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第五章第五章 脂类代谢脂类代谢第一节第一节 脂肪分解代谢脂肪分解代谢第二节第二节 脂肪合成代谢脂肪合成代谢第三节第三节 其它脂类代谢其它脂类代谢简述饱和脂肪酸分解代谢主要环节。中国科学技术简述饱和脂肪酸分解代谢主要环节。中国科学技术大学大学第第1页页第第1页页一、脂肪动员一、脂肪动员R3-COOHR1-COOHCH2-O-C-R1CH-O-C-R2CH2-O-C-R3激素敏感脂肪酶（激素敏感脂肪酶（HSL）CH2-OHCH-O-C-R2CH2-O-C-R3O=O=CH2-OHCH-O-C-R2CH2-OHO=H2OH2OH2OCH2-OHCH-OHCH2-OHR2-COOHOOO血血液液惰性惰性第第2页页第第2页页脂肪动员激素调整脂肪动员激素调整 腺苷酸腺苷酸 环化酶环化酶 磷酸二酯酶磷酸二酯酶ATP35-cAMP5-AMPPPiH2O第二信使第二信使第第3页页第第3页页-脂解激素脂解激素抗脂解激素抗脂解激素 腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶 磷酸二酯酶磷酸二酯酶肾上腺素、胰高血糖素肾上腺素、胰高血糖素+胰岛素胰岛素+脂肪动员激素调整脂肪动员激素调整ATP ADP膜受体通过腺苷酸膜受体通过腺苷酸环化酶作用路径环化酶作用路径Tyr激酶路径激酶路径第第4页页第第4页页思考题思考题n1mol1mol甘油彻底氧化净生成多少甘油彻底氧化净生成多少ATP?ATP?n以甘油为主要原料合成以甘油为主要原料合成1分子葡萄糖，需要哪些其它底物，分子葡萄糖，需要哪些其它底物，消耗多少能量？消耗多少能量？二、甘油分解和转化二、甘油分解和转化第第5页页第第5页页二、甘油分解和转化二、甘油分解和转化CO2+H2O丙酮酸丙酮酸糖异生路径糖异生路径 糖原或淀粉糖原或淀粉-磷酸甘油磷酸甘油磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 CH2OH CH2OCHOH ATP ADP甘油激酶甘油激酶NAD+NADH+磷酸甘油脱氢酶磷酸甘油脱氢酶 CH2OH CH2OHCHOHHHHHPP CH2OHCH2OC=OEMPTCATCA乙酰乙酰CoA 其它脂类其它脂类呼吸链呼吸链氨基酸氨基酸存在于肝、肾、肠中，脂存在于肝、肾、肠中，脂肪及骨骼肌细胞缺乏肪及骨骼肌细胞缺乏第第6页页第第6页页18.51mol1mol甘油彻底氧化净生成多少甘油彻底氧化净生成多少ATP?ATP?NADH+H+ATPATPNADH+H+ATP(16.5？)-1ATP+2ATP+3NADH+H+乙酰乙酰CoANADH+H+第第7页页第第7页页n偶数偶数C饱和脂肪酸氧化分解饱和脂肪酸氧化分解n奇数奇数C原子脂肪酸氧化分解原子脂肪酸氧化分解n不饱和不饱和脂肪酸氧化分解脂肪酸氧化分解v-氧化作用氧化作用v-氧化作用氧化作用v-氧化作用氧化作用v单不饱和脂肪酸氧化分解单不饱和脂肪酸氧化分解v多不饱和脂肪酸氧化分解多不饱和脂肪酸氧化分解三、三、脂肪酸氧化分解脂肪酸氧化分解第第8页页第第8页页RCOOHRCOSCOAAMP+PPiATP（C2n）激活激活 NAD+NADH+H+FAD FADH2nCH3CO-SCOA-氧化氧化氧化氧化 (n-1)RCOSCOA转运转运肉毒碱肉毒碱胞胞液液线线粒粒体体TCACO2ATP+H2O呼吸链呼吸链（一）饱和偶数（一）饱和偶数C脂肪酸彻底氧化分解脂肪酸彻底氧化分解第第9页页第第9页页1、脂肪酸脂肪酸激活激活(胞液胞液)：（活化形式脂酰（活化形式脂酰CoA）2、长链、长链脂酰脂酰CoA转运转运：（10C下列直接进入）下列直接进入）3、-氧化降解氧化降解(线粒体线粒体):4、TCA和电子传递及氧化磷酸化和电子传递及氧化磷酸化(线粒体线粒体):（一）饱和偶数（一）饱和偶数C脂肪酸彻底氧化分解脂肪酸彻底氧化分解第第10页页第第10页页2.2.