoA

高能化合物AMP+PPi消耗2高能鍵β氧化第14頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月C4~C10脂肪酸直接穿越，線粒體內(nèi)活化>C12的脂肪酸在細(xì)胞質(zhì)中活化，轉(zhuǎn)運(yùn)入線粒體基質(zhì)中B.轉(zhuǎn)運(yùn)——進(jìn)入線粒體基質(zhì)中

為什么需要轉(zhuǎn)運(yùn)過程？脂酰-CoA不能自由通過線粒體膜。第15頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月脂酰CoA溶解差，難以逾越外膜水腔內(nèi)膜？性質(zhì)載體能完成由水腔進(jìn)入內(nèi)膜的轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)呢？兩性——肉毒堿非極性極性脂酰肉堿

肉毒堿轉(zhuǎn)?；涪窬€粒體內(nèi)膜第16頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月線粒體內(nèi)膜肉堿脂酰肉堿基質(zhì)腔肉毒堿轉(zhuǎn)?；涪裰oAHSCoA脂酰肉堿移位酶肉堿肉毒堿轉(zhuǎn)酰基酶Ⅱ脂酰CoAHSCoA

β氧化第17頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月C.β氧化a.脫氫FADFADH2脫氫酶b.水化（或水合）H—O—H

βα水化酶

β-羥脂酰CoAc.脫氫脫氫酶

β-酮脂酰CoA

NADH+NADH+H+β-烯脂酰CoA

βα

βα第18頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月

D.硫解HSCoA+乙酰CoA

少二碳原子的脂酰CoA

重復(fù)β氧化乙酰CoA？進(jìn)入三羧酸循環(huán)徹底氧化！

或進(jìn)入乙醛酸循環(huán)脂?；鶊F(tuán)CH3COCOOHNAD+NADH

+

H+CoASHCO2CH3CO~SCoAOCCOOHCH2COOHCH2COOHC(OH)COOHCH2COOHCH2COOHCHCOOHCH(OH)COOHNAD(P)NAD(P)H+HCH2COOHCHCOOHCOCOOHCH2COOHCH2COCOOHNADH+HNADNADH

+

H++CO~SCoACH2CH2COOHGDP+PiGTPCoASHH2

OCH2COOHCH2COOHFADH2FADCHCOOHCHCOOHHOCCOOHCH2COOHH+NAD+CO2++CoASHH2OCoASHCO2丙酮酸乙酰CoA(2)(1)(7)(8)(9)(10)(5)(6)(3)(4)草酰琥珀酸α-酮戊二酸琥珀酰CoA琥珀酸延胡索酸L-蘋果酸草酰乙酸HO2三羧酸循環(huán)乙醛酸循環(huán)異檸檬酸檸檬酸琥珀酸蘋果酸草酰乙酸三羧酸循環(huán)乙酰CoA乙醛酸乙酰CoACoASH①②第19頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月脂肪酸β-氧化要點(diǎn)（1）脂肪酸僅需一次活化，其代價(jià)是消耗一個(gè)ATP分子兩個(gè)高能鍵且活化場所在細(xì)胞質(zhì)中（2）除脂酰CoA合成酶，其余所有酶都屬于線粒體酶

(3)脂酰COA需要肉毒堿轉(zhuǎn)運(yùn)到線粒體中（4）β-氧化作用包括氧化（脫氫）、水化、再氧化（脫氫）、硫解重復(fù)步驟。第20頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月脂肪酸β-氧化作用第21頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月

D、產(chǎn)能效率以軟脂酸為例C16H32O2？次β氧化徹底轉(zhuǎn)化8乙酰CoA+7FADH2+7NADH+7H+C16H32O216CO2+16H2O+106ATP凈產(chǎn)ATP：

108-2=106獲能效率

（106×7.3）/2340=33%7徹底氧化時(shí)產(chǎn)ATP：

8乙酰CoA——8×10=807FADH2——7×1.5=10.57NADH

——7×2.5=17.5△G=-2340Kcal/mol（活化脂肪酸消耗）乙酰COA→3NADH+FADH2+GTP產(chǎn)生ATP:3×2.5＋1.5＋1=10ATPTCA第22頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月2.不飽和脂肪酸的氧化

3HSCoA3CH3COSCoA

順-△3-烯脂酰CoA異構(gòu)化酶反-△2-烯脂酰CoA

β氧化

β氧化

β～SCoA順-△3SCoA～第23頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月3、脂肪酸的其他氧化途徑⑴.α氧化αO2O2+

