生物化学脂类代谢
生物化学 第08章 脂代谢(共68张PPT)
合成一分子软脂酸的总反应式
4、脂肪酸的延伸反应
NADPH
5、脂肪酸的去饱和反应
4. 饱和脂肪酸的从头合成与β-氧化的比较
区别要点
从头合成
β-氧化
细胞内进行部位
胞液
酰基载体
ACP-SH
二碳单位参与或断裂形式 丙二酸单酰ACP
电子供体或受体
NADPH+H+
-羟酰基中间物的立体构型不同
D型
对HCO3-和柠檬酸的需求 所需酶
甘油
R1COOH R2COOH R3COOH
脂肪酸
场所： 细胞质内（主要是脂肪组织） 关键酶：脂肪酶（限速酶） 调控： 激素 功能： 水解产物可进一步氧化分解
二、甘油的氧化分解与转化
CH 2OH ATP ADP CH 2OH NAD + NADH+H +
CHOH
CHOH
甘油激酶
CH 2OH (肝 、 肾 、 肠 ) CH 2O
α–lipoprotein (high density 脂酰-CoA的跨线粒体内膜的转运
第十章
FAD+2ATP+3H20
（2）脂酰CoA转运入线粒体
脂类的脂消类化代、谢吸收、 CH3(CH2)nCOOH
(hormone-sensitive lipase , HSL) 这对于某些生活在干燥缺水环境的生物十分重要，像骆驼已将β-氧化作为获取水的一种特殊手段。
5~10 50~70 10~15 10~15
20~25 10 40~50 5
45~50 20 20~22 30
生理功能
转运外源性 TG
转运内源性 TG 转运 Ch 转运PL、Ch
第二节 第十章
生物化学之脂类代谢
第七章 脂类代谢
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 脂类的消化和吸收 甘油三酯的分解代谢 甘油三酯的合成代谢 磷脂的代谢 胆固醇代谢 血浆脂蛋白代谢
脂类
脂肪:甘油三酯 脂类
胆固醇 胆固醇酯 磷脂 糖脂
类脂
是动、植物细胞原生质的主要成分 分子中除C、H、O外，还有P和N
一、脂肪的生理功能
乙酰乙酸硫激酶（肾脏）
（3）乙酰乙酰CoA硫解，生成2分子乙酰CoA
CH3CHOHCH 2COOH
β -羟丁酸
β -羟丁酸脱氢酶
NAD+ NADH+H +
CH2 CH2
COOH COSCoA
HSCoA+ATP 乙酰乙酰硫激酶 AMP+PPi
（肾脏）
CH2COCH2COOH 乙酰乙酸 CH3COCH2COSCoA
步骤1：脱氢
步骤2：加水（水化）
步骤3：再脱氢
步骤4：硫解
由此产生2碳的乙酰CoA，剩下少掉2个碳的脂酰CoA，再 进入β-氧化循环。一个16碳的软脂酸经过完全分解总共可产生 129个ATP。
O
脂肪酸
RCH2CH2C 脂酰CoA 合成酶
生物化学第11章、脂类代谢
5
E SH S O C CH2 OH CH CH3
SH SH
2
E S
CoASH
COCH3
ACP
ACP
ACP
S
COCH2COOH
加氢 NADP+
缩合
E SH S O C CH2 O C CH3
3
β-酮脂酰-ACP合酶
4
NADPH+H+
ACP
CO2
（四）由脂肪酸合酶催化的各步反应
1、启动
CH3CO~SCoA CoASH
1、有利的一面 （1） 酮体具有水溶性，生成后进入血液，输送到 肝外组织利用； （2）作为燃料，经柠檬酸循环提供能量。 因此，酮体是输出脂肪能源的一种形式。 如：禁食、应急及糖尿病时，心、肾、骨骼肌摄 取酮体代替葡萄糖供能，节省葡萄糖以供脑和红 细胞所需，并可防止肌肉蛋白的过多消耗。 长期饥饿时，酮体供给脑组织50~70%的能量。
4、还原
NADPH+H NADP β -酮酰 —SH —SH OH E ACP还原酶 E ACP—S—COCH2CHCH3 ACP—S—COCH2COCH3
+ +
NADPH作为还原剂参与此反应。 脂酸生物合成中所需的NADPH大部分是戊糖磷 酸途径供给的，有些来自苹果酸酶反应。
5、脱水
—SH E
（二）丙二酸单酰CoA的形成
1、脂肪酸合成起始于乙酰-CoA转化成丙二酸单酰 - CoA，该反应是在 乙酰-CoA 羧化酶作用下实现 的。 2、乙酰-CoA羧化酶催化的反应是脂肪酸合成中 的限速步骤。 3、乙酰CoA羧化酶的组成 包括生物素羧基载体蛋白（BCCP）、生物素羧化 酶、羧基转移酶3个亚基，辅基为生物素。
生物化学-第六章 脂类代谢
四、脂类的主要生理功能