脂酰脂酰CoACoA进入线粒体基质示意图进入线粒体基质示意图肉毒碱肉毒碱CoASCoASH H O OR-C-R-C-S-CoAS-CoA O OR-C-OHR-C-OHATPATPCoASHCoASHAMP+PPiAMP+PPiCoASHCoASH肉毒碱肉毒碱 O OR-C-R-C-S-CoAS-CoA-氧化氧化线粒体内膜线粒体内膜内侧内侧外侧外侧载载体体 N N+(CH(CH3 3)3 3 CH CH2 2HO-CHHO-CH2 2 CH CH2 2 COO-COO-脂酰肉毒碱脂酰肉毒碱 O OR-CR-C N+(CH N+(CH3 3)3 3 CH CH2 2O-CHO-CH2 2 CH CH2 2 COO-COO-肉碱脂酰基肉碱脂酰基转移酶转移酶肉碱脂酰基肉碱脂酰基转移酶转移酶脂肪酸分解脂肪酸分解限速酶限速酶第第11页页第第11页页第第12页页第第12页页（1 1）脂肪酸）脂肪酸-氧化学说提出氧化学说提出试验设计试验设计试验设计试验设计 苯乙尿酸苯乙尿酸 马尿酸马尿酸 +H2NCH2COOHCH2COOHCH2CH2CH2COOHCH2CONHCH2COOHCH2CH2COOHCH2CH2CH2CH2COOHCONHCH2COOHCOOH+H2NCH2COOH意义：意义：19 Snoop 3.-氧化氧化第第13页页第第13页页n切掉切掉2碳单位是碳单位是乙酰乙酰CoA，不是醋酸，不是醋酸n反应过程中中间代谢物所有结合在反应过程中中间代谢物所有结合在辅酶辅酶A上上n降解起始需要降解起始需要ATP活化活化与现在与现在-氧化学说差别氧化学说差别基本内容：基本内容：基本内容：基本内容：脂肪酸降解时从脂肪酸降解时从脂肪酸降解时从脂肪酸降解时从 位位位位上将碳原子上将碳原子上将碳原子上将碳原子成对成对成对成对切去切去切去切去乙酸。乙酸。乙酸。乙酸。第第14页页第第14页页（2）-氧化过程和要点氧化过程和要点第第15页页第第15页页以以16C饱和脂肪酸为例脂饱和脂肪酸为例脂 肪肪 酸酸 氧氧 化化 能能 量量 计计 算算 7*（1.5+2.5）+8*10=108第一步消耗了第一步消耗了2个高能磷酸键，个高能磷酸键，应为应为108-2=106个高能磷酸键。个高能磷酸键。通过通过7次循环，次循环，产生产生7个个NADH，7FADH2，8分子乙酰分子乙酰COA。第第16页页第第16页页n1.1.不饱和脂肪酸不饱和脂肪酸n2.2.奇数碳脂肪酸奇数碳脂肪酸n3.-3.-氧化作用氧化作用n4.-4.-氧化作用氧化作用n5.5.超长脂肪酸链超长脂肪酸链-氧化氧化（二）脂肪酸其它氧化方式（二）脂肪酸其它氧化方式第第17页页第第17页页n1.1.不饱和脂肪酸不饱和脂肪酸比较比较1mol硬脂酸、油酸、亚油酸彻底氧化分硬脂酸、油酸、亚油酸彻底氧化分解释放多少能量解释放多少能量？第第18页页第第18页页（1）单不饱和脂肪酸氧化（油酸为例）单不饱和脂肪酸氧化（油酸为例）释放多少能量释放多少能量312第第19页页第第19页页1mol油酸彻底氧化分解释放多少能量？油酸彻底氧化分解释放多少能量？n硬脂酸氧化释放能量？硬脂酸氧化释放能量？总计总计120moln油酸和硬脂酸氧化过程区别？油酸和硬脂酸氧化过程区别？少少1 1次脱氢，因此少次脱氢，因此少1 1个个FADHFADH2 2油酸：油酸：120-1.5=118.5第第20页页第第20页页（2）多不饱和脂肪酸氧化（亚油酸为例）多不饱和脂肪酸氧化（亚油酸为例）NADPH+H+第第21页页第第21页页n亚油酸和油酸氧化过程区别？亚油酸和油酸氧化过程区别？n与硬脂酸氧化过程区别？与硬脂酸氧化过程区别？n亚油酸：亚油酸：120-1.5-2.5=116？与油酸释放能量相同；但多消耗与油酸释放能量相同；但多消耗1个个NADPH+H+第第22页页第第22页页n为何在反刍动物中丙酸代谢尤其主要？为何在反刍动物中丙酸代谢尤其主要？n有个学生只有吃奇数有个学生只有吃奇数C脂肪酸习惯，以后医生发脂肪酸习惯，以后医生发觉他缺乏维生素觉他缺乏维生素B12，因此要他停止这种不良习，因此要他停止这种不良习惯。请问医生治疗方案生化依据是什么？维生素惯。请问医生治疗方案生化依据是什么？维生素B12缺乏对脂肪酸代谢造成什么后果？缺乏对脂肪酸代谢造成什么后果？07南京大南京大学学2.奇数奇数C脂肪酸氧化脂肪酸氧化第第23页页第第23页页n解释为何对糖摄入不足爱斯摩人来说，在营养上解释为何对糖摄入不足爱斯摩人来说，在营养上吃奇数吃奇数C脂肪酸要比吃偶数脂肪酸要比吃偶数C脂肪酸更加好一些？脂肪酸更加好一些？n两组大鼠进行试验：一组天天喂食正庚酸（两组大鼠进行试验：一组天天喂食正庚酸（7：0）为唯一碳源；二组喂食正辛酸（）为唯一碳源；二组喂食正辛酸（8：0）。一个）。一个月后一组大鼠生长健康，体重增长；二组却因肌月后一组大鼠生长健康，体重增长；二组却因肌肉萎缩而体重减轻。试解释出现差别原因。肉萎缩而体重减轻。试解释出现差别原因。