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1、第九章 脂类代谢,脂肪的分解代谢 脂肪的生物合成,一、脂肪的分解代谢,1.脂肪的水解 乳化 脂肪的消化主要在肠中进行，胰液和胆汁经胰管和胆管分泌到十二指肠，胰液中含有胰脂肪酶，能水解部分脂肪成为甘油及游离脂肪酸，但大部分脂肪仅局部水解成甘油一酯，甘油一酯进一步由另一种脂酶水解成甘油和脂肪酸。,甘油的分解,2.脂肪酸的氧化分解（-氧化）脂肪酸的活化脂酰CoA的生成 长链脂肪酸氧化前必须进行活化，活化在线粒体外进行。内质网和线粒体外膜上的脂酰CoA合成酶在ATP、CoASH、Mg2+存在条件下，催化脂肪酸活化，生成脂酰CoA。,脂肪酸的氧化,脂肪酸的活化,穿膜（脂酰CoA进入线粒体）脂肪酸活化在细
2、胞液中进行，而催化脂肪酸氧化的酶系是在线粒体基质内，因此活化的脂酰CoA必须进入线粒体内才能代谢。,脂肪酸的氧化 长链脂酰CoA的氧化是在线粒体脂肪酸氧化酶系作用下进行的，每次氧化断去二碳单位的乙酰CoA，再经TCA循环完全氧化成二氧化碳和水，并释放大量能量。偶数碳原子的脂肪酸氧化最终全部生成乙酰CoA。脂酰CoA的氧化反应过程如下：,（1）脱氢 脂酰CoA经脂酰CoA脱氢酶催化，在其和碳原子上脱氢，生成2反烯脂酰CoA，该脱氢反应的辅基为FAD。（2）加水（水合反应）2反烯脂酰CoA在2反烯脂酰CoA水合酶催化下，在双键上加水生成L-羟脂酰CoA。,（3）脱氢 L-羟脂酰CoA在L-羟脂酰C
3、oA脱氢酶催化下，脱去碳原子与羟基上的氢原子生成-酮脂酰CoA，该反应的辅酶为NAD+。（4）硫解 在-酮脂酰CoA硫解酶催化下，-酮脂酰CoA与CoA作用，硫解产生 1分子乙酰CoA和比原来少两个碳原子的脂酰CoA。,脱氢,加水,再脱氢,硫解,脂酰CoA,L(+)-羟脂酰CoA,酮脂酰CoA,脂酰CoA+乙酰CoA,目 录,总结：脂肪酸氧化最终的产物为乙酰CoA、NADH和FADH2。假如碳原子数为Cn的脂肪酸进行氧化，则需要作（n/21）次循环才能完全分解为n/2个乙酰CoA，产生n/2个NADH和n/2个FADH2；生成的乙酰CoA通过TCA循环彻底氧化成二氧化碳和水并释放能量，而NAD
4、H和FADH2则通过呼吸链传递电子生成ATP。至此可以生成的ATP数量为：以软脂酸（16C）为例计算其完全氧化所生成的ATP分子数：,肉碱转运载体,线粒体膜,3.脂肪酸的其它氧化分解方式奇数碳原子脂肪酸的分解 羧化 脱羧脂肪酸的-氧化脂肪酸的-氧化不饱和脂肪酸的分解,4.乙酰CoA的去路进入TCA循环最终氧化生成二氧化碳和水以及大量的ATP。生成酮体参与代谢（动物体内）脂肪酸氧化产生的乙酰CoA，在肌肉细胞中可进入TCA循环进行彻底氧化分解；但在肝脏及肾脏细胞中还有另外一条去路，即形成酮体。,乙酰乙酸(acetoacetate)、-羟丁酸(-hydroxybutyrate)、丙酮(aceton
5、e)三者总称为酮体。,血浆水平：0.030.5mmol/L(0.35mg/dl),代谢定位：生成：肝细胞线粒体利用：肝外组织（心、肾、脑、骨骼肌等）线粒体,（1）酮体的生成 A.2分子的乙酰CoA在肝脏线粒体乙酰乙酰CoA硫解酶的作用下，缩合成乙酰乙酰CoA，并释放1分子的CoASH。B.乙酰乙酰CoA与另一分子乙酰CoA缩合成羟甲基戊二酸单酰CoA（HMG CoA），并释放1分子CoASH。C.HMG CoA在HMG CoA裂解酶催化下裂解生成乙酰乙酸和乙酰CoA。乙酰乙酸在线粒体内膜-羟丁酸脱氢酶作用下，被还原成-羟丁酸。部分乙酰乙酸可在酶催化下脱羧而成为丙酮。,CoASH,CoASH,N
