封面生理生化课件脂类和脂类代谢第一节 生物体内的脂类第二节 脂肪的分解代谢第三节 脂肪的生物合成第四节 类脂的代谢第一节 生物体内的脂类一,脂类的定义,脂类（ lipid） 亦译为脂质或类脂，是一类低溶于水而高溶于非极性溶剂的生物有机分子。其化学本质是脂肪酸和醇所形成的酯类及其衍生物。
脂肪酸多为 4碳以上的长链一元羧酸醇成分包括甘油、鞘氨醇、高级一元醇和固醇。
脂类的元素组成主要是 C H O,有些尚含 N S P。
二,脂类的分类
I 按化学组成分类
单纯脂类
复合脂类
衍生脂类
II 按能否被碱水解分类
可皂化 脂类
不可皂化脂类分类,
单纯脂复合脂三酰 甘油酯磷脂鞘 脂、糖脂蜡硫脂,脂蛋白固醇类 （杂环大分子一元 醇 ）
萜类 （多异戊二烯聚合 醇 ）
前列腺素 （ 1五元环＋ 20碳 脂肪酸 ）
非皂化脂单纯脂类
由脂肪酸和醇类所形成的酯
脂酰甘油酯（最丰富的为甘油三酯、三酰甘油 )
蜡（ 16-16C以上的长链脂肪酸和 16-30C的一元醇或固醇）
单纯脂类的衍生物：除了含有脂肪酸和 醇外，还含有非脂分子的成分，包括：
复合脂类
磷脂（磷酸和含氮碱）
糖脂（糖）
硫脂（硫酸）
衍生脂类,由单纯脂类或复合脂类衍生而来或与它们关系密切。
萜类：天然色素、香精油、天然橡胶
固醇类：固醇（甾醇、性激素、肾上腺皮质激素）
其他脂类：维生素 A,D,E,K等。
可皂化 脂类,一类能被碱水解而产生皂（脂肪酸盐）的称为可 皂化 脂类。
不可皂化脂类,不能被碱水解而产生皂（脂肪酸盐）的称为不可 皂化 脂类。
主要有不含脂肪酸的萜类和固醇类
O=
—O=
—
CH2—O —C—R1
R2—C—O—C—H
CH2—O —C—R3
O=
R1,R2,R3可以相同，也可以不全相同甚至完全不同,R2多是不饱和的。
重要脂类：甘油三酯甘 油 三 酯甘 油 磷 脂
CHR2 C
PCH2
-
X
C R1
X= – H 磷脂酸 （ PA）
X= – CH2 –CH2 –N+(CH3) 3磷脂酰胆碱（卵磷脂） （ PC）
X= – CH2 – CH–NH2 磷脂酰丝氨酸（脑磷脂） （ PS）
COOH
X=-CH2-CH2-NH3+磷脂酰乙醇胺
（脑磷脂）（ PE）
X=甘油 磷脂酰甘油（ PG）
X=肌酸 磷脂酰肌酸（ PI）
–
o
o
o
o o
o
CH2 O
O
贮存脂类 ——重要的贮能供能物质,每克脂肪（高度还原的物质）氧化时可释放出 38.9 kJ 的能量，每克糖和蛋白质氧化时释放的能量仅分别为 17.2 kJ和 23.4 kJ。
浮游生物中蜡是代谢燃料的储存形式，蜡还有保护功能。
结构 脂 类 ——磷脂、糖脂、硫脂、固醇类等有机物是生物体的重要成分（如生物膜系统）
活性脂类 ——固醇类、萜类是一些激素和维生素等生理活性物质的前体
脂类（糖脂） 与信息识别、种特异性、组织免疫有密切的关系；与细胞信号转导有关（ PIP2）。
人类的某些 疾病 如动脉粥样硬化、脂肪肝和酮尿症等都与脂类代谢紊乱有关 。
三,脂类的生物学功能第二节 脂肪的分解代谢一 脂 肪 的 水 解
脂肪 脂肪酶 甘油 +脂肪酸
CH2-O -C-R1
R2-C-O-CH
CH2OH
-
-
CH2-O -C-R1
R2-C-O-CH
CH2-O -C-R3
O=
O=
O=
H2O R3COOH
三酰甘油脂肪酶
O=
O= --
-
CH2OH
HCOH
CH2OH
CH2OH
R2-C-O-CH
CH2OH
O= -
-
H2O R1COOH
二酰甘油脂肪酶
H2O R2COOH
单酰甘油脂肪酶
-
-
第一步为限速步骤，磷酸化的脂肪酶有活性，动物的脂肪酶存在于脂肪细胞中，而植物的脂肪酶存在脂体、
油体及乙醛酸循环体中。
二,甘 油 的 氧 化 分 解 与 转 化
CH2OH
HCOH
CH2OH
-
-?