09南京大学南京大学n奇数碳脂肪酸能够经丙酸生糖，偶数碳脂肪酸彻底氧化生成乙酰辅酶A，在动物体内只能氧化或合成脂肪及酮体、胆固醇等。第第24页页第第24页页n奇数碳脂肪酸：陆地生物较少，一些植物、海洋生奇数碳脂肪酸：陆地生物较少，一些植物、海洋生物、石油酵母中较多。物、石油酵母中较多。反刍动物瘤胃中发酵产生大量丙酸反刍动物瘤胃中发酵产生大量丙酸2.奇数奇数C脂肪酸氧化脂肪酸氧化17个碳直链脂肪酸氧化个碳直链脂肪酸氧化（1）-氧化氧化 7乙酰乙酰CoA+丙酰丙酰CoA（2）丙酰）丙酰CoA代谢代谢第第25页页第第25页页丙酰丙酰-CoA代谢路径一代谢路径一D-甲基丙二酰甲基丙二酰CoA琥珀酰琥珀酰CoA丙酰丙酰CoA羧化酶羧化酶5-脱氧腺苷钴胺素脱氧腺苷钴胺素三羧酸三羧酸循环循环ATP、CO2 生物素生物素CoB12L-甲基丙二酰甲基丙二酰CoA消消旋旋酶酶丙酮酸羧丙酮酸羧化支路化支路PEP Pyr 乙酰乙酰CoA糖糖丙酸丙酸硫激酶硫激酶ATPATP、CoASHCoASH第第26页页第第26页页丙酸代谢代谢路径二丙酸代谢代谢路径二-羟丙酸支路羟丙酸支路路径路径脂酰脂酰COACOA脱脱H H酶酶FAD FADH2烯脂酰烯脂酰COACOA水化酶水化酶H2O水解酶水解酶H2O HSCOA脱氢酶脱氢酶NAD+DADH+H+脱氢酶脱氢酶NADP+CO2+NADPH+H+HSCOA三羧酸三羧酸循环循环第第27页页第第27页页n解释为何对糖摄入不足爱斯摩人来说，在营养上吃奇数解释为何对糖摄入不足爱斯摩人来说，在营养上吃奇数C脂肪酸要比吃偶数脂肪酸要比吃偶数C脂肪酸更加好一些？脂肪酸更加好一些？n两组大鼠进行试验：一组天天喂食正庚酸（两组大鼠进行试验：一组天天喂食正庚酸（7：0）为唯一）为唯一碳源；二组喂食正辛酸（碳源；二组喂食正辛酸（8：0）。一个月后一组大鼠生长）。一个月后一组大鼠生长健康，体重增长；二组却因肌肉萎缩而体重减轻。试解释健康，体重增长；二组却因肌肉萎缩而体重减轻。试解释出现差别原因。出现差别原因。09南京大学南京大学丙酰丙酰CoACoA转变为琥珀酰转变为琥珀酰CoACoA有两方面作用：有两方面作用：经糖异生转变为糖补充血糖、也可转变为一些经糖异生转变为糖补充血糖、也可转变为一些氨基酸。氨基酸。回补了回补了TCATCA，保障，保障TCATCA顺利进行，有助于乙酰顺利进行，有助于乙酰CoACoA分解释放能量。分解释放能量。第第28页页第第28页页v RCH2COOHO2，NADPH+H+单加氧酶单加氧酶Fe2+，抗坏血酸R-CH-COOHOH-（L-羟脂肪酸）羟脂肪酸）NAD+NADH+H+脱氢酶脱氢酶R-C-COOHO=（-酮脂酸）酮脂酸）ATP，NAD+，抗坏血酸脱羧酶脱羧酶RCOOH+CO2（少一个（少一个C原子）原子）-氧化也许反应历程氧化也许反应历程3.3.饱和脂肪酸饱和脂肪酸-氧化作用氧化作用第第29页页第第29页页（1 1）奇数奇数碳脂肪酸碳脂肪酸形成形成和和降解降解；（2 2）含甲基含甲基支链脂肪酸支链脂肪酸降解降解（植烷酸植烷酸）；）；哺乳动物将植物中植醇降解就是通过这种路径而实现哺乳动物将植物中植醇降解就是通过这种路径而实现（3 3）过长脂肪酸（如）过长脂肪酸（如C C2222、C C2424）降解（过氧化物酶体）降解（过氧化物酶体）（4 4）动物中一些脑苷脂和神经节苷脂中）动物中一些脑苷脂和神经节苷脂中-羟脂肪酸羟脂肪酸脂肪酸脂肪酸a a-氧化作用意义氧化作用意义第第30页页第第30页页植烷酸植烷酸-氧化作用氧化作用植烷酸植烷酸降植烷酸降植烷酸羟化羟化氧化脱羧氧化脱羧脱氢脱氢CO2第第31页页第第31页页CHCH3 3(CH(CH2 2)n COO)n COO-HOCHOCH H2 2(CH(CH2 2)n COO)n COO-OHCOHC(CH(CH2 2)n COO)n COO-OOCOOC(CH(CH2 2)n COO)n COO-O O2 2NAD(P)+NAD(P)H+H+NADP+NADPH+H+NAD(P)+NAD(P)H+H+混合功效氧化酶混合功效氧化酶醇酸脱氢酶醇酸脱氢酶醛酸脱氢酶醛酸脱氢酶双向双向-氧化氧化琥珀酰琥珀酰CoACoAn n乙酰乙酰CoACoATCA4.4.脂肪酸脂肪酸-氧化路径（肝、植物及细菌）氧化路径（肝、植物及细菌）呼吸链和呼吸链和氧化磷酸化氧化磷酸化第第32页页第第32页页（1 1）动动物物肝肝、肾肾细细胞胞内内质质网网上上10-1210-12碳碳下下列列脂脂肪肪酸酸常常通通过过w w-氧化路径降解氧化路径降解。