1、脂質及脂代謝學習本 章 內 容第一節 脂類化合物概述第二節 脂類的分解代謝第三節 脂類的合成代謝第一節脂質化合物概述一、脂質的概念 定義： 脂類(lipids)是脂肪(fat)和類脂(lipoid)的總稱，即生物體中的脂肪、類似脂肪及能夠被有機溶劑抽提出來的化合物統稱脂質類。 特點： 具有脂溶性(能溶于有機溶劑而不溶于水)。二、脂質的分類根據化學結構和組分，可分三大類：1.單純脂質： （1）脂肪(脂肪酸甘油酯) （2）蠟(脂肪酸高級一元醇酯)2.復合脂質： （1）磷脂(甘油磷脂和神經鞘磷脂) （2）糖苷脂(脂肪酸與鞘氨醇糖苷所成的脂)3.異戊二烯系的脂質： （1）多萜類 （2）固醇和類固醇三、

2、脂質在生物體中的存在和功能（一）存在及含量：1、體脂質形式2、貯存脂形式 動物皮下結締組織（10-20%） 細菌、酵母等微生物（約40%） 某些植物的種子（約30%） （二）主要生理功能 構成組織如生物膜 重要的儲存能源物質（9.3千卡/g） 潤滑劑和防寒劑 是脂溶性物質的良好溶劑 供給必需脂肪酸 作為激素或維生素 直接和間接地參加代謝四、油脂的化學結構及種類（一）結構通式 CH2OCOR1 R2OCOCH CH2OCOR3 L-脂肪（甘油三酯） （二）種類 單純甘油酯R相同（甘油三單脂） 混合甘油酯R不同（甘油三雜脂）（三）油脂的分子組成特點及營養價值1. 植物油：不飽和脂肪酸含量高于70%

3、 動物脂：不飽和脂肪酸含量低 含有不飽和脂肪酸多的脂肪一般營養價值較高（三）油脂的分子組成特點及營養價值2、必需脂肪酸(Essential Fatty Acid) 哺乳動物需要，但自身不能合成，必須要靠食物提供的多不飽和脂肪酸。主要有： 亞油酸（18：2） 亞麻酸（18：3） 花生四烯酸（20：4） 二十碳五烯酸（20：5） 二十二碳六烯酸（22：6）（四）脂肪酸1、飽和脂肪酸棕櫚酸（軟脂酸）：C16；硬脂酸：C18；花生酸：C20；2、不飽和脂肪酸油酸：C18：1（9）或C18：19；亞油酸：C18：2（9，12）或C18：29，12亞麻酸：C18：3（9，12，15）或C18：39，12，

4、15花生四烯酸：C20：4（5，8，11，14）或C20：45，8，11，14命名（四）脂肪酸3、天然脂肪酸的特點：（1）多為偶數碳；奶油中脂肪酸種類多且低碳脂肪酸多（半固態）陸地動、植物脂肪較多16、18碳水產動物中不飽和脂肪酸占絕大多數，其中淡水18碳多，海水20、22多。（2）一般都是順式結構cis；（3）雙鍵一般在9-10，12-13，15-16。五、油脂的理化性質（一）物理性質 1. 氣味與色澤無色無味 2. 溶解性脂溶性 3. 比重小于1 4. 熔點與凝固點與脂肪酸組成有關，熔 點高于凝固點 5. 具有折光性和多晶現象 6. 油膩性和粘度較大（二）化學反應1、脂肪的水解在酸、脂酶或

5、蒸汽作用下水解產 生甘油和三分子脂肪酸。2、脂肪的堿水解皂化，脂肪與堿作用產生甘油 和脂肪酸鹽（皂）。皂化價皂化一克脂肪所需KOH的毫克數3、乳化作用 肥皂去污是脂肪的乳化作用4、脂肪與碘加成-100克脂肪吸收碘的克數稱碘價5、氫化或硬化作用不飽和脂肪酸加氫成為飽和 脂肪酸。6、氧化反應脂類的干化7、油脂的酸敗自動氧化為主六、磷脂（一）甘油磷脂結構 磷脂酸的衍生物（二）神經鞘磷脂結構 非甘油磷脂，含有磷酸、膽堿、神經鞘氨醇、二氫神經鞘氨醇及脂肪酸。（三）生物膜1、生物膜的組成模型 蛋白質-外周膜蛋白、整合膜蛋白 脂質-磷脂是生物膜的重要組成成分2、膜結構 磷脂雙分子層 生物膜的流動鑲嵌結構模型