CO2主要是帶支鏈的或奇數(shù)或過長的脂肪酸，機(jī)理不清。⑵.ω氧化αωO2

ω氧化+β氧化快速雙向β氧化特殊微生物具有的途徑加單氧酶加單氧酶第24頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月石油中的脂肪烴先被微生物氧化為脂肪酸,進(jìn)一步通過脂肪酸氧化途徑被降解。第25頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月1乙酰乙酸糖尿病人以脂代謝維生呼出的氣體一股甜味血內(nèi)含有大量丙酮。？4、酮體的生成和利用特殊的酶部分CH3COSCoA+

CH3COSCoACH3COCH2COSCoAHSCoA乙酰乙酰CoA直接或間接CH3COCH2COOHHSCoA脫羧CO2CH3COCH3加氫NAD+NADH++

H+CH3CHCH2COOHOH2丙酮

3β-羥丁酸硫解酶酮體是脂在肝氧化的正常產(chǎn)物

第26頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月注意：

肝并不能降解（利用）酮體產(chǎn)能（缺酶），由血液傳遞給其它組織利用。但積累過多會形成酮尿或酮血，又由于乙酰乙酸、β-羥丁酸為酸性，酮血病人有酸中毒的危險(xiǎn)。

第27頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月三、脂肪的合成1、脂肪酸的生物合成分解：脫氫水化脫氫硫酯解合成：縮合加氫脫水加氫部位——細(xì)胞質(zhì)途徑和位置均大不相同位置不同互不影響第28頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月脂肪酸的合成原料是什么？同位素示蹤實(shí)驗(yàn)CD313COOH

喂鼠實(shí)驗(yàn)

肝臟脂酸分子分析CD313CH2CD213CH2CD213COOH

結(jié)果乙酸可合成脂酸

乙酰CoA是合成的前體

第29頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月飽和脂酸的兩種合成途徑非線粒體途徑（胞液——全合成途徑）飽和脂酸碳鏈延伸途徑（線粒體、粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)——加工途徑）⑴非線粒體途徑：

細(xì)胞質(zhì)脂肪酸合成乙酰CoA脂肪酸分解A.轉(zhuǎn)運(yùn)第30頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月A.轉(zhuǎn)運(yùn)脂酰CoA溶解差，難以逾越外膜水腔內(nèi)膜乙酰CoA第31頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月乙酰CoA線粒體內(nèi)膜線粒體基質(zhì)三羧酸載體乙酰CoA草酰乙酸檸檬酸檸檬酸草酰乙酸ATP，CoASH檸檬酸裂解酶ADP+PiNADH蘋果酸脫氫酶NAD+蘋果酸丙酮酸NADP+

NADPHCO2乙酰CoA脂肪酸合成丙酮酸糖異生三羧酸循環(huán)腔+外膜+細(xì)胞質(zhì)提問：為什么糖吃多了會發(fā)胖呢？糖代謝產(chǎn)物第32頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月？B.羧化（丙二酸單酰CoA）C.與載體蛋白結(jié)合+CO2乙酰CoA羧化酶ATPMn2+

生物素丙二酸單酰CoA？輔酶

合成酶復(fù)合體酶載體蛋白（簡寫ACP）中間產(chǎn)物產(chǎn)物脂肪酸第33頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月腺呤?；d體蛋白（ACP）輔酶A（CoA）(?；d體)作用：“吊運(yùn)”中間產(chǎn)物在各酶活性中心間傳遞反應(yīng)。第34頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月乙酰CoA11轉(zhuǎn)酰酶HSCoA33合成酶SH3合成酶S乙酰丙二酸單酰CoA乙酰乙酰+D.合成脂酰乙酰ACP22轉(zhuǎn)丙酰酶2丙二酸單酰第35頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月23S乙酰丙二酸單酰第36頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月3合成酶CO2乙酰乙酰ACP4

β酮脂酰ACP還原酶4C活性中心NADPH(H+)NADPH+CH3CCH2CACPCH3CHCH2CACPOHβ羥丁脂酰ACP（4C酮脂酰）（4C羥脂酰）E.完成一輪合成5第37頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月6

烯脂酰ACP還原酶CH3CHCH2CACPOHCH3CH=CHCACPH2O4C5

羥脂酰ACP脫水酶CH3CH2CH2CACPNADPH(H+)NADPH+？132546一圈碳鏈增加2Cβ烯丁脂酰ACP（4C烯脂酰）（4C脂酰）第38頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月63合成酶245還原酶脫水酶還原酶轉(zhuǎn)移酶3酮脂酰ACP合成酶4C4C6C6C6C4C→6C3C4CCO26C6C→8C→16C硫酯酶

軟脂酸+ACP第39頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月脂酸合成的化學(xué)途徑：①丙二酸單酰CoA的形成：乙酰CoA+CO2——————→丙二酸單酰CoA