ATP ADP+Pi
甘油激酶
CH2OH
HCOH
CH2O-P
-
-
磷酸酯酶
NAD+ NADH +H+
磷酸甘油脱氢酶
CH2OH
C=O
CH2O-P
-
-
异构酶磷酸丙糖
CHO
CHOH
CH2O-P
-
-
糖异生葡萄糖
EMPCH3
C=O
COOH
-
-乙酰 COATCACO2+H2O
糖代谢与脂代谢通过 磷酸二羟丙酮 联系起来。
动物的脂肪细胞中无甘油激酶，则甘油需要经血液运到肝细胞中进行氧化分解。
三 脂肪酸的氧化分解
饱和脂肪酸的氧化分解
不饱和脂肪酸的氧化分解
β-氧化作用
α-氧化作用
ω-氧化作用
单不饱和脂肪酸的氧化分解
多不饱和脂肪酸的氧化分解
奇数 C原子脂肪酸的氧化分解
㈠ 饱和脂肪酸的 β -氧化作用
概念
脂肪酸的 β -氧化作用
能量计算
乙醛酸循环
乙醛酸循环的生物学意义
乙酰 COA的可能去路
1,概 念
饱和脂肪酸在一系列酶的作用下，羧基端的 β 位 C
原子发生氧化,碳链在 α 位 C原子与 β 位 C原子间 发生断裂，每次生成一个乙酰 COA和较原来少二个碳单位的脂肪酸，这个不断重复进行的脂肪酸氧化过程称为 β -氧化,
R1CH2CH2CH2CH2 CH2COOH
饱和脂肪酸 β -氧化 的实验证据：
1904年,F.Knoop的 标记 实验：
实验前提,已知动物体内不能降解苯环
实验方案,用 苯基 标记的饱和脂肪酸饲喂动物马 尿酸苯乙尿酸
（ 1） 脂肪酸的活化
脂肪酸首先在线粒体外或胞浆中被活化，形成脂酰 CoA，
然后进入线粒体或在其它细胞器中进行氧化。
在 催化下，由 ATP提供能量，将脂肪酸转变成脂酰 CoA：
R C H 2 C H 2 C H 2 C O O H + A T P R C H 2 C H 2 C H 2 C
O
A M P + P P i
脂酰 C o A 合成酶
R C H 2 C H 2 C H 2 C
O
A M P ＋ C oA S H R C H 2 C H 2 C H 2 C
O
S C oA + A M P
2,脂肪酸的 β -氧化总反应：
（ 2）脂酰 CoA转运入线粒体
对于动物来说,β-氧化在线粒体基质中进行，而脂肪酸第一步活化在胞液中,脂酰 CoA（ 10C以上）不能进入线粒体,后面的步骤发生在线粒体中，所以涉及特殊的 转运机制来帮助跨膜。
脂酰肉毒碱肉毒碱脂酰 COA COA
脂酰肉毒碱载体
（
移位酶
）
肉毒碱胞质一侧内膜外侧内膜内侧线粒体基质一侧
COA脂酰 COAβ-氧化肉毒碱脂酰基转移酶 Ⅰ
肉毒碱脂酰基转移酶 Ⅱ
(3) β -氧化的反应历程（偶数 C原子）
脂肪酸的活化脱 H
Pi
RCH2CH2CH2COOH
COA-SH+ATP AMP+PPi
脂酰 COA合成酶 RCH2CH2CH2CO～ SCOA（脂酰 COA）
FAD FADH2
脂酰 COA脱 H酶
（ 3种）
-RCH2C=CCO～ SCOA
-
（△ 2反式烯脂酰 COA）
水化脱 H
-烯脂酰 COA水化酶
RCH2CH-CH2CO～ SCOA
OH
（ L-β- 羟脂酰 COA）
NAD+ NADH+H+
L-β- 羟脂酰 COA脱 H酶
RCH2C-CH2CO～ SCOA
O=
（ β- 酮脂酰 COA）
RCH2C-CH2CO～ SCOA
O= COASH
酮脂酰硫解酶
（ 3种）
O=
RCH2-C～ SCOA+ CH3-C～ SCOA
O=
（ 少 2个 C的脂酰 COA）
以 16C的脂肪酸为例,经过 7次循环，产生 7个
NADH,7个 FADH2,8分子乙酰 COA。
NADH和 FADH2进入呼吸链
NADH 3 (2.5ATP)
FADH2 2 (1.5ATP)
硫解：
β-氧化的反应历程
RCH2CH2COOH