分类 含量 分布 生理功能 1. 储脂供能 2. 提供必需脂酸 脂肪组织、 3. 促脂溶性维生素吸收 血浆 4. 热垫作用 5. 保护垫作用 6. 构成血浆脂蛋白
生物膜、 神经、 血浆
脂肪
95﹪
类脂
5﹪
1. 维持生物膜的结构和功能 2. 胆固醇可转变成类固醇激 素、 维生素、胆汁酸等 3. 构成血浆脂蛋白
（二）动物体内重要脂肪酸
习惯名称 乙酸 月桂酸 肉豆蔻酸 软脂酸 硬脂酸 油酸 亚油酸 亚麻酸 十二碳脂酸 十四碳脂酸 十六碳脂酸 十八碳脂酸 十八碳一烯酸 十八碳二烯酸 十八碳三烯酸 系统名称 碳原子数 双键数 2 12 14 16 18 18 18 18 3 4 5 0 0 0 0 0 1 2 3 9 9,12 9,12,15 9 18：1Δ9C
+ H2NCH2COOH CH2CONHCH2COOH
苯乙尿酸
CH3CH CH2CH CH2COOH 2COOH H2 CH
2 2
β
α
β
α
（二）脂肪酸一般氧化分解过程
四个阶段：
P402
1、脂肪酸激活(线粒体外膜)：RCOOH →RCOSCOA
2、脂酰COA转运（10C以上）： RCOSCOA 肉毒碱 RCOSCOA
脂肪动员过程
ATP 脂解激素-受体 +
G蛋白
+
AC
cAMP +
HSLa(无活性) PKA
HSLb(有活性)
甘油一酯
甘油二酯脂肪酶 FFA
甘油二酯
FFA
甘油三酯
甘油一酯脂肪酶 FFA
甘油
AC：腺苷酸环化酶 PKA ：蛋白激酶A
生物化学 脂类代谢
脂类代谢Metabolism of lipids概论脂类（lipid）是脂肪(fat)及类脂(lipoid)的总称，是一类不溶于水而易溶于有机溶剂，并能为机体利用的有机化合物。
主要生理功能是储存能量及氧化供能。
基本特点不溶于水能溶解于一种或一种以上的有机溶剂分子中常含有脂肪酸或能与脂肪酸起酯化反应能被生物体所利用分类：脂肪（甘油三酯），类脂（固醇，固醇脂，磷脂，糖脂）脂肪酸（fatty acids）：包括饱和脂酸(saturated fatty acid)和不饱和脂酸(unsaturated fatty acid)，其中多不饱和脂酸多为营养必须脂酸（亚油酸，亚麻酸，花生四烯酸）。
基本构成：甘油磷脂（两个羟基接脂肪酸，一个接磷酸，磷酸一个羟基被X取代，如胆碱，水，乙醇胺，丝氨酸etc）胆固醇脂（胆固醇羟基接脂肪酸）鞘脂（鞘氨醇接一个脂肪酸）鞘磷脂（鞘脂下在一个羟基接取代磷酸基）鞘糖脂（鞘脂下一个羟基接糖）脂蛋白：脂质基本转运形式，分为细胞内脂蛋白和血浆脂蛋白第一节脂质的消化吸收Digestion and absorption of lipids人体内脂类来源自身合成饱和脂肪酸或单不饱和脂肪酸食物供给各种，特别是不饱和脂酸维持机体脂质平衡小肠：介于机体内外脂质间的选择性屏障，通过过多体内脂质堆积，通过过少会有营养障碍。
消化吸收能力有可塑性，脂质介导小肠脂质消化吸收能力增加脂消化酶及胆汁酸盐脂类在小肠上段，被乳化剂（胆汁酸盐，甘油一脂，甘油二脂）乳化成微团（micelles）再经酶催化消化。
甘油三酯被胰脂酶和辅酯酶消化成2-甘油一脂，磷脂被磷脂酶A2分解为溶血磷脂+1FFA，胆固醇脂被胆固醇酯酶分解成胆固醇脂肪与类脂的消化产物形成混合微团(mixed micelles)，被肠粘膜细胞吸收。
胆汁酸盐：强乳化作用脂质消化酶：◆胰脂酶（pancreatic lipase）：特异水解甘油三酯1位及3位酯键◆辅脂酶（colipase）：胰脂酶发挥脂肪消化作用的蛋白质辅因子◆磷脂酶A2（phospholipase A2）水解磷脂◆胆固醇酯酶（cholesteryl esterase）水解胆固醇辅酯酶进入肠腔后酶原激活，它有与脂肪及酯酶结合的结构域，与胰脂酶结合是通过氢键进行的；它与脂肪通过疏水键进行结合。
生物化学 第五章 脂类代谢
第 二 节 脂类的消化与吸收
Digestion and Absorption of Lipid
目录
脂类的消化
部位：主要在小肠上段 条件:
①乳化剂（胆汁酸盐等）的乳化作用； ②胰脂酶、辅酯酶、磷脂酶A2、胆固醇酯酶的催化
消化过程
食物中的脂类
乳化
微团 消化酶 (micelles)
产物
目录
胆汁酸盐(bile)：
RCOOH
+
HO
目录
消化产物:
MG、ch、溶血磷脂及FFA 短链及中链FA构成的TG与胆汁酸盐,形成 混合微团.