乙酰CoA羧化酶②底物與?；d體蛋白（ACP）結(jié)合

③縮合：乙酰-S-ACP+丙二酸單酰-S-ACP—合成酶—→乙酰乙酰-S-ACP+CO2

CH3CCH2CACPCH3CHCH2CACPOH④還原

NADPH(H+)CH3CH=CHCACP⑤脫水

⑥還原

CH3CH2CH2CACP新一輪合成NADPH(H+)第40頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月脂肪酸生物合成時(shí)，真正需要的加合物是丙二酸單酰CoA。合成1分子軟質(zhì)酸（16：0），所需的8個(gè)二碳單位中，只有1個(gè)是以乙酰CoA形式，而其他7個(gè)均丙二酸單酰CoA形式。第41頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月脂肪酸從頭合成的特點(diǎn)：(1)每一循環(huán)使碳鏈延長兩個(gè)碳原子，例如由乙?；啥□；?。(2)CO2的參入是為了縮合反應(yīng)順利進(jìn)行。(3)由糖酵解提供羧化反應(yīng)中所消耗的ATP。(4)這是一個(gè)還原過程，碳鏈每延長兩個(gè)碳原子，經(jīng)兩次還原，消耗了2NADPH。(5)ACP作用是傳遞?；?6)終產(chǎn)物是含16個(gè)碳的軟脂酸，因?yàn)棣?酮脂酰-ACP合成酶對軟脂酰-ACP無活性，所以碳鏈不能繼續(xù)延長。試驗(yàn)證實(shí)脂肪酸合成需要的NADPH的60%是由磷酸戊糖途徑提供第42頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月脂肪酸的β－氧化作用與FA的合成過程比較：

β－氧化

從頭合成1、場所

線粒體細(xì)胞質(zhì)2、酰基載體HSCoAHSACP3、過程

活化（消耗兩個(gè)高能鍵）

轉(zhuǎn)?；?/p>

脫氫→β烯脂酰COA縮合→β酮脂酰ACP

水合→β羥脂酰COA還原→β羥脂酰ACP

脫氫→β酮脂酰COA脫水→β烯脂酰ACP

硫解→少兩個(gè)C的脂酰COA還原→多兩個(gè)C脂酰ACP

第43頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月4、輔酶：第一次FADNADPH＋H+

第二次NAD+5、反應(yīng)方向

COOH→CH3CH3→COOH6、CO2參與不需需要7、ATP產(chǎn)生

消耗8、轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)肉毒堿檸檬酸9、反應(yīng)酶系不同脫氫E、水合E、合成E、還原E、脫水E硫解E由以上比較可知，F(xiàn)A的分解不是FA合成的簡單逆轉(zhuǎn)。第44頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月⑵碳鏈的延伸（加工）途徑比軟脂酸碳鏈更長的脂肪酸在線粒體或微粒體中完成操作硬脂酸等的合成通過肉堿載運(yùn)。軟脂酰CoA乙酰CoA

HSCoA縮合酶C18酮脂酰CoA還原酶脫水酶還原酶C18脂酰CoA硬脂酸同方式延長至C22、C24等？微粒體延長系統(tǒng)是與脂肪酸從頭合成酶復(fù)合物相類似的多酶復(fù)合物。它利用丙二酰輔酶A加長碳鏈，還原過程需NADPH供氫，中間過程與軟脂酸合成系統(tǒng)相似，但沒有以ACP為核心的多酶復(fù)合體系第45頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月2.不飽和脂肪酸的合成各種生物不盡相同。A.高等動物的脂肪組織和肝組織-共氧化EFADH2EFADNADH+H+NAD+NADH—細(xì)胞色素b5-還原酶Fe2+細(xì)胞色素b5Fe3+Fe3+去飽和酶Fe2+不飽和脂酰CoA飽和脂酰CoA2H+2H2O+O2B.植物和低等好氧生物-共氧化NADPH2e-黃素蛋白2e-鐵硫蛋白2e-酶-O2

O2酶飽和脂酰CoA不飽和脂酰CoA2H2O2H+不飽和脂肪酸第46頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月CH3（CH2）7-CH==CH-（CH2）7-COOHCH3（CH2）16-COOH△9△12二烯酸加氧酶再脫氫NAD

NADH2

硬脂酸

油酸

亞油酸

△12△15的脫氫（多烯酸的形成）只有植物、微生物能進(jìn)行。哺乳動物由于缺乏相關(guān)酶只能從食物中獲取多烯酸——（必需脂肪酸）。

第47頁，課件共54頁，創(chuàng)作于2023年2月人體內(nèi)含有的不飽和脂肪酸主要有:棕櫚油酸（16C，Δ9）、油酸（18C，Δ9）、亞油酸（18C，Δ9,12

）、亞麻酸（18C，Δ9,12,15）以及花生四烯酸（20C，Δ6,9,12,15

）等。單不飽和F