RCH2CH2CO～ SCOA
（脂酰 COA）
-RCH=CHCO～ SCOA
（△ 2反式烯脂酰 COA）
-
RCH-CH2CO～ SCOA
OH
（ L-β- 羟脂酰 COA）
RC-CH2CO～ SCOA
O=
（ β- 酮脂酰 COA）
R-C～ SCOA+ CH3-C～ SCOA
O=O=
继续 β-氧化脂酰 COA脱 H酶（ 3种）
中长链脂酰 COA脱 H酶缺陷症牙买加呕吐病：
一种浆果内含降糖氨基酸，其代谢物抑制该酶
3,能 量 计 算
以 16C的软脂酸为例
o 8乙酰 COA 彻底氧化 TCA 10ATP 10× 8=80ATP
o 7FADH2 1.5× 7=10.5ATP
o 7NADH+H+ 2.5× 7=17.5ATP
108 (131)ATP
第一步消耗了 2个高能磷酸键，所以应为 108-2=106,129个高能磷酸键。
当软脂酸氧化时，自由能变化为 -2340千卡／摩尔,ATP水解生 成
ADP+Pi时，自由能变化为 -7.30千卡／摩尔。
o 7.3× 106
2340 × 100%≈33% (40%)
所以软脂酸在 β-氧化时能量转化率,约为 33%（ 40%）
在植物体内，脂肪酶主要存在脂体、油体以及乙醛酸循环体中。而脂肪酸氧化亦可在线粒体内进行，亦需肉碱的转运。亦可在过氧化物酶体或乙醛酸循环体中进行。但油料种子萌发时，
脂肪酸 β -氧化就是在乙醛酸循环体内进行的，
而催化其反应的酶系与线粒体内不同。
4-1,乙 醛 酸 循 环
-
-
-
C=O
COO-
CH2
COO-
乙酰 COA
柠檬酸合成酶
COA CH
2
COO-
HO-C-COO-
COO-
CH2
-
-
-
-
异柠檬酸裂解酶
CH2
COO-
HC-COO-
COO-
HO-C-H
-
-
-
-
CH2
COO-
CH2
COO-
-
-
-
CHO
COO-
-
NAD+
苹果酸脱 H酶
HO-C-H
COO-
H-CH
COO-
-
-
-
COA
苹果酸合成酶乙酰 COA
线粒体
T
C
A
草酰乙酸糖异生脂酰 COA
NA
DH
+H
+
4-2,乙 醛 酸 循 环
-
-
-
C=O
COO-
CH2
COO-
乙酰 COA
柠檬酸合成酶
COA CH
2
COO-
HO-C-COO-
COO-
CH2
-
-
-
-
异柠檬酸裂解酶
CH2
COO-
HC-COO-
COO-
HO-C-H
-
-
-
-CHO
COO-
-HO-C-H
COO-
H-CH
COO-
-
-
-
COA
苹果酸合成酶乙酰 COA
细胞质草酰乙酸逆 EMP
糖脂酰 COA
氧化
（存在微生物和植物中）
线粒体TCA
草酰乙酸天冬氨酸乙醛酸循环体线粒体 TCA
天冬氨酸天冬氨酸草酰乙酸
-酮戊二酸谷氨酸 琥珀酸草酰乙酸膜系统谷氨酸?-酮戊二酸草酰乙酸 PEP（ 细胞质中）PEP羧化酶
GTP GDP+CO2
苹果酸苹果酸PEP2-P甘油酸3-P甘油酸
1,3-二 P甘油酸
3-P甘油醛
1,6-二 P果糖
6-P果糖 6-P葡萄糖 葡萄糖
NAD+NADH+H+
草酰乙酸
GTP
乙醛酸循环体细胞质
5.乙醛酸循环的生物学意义
可看成 TCA循环的一条支路（琥珀酸可进入 TCA）
苹果酸进入细胞质可进行再氧化草酰乙酸 糖异生糖 （油料种子萌发时脂肪转变成糖）
对于某些植物、微生物，乙酸、乙酸盐、乙酰 COA等成为赖以生存的细胞原料
6.乙 酰 COA 的 可 能 去 路
TCA CO2+H2O+能量
乙醛酸循环 糖异生 糖
脂肪酸、固醇等合成的原料
在动物肝、肾脏中有可能产生乙酰乙酸,D-?-羟丁酸和丙酮 （酮体） 。
在动物肌肉中乙酰 COA可以进入 TCA。
在动物肝、肾的线粒体内乙酰 COA进入酮体的合成：
乙酰 -COA
COA-SH硫解酶
