生物化学第十脂肪代谢
生物化学：第十章 三羧酸循环
The Citric Acid Cycle Oxidizes Two-Carbon Units
The cycle starts with the condensation of oxaloacetate (C4) and acetyl CoA (C2) to give citrate (C6), which is isomerized to isocitrate (C6). Oxidative decarboxylation of this intermediate gives –ketoglutarate (C5). The second molecule of carbon dioxide comes off in the next reaction, in which -ketoglutarate is oxidatively decarboxylated to succinyl CoA (C4). The thioester bond of succinyl CoA is cleaved by inorthophosphate to yield succinate, and a high phosphoryl transfer potential compound in the form of GTP is concomitantly generated. Succinate is oxidized to fumarate (C4), which is then hydrated to form malate (C4). Finally, malate is oxidized to regenerate oxaloacetate (C4). Thus, two carbon atoms from acetyl CoA enter the cycle, and two carbon atoms leave the cycle as CO2 in the successive decarboxylations catalyzed by isocitrate dehydrogenase and ketoglutarate dehydrogenase. In the four oxidation–reduction reactions in the cycle, three pairs of electrons are transferred to NAD and one pair to FAD. These reduced electron carriers are subsequently oxidized by the electrontransport chain to generate approximately 9 molecules of ATP. In addition, 1 molecule of a compound having a high phosphoryl transfer potential is directly formed in the citric acid cycle. Hence, a total of 10 molecules of compounds having high phosphoryl transfer potential are generated for each two-carbon fragment that is completely oxidized to H2O and CO 2. 44 浙江大学医学院徐立红
生物化学习题及答案-脂代谢
脂代谢〔一〕名词解释1．必需脂肪酸〔essential fatty acid〕2．脂肪酸的α-氧化(α- oxidation)3．脂肪酸的β-氧化(β- oxidation)4．脂肪酸的ω-氧化(ω- oxidation)5．乙醛酸循环〔glyoxylate cycle〕6．柠檬酸穿梭(citriate shuttle)7．乙酰CoA羧化酶系〔acetyl-CoA carnoxylase〕8．脂肪酸合成酶系统〔fatty acid synthase system〕〔二〕填空题：1．是动物和许多植物主要的能源贮存形式，是由与3分子酯化而成的。
2．在线粒体外膜脂酰CoA合成酶催化下，游离脂肪酸与和反应，生成脂肪酸的活化形式，再经线粒体内膜进入线粒体衬质。
3．一个碳原子数为n〔n为偶数〕的脂肪酸在β-氧化中需经次β-氧化循环，生成个乙酰CoA，个FADH2和个 NADH+H+。