6、（三）生物膜3、生物膜的功能 物質轉運 信息傳遞 能量轉換-線粒體膜七、糖脂（一）糖脂含有糖基的脂質化合物。 1.鞘糖脂 脂酰鞘氨醇的糖苷，包括腦苷脂和神經節苷脂 結構 2.甘油糖脂 為二脂酰基甘油的糖苷。（二）糖脂的主要生物功能 主要行使細胞膜的受體、識別、特異性及細胞的生長分化有關的功能。八、萜類和固醇（一）萜類 由二個以上異戊二烯構成的化合物。如胡蘿卜素、葉綠醇。（二）固醇 環戊烷多氫菲的衍生物。如膽固醇(動物固醇)和麥角固醇(植物固醇)。為激素和維生素D的前體物。（三）類固醇 氧化程度較高的固醇。如膽酸、甾類激素（如一些性激素和皮質激素）、蛻皮激素等。 膽固醇的結構及其酯化 ABC12

7、34567891011121315161718192021222324252627D環戊烷多氫菲14第 二 節 脂 肪 分 解 代 謝一、脂肪的消化吸收與水解二、甘油的代謝三、脂肪酸的分解代謝甘油三酯的分子結構 一、脂肪的消化吸收與水解（一）參與脂類消化的酶 酯酶和脂酶（脂肪酶、磷脂酶）；（二）脂肪的吸收與轉運脂肪動員過程 1、脂肪的吸收 部分水解 完全水解反應式 完全不水解 2、脂肪的轉運 血脂（HDL、LDL、VLDL、CM） 二 、甘 油 的 分 解 代 謝 由甘油激酶和-磷酸甘油脫氫酶完成 1分子甘油：-1ATP，+1NADHH+；反應式 思考題： 1分子甘油徹底氧化成CO2和 H2O

8、可以凈生成多少個ATP？ 三、脂肪酸的分解代謝（一）脂肪酸的-氧化作用（二）脂肪酸的-氧化（三）脂肪酸的-氧化 （一）脂肪酸的-氧化作用1、-氧化作用簡圖在脂肪酸的-位氧化成羥基，再形成酮基，最后裂解下兩個碳單位，依次逐步進行下去；是飽和的、偶數碳的脂肪酸的主要代謝途徑；2、-氧化反應歷程（線粒體中）過程脂肪酸的活化反應式 需要輔酶A和ATP的參與； 活化地點：細胞質脂酰輔酶A的氧化脫氫，FADH2 2ATP反應式水化反應氧化脫氫，NADH,H+ 3ATP硫解反應1輪-氧化，產生1分子乙酰輔酶A、NADH+H+、FADH2乙酰CoA徹底氧化： 生成的乙酰CoA進入三羧酸循環徹底氧化分解并釋放出

9、大量能量，并生成ATP。 肉堿轉運載體線粒體膜脂酰CoA脫氫酶L(+)-羥脂酰CoA脫氫酶 NAD+ NADH+H+ 反2-烯酰CoA 水化酶H2OFADFADH2 酮脂酰CoA 硫解酶CoA-SH脂酰CoA合成酶ATPCoASHAMP PPiH2O呼吸鏈 2ATP H2O 呼吸鏈 3ATP TAC （一）脂肪酸的-氧化作用3、-氧化作用的起始物終產物 起始物：脂酰CoA或-酮脂酰CoA； 終產物：乙酰輔酶A4、-氧化作用的特點 首先在-位氧化； 降解一個長鏈脂肪酸只需活化一次； 活化在細胞質中進行，-在線粒體中進行；（一）脂肪酸的-氧化作用5、能量計算 能量消耗：2ATP 能量產生：1次-氧

10、化:2ATP(FADH2)+3ATP(NADH,H+ )= 5ATP乙酰輔酶A:FADH2 + 3NADH,H+ +ATP = 12ATP 一個長鏈完全氧化成CO2和H20產生能量： = 經-氧化產生ATP數+乙酰輔酶A氧化產生ATP數- 消耗ATP數 = 5-氧化次數+12乙酰輔酶A數量-2 = 5(C數/2-1)+12C數/2 - 2 （一）脂肪酸的-氧化作用5、能量計算例題:一分子硬脂酸完全氧化成CO2和H20 產生多少個ATP? 146個特殊情況:若分子中含有雙鍵,一個雙鍵少2個ATP;若分子中含有羥基,一個羥基少2個ATP;若分子中含有酮基,一個酮基少5個ATP;（一）脂肪酸的-氧化