HMGCOA
合酶乙酰 -COA+H2O
COA-SH
HMGCOA
裂解酶 乙酰 -COA
乙酰乙酸
D -?-羟丁酸丙酮
D -?-羟丁酸脱氢酶
NADH+H+ NAD+
CO2
自动一般情况：乙酰乙酸在肌肉线粒体中的分解
-酮酯酰 COA转移酶
-氧化TCA
+
+
㈡ 饱和脂肪酸的 α-氧化作用
1,概 念
脂肪酸 在一些酶的催化下，其 α-C原子发生氧化，
结果生成一分子 CO2和较原来少一个碳原子的脂肪酸，这种氧化作用称为 α-氧化 。
2,α -氧化的可能反应历程
RCH2COOH O2,NADPH+H
+
单加氧酶
Fe2+,抗坏血酸
R-CH-COOH
OH
-
（ L-α-羟脂肪酸）
NAD+
NADH+H+
脱氢酶
R-C-COOH
O
=
（ α-酮脂酸）
ATP,NAD+,抗坏血酸脱羧酶
RCOOH+CO2
（少一个 C原子）
RCH2CH2COOH H2O2
（ α-氢过氧脂肪酸）
-RCH2- CH- COOH
OOH
RCH2- C- H
O
=
CO2
RCH2COOH
脂肪过氧化物酶醛脱氢酶
（少一个 C的脂肪醛）
（少一个 C的脂肪酸）
α-氧化对于降解支链脂肪酸、奇数脂肪酸或过分长链脂肪酸有重要作用。
㈢ 饱和脂肪酸的 ω-氧化作用
（ 12C以下的脂肪酸）
在动物体内,12碳以上的脂肪酸是通过 β-氧化进行分解作用；少于 12
碳的脂肪酸可在微粒体中经 ω-氧化作用分解，其在脂肪酸分解代谢中不占主要地位。
1,概 念
脂肪酸在酶催化下，其 ω碳（末端甲基 C） 原子发生氧化，先生成 ω-羟脂酸，继而氧化成 α,ω-二羧酸的反应过程，称为 ω-氧化 。
2,反 应 历 程（ 12C以下）
CH3 ( CH2 )nCOOH
NADPH+H+ NADP+
混合功能氧化酶
HOCH2 ( CH2 )n COOH
NAD(P)+
NAD(P)H+H+
醇酸脱氢酶
OHC( CH2 )n COOH
醛酸脱氢酶
HOOC ( CH2 )n COOH
混合功能氧化酶从脂肪酸两端进行 β-氧化（海洋中浮游细菌降解海面浮油）
ω-氧化加速了脂肪酸的降解速度。
㈣ 不饱和脂肪酸的氧化分解
1,单不饱和脂肪酸的氧化 （单个双键，油酸）
△ 3-顺 -十二烯脂酰 COA
H
CH3(CH2 )7C=CCH2(CH2 )6C-SCOA
-H O
油酰 COA(18:1,△ 9 )
- =
3
次β-
氧化 3CH3-C～ SCOA
O=
3 2 1
- O
CH3(CH2 )7C=CCH2C-SCOA
HH -
△ 3顺 - △ 2反烯脂酰 COA
异构酶 （ β-氧化中无）
=
-
O
CH3(CH2 )7CH2C=C-C-SCOA
H
H- =
3 2 1
△ 2-反 -十二烯脂酰 COA
烯脂酰 COA 水化酶
O
CH3(CH2 )7CH2C-CH2-C-SCOA
H
- =OH
-
5次 β-氧化
6CH3-C-SCOA
O=
2,多不饱和脂肪酸的氧化
≥2个双键,亚油酸 （ 18,2，△ 9,12）
β-氧化，断裂 3个乙酰 COA之后
H2O 烯脂酰 COA水化酶
SCOAC
OOH β-羟八碳烯脂酰 COA(△ 2顺 )
C
O
SCOA
β-羟八碳烯脂酰 COA(△ 2反 )
β -羟脂酰 COA差向酶
OH 3次 β-氧化 4 乙酰 COA
异构酶
2
乙酰CO
A
3β-氧化，断裂 3个乙酰 COA后异构酶乙酰 COA 1β-氧化脱氢酶还原酶 NADPH异构酶
4β-氧化
5乙酰 COA
（五）奇数 C原子的脂肪酸氧化生成 丙酰 -COA
丙酰 COA羧化酶甲基丙二酰 COA消旋酶甲基丙二酰 COA变位酶 琥珀酰 COA
TCA
丙酸代谢的一条途径丙酸代谢的?-羟丙酸支路 途径脂酰 COA脱 H酶