和 ,使异柠檬酸防止了在循环中的两次反应,实现从乙酰CoA净合成循环的中间物。
5．脂肪酸从头合成的C2供体是，活化的C2供体是，复原剂是。
6．乙酰CoA羧化酶是脂肪酸从头合成的限速酶，该酶以为辅基，消耗，催化与生成，柠檬酸为其，长链脂酰CoA为其 ..7．脂肪酸从头合成中，缩合、两次复原和脱水反应时酰基都连接在上，它有一个与一样的长臂。
8．脂肪酸合成酶复合物一般只合成，动物中脂肪酸碳链延长由或酶系统催化；植物的脂肪酸碳链延长酶系定位于。
9．真核细胞中，不饱和脂肪酸都是通过途径合成的；许多细菌的单烯脂肪酸则是经由途径合成的。
10．三酰甘油是由和在磷酸甘油转酰酶的作用下先形成，再由磷酸酶转变成，最后在催化下生成三酰甘油。
11．磷脂合成中活化的二酰甘油供体为，在功能上类似于糖原合成中的或淀粉合成中的。
〔三〕选择题以下哪项表达符合脂肪酸的β氧化：A．仅在线粒体中进行B．产生的NADPH用于合成脂肪酸C．被胞浆酶催化D．产生的NADPH用于葡萄糖转变成丙酮酸E．需要酰基载体蛋白参与脂肪酸在细胞中氧化降解A．从酰基CoA开始B．产生的能量不能为细胞所利用C．被肉毒碱抑制D．主要在细胞核中进行E．在降解过程中反复脱下三碳单位使脂肪酸链变短3．以下哪些辅因子参与脂肪酸的β氧化：A ACPB FMNC 生物素D NAD+4．以下关于乙醛酸循环的论述哪些是正确的〔多项选择〕？A 它对于以乙酸为唯一碳源的微生物是必要的；B 它还存在于油料种子萌发时形成的乙醛酸循环体；C 乙醛酸循环主要的生理功能就是从乙酰CoA合成三羧酸循环的中间产物；D 动物体内不存在乙醛酸循环，因此不能利用乙酰CoA为糖异生提供原料。
生物化学王镜岩第三版第28章 脂肪代谢课件
H2O
RCHOHCH2CO~ScoA
NAD +
β-羟脂酰CoA 脱氢酶
呼吸链
NADH
H20
RCOCH2CO-SCoA
β-酮酯酰CoA 硫解酶
CoASH
脂酰CoA R-CO~ScoA + CH3CO~SCoA 乙酰CoA
乙酰CoA 乙酰CoA 乙酰CoA 乙酰CoA 乙酰CoA 乙酰CoA
TCA
ATP
d、硫解
乙酰CoA
β-氧化的主要生化反应
Ｏ
酯酰CoA脱氢酶
RCH2CH2C-SCoA 脂酰CoA
FAD
FADH2
Ｏ
RCH=CH-C-SCoA β-烯脂酰CoA
△2-烯酰
OH O
H2O CoA水化酶
||
RCHCH2C~ScoA
β-羟脂酰CoA
β-羟脂酰
NAD + CoA脱氢酶
O ||
R-C~ScoA+
O || CH3C~SCoA
脂酰CoA
乙酰CoA
NADH
硫解酶 CoASH
OO ||
RCCH2C-SCoA β-酮酯酰CoA
乙酰CoA
氧 化 的 生 化 历 程
乙酰CoA
RCH2CH2CO-SCoA
脂酰CoA 脱氢酶
FAD
FADH2 呼吸链 H20
RCH=CH-CO-SCoA
β-烯脂酰CoA 水化酶
HDL(α-LP)
功能
50
80~95
50~70
48~50
转运外源性
转运内源性
三酰甘油和 三酰甘油到全身
胆固醇到全身
转运内源性 胆固醇从肝 到全身各组织
生物化学脂质代谢
血循环
淋巴管
乳糜微粒
(chylomicron, CM)
目录
甘 油 三 酯 的 消 化 与 吸 收
第三节 甘油三酯的代谢
Metabolism of Triglyceride
目录
本
节
甘油三酯的合成代谢
主
脂肪酸的合成代谢
要
甘油三酯的分解代谢
内
容
脂肪动员
甘油进入糖代谢
脂酸的β氧化
脂酸的其他氧化方式
酮体的生成和利用
第七章
脂质代谢
Metabolism of Lipids
目录
第一节
脂质的构成、功能及分析
The composition, function and analysis of lipids
目录
一、脂质
定义: 脂肪和类脂总称为脂质 lipids ，
分类:
脂肪 fat
三脂酰甘油 triacylglycerol, TAG ,也 称为甘油三酯 triglyceride, TG
三个结构域：
•底物进入缩合单位 •还原单位 •软脂酰释放单位
目录
软脂酸合成的总反应:
CH3COSCoA
+
7 HOOCH2COSCoA
+
14NADPH+H+
CH3 CH2 14COOH +
7 CO2 +
6H2O +
8HSCoA
+ 14NADP+
目录
二 软脂酸延长在内质网和线粒体内进行
1. 脂肪酸碳链在内质网中的延长
胆固醇酯 胆固醇酯酶 胆固醇 + FFA
目录
➢ 消化的产物
生物化学 脂质代谢