目录
脂类的吸收
部位 方式 中链及短链FA构成的TG 甘油 + FFA 乳化 吸收 肠粘膜 细胞 十二指肠下段及空肠上段
脂肪酶
门静脉
血循环
目录
肠粘膜细胞
长链脂酸及2-MG 胆固醇及游离脂酸
= = = =
磷脂酸 磷酸酶
O CH2O-C-R1 O CHO-C-R2
= =
脂酰CoA 转移酶
R3COCoA
CoA
O CH2O-C-R1 O CHO-C-R2 O CH2O-C-R3
= = = = = =
Pi
CH2OH 1，2-甘油二酯
甘油三酯
目录
二、甘油三酯的分解代谢
（一） 脂肪动员
定义 储存在脂肪细胞中的脂肪,被脂肪酶逐步水解 为FFA及甘油,并释放入血以供其他组织氧化利用 的过程。 关键酶 激素敏感性甘油三酯脂肪酶 (hormone-sensitive triglyceride lipase , HSL)
一个乙酰CoA,同时产生FADH2,NADH+H+.
生物化学7.脂类代谢
脂肪动员的结果是生成三分子的自 由脂肪酸（free fatty acid,FFA） 和一分子的甘油。 甘油可在血液循环中自由转运，而 脂肪酸进入血液循环后须与清蛋白 结合成为复合体再转运。 脂肪动员生成的甘油主要转运至肝 脏再磷酸化为3-磷酸甘油后进行代 谢。
甘油的代谢：
脂肪动员生成的甘油，主要经血循环转运 至肝脏进行代谢。 1．甘油在甘油磷酸激酶的催化下，磷酸化 为3-磷酸甘油：
乙醛酸循环的生理意义
1、对油料种子而言，乙醛酸循环可以为糖 异生提供原料，从而在没有光合作用的 情况下合成碳源和能源。 2、对细菌和藻类而言，乙醛酸循环可使其 利用乙酸盐为碳源和能源。 3、是连接糖代谢和脂代谢的枢纽。
油 料 种 子 萌 发 时 脂 肪 转 化 为 糖 过 程
习题
1.下列关于乙醛酸循环的论述不正确的是（ ）
2．丙二酸单酰CoA的合成：
在乙酰CoA羧化酶的催化下，将乙酰CoA 羧化为丙二酸单酰CoA。乙酰CoA羧化酶 受柠檬酸和异柠檬酸的变构激活，受长链 脂酰CoA的变构抑制。
乙酰CoA羧化酶 （生物素）
HOOC-CH2-CH（OH）-CH2-N+-（CH3）3
肉碱的分子结构
细胞溶胶中形成的脂酰CoA不能透过 线粒体内膜。肉碱可以携带脂酰基进入 线粒体。
脂酰CoA的转运
肉脂酰转移酶Ⅰ和Ⅱ是一组同工酶
(3) β -氧化： β -氧化过程由四个连续的酶促反应 组成： ① 脱氢； ② 水化； ③ 再脱氢； ④ 硫解。
(1)偶数碳原子脂肪酸： 2n — 2（n—1）= 2 即苯乙酸
(1)奇数碳原子脂肪酸：
( 2n+1)—2n = 1 即苯甲酸
只有脂肪酸以β -氧化这种方式分解才会出 现只有两种代谢终产物（苯甲酸和苯乙酸）的 情况。其他类型都有2种以上终产物。
生物化学脂类代谢
生物化学脂类代谢在我们的生命活动中，脂类代谢是一个至关重要的过程。
脂类不仅是细胞结构的重要组成部分，还在能量储存、信号传递以及许多生理功能中发挥着关键作用。
脂类，简单来说，包括脂肪、磷脂、固醇等。
脂肪，也就是我们常说的甘油三酯，是体内主要的储能物质。
当我们摄入的能量超过身体即时所需时，多余的部分就会被转化为脂肪储存起来，以备不时之需。
脂类的消化和吸收是脂类代谢的第一步。
在我们的消化道中，胆汁起着重要的作用。
胆汁能够乳化脂肪，使其变成微小的颗粒，增加与消化酶的接触面积，从而便于脂肪的消化。
脂肪酶将甘油三酯分解为甘油和脂肪酸，这些小分子物质可以被小肠上皮细胞吸收。
吸收进来的脂肪酸和甘油会重新合成甘油三酯，并与载脂蛋白等结合形成乳糜微粒。
乳糜微粒通过淋巴系统进入血液循环，最终被运输到脂肪组织、肌肉等部位储存或利用。
当身体需要能量时，储存的脂肪会被动员起来。
在激素敏感性脂肪酶的作用下，甘油三酯被水解为甘油和脂肪酸。
脂肪酸进入血液，与血浆清蛋白结合形成脂肪酸清蛋白复合物，被运输到各个组织器官，如肝脏、肌肉等，通过β氧化途径进行分解代谢，产生大量的能量。
β氧化是脂肪酸分解的主要途径。
脂肪酸首先被活化成脂酰 CoA，然后进入线粒体。
在一系列酶的作用下，经过脱氢、加水、再脱氢和硫解等步骤，每次生成一个乙酰 CoA 和比原来少两个碳原子的脂酰CoA。
乙酰 CoA 可以进入三羧酸循环进一步氧化分解，产生能量。
除了脂肪酸，磷脂也是脂类的重要组成部分。
磷脂在细胞膜的构成中起着关键作用，它能够保证细胞膜的流动性和稳定性。
磷脂的代谢与脂肪酸的代谢密切相关，一些酶参与了磷脂的合成和分解过程。