FAD FADH2
烯脂酰 COA水化酶
H2O
水解酶
H2O HSCOA
脱氢酶
DAN+ DADH+H+
脱氢酶
NADP++
CO2+
NADPH+H+
HSCOA
TCA
丙酸的来源
反刍动物胃中碳水化合物酵解产生大量丙酸
某些氨基酸降解（如 Val Ile） 产生丙酸
脂肪酸的降解所以丙酸代谢非常重要三 脂肪酸的氧化分解
饱和脂肪酸的氧化分解
不饱和脂肪酸的氧化分解
β-氧化作用
α-氧化作用
ω-氧化作用
单不饱和脂肪酸的氧化分解
多不饱和脂肪酸的氧化分解
奇数 C原子脂肪酸的氧化分解第三节 脂肪的生物合成
甘油的合成
脂肪酸的合成
二者分别转变为 3—磷酸甘油和脂酰 CoA后的连接一 甘 油 的 生 物 合 成
CH2OH
C=O
CH2O-P
-
-
3-磷酸甘油脱氢酶
CH2OH
HO-CH
CH2O-P
-
-
Pi
磷酸酶CH
2OH
HO-CH
CH2OH
-
-
2、来自脂肪的水解
1,来自 EMP途径甘油 +ATP 3-磷酸甘油甘油激酶二 脂 肪 酸 的 生 物 合 成
饱和脂肪酸的从头合成
脂肪酸碳链的延长
不饱和脂肪酸的合成
㈠ 饱和脂肪酸的从头合成
（在细胞质中）
1,乙酰 CoA（ 碳源） 的来源及转运
来源
线粒体内的丙酮酸氧化脱羧 （糖）
脂肪酸的 β-氧化
氨基酸的氧化
转运
柠檬酸穿梭 （三羧酸转运体系）
柠檬酸草酰乙酸丙酮酸
H2O
ATP
CO2
乙酰辅酶 A
丙酮酸羧化酶线粒体内膜线粒体基质 胞液三羧酸载体柠檬酸草酰乙酸 乙酰 CoA
ATP,CoASH
ADP+Pi柠檬酸裂解酶苹果酸丙酮酸
NADH+H+
NAD+
NADP+
NADPH+H+
CO2
丙酮酸氧化脂肪酸?氧化氨基酸氧化苹果酸 脂肪酸合成苹果酸酶
2,丙二酸单酰 CoA的形成
一分子软脂酸合成时,8个 2C单位中,1个为乙酰 CoA,其它 7个为丙二酸单酰 CoA参与合成。
CH3-C～ SCOA+HCO3-+H++ATP
=O
HOOC-CH2-C～ SCOA
O=
+ADP+Pi
乙酰 CoA羧化酶乙酰 CoA羧化酶（别构酶）
组成
存在形式
作用机制组 成
生物素羧化酶
羧基转移酶
生物素 羧基载体蛋白存 在 形 式
无活性单体
每个单体是一个具有前述三个功能结构域组成的蛋白
有活性丝状聚合体作 用 机 制
（柠檬酸正调节，软脂酰 COA变构抑制）
ATP+HCO3-+BCCP 生物素羧化酶 BCCP-CO2 +ADP
BCCP-CO2 +CH3-C～ SCOA
=O 羧基转移酶
HOOC-CH2-C～ SCOA +BCCP
BCCP,biotin carboxyl carrier protion
——生物素 羧基载体蛋白
O
CO2 CO2
+ HCO3-
生物素 -酶 CO2-生物素 -酶
3,脂肪酸合酶系统 （来自大肠杆菌）
⑴组成
脂酰基载体蛋白 （ ACP-SH）
ACP-脂酰基转移酶
丙二酸单酰 COA- ACP转移酶
β-酮脂酰 - ACP合酶
β-酮脂酰 - ACP还原酶
β-羟脂酰 - ACP脱水酶
烯脂酰 -ACP还原酶
ACP
SH4-磷酸泛酰巯基乙胺
⑵ 反 应 历 程
乙酰基转移反应
CH3-C～ SCOA
=O
CH3-C～ SACP
=O
CH3-C～ S-合酶
=O
丙二酸单酰基转移反应
ACP脂酰基转移酶
HOOC-CH2-C～ SCOA +ACP-SH
HOOC-CH2-C～ SACP
O=
丙二酸单酰转移酶
HOOC ～
O=
+COA-SH
缩合反应
CH3-C～ S-合酶 +
=O
HOOC-CH2-C～ SACP
O=
β-酮脂酰 -ACP合酶
CH3-C-CH2-C～ SACP
O=O =
+合酶 -SH+CO2?还原反应
CH3-C-CH2-C～ SACP
O=O =