（2 2）植植物物体体内内在在w w-端端含含有有含含氧氧基基团团（羟羟基基、醛醛基基或或羧羧基基）脂脂肪肪酸酸（角角质质层层或或细细胞胞壁壁成成份份）大大多多也也是是通通过过w w-氧氧化化作作用用生成生成。（3 3）一一些些需需氧氧微微生生物物能能将将烃烃或或脂脂肪肪酸酸快快速速降降解解成成水水溶溶性性产产物物，这这种种降降解解过过程程首首先先要要进进行行w w-氧氧化化作作用用，生生成成二二羧羧基基脂脂肪肪酸酸后后再再通通过过-氧氧化化作作用用降降解解，如如海海洋洋中中一一些些浮浮游游细细菌菌可可降降解海面上浮油，其氧化速率可高达解海面上浮油，其氧化速率可高达0.50.5克克/天天/平方米。平方米。第第33页页第第33页页n不小于不小于18C18C脂酰脂酰CoACoA难以进入线粒体进行难以进入线粒体进行-氧化，但能够进入过氧化物氧化，但能够进入过氧化物酶体或乙醛酸循环体进行酶体或乙醛酸循环体进行-氧化。与线粒体中氧化。与线粒体中-氧化十分相同，氧化十分相同，区别区别下列：下列：5.5.超长脂肪酸超长脂肪酸-氧化路径氧化路径 线粒体线粒体-氧化氧化 过氧化物酶体或乙醛酸体过氧化物酶体或乙醛酸体进入需要肉碱进入需要肉碱进入需膜上转运蛋白进入需膜上转运蛋白脂酰脂酰CoA脱氢酶脱氢酶脂酰脂酰CoA氧化酶氧化酶FADH2进入呼吸链进入呼吸链FADH2 将将H交给交给O,生成生成H2O2NADH进入呼吸链进入呼吸链NADH和乙酰和乙酰CoA要进入线粒体代谢要进入线粒体代谢n过氧化物酶体不能氧化8个碳下列脂酰 CoA，要进入线粒体代谢，需要肉碱帮助。第第34页页第第34页页酶不酶不同同乙酰乙酰CoA去向不同去向不同FADH2去去向不同向不同NADH去去向不同向不同第第35页页第第35页页（三）乙酰（三）乙酰CoA代谢结局代谢结局肌肉细胞肌肉细胞肝脏肝脏脂肪组织脂肪组织氨基酸氨基酸糖糖植物微生物植物微生物第第36页页第第36页页（四）酮体生成和利用（四）酮体生成和利用n动物肌肉中乙酰动物肌肉中乙酰COACOA能够进入能够进入TCATCA。n动物肝、肾组织（尤其是饥饿、禁食、糖尿病）动物肝、肾组织（尤其是饥饿、禁食、糖尿病）线粒体内乙酰线粒体内乙酰COACOA进入酮体合成：进入酮体合成：1.1.酮体生成原因酮体生成原因TCA乙酰乙酰CoAOAA呼吸链呼吸链G酮体合成酮体合成脂肪酸脂肪酸第第37页页第第37页页2.酮体生成酮体生成脂肪酸脂肪酸硫解酶硫解酶乙酰乙酰乙酰乙酰CoA-氧化氧化CoASHHMGCoA合酶合酶CoASH丙酮丙酮-羟丁羟丁酸酸脱氢酶脱氢酶CO2NADH+H+NAD+脱羧酶脱羧酶乙酰乙酸乙酰乙酸HMGCoA裂解酶裂解酶-羟羟-甲基甲基-戊二酸单戊二酸单酰酰CoA（HMGCoA）*乙酰乙酰CoA第第38页页第第38页页3.酮体利用酮体利用-氧化氧化乙酰乙酸乙酰乙酸脱氢酶脱氢酶NADH+H+NAD+硫解酶硫解酶CoASH乙酰乙酰CoA2-羟丁羟丁酸酸乙酰乙酰乙酰乙酰CoA-酮酯酰酮酯酰CoA转移转移酶酶琥珀酰琥珀酰CoA琥珀酸琥珀酸O O2 2TCA呼吸链和呼吸链和氧化磷酸化氧化磷酸化（琥珀酰（琥珀酰CoA转硫酶）转硫酶）第第39页页第第39页页 心、肾、脑、心、肾、脑、骨骼肌细胞骨骼肌细胞心、肾、心、肾、脑细胞脑细胞 羟丁酸羟丁酸-NAD+NADH+H HSCoA+ATP乙酰乙酸乙酰乙酸琥珀酰琥珀酰CoA乙酰乙酸硫激酶乙酰乙酸硫激酶琥珀酰琥珀酰CoA转硫酶转硫酶AMP+PPi乙酰乙酰乙酰乙酰CoA 琥珀酸琥珀酸硫解酶硫解酶2乙酰乙酰CoA三羧酸三羧酸循环循环+-羟丁酸脱氢酶羟丁酸脱氢酶 第第40页页第第40页页酮体生成和利用特点酮体生成和利用特点琥珀酰琥珀酰CoACoA转硫酶转硫酶主要存在于主要存在于主要存在于主要存在于心、肾、脑心、肾、脑心、肾、脑心、肾、脑和和和和骨骼肌骨骼肌骨骼肌骨骼肌细胞细胞细胞细胞线粒体中线粒体中线粒体中线粒体中.酮体在肝脏合成，但肝脏缺乏利用酮体酶（琥珀酮体在肝脏合成，但肝脏缺乏利用酮体酶（琥珀酰酰CoACoA转硫酶），不能利用酮体。转硫酶），不能利用酮体。因此因此因此因此酮体生成后进入血液，输送到肝外组织利用。酮体生成后进入血液，输送到肝外组织利用。肝内生酮肝外用肝内生酮肝外用第第41页页第第41页页第第42页页第第42页页4.酮体生成生理意义：酮体生成生理意义：（1 1）在正常情况下，酮体是肝脏输出能源一个形式（肝脏）在正常情况下，酮体是肝脏输出能源一个形式（肝脏向肝外组织提供第二能源）。向肝外组织提供第二能源）。