(三)白三烯（leukotrienes, LTs）的结构 白三烯也是20碳多不饱和脂肪酸衍生物
前列腺素和血栓噁烷的合成
白三烯的合成
（四）前列腺素、血栓噁烷及白三烯的基本生理功能
多不饱和脂肪酸衍生物 前列腺素（PG）
血栓噁烷（TX） 白三烯（LT）
生理功能 PGE2：促进血管扩张、增加血管通透性、引起炎 症 PGE2和PGA2：舒张动脉平滑肌、降血压 PGE2和PGI2：抑制胃酸分泌 （卵泡）PGE2：收缩卵巢平滑肌引起排卵 （子宫）PGE2：溶解黄体、加强子宫收缩，促进 分娩 （血小板） TXA2：引起血管收缩、血小板聚集、 促进凝血及血栓形成。 LTC4、LTD4和LTE4：收缩支气管平滑肌 LTB4：调节白细胞功能
第七章
脂质代谢
(Lipids Metabolism )
内容提要
• 脂肪酸及常见脂类的分子组成与结构 • 脂肪动员、脂肪酸的β-氧化 • 酮体的生成、利用及生理意义 • 脂肪酸合成的关键酶及其调节 • 甘油磷脂的合成与分解 • 胆固醇的生物合成、转化及胆固醇的代谢调节 • 血浆脂蛋白的分类、组成及在脂类代谢中的作用
要来自糖代谢。 ➢ 三酰甘油合成途径：一酰甘油途径（小肠）；二酰甘油途
径（肝和脂肪组织）
（一）脂肪酸的合成
细胞首先合成软脂酸，其它脂肪酸是在软脂酸基础上加长或 缩短而成。
肝是脂肪酸合成的主要器官；细胞内场所是胞液 合成脂肪酸的原料：乙酰CoA（主要来自糖代谢） 合成脂肪酸的NADPH+H+主要来自糖代谢 合成脂肪酸的限速酶：乙酰CoA羧化酶 脂肪酸的合成不是β-氧化的逆过程
—CH2CHNH2COOH —CH2CHOHCH2OH
CH2OCOR1
HCOCOR2
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 脂代谢小结与习题
第六章脂类代谢知识要点（一）脂肪的生物功能：脂类是指一类在化学组成和结构差异大,但都不溶于水而易溶于乙醚、氯仿等非极性溶剂中的物质。
通常脂类可按不同组成分为五类，即单纯脂、复合脂、萜类和类固醇及其衍生物、衍生脂类及结合脂类。
脂类物质具有重要的生物功能。
脂肪是生物体的能量提供者。
脂肪也是组成生物体的重要成分，如磷脂是构成生物膜的重要组分，油脂是机体代谢所需燃料的贮存和运输形式。
脂类物质也可为动物机体提供溶解于其中的必需脂肪酸和脂溶性维生素。
某些萜类及类固醇类物质如维生素A、D、E、K、胆酸及固醇类激素具有营养、代谢及调节功能。
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。
脂类作为细胞的表面物质，与细胞识别，种特异性和组织免疫等有密切关系。
（二）脂肪的降解在脂肪酶的作用下，脂肪水解成甘油和脂肪酸。
甘油经磷酸化和脱氢反应，转变成磷酸二羟丙酮，纳入糖代谢途径。
脂肪酸与ATP 和CoA 在脂酰CoA 合成酶的作用下，生成脂酰CoA。
脂酰CoA 在线粒体内膜上肉毒碱：脂酰CoA 转移酶系统的帮助下进入线粒体基质，经β-氧化降解成乙酰CoA，进入三羧酸循环彻底氧化。
β-氧化过程包括脱氢、水合、再脱氢和硫解四个步骤，每次β-氧化循环生成FADH2、NADH、乙酰CoA和比原先少两个碳原子的脂酰CoA。
萌发的油料种子和某些微生物拥有乙醛酸循环途径。
可利用脂肪酸β-氧化生成的乙酰CoA 合成苹果酸，为糖异生和其它生物合成提供碳源。
乙醛酸循环的两个关键酶是异柠檬酸裂解酶和苹果酸合成酶前者催化异柠檬酸裂解成琥珀酸和乙醛酸，后者催化乙醛酸与乙酰CoA 生成苹果酸。
（三）脂肪的生物合成脂肪的生物合成包括三个方面：饱和脂肪酸的从头合成，脂肪酸碳链的延长和不饱和脂肪酸的生成。
脂肪酸从头合成的场所是细胞液，需要CO2 和柠檬酸的参与，C2 供体是糖代谢产生的乙酰CoA。
反应有二个酶系参与，分别是乙酰CoA 羧化酶系和脂肪酸合成酶系。
生物化学(2)第四章 脂类的代谢
例如：油脂酰CoA经3次β-氧化产 生3分子乙酰CoA后，剩余部分为△ 3，4顺烯月桂酰CoA，该底物在△3，4-顺-△2， 3-反-烯脂酰CoA异构酶作用下，将△ 3， 4-顺式转化为△2，3-反式结构，进行β氧化。
四、脂肪酸氧化的其他途径 （一）奇数碳链饱和脂肪酸的氧化 许多植物和海洋生物体内的脂类含 有奇数碳原子脂肪酸，石油酵母脂类中 含有大量15和17碳脂肪酸。 奇数碳原子的脂肪酸依偶数碳原子 脂肪酸相同的方式进行氧化，但在氧化 的最后一轮产物是丙酰辅酶A和乙酰辅 酶A。