固醇类物质，如胆固醇，在体内既可以从食物中摄取，也可以自身合成。
胆固醇是合成胆汁酸、类固醇激素等重要生理活性物质的前体。
然而，过高的胆固醇水平会增加心血管疾病的风险，因此体内胆固醇的平衡调节非常重要。
肝脏在脂类代谢中扮演着“核心角色”。
它不仅能够合成和分解脂肪，还参与磷脂、胆固醇等的代谢。
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-7
CH3(CH2)5CH═CH(CH2 )9COOH
-9
CH3(CH2)7CH═CH(CH2 )13COOH
习惯名 多不饱和脂酸
花生酸(arachidic acid) n-二十烷酸
20:0
CH3(CH2)18COOH
山箭酸(behenic acid)
掬焦油酸(lignoceric acid)
n-二十二烷酸
22:0
n-二十四烷酸
24:0
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CH3(CH2)20COOH CH3(CH2)22COOH
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➢ 不饱和脂酸的碳链含有一个或一个以上双键
Classification and Naming of Unsaturated Fatty Acids
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§1.1 脂酸的命名
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， 依其碳原子数称为某烷酸，并从羧基碳原子开始 编号；若碳链中含有双键，从羧基端编号，称为 某碳烯酸，并将双键位置写在其前面。
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不饱和脂酸的命名
系统命名法 标示脂酸的碳原子数即碳链长度和双
键的位置。 △编码体系
从脂酸的羧基碳起计算碳原子的顺序 ω或n编码体系
从脂酸的甲基碳起计算其碳原子顺序
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例如：
油酸含18个碳原子，在第9-10位间有一个双 键，被称为9-十八碳单烯酸，写成18:1(9)或 18:1Δ9 。
食物供给 包括各种脂酸，其中一些不饱和脂 酸，动物不能自身合成，需从植物中 摄取。
* 必需脂酸（essential fatty acid, EFA）— — 亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等多 不饱和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，故称必需脂酸。
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第一节 不饱和脂酸的分类及命名
3. 构成血浆脂蛋白
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脂类物质的基本构成
甘油三酯
甘 FA 油 FA
FA
甘油磷脂 甘 (phosphoglycerides) 油
FA FX = 胆碱、水、乙 醇胺、丝氨酸、甘 油、 肌醇、磷脂 酰甘油等
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构成脂类的脂肪酸（脂酸）
•简 称 脂 酸 , 包 括 饱 和 脂 酸 (saturated fatty
n-十二烷酸
12:0
CH3(CH2)10COOH
豆寇酸(myristic acid) n-十四烷酸
14:0
CH3(CH2)12COOH
软脂酸(palmitic acid) n-十六烷酸
16:0
CH3(CH2)14COOH
硬脂酸(stearic acid)
n-十八烷酸
18:0
CH3(CH2)16COOH
单不饱和脂酸（monounsaturated fatty acid） 含一个双键的脂酸，如油酸
多不饱和脂酸（polyunsaturated fatty acid） 含二个或二个以上双键的脂酸，如DHA
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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