+NADPH+ + H + β-酮脂酰 -ACP还原酶
CH3-CH-CH2-C～ SACP
O-OH =
+NADP+
D-β-羟丁酰 -ACP
选择 丙二酸单酰 CoA的意义？
脱水反应
CH3-CH-CH2-C～ SACP
O-OH =
=
-
C
-
C==C
O
-CH3
-
H
H
～ SACP
β-羟脂酰 -ACP脱水酶
+H2O
（△ 2反式丁烯酰 -ACP,巴豆酰 -ACP）
再还原反应
-C==C
O
-CH3
H
H
～ SACPC
-
=
-
3 2
+NADPH+H+β-烯脂酰 -ACP还原酶
CH3-CH2-CH-C～ SACP
O=
+NADP+
（丁酰 -ACP）
丁酰 -ACP与丙二酸单酰 -ACP重复缩合、还原、
脱水、再还原的过程，直至生成软脂酰 -ACP。
缩合反应
CH3-C～ S-合酶 +
=O
HOOC-CH2-C～ SACP
O=
β-酮脂酰 -ACP合酶
CH3-C-CH2-C～ SACP
O=O =
+合酶 -SH+CO2
由于缩合反应中,β-酮脂酰 -ACP合酶 是对链长有专一性的酶，仅对 14C及以下脂酰 -ACP有催化活性,故从头合成只能合成 16C及以下饱和脂酰 -
ACP。
软脂酰 -ACP 硫酯酶 水解 ACP+软脂酸（棕榈酸）
释放
H2O
总反应式
8CH3-C～ SCOA
=O
+7ATP+14NADPH++14H +
CH3 ( CH2)14COOH +14NADP+ +8CoASH + 7ADP +7Pi+6H2O
那么这个过程与糖代谢有一定关系：
原料（ 乙酰辅酶 A ） 来源羧化反应中消耗的 ATP可由 EMP途径提供还原力 NADPH从哪来？
反应中所需的 NADPH++H+约有 40%来自 PPP途径，其余的 60%可由 EMP中生成的 NADH+H+间接转化提供
NADH+H ++草酰乙酸 苹果酸脱氢酶 苹果酸 +NAD+
苹果酸 +NADP+ 苹果酸酶 丙酮酸 +CO2+NADPH+H +
总反应：
NADH+H++NADP+ +草酰乙酸 丙酮酸 +CO2+NADPH+H++NAD+
｛
奇数碳原子饱和脂肪酸合成以丙二酸单酰 ACP为起始物，
逐加入的二碳也是丙二酸单酰 ACP。
柠檬酸草酰乙酸丙酮酸
H2O
ATP
CO2
乙酰辅酶 A
丙酮酸羧化酶线粒体内膜线粒体基质 胞液三羧酸载体柠檬酸草酰乙酸 乙酰 CoA
ATP,CoASH
ADP+Pi柠檬酸裂解酶苹果酸丙酮酸
NADH+H+
NAD+
NADP+
NADPH+H+（ 8）
CO2
丙酮酸氧化脂肪酸?氧化氨基酸氧化苹果酸 脂肪酸合成苹果酸酶
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 线粒 体酰基载体 ACP-SH COA-SH
二碳单位参与或断裂形式 丙二酸单酰 ACP 乙酰 COA
电子供体或受体 NADPH+H+ FAD,NAD
-羟酰基中间物的立体构型不同 D型 L型对 HCO3-和柠檬酸的需求 需要 不需要所需酶 7种 4种 (P209)
能量需求或放出 消耗 7ATP及 14NADPH+H+ 产生 129或 106ATP
㈡ 脂 肪 酸 碳 链 的 延 长
在动物体内,软脂酸 为合成 16C以上更长碳链脂肪酸的前体，需活化成 脂酰 CoA。
软脂酸 +CoASH+ATP 软脂酰 -SCoA +AMP+PPi
碳链延长可以在两个部位完成
线粒体内（ P173）
基本为 β-氧化的逆转,NADPH为氢的供体,二碳片段供体为乙酰 COA,只是 烯脂酰 CoA还原酶代替了脂酰 CoA脱氢酶 。
RCO～ SCoA+CH3CO～ SCoA RCH2CH2CO～ SCoA
在内质网膜上的延长 〔主要为硬脂酸（ 18：
0）〕