11、作用7、奇數碳脂肪酸的分解代謝反應式8、天然不飽和脂肪酸的分解代謝反應式 順反烯脂酰輔酶A異構酶 D(-)-羥脂酰CoA表構酶(差向異構酶) 與飽和脂肪酸相比，產能相對少些（二）脂肪酸的 -氧化反應式（三）脂肪酸的-氧化游離脂肪酸為底物，不需活化；加單氧酶（NAD）、脫氫酶（NAD）； O2 加單氧酶 OH 脫氫酶 O 脫羧酶RCH2COOH RCHCOOH RCCOOH RCOOH NADH2 NADH2 ATP CO2（四）酮體的代謝1、酮體乙酰乙酸、-羥丁酸、丙酮2、酮體生成的基本過程。幻燈片3、酮體的氧化幻燈片4、引起酮體生成的原因：飲食中脂肪多；飲食脂肪、糖比例不適；糖代謝、脂代謝紊

12、亂；脂代謝主要途徑示意 脂肪 甘油 脂肪酸糖 磷酸丙糖 -氧化 丙酮酸 動物體CoASH 乙酰乙酰CoA 乙酸 乙酰CoA H2O 乙酰乙酸 TCA CO2 能量 丙酮 -羥丁酸第 三節 脂肪的合成代謝一、-磷酸甘油的合成二、脂肪酸的合成 （一）全程合成途徑（非線粒體系統） （二）延伸合成途徑（線粒體系統） （三）不飽和脂肪酸的延伸合成途徑（微粒體系統）三、脂肪的合成一、-磷酸甘油的合成（一）由糖代謝途徑產生反應式G 磷酸二羥丙酮 -磷酸甘油（二）由脂代謝途徑產生 磷酸甘油激酶甘油 + ATP -磷酸甘油 + ADP 二、 脂肪酸的合成（一）脂肪酸合成的碳源 1. 糖代謝丙酮酸乙酰CoA（線粒

13、體） 2. 脂肪酸分解代謝乙酰CoA（線粒體） 3. 氨基酸氧化分解乙酰CoA 以上來源作為機體 乙酰CoA 代謝庫，研究表明： 脂肪酸合成的前體為乙酰CoA（二）細胞漿中合成-全程合成途徑1、合成部位細胞質中2、合成產物軟脂酸（十六碳飽和脂肪酸）3、碳源乙酰CoA（多存在于線粒體）4、合成原料的準備（1）乙酰輔酶A的穿膜運送反應式肉毒堿系統示意圖檸檬酸系統示意圖（2）乙酰輔酶A成羧化丙二酸單酰CoA；（3）酰基轉換-形成乙酰ACP和丙二酸單酰ACP； （2）乙酰輔酶A成羧化丙二酸單酰CoA；反應式（3）酰基轉換-形成乙酰ACP和丙二酸單酰ACP； 乙酰CoA 反應式 （3）轉酰基酶 + AC

14、PSH 乙酰S-ACP + CoASH 乙酰CoA + CO2 + ATP （2）乙酰CoA羧化酶 丙二酸單酰S-CoA + ADP + Pi （3）丙二酸單酰CoA 轉酰基酶 + ACPSH 丙二酸單酰S-ACP乙酰輔酶A：脂肪酸合成的引物，碳源；丙二酰ACP：脂肪酸合成的直接原料； 5、脂肪酸生物合成的過程中間產物：ACPSH的衍生物，即ACPSH為酰基載體。（1）縮合形成-酮脂酰S-ACP（2）還原形成-羥脂酰S-ACP（3）脫水形成烯脂酰S-ACP（4）還原生成脂酰S-ACP（長兩個碳單位） 合成階段：從丙二酸單酰ACP合成長兩個碳的脂酰S-ACP 乙酰S-ACP + 丙二酸單酰S-A