6、AD+,NADH+H+,-羟丁酸脱氢酶,HMGCoA 合酶,乙酰乙酰CoA硫解酶,HMGCoA 裂解酶,1.酮体的生成,NAD+,NADH+H+,琥珀酰CoA,琥珀酸,CoASH+ATP,PPi+AMP,CoASH,2.酮体的利用,琥珀酰CoA转硫酶（心、肾、脑及骨骼肌的线粒体）,乙酰乙酰CoA硫激酶（肾、心和脑的线粒体）,乙酰乙酰CoA硫解酶（心、肾、脑及骨骼肌线粒体）,2乙酰CoA,乙酰乙酰CoA,乙酰CoA,乙酰乙酸,HMGCoA,D(-)-羟丁酸,丙酮,乙酰乙酰CoA,琥珀酰CoA,琥珀酸,酮体的生成和利用的总示意图,2乙酰CoA,3.酮体生成的生理意义,酮体是肝脏输出能源的一种形式。
7、并且酮体可通过血脑屏障，是脑组织的重要能源。酮体利用的增加可减少糖的利用，有利于维持血糖水平恒定，节省蛋白质的消耗。,线粒体膜,胞液,线粒体基质,丙酮酸,丙酮酸,苹果酸,草酰乙酸,柠檬酸,柠檬酸,乙酰CoA,苹果酸,合成过程可以分为三个阶段：（1）原料的准备乙酰CoA羧化生成丙二酸单酰CoA（在细胞液中进行），由乙酰CoA羧化酶催化，辅基为生物素，是一个不可逆反应。乙酰CoA羧化酶可分成三个不同的亚基：,生物素羧化酶（BC）生物素羧基载体蛋白（BCCP）羧基转移酶（CT）,Pathway(2),*软脂酸的合成过程,目 录,至此，生成的丁酰-ACP比开始的乙酰-ACP多了两个碳原子；然后丁酰基再
8、从ACP上转移到-酮脂酰合成酶的-SH上，再重复以上的缩合、还原、脱水、还原4步反应，每次重复增加两个碳原子，释放一分子CO2，消耗两分子NADPH，经过7次重复后合成软脂酰-ACP，最后经硫脂酶催化脱去ACP生成软脂酸（16碳）。,mode,软 脂 酸 的 合 成 总 图,目 录,（3）延长阶段（在线粒体和微粒体中进行）生物体内有两种不同的酶系可以催化碳链的延长，一是线粒体中的延长酶系，另一个是粗糙内质网中的延长酶系。线粒体脂肪酸延长酶系 以乙酰CoA为C2供体，不需要酰基载体，由软脂酰CoA与乙酰CoA直接缩合。内质网脂肪酸延长酶系 用丙二酸单酰CoA作为C2的供体，NADPH作为H的供体
9、，中间过程和脂肪酸合成酶系的催化过程相同。,（4）不饱和脂肪酸的合成 不饱和脂肪酸中的不饱和键由去饱和酶催化形成。人体内含有的不饱和脂肪酸主要有棕榈油酸（16C，一个不饱和键）、油酸（18C，一个不饱和键）、亚油酸（18C，两个不饱和键）、亚麻酸（18C，三个不饱和键）以及花生四烯酸（20C，四个不饱和键）等，前两种单不饱和脂肪酸可由人体自己合成，后三种为多不饱和脂肪酸，必须从食物中摄取，因为哺乳动物体内没有9以上的去饱和酶。,软脂酸分解与合成代谢的区别,1.合成部位全身各组织内质网，肝、肾、肠等组织最活跃。,2.合成原料及辅因子脂酸、甘油、磷酸盐、胆碱、丝氨酸、肌醇、ATP、CTP,（二）甘
10、油磷脂的合成,3.合成基本过程,（1）甘油二酯合成途径,（三）甘油磷脂的降解,磷脂酶(phospholipase,PLA),*胆固醇(cholesterol)结构,固醇共同结构环戊烷多氢菲,概 述,*胆固醇(cholesterol)结构,固醇共同结构环戊烷多氢菲,概 述,1分子胆固醇,18乙酰CoA+36ATP+16(NADPH+H+),葡萄糖有氧氧化,葡萄糖经磷酸戊糖途径,乙酰CoA通过柠檬酸-丙酮酸循环出线粒体,（二）合成原料,（三）合成基本过程,1.甲羟戊酸的合成,目 录,二、胆固醇的转化与排泄,1.转变为胆汁酸(bile acid)（肝脏）,2.转化为类固醇激素,3.转化为7-脱氢胆固醇（皮肤）,胆固醇的母核环戊烷多氢菲在体内不能被降解，但侧链可被氧化、还原或降解，实现胆固醇的转化。,（肾上腺皮质、睾丸、卵巢等内分泌腺）,（一）胆固醇的转化,4.转化为胆固醇酯,（二）胆固醇的排泄,本章小结,脂类概述脂肪的分解脂肪的合成,脂肪与类脂，脂肪酸（饱和，不饱和，必需）,脂肪酸的 氧化，酮体,乙酰CoA羧化生成丙二酸单酰CoA脂肪酸的从头合成,