NADPH+H+为氢的供体，丙二酸单酰 COA为碳的供体,COA代替 ACP为脂酰基载体，从羧基末端延长，中间过程与脂肪合成酶体系相似（缩合、
脱水、还原、再还原）。
㈢ 不 饱 和 脂 肪 酸 的 合 成
1,单不饱和脂肪酸的合成
单烯不饱和脂肪酸大多为顺式的，双键大多在
(C9-C10 ) 之间（ 棕榈油酸和油酸 ）
需氧途径 (真核生物中 )
动物体内 （肝或脂肪组织）
NADH+H+
NAD+
FAD
FADH2
NADHCytb5
还原酶
2Fe2+
2Fe3+
Cytb5
2Fe3+
2Fe2+
去饱和酶不饱和脂酰 CoA
饱和脂酰 CoA
2H+ +O2
2H2O
植物体或低等的需氧生物中
NADPH 2e
-
黄素蛋白 2e
-
铁硫蛋白酶 -O2
酶
2H2O
不饱和脂酰 ACP
饱和脂酰 ACP
2e-
O2+2H+
厌氧途径 (厌氧微生物中 )
P174了解
2,多烯不饱和脂肪酸的合成
多烯不饱和脂肪酸在厌氧细菌中基本不存在，
但在高等动植物体内含量丰富，他们是由单烯脂肪酸继续去饱和而产生的。 但在哺乳动物中,仅能合成单不饱和脂肪酸，不能合成多不饱和脂肪酸，必须由食物供给，如,亚油酸（ 18,2）、
亚麻酸（ 18,3）、花生四烯酸（ 20,4） 等，
这些脂肪酸对生长十分重要，称为 必需脂肪酸 。
多烯不饱和脂肪酸的合成途径
由单烯脂肪酸（△ 9）去饱和产生的
C16:0
去饱和 -2H
△ 9-C16:1
软脂酸棕榈油酸
+C2延长
△ 11-C18:1
顺 -十八碳烯 -11-酸
+C2延长
C18:0
硬脂酸
-2H去饱和
△ 9-C18:1
油酸
△ 11-C20:1+C2延长 △ 13-C22:1
△ 6,9-C18:2+C2延长 △ 8,11-C20:2
△ 5,8,11-C20:3
二十碳三烯 -5,8,11-酸
+C2延长
△ 15-C24:1
二十四碳烯 -15-酸神经酸三,三 酰 甘 油 的 生 物 合 成
原料,3- p –甘油 +脂酰 -CoA
3- p –甘油
CH2OH
C=O
CH2O-P
-
-
CH2OH
HO-CH
CH2O-P
-
-
-
- 3-磷酸脱氢酶
CH2OH
HO-CH
CH2OH
-
- 甘油激酶 3- p –甘油
EMP
脂肪降解
脂酰 -CoA
RCH2CH2CH2COOH 脂酰 -CoA合成酶
CoASH+ATP AMP+PPi
RCH2CH2CH2CO～ SCoA
合成过程
磷脂酸的生成
CH2OH
HO-CH
CH2O-P
-
-
=
R1-C～ SCOA
O
磷酸甘油脂酰转移酶
CH2O-C-R1
HO-CH
CH2O-P
-
-
O=
CH2O-C-R1
R2-C-OCH
CH2O-P
-
-
=O
=O -
-
R2-C～ SCOA
O=
（溶血磷脂酸）
（磷脂酸）
二酰甘油的生成
-
磷脂酸磷酸酶
H2O CH
2O-C-R1
R2-C-O-CH
CH2OH
-
O=
O=
二酰甘油三酰甘油的生成二酰甘油
R3-C～ SCOA
二酰甘油脂酰转移酶
=O
CH2O-C-R1
R2-C-O-CH
CH2O-C-R3
-
O=
O=
O
=
-
三酰甘油第四节 类脂的代谢
甘油磷脂的降解与生物合成
糖脂的降解及生物合成
胆固醇的生物合成及转化一,甘油磷脂的降解与生物合成
甘油磷脂的降解
CH2O-C-R1
R2-C-O-CH
CH2O-P-OCH2CH2N+(CH3)3
-
O=
O= -
=O
-
O-
卵磷脂
(磷脂酰胆碱 )
磷脂酶
A1,A2,C,D
A1
2-脂酰甘油磷酸胆碱 +脂肪酸A
2
1-脂酰甘油磷酸胆碱 +脂肪酸
C 二酰甘油 +磷酸胆碱D
磷脂酸 +胆碱脂酰甘油磷酸胆碱 +脂肪酸
A1,动物体中； A2,蛇、蝎、蜂毒和动物胰脏中
C,蛇、微生物分泌的毒素、动物脑