（2 2）在禁食、饥饿、应激及糖尿病等疾病情况下，心、肾、）在禁食、饥饿、应激及糖尿病等疾病情况下，心、肾、骨骼肌摄取酮体作为主要替换燃料，为心、脑等主要器官骨骼肌摄取酮体作为主要替换燃料，为心、脑等主要器官提供必要能源并可预防肌肉蛋白过多消耗。提供必要能源并可预防肌肉蛋白过多消耗。长期饥饿时，酮体供应脑组织长期饥饿时，酮体供应脑组织505070%70%能量能量（3 3）分子小，溶于水，可透过血脑屏障及毛细血管，供应）分子小，溶于水，可透过血脑屏障及毛细血管，供应脑能量所需脑能量所需第第43页页第第43页页当肝内产生酮体超出肝外组织氧化酮体能力时，血中酮当肝内产生酮体超出肝外组织氧化酮体能力时，血中酮体蓄积，称为酮血症；尿中有酮体排出，称酮尿症。两者统体蓄积，称为酮血症；尿中有酮体排出，称酮尿症。两者统称为称为酮体症酮体症(酮症酮症)。酮症可造成代谢性酸中毒，称酮症酸中毒，严重酮症可酮症可造成代谢性酸中毒，称酮症酸中毒，严重酮症可造成人死亡。造成人死亡。长期饥饿和糖尿病时，脂肪动员加强，酮体生成增多。长期饥饿和糖尿病时，脂肪动员加强，酮体生成增多。5.酮症及其产生原因：酮症及其产生原因：第第44页页第第44页页n为何说动物奇数脂肪酸（分解产物）为何说动物奇数脂肪酸（分解产物）“既生糖又生酮既生糖又生酮”？简述其分解主要产物是什么？以及这些产物形成糖和酮简述其分解主要产物是什么？以及这些产物形成糖和酮体过程。体过程。06上海交大上海交大一个农家女孩饮食均衡，但仍然表现出轻度酮症。作为儿一个农家女孩饮食均衡，但仍然表现出轻度酮症。作为儿科医生正怀疑她患一些糖代谢先天性酶缺损时，忽然发觉科医生正怀疑她患一些糖代谢先天性酶缺损时，忽然发觉女孩奇数碳原子脂肪酸代谢不如偶数碳脂肪酸，并发觉她女孩奇数碳原子脂肪酸代谢不如偶数碳脂肪酸，并发觉她经常偷吃生鸡蛋。请你对她症状做出解释。经常偷吃生鸡蛋。请你对她症状做出解释。生鸡蛋清中有抗生物素蛋白使生物素失活。而生物素是羧化生鸡蛋清中有抗生物素蛋白使生物素失活。而生物素是羧化酶辅酶，影响酶辅酶，影响丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶和和丙酰丙酰CoA羧化酶羧化酶活性。活性。丙酰丙酰CoA羧化酶是奇数羧化酶是奇数C脂肪酸产物丙酰脂肪酸产物丙酰CoA生成琥珀酰生成琥珀酰CoA所必所必需，故而会造成奇数需，故而会造成奇数碳原子脂肪酸代谢异常。碳原子脂肪酸代谢异常。丙酮酸羧化酶产物为丙酮酸羧化酶产物为OAA，故缺乏辅酶不能回补，故缺乏辅酶不能回补TCA，造成乙酰，造成乙酰CoA不能进入不能进入TCA，而更多进入酮体合成。，而更多进入酮体合成。第第45页页第第45页页脂肪是否能将脂肪（净）转变为糖？脂肪是否能将脂肪（净）转变为糖？n区分脂肪降解不同结构单元n区分生物种类脂肪降解不同结构单元：甘油、脂肪降解不同结构单元：甘油、脂肪酸。脂肪酸。植物、微生物脂肪酸代谢产生乙植物、微生物脂肪酸代谢产生乙酰酰CoA经乙醛酸循环异生为糖。经乙醛酸循环异生为糖。区分脂肪不同结构单元区分脂肪不同结构单元n动物体内：甘油是糖异生前体，能够转变为糖；脂动物体内：甘油是糖异生前体，能够转变为糖；脂肪酸能否转变为糖决定于是奇数还是偶数脂肪酸。肪酸能否转变为糖决定于是奇数还是偶数脂肪酸。即乙酰即乙酰CoA不能净生成糖，而丙酰不能净生成糖，而丙酰CoA能够。能够。第第46页页第第46页页乙酰乙酰CoA不能净生成糖，而丙酰不能净生成糖，而丙酰CoA能够能够关键看有无关键看有无损失？损失？第第47页页第第47页页第二节第二节 脂肪合成代谢脂肪合成代谢一、脂肪酸合成一、脂肪酸合成二、二、3-P甘油起源甘油起源三、三、三三 酰酰 甘甘 油油 生生 物物 合合 成成第第48页页第第48页页一、脂肪酸合成一、脂肪酸合成（一）脂肪酸合成特点（一）脂肪酸合成特点1.起始物（引物），每次延长起始物（引物），每次延长2C2.短链脂肪酸（动物短链脂肪酸（动物16C）合成在细胞质中，碳链延长在内质）合成在细胞质中，碳链延长在内质网或线粒体上。网或线粒体上。3.脂肪酸从头合成酶构成特殊脂肪酸从头合成酶构成特殊4.哺乳动物缺点哺乳动物缺点（二）软脂酸从头合成（二）软脂酸从头合成第第49页页第第49页页n经透析过鸽子肝提取液，若提供经透析过鸽子肝提取液，若提供Mg2+、ATP、NADPH、HCO3-和柠檬酸，将催化乙酰和柠檬酸，将催化乙酰CoA转变转变为软脂酸。（只考虑本反应）为软脂酸。