单不饱和脂酸
棕榈(软)油酸 (palmitoleic acid)
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脂类的分类、含量、分布及生理功能
分类
含量 分布
生理功能
脂肪 甘油三酯
类脂 糖酯、胆 固醇及其 酯、磷脂
95﹪ 5﹪
脂肪组织、 1. 储脂供能
血浆
2. 提供必需脂酸
3. 促脂溶性维生素吸收
4. 热垫作用
5. 保护垫作用
6. 构成血浆脂蛋白
生物膜、 神经、
血浆
1. 维持生物膜的结构和功能
2. 胆固醇可转变成类固醇激 素、 维生素、胆汁酸等
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哺乳动物不饱和脂酸按ω（或n）编码体系分类
人体内的不饱和脂肪酸按ω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 键位置数命名。
族 ω-7（n-7） ω-9（n-9） ω-6（n-6） ω-3（n-3）
母体脂酸 软油酸（16：1，ω-7）
油酸（18：1，ω-9） 亚油酸（18：2，ω-6，9） α-亚麻酸（18：3，ω-3，6，9）
第五章 脂类代谢
Lipid Metabolism
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本章主要内容
脂类概述 脂类的消化吸收 甘油三酯代谢 磷脂的代谢 胆固醇代谢 血浆脂蛋白代谢
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脂类概述
定义 分类
脂肪和类脂总称为脂类(lipid) 脂肪 (fat)：
三脂酰甘油 (triacylglycerols,TAG) 也称为甘油三酯 (triglyceride, TG) 类脂(lipoid)： 胆固醇 (cholesterol, CHOL) 胆固醇酯 (cholesterol ester, CE) 磷脂 (phospholipid, PL) 糖脂 (glycolipid )
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§1.2 脂酸的分类
脂酸根据其碳链长度分为短链、中链和长链脂酸
短链脂酸：碳链长度小于或等于10的脂酸 如：癸酸(碳链长度为10)
中链脂酸：碳链长度介于10和20之间的脂酸 如：油酸(碳链长度为18)
长链脂酸：碳链长度大于或等于20的脂酸 如：DHA(碳链长度为22)
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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
acid) 和 不 饱 和 脂 酸 (unsaturated fatty
acid)。
饱和脂肪酸 软脂酸（16C） 硬脂酸（18C）
非必需脂肪酸
脂肪酸
油酸（18:1）
不饱和脂肪酸
亚油酸（18:2） 亚麻酸（18:3）
必需脂肪酸
花生四烯酸（20:4）
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游离脂肪酸（脂酸）的来源
自身合成 以脂肪形式储存，需要时从脂肪动员产 生，多为饱和脂酸和单不饱和脂酸。
9-十六碳一烯酸
16:1
油酸(oleic acid)
9-十八碳一烯酸
18:1
异油酸(Vaccenic acid) 反式11-十八碳一烯酸 18:1
神经酸(nervonic acid) 15-二十四碳单烯酸
24:1
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-7
CH3(CH2)5CH═CH(CH2 )7COOH
-9
CH3(CH2)7CH═CH(CH2 )7COOH
➢ 饱和脂酸的碳链不含双键 饱和脂酸(saturated fatty acid)以乙
酸 (CH3-COOH) 为 基 本 结 构 ， 不 同 的 饱 和 脂 酸 的差别在于这两基团间亚甲基(-CH2-)的数目 不同 。
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常见的饱和脂酸
习惯名
系统名
碳原子数和 双键数
簇
分子式
饱和脂酸
月桂酸 (lauric acid)