D,高等植物中
甘油磷脂的生物合成
以磷脂酸作 前体,需胞嘧啶核苷酸以 CDP衍生物形式作活化载体。
存在两条途径,以磷酸乙醇胺、磷酸丝氨酸 （脑磷 脂）
为例说明
利用 CDP-二酰甘油的途径
-
-
CH2O-C-R1
R2-C-O-CH
CH2O-P-OH
O=
O
=O
OH
CTP
胞苷酰转移酶
CH2O-C-R1
R2-C-O-CH
CH2O-P-O-P-O- CH2
O=
O
=O
OH
- = =
-
-
-
=O
OH
-
O
胞嘧啶
OH OH
CDP-二酰甘油
CH2O-C-R1
R2-C-O-CH
CH2O-P-O-CH2-C- COOH
O=
O
=O
OH
Ser
CMP
磷脂酰丝氨酸脱羧酶
-
- =
-
NH2-
-
H
PSCO2CH2OCR1
R2COCH
CH2O-P-O- CH2CH2NH2
O=
O
=O
OH
-
-
-
=
PE
磷脂酸
利用 CDP-乙醇胺的途径
OH OH
CH2O-P-O-P-O- CH2CH2NH2
OH
CH2O-C-R1
R2-C-O-CH
CH2OH
O=
O=
-
-
二酰甘油磷脂酸
H2O
Pi
磷酸酶
HOCH2CH2NH2
ATP
ADP
HO-P-O-CH2CH2NH2
=O
-
OH
乙醇胺磷酸乙醇胺
CTP
PPi
胞嘧啶
-
=O =O
-
OH
O
CDP-乙醇胺 CMP
磷脂酰乙醇胺
PE
卵磷脂（ 磷脂酰胆碱 —— PC)
可由脑磷脂的氨基甲基化而来磷脂酰乙醇胺 +3 S-腺苷 -甲硫氨酸
3 S-腺苷 -同型半胱氨酸卵磷脂 (PC)
从头合成途径：
节约利用途径 （动物）
胆碱 +ATP 磷酸胆碱 +ADP
磷酸胆碱 +CTP CDP-胆碱 + Ppi
CDP-胆碱 + 甘油二酯 磷脂酰胆碱 +CMP
胆碱激酶转移酶磷脂酰胆碱转移酶食物卵磷脂降解二 糖脂的降解与生物合成
糖脂的降解糖脂 脂酶和糖苷酶 脂肪酸 +单糖及衍生物+甘油 +鞘氨醇等软脂酰 CoA + L-丝氨酸
糖脂的生物合成
脑苷脂的生物合成
途径 1：
鞘氨醇 +脂酰 COA 神经酰胺神经酰胺 +UDP-半乳糖 半乳糖脑苷脂
途径 2：
鞘氨醇 + UDP-半乳糖 鞘氨醇半乳糖苷鞘氨醇半乳糖苷 +脂酰 COA 半乳糖脑苷脂
甘油糖脂的生物合成磷脂酸 二脂酰甘油二脂酰甘油 +UDP-半乳糖 单半乳糖二酰甘油脂
（ MGDG）
MGDG+ UDP-半乳糖 双半乳糖二酰甘油脂
（ DGDG）
三 胆固醇的生物合成及其转化
胆固醇的生物合成
原料：乙酰 COA,分五步
步骤
二羟甲基戊酸的（ MVA） 的生成
异戊烯醇焦磷酸酯（ IPP） 的生成
鲨烯的生成
羊毛脂固醇的生成
胆固醇的生成
胆固醇的转化
转化为胆酸及其衍生物
转化为类固醇激素
转化为 VD
7-脱氢胆固醇麦角固醇紫外线 VD3
紫外线 VD
2
脂肪酸多为 4碳以上的长链一元羧酸醇成分包括甘油、鞘氨醇、高级一元醇和固醇。
脂类的元素组成主要是 C H O,有些尚含 N S P。
二,脂类的分类
I 按化学组成分类
单纯脂类
复合脂类
衍生脂类
II 按能否被碱水解分类
可皂化 脂类
不可皂化脂类分类,
单纯脂复合脂三酰 甘油酯磷脂鞘 脂、糖脂蜡硫脂,脂蛋白固醇类 （杂环大分子一元 醇 ）
萜类 （多异戊二烯聚合 醇 ）
前列腺素 （ 1五元环＋ 20碳 脂肪酸 ）
非皂化脂单纯脂类
由脂肪酸和醇类所形成的酯
脂酰甘油酯（最丰富的为甘油三酯、三酰甘油 )
蜡（ 16-16C以上的长链脂肪酸和 16-30C的一元醇或固醇）
单纯脂类的衍生物：除了含有脂肪酸和 醇外，还含有非脂分子的成分，包括：
复合脂类
磷脂（磷酸和含氮碱）
糖脂（糖）
硫脂（硫酸）
衍生脂类,由单纯脂类或复合脂类衍生而来或与它们关系密切。
萜类：天然色素、香