（只考虑本反应）n（1）假如提供）假如提供HCO3-已用已用14C标识，在反应中是标识，在反应中是否会出现其它化合物被标识现象？在合成产物中否会出现其它化合物被标识现象？在合成产物中有无有无14C积累。积累。n（2）柠檬酸在反应中起什么作用）柠檬酸在反应中起什么作用n（3）该反应可被抗生物素蛋白克制，阐明什么？）该反应可被抗生物素蛋白克制，阐明什么？第第50页页第第50页页丙酮酸丙酮酸草酰乙酸草酰乙酸柠檬酸柠檬酸乙酰乙酰CoA苹果酸苹果酸NADH+H+NAD+NADP+CO2-NADPH+H+葡萄糖葡萄糖CoAH2OATP(1)(2)柠檬酸丙酮酸循环柠檬酸丙酮酸循环(3)(4)(5)线粒体线粒体基基 质质胞胞 液液乙酰乙酰CoACO2草酰乙酸草酰乙酸ATPCoAADP-Pi-柠檬酸柠檬酸1.1.乙酰乙酰CoACoA起源和转运起源和转运（NADPHNADPH次要起源）次要起源）线粒体内膜线粒体内膜第第51页页第第51页页第第52页页第第52页页2.2.丙二酸单酰丙二酸单酰ACPACP形成：形成：OCH3C-SCoA 乙酰CoACoA|+HCO3-|OHOOC-CH2-C-S-ACP丙二酸单酰ACPACPACPCoAATPADP+Pi乙酰乙酰CoA CoA 羧化酶羧化酶生物素生物素|OHOOC-CH2-C-S-CoA丙二酸单酰丙二酸单酰CoACoAFA合成限速环节合成限速环节能量贮存在丙二酸单酰能量贮存在丙二酸单酰CoA中，用于后面缩合反应中，用于后面缩合反应第第53页页第第53页页 大肠杆菌大肠杆菌（复合体）（复合体）构成：构成：生物素羧化酶（生物素羧化酶（BC）羧基转移酶（羧基转移酶（CT）生物素羧基载体蛋白（生物素羧基载体蛋白（BCCP）乙酰乙酰CoACoA羧化酶羧化酶-FAFA合成合成限速酶限速酶 哺乳类和鸟类（二聚体）哺乳类和鸟类（二聚体）构成：构成：生物素羧化酶（生物素羧化酶（BC）羧基转移酶（羧基转移酶（CT）生物素羧基载体蛋白（生物素羧基载体蛋白（BCCP）在动物和高等植物体内，全由多个亚基构成寡聚酶，每在动物和高等植物体内，全由多个亚基构成寡聚酶，每个亚基兼具上述三种催化活性，只有当它们聚合程完整个亚基兼具上述三种催化活性，只有当它们聚合程完整酶后才有活性。酶后才有活性。第第54页页第第54页页 长链脂酰长链脂酰CoACoA无活性无活性活性活性糖氧化糖氧化柠檬酸柠檬酸乙酰乙酰CoACoA羧化酶调整（动物）羧化酶调整（动物）别构调整：原体和聚合体转变别构调整：原体和聚合体转变 共价修饰：磷酸化失活（与激素敏感脂肪酶相反）共价修饰：磷酸化失活（与激素敏感脂肪酶相反）柠檬酸：增进无活性单体聚合成有活性全酶，柠檬酸：增进无活性单体聚合成有活性全酶，软脂酰软脂酰COACOA：促使全酶解体，：促使全酶解体，植物和细菌乙酰植物和细菌乙酰CoA不受柠檬酸和共价调整不受柠檬酸和共价调整第第55页页第第55页页3.FA合成酶系（合成酶系（6种酶种酶+ACP）不同生物不同生物FA合酶结构合酶结构（6 6种酶种酶+ACP+ACP）（6 6种酶活种酶活+ACP+ACP）（7 7种酶活种酶活+ACP+ACP）TETE：软脂酰：软脂酰ACP硫酯酶硫酯酶第第56页页第第56页页脂肪酸合成酶系结构模式（大肠杆菌）脂肪酸合成酶系结构模式（大肠杆菌）中央巯基中央巯基SHSH外围巯基外围巯基SHSHACPACPv脂酰基载体蛋白（脂酰基载体蛋白（ACP-SHACP-SH）乙酰乙酰CoA:ACPCoA:ACP转移酶转移酶 丙二酸单酰丙二酸单酰CoA:ACPCoA:ACP转移酶转移酶-酮脂酰酮脂酰-ACP-ACP合酶合酶 -酮脂酰酮脂酰-ACP-ACP还原酶还原酶-羟脂酰羟脂酰-ACP-ACP脱水酶脱水酶 烯脂酰烯脂酰-ACP-ACP还原酶还原酶 构成构成4-4-磷酸泛酰巯基乙胺磷酸泛酰巯基乙胺第第57页页第第57页页酰基载体酰基载体辅酶辅酶A-SHA-SH与与ACP-SHACP-SH比较比较:脂肪酸脂肪酸合成中酰基载体合成中酰基载体脂肪酸脂肪酸分解中酰基载体分解中酰基载体第第58页页第第58页页4.脂肪酸从头合成历程脂肪酸从头合成历程 OR-CS合酶合酶 OCH3CHCSACP|+|OH O R-CH-CH2CSACP R-CH=CH-C-SACP|R-CH-CH2-C-SACP|O O R-C-CH2-CSACP|第第59页页第第59页页软软脂脂酸酸合合成成反反应应流流程程CH3CO-SHOOCCH2CO-SCH3CHCH2CO-SSHOHSHSHCH3CH=CHCO-SSHSHSH OCH3C-S|SHNADP+NADPHHSCoA乙酰乙酰SCoA 丙二单酰丙二单酰-SCoACoASHNADP+NADPHH H2 2O OCOCO2 2软脂酸软脂酸H H2 2O O进位进位链延伸链延伸水解水解 OCH3C-S|SHCH3COCH2CO-SSHCH3CH2CH2CO-SSH丙二酰丙二酰ACPACP装装载载-酮脂酰酮脂酰-ACP-ACP合酶仅合酶仅对对14C14C及下列脂酰及下列脂酰-ACP-ACP有催化活性。有催化活性。第第60页页第第60页页n经透析过鸽子肝提取液，若提供经透析过鸽子肝提取液，若提供Mg2+、ATP、NADPH、HCO3-和柠檬酸，将催化乙酰和柠檬酸，将催化乙酰CoA转变转变为软脂酸。（只考虑本反应）为软脂酸。（只考虑本反应）n（1）假如提供）假如提供HCO3-已用已用14C标识，在反应中是标识，在反应中是否会出现其它化合物被标识现象？在合成产物中否会出现其它化合物被标识现象？在合成产物中有无有无14C积累。积累。n（2）柠檬酸在反应中起什么作用）柠檬酸在反应中起什么作用n（3）该反应可被抗生物素蛋白克制，阐明什么？）该反应可被抗生物素蛋白克制，阐明什么？第第61页页第第61页页软脂酸从头合成与软脂酸从头合成与氧化比较氧化比较:n区别点从头合成从头合成氧化氧化细胞中发生部位细胞中发生部位细胞质细胞质线粒体线粒体酰基载体酰基载体ACP-SHACP-SHCoA-SHCoA-SHn二碳片段加入与裂解方式丙二酰单酰丙二酰单酰CoACoA乙酰乙酰CoACoA电子供体或受体电子供体或受体NADPHNADPHFADFAD、NADNAD+酶系酶系FA合酶合酶四种酶四种酶原料转运方式原料转运方式肉毒碱穿梭系统肉毒碱穿梭系统柠檬酸转运系统柠檬酸转运系统n羟脂酰化合物中间构型D-D-型型L-L-型型n对二氧化碳和柠檬酸需求要求要求不要求不要求n能量改变消耗消耗7 7个个ATPATP和和14NADPH14NADPH产生产生106106个个ATPATP返回第第62页页第第62页页分解代谢分解代谢合成代谢合成代谢关键酶关键酶肉毒碱脂酰基转移酶肉毒碱脂酰基转移酶乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶n激素引起共价调整去磷酸化有活性去磷酸化有活性（与激素敏感性脂肪酶相反）（与激素敏感性脂肪酶相反）n激素诱导合成胰岛素诱导合成胰岛素诱导合成n别构调整n丙二酸单酰CoA克制柠檬酸激活柠檬酸激活n底物水平调整n肉碱缺乏则克制n产物水平调整n终产物软脂酸克制脂肪酸代谢中关键酶调整脂肪酸代谢中关键酶调整脂肪酸分解与合成代谢协同受到调整，细胞处于高能量状态脂肪酸分解与合成代谢协同受到调整，细胞处于高能量状态时（碳源丰富、还原力充足），则脂肪酸分解受到克制。时（碳源丰富、还原力充足），则脂肪酸分解受到克制。第第63页页第第63页页动物许多细胞不合成脂肪酸，但却有一个特动物许多细胞不合成脂肪酸，但却有一个特异乙酰异乙酰CoACoA羧化酶（羧化酶（ACCACC），与正常小鼠相），与正常小鼠相比，缺乏比，缺乏ACCACC小鼠能忍受高脂肪食物而不变小鼠能忍受高脂肪食物而不变胖。这种胖。这种ACCACC功效也许是什么？功效也许是什么？乙酰乙酰CoACoA羧化酶（羧化酶（ACCACC）产物是丙二酸单酰）产物是丙二酸单酰CoACoA，丙，丙二酸单酰二酸单酰CoACoA是脂肪酸氧化分解限速酶肉毒碱脂酰基是脂肪酸氧化分解限速酶肉毒碱脂酰基转移酶转移酶别构克制剂。因此缺乏别构克制剂。因此缺乏ACCACC小鼠脂肪酸氧小鼠脂肪酸氧化速度快，能忍受高脂肪食物而不变胖。化速度快，能忍受高脂肪食物而不变胖。ACC2ACC2功效是合成丙二酸单酰功效是合成丙二酸单酰CoACoA克制肉毒碱脂酰基转克制肉毒碱脂酰基转移酶移酶，从而控制脂肪酸进入线粒体速度。，从而控制脂肪酸进入线粒体速度。第第64页页第第64页页 OR-CH2CH2CH2CSCoA|O-OOC-CH2CSCoA|OR-CH2CH2CH2CSCoA|O CH3CSCoA|O OR-CH2CH2CH2CSCoA|NADPHNADPH O OR-CH2CH2CH2CSCoA|NADHNADPH OR-CH2CH2CH2CSCoA|OR-CH2CH2CH2CSCoA|动物内质网动物内质网线粒体线粒体几乎是几乎是-氧氧化逆反应化逆反应NADPH与脂肪与脂肪酸合成酸合成相同，相同，但酶不但酶不同同（三）线粒体和内质网中脂肪酸碳链延长（三）线粒体和内质网中脂肪酸碳链延长第第65页页第第65页页（1 1）线粒体脂肪酸延长酶系）线粒体脂肪酸延长酶系:延长短链脂肪酸，其过程是延长短链脂肪酸，其过程是-氧化氧化逆过程。