15、CP （1） 脂酰-丙二酸單酰-S-ACP 縮合酶 乙酰乙酰S-ACP + CO2 + ACPSH（ -酮丁酰S-ACP） （2） -酮脂酰S-ACP還原酶 + NADPH -羥丁酰S-ACP + NADP （3） -羥脂酰S-ACP脫水酶 烯丁酰S-ACP + H2O （4） 烯脂酰S-ACP 還原酶 + NADPH 丁酰S-ACP + NADP6、終產物軟脂酸的合成 由乙酰CoA為引物，以丙二酸單酰S-ACP 為原料，重復反應 14，每次加長兩個碳單位，經 7 次循環，可形成軟脂酰S-ACP，經水解即可形成軟脂酸。中間產物水解可形成長度不同偶數碳飽和脂肪酸。總反應式：CH3COS-ACP

16、+7HOOCCH2COS-ACP +14NADPH（H+）CH3-(CH2)14-COOH +14NADP+7CO2+8ACPSH+6H2O若合成奇數碳脂肪酸，應以丙酰CoA為引物。若合成支鏈脂肪酸，應以異丁酰CoA為引物。 7、關鍵酶（1）合成酶系脂肪酸合成酶系：包括7個酶，以酰基載體蛋白（ACPSH）為中心嵌合而成，其中一個酶脫落則全無活性；還需要ATP、CO2、Mn2+、NADPH和生物素。（2）檸檬酸合成酶（3）乙酰CoA羧化酶變構酶以生物素為輔酶；在ATP作用下CO2與生物素形成羧基-生物素；檸檬酸有激活作用8、能量變化（由 8乙酰CoA 軟脂酸） （1）合成 消耗 7ATP；14N

17、ADPH。 （2）檸檬酸轉移也耗ATP。9、全合成途徑的要點：（1） 合成產物（2） 碳源（3） 合成部位（4） 合成酶系及輔酶（5） 中間產物和酰基載體（6） 乙酰CoA轉移系統的酶及輔酶（7） 關鍵酶（三）延伸合成途徑（飽和脂肪酸）線粒體系統：1. 反應部位線粒體2. 合成原料乙酰CoA3. 引物12、14、16碳脂酰CoA4. 酰基載體CoASH5. 遞氫輔酶NADH、NADPH6. 延伸方式每次延長兩個碳單位7. 終產物最長24碳脂肪酸8. 酶系與-氧化略有不同，用烯脂酰還原酶而不是脂酰CoA脫氫酶 9. 反應歷程：（不完全為-氧化的逆過程） 脂酰CoA + 乙酰CoA （1） -酮脂

18、酰CoA硫解酶 -酮脂酰CoA + CoASH （2） -羥脂酰CoA脫氫酶 + NADH L-羥脂酰CoA + NAD （3） L-羥脂酰CoA 水合酶 反-烯脂酰CoA + H2O （4） 烯脂酰CoA 還原酶 + NADPH 脂酰CoA + NADP 水解產生相應碳數的脂肪酸 CH3-(CH2)14-COSCoA + CH3-COSCoA （1）-酮脂酰輔酶A硫解酶 CH3-(CH2)14-CO-CH2-COSCoA NADH （2） -羥脂酰輔酶A脫氫酶酶 NAD CH3-(CH2)14-CH(OH)-CH2-COSCoA （3）L-羥脂酰輔酶A水合酶 CH3-(CH2)14-CH=C

19、H-COSCoA +H2O NADPH （4） 烯脂酰輔酶A還原酶 NADP CH3-(CH2)14-CH2-CH2-COSCoA（三）延伸合成途徑（飽和脂肪酸）微粒體系統： 1、以丙二酸單酰CoA為原料 2、需要NADPH 3、延長方式可能與全合成途徑相似 4、引物可以是飽和或不飽和脂肪酸（四）不飽和脂肪酸的延伸合成途徑 （微粒體系統）1、由飽和脂肪酸氫形成不飽和脂肪酸 CH3(CH2)14COSCoA + NADPH + O2 雙功能氧化酶CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7COSCoA +2H2O2、先經-氧化、脫水形成雙鍵，再延長碳鏈。三、脂肪的合成 CH2OH HOCH + 2 RCOSCoA CH2OPO3H2 -磷酸甘油 磷酸甘油轉脂酰基酶 CH2OCOR1 R2OCOCH + 2CoASH C