5、酸中毒 在正常情况下，人体血液中含有少量 酮体（78.4～489.7μ mol /L），但在某 些情况下，如胃炎、饥饿、糖尿病等由于 脂肪动员增强，肝中酮体的生成超过肝外 组织氧化利用酮体的能力，就会出现血中 酮体含量过多，出现血中酮体含量较高 （酮血症）；严重者尿中有酮体，呼气有 酮味（烂苹果味），称为“酮尿症”。 由于酮体中的乙酰乙酸、 β -羟丁酸 是酸性物质，可导致血液中pH下降，导 致酸中毒。
（三）能量 1、每次β -氧化有两次脱氢过程，产生1分子 FADH2和1分子NADH。 其中： FADH2 2 ATP 5 ATP NADH 3 ATP 2、 乙酰CoA参加三羧酸循环，每次12ATP。
例子
一分子软脂酸通过β -氧化彻底分解生成 ATP数量： 7次β -氧化：7×5=35ATP 8分子乙酰CoA：8×12=96ATP 活化时消耗2个高能磷酸键； 净生成:129个ATP。
存在
肝脏和某些需氧细菌中存在（清除海洋 浮油污染）。
五、酮体的生成和利用 1、酮体的生成 脂肪酸β -氧化所生成的乙酰CoA 在肝外组 织中，大部分可迅速通过三羧酸循环氧化成二 氧化碳和水，并产生能量或被某些反应所利用。
生物化学脂代谢
O CH2O-C-R1
CHOH
酯酰CoA 转移酶
CH2O- Pi R1COCoA 3 - 磷酸甘油
CoA CH2O- Pi R2COCoA 1-酯酰-3 - 磷酸甘油
CoA
=
O CH2O-C-R1
O CHO-C-R2
CH2O- Pi
磷脂酸
=
磷脂酸 磷酸酶
Pi
O
O
CH2O-C-R1 O
CHO-C-R2
胆固醇+FFA
磷脂
磷脂酶A2
溶血磷脂+FFA
17
二、脂类的消化吸收 1. 主要部位: 在十二指肠及空肠
中链及短链脂酸构成的TG 乳化
吸收 肠黏膜 细胞
甘油 + FFA
脂肪酶
门静脉
血循环
18
长链脂酸及2-甘油一酯
肠黏膜细胞 （酯化成TG）
胆固醇及游离脂酸
肠黏膜细胞 （酯化成CE）
溶血磷脂及游离脂酸
32
** 脂酸分解代谢 1. 除脑组织外，大多数组织均可进 行脂酸β氧
化，其中肝、肌肉最活跃
脂酸 β氧化 乙酰COA
CO2+H2O+能量
2. 脂酸在线粒体中经β-氧化后进一步合成酮体
β氧化
脂酸
乙酰COA 酮体
33
2. 脂酸的β-氧化 ** 过程
⑴ 脂肪酸的活化 ⑵ 脂肪酰CoA从胞浆进入线粒体 ⑶ 饱和脂肪酰CoA的β氧化 ⑷ β氧化产生的乙酰CoA进入三羧酸循环
酯酰CoA 转移酶
CH2OH R2COCoA CoA
O CH2O-C-R2
O CHO-C-R1
酯酰CoA 转移酶
CH2OH
R3COCoA CoA
生物化学脂类代谢习题答案
脂类代一、问答题1、为什么摄入糖量过多容易长胖?答：因为脂肪酸合成的起始原料乙酰CoA主要来自糖酵解产物丙酮酸，摄入糖量过多那么糖酵解产生的丙酮酸也多，进而导致合成脂肪酸的起始原料乙酰CoA也多，原料多合成的脂肪酸自然就多了，所以摄入糖量过多容易长胖。
2、比拟脂肪酸β—氧化和脂肪酸的合成有哪些不同点？答：①细胞中发生部位不同：合成发生在细胞质，氧化发生在线粒体；②酰基载体不同：合成所需载体为ACP—SH，氧化所需载体为乙酰CoA；③二碳片段的参加与裂解方式：合成是以丙二酰ACP参加二碳片段，氧化的裂解方式是乙酰CoA；④电子供体或受体：合成的供体是NADPH，氧化的受体是FAD、FAD＋；⑤酶系不同：合成需7种酶，氧化需4种酶；⑥原料转运方式：合成是柠檬酸转运系统，氧化是肉碱穿梭系统；⑦能量变化：合成耗能，氧化产能。
3、试计算1mol甘油彻底氧化成CO2和H2O可净生成多少molATP。
答：甘油氧化产生的乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化。
经过4次脱氢反响生成3molNADH+H+、1molFADH2、以及2molCO2，并发生一次底物水平磷酸化，生成1molGTP。
依据生物氧化时每1molNADH+H+和1molFADH2 分别生成2.5mol、1.5mol的ATP，因此，1mol甘油彻底氧化成CO2和H2O生成ATP摩尔数为6×2.5＋1×1.5＋3－1=18.5。
4、1mol硬脂酸(即18碳饱和脂肪酸)彻底氧化成CO2和H2O时净生成的ATP的摩尔数。
答：1mol硬脂酸彻底氧化需经8次循环，产生9个乙酰CoA，每摩尔乙酰CoA进入三羧酸循环产生10molATP，这样共产生90molATP。
8molFADH2进入电子传递链产生12molATP，8molNADH进入电子传递链共产生20molATP。
脂肪酸的活化需消耗2个高能磷酸键，这样彻底氧化1mol硬脂酸净得120molATP。