产物多为硬脂酸，亦可至逆过程。产物多为硬脂酸，亦可至C24C24或或C26C26（2 2）内质网脂肪酸延长酶系：延长饱和或不饱和长链脂肪酸，）内质网脂肪酸延长酶系：延长饱和或不饱和长链脂肪酸，其中间过程与脂肪酸合成酶体系相同。除脑组织外普通合成其中间过程与脂肪酸合成酶体系相同。除脑组织外普通合成C18C18脂肪酸碳链延长不脂肪酸碳链延长不同方式同方式细胞内进行部位细胞内进行部位动物动物 植物植物线粒体线粒体 内质网内质网 叶绿体、前质体叶绿体、前质体 内质网内质网加入一碳单位加入一碳单位脂酰基载体脂酰基载体电子供体电子供体乙酰乙酰CoA CoA 丙二酸单酰丙二酸单酰CoA CoA 丙二酸单酰丙二酸单酰CoACoACoA CoA CoACoA ACPACPNAD(P)H NADPH NADPHNAD(P)H NADPH NADPH 不明确不明确动物体内，软脂酸作为前体合成动物体内，软脂酸作为前体合成16C16C以上更长碳链脂肪酸，需活以上更长碳链脂肪酸，需活化成化成脂酰脂酰CoACoA。植物植物延长在胞液中，载体为延长在胞液中，载体为ACP第第66页页第第66页页（四）不饱和脂肪酸合成（四）不饱和脂肪酸合成1.1.需氧路径需氧路径(植物、动物植物、动物)人体内有人体内有4 4 、5 5 、8 8 、9 9 去饱和酶，属于混合功效去饱和酶，属于混合功效氧化酶，但氧化酶，但1010位以后不可形成双键。位以后不可形成双键。植物能够在植物能够在1010位以后形成双键。位以后形成双键。NADPH+HNADPH+H+NADPNADP+FADFAD2Fe2Fe去饱和酶去饱和酶RCHRCH2 2-CH-CH2 2-RCHRCHCH-CH-2e2e2e2e2e2e2e2eO O2 2+4H+4H+2H2H2 2O O4e4e（黄素蛋白）（黄素蛋白）动：细胞色素动：细胞色素b b5zh5zh植：铁硫蛋白植：铁硫蛋白第第67页页第第67页页（四）不饱和脂肪酸合成（四）不饱和脂肪酸合成1.1.需氧路径需氧路径(植物、动物植物、动物)2.2.厌氧路径（厌氧微生物）厌氧路径（厌氧微生物）在脂肪酸从头合成过程中在脂肪酸从头合成过程中,当生成当生成-羟羟葵酰葵酰-ACP-ACP时，由时，由专一脱专一脱水酶水酶催化脱水，生成催化脱水，生成、-烯烯葵酰葵酰-ACP-ACP，继续加入二碳单位，继续加入二碳单位，可产生可产生单不饱和脂肪酸（不能生成多不饱和脂肪酸）。单不饱和脂肪酸（不能生成多不饱和脂肪酸）。第第68页页第第68页页二、二、3-P甘油起源甘油起源n原料原料:3-p 甘油甘油+脂酰脂酰-CoA（两者都活化两者都活化）CH2OH C=OCH2O-P-CH2OH HO-CHCH2O-P-CH2OH C=OCH2O-P-3-磷酸甘油脱氢酶磷酸甘油脱氢酶NAD+NADH+H+CH2OH HO-CHCH2OH-ATPADP甘油激酶甘油激酶 3-p 甘油1.1.1.1.由糖代谢生成（脂肪细胞、肝）：由糖代谢生成（脂肪细胞、肝）：由糖代谢生成（脂肪细胞、肝）：由糖代谢生成（脂肪细胞、肝）：2.2.2.2.由脂肪分解形成甘油由脂肪分解形成甘油由脂肪分解形成甘油由脂肪分解形成甘油第第69页页第第69页页三、三、三三 酰酰 甘甘 油油 生生 物物 合合 成成1.1.甘油一酯路径甘油一酯路径2.2.甘油磷酸二酯路径甘油磷酸二酯路径肝、肾、脂肪组织等肝、肾、脂肪组织等小肠小肠第第70页页第第70页页 1CH2OH 转酰酶转酰酶 CH2OOCR2R1COO2CH R1COOCH 3CH2OH R2COCoA CoA CH2OH2-甘油一酯甘油一酯 1,2-甘油二酯甘油二酯CoAR3COCoA转酰酶转酰酶 CH2OOCR2R1COOCH CH2OOCR3甘油三酯甘油三酯1.1.甘油一酯路径甘油一酯路径第第71页页第第71页页 CH2OH 转酰酶转酰酶 CH2OCR1 转酰酶转酰酶 HOCH HOCH CH2 O P R1COCoA CoA CH2O P R2COCoA CoA葡萄糖葡萄糖3-磷酸甘油磷酸甘油 1-脂酰脂酰-3-磷酸甘油磷酸甘油O O CH2OCR1R2COCH O CH2OCR3 甘油三脂甘油三脂O2.2.甘油二酯路径甘油二酯路径 O CH2OCR1 磷脂酸磷酸酶磷脂酸磷酸酶 O CH2OCR1 转酰酶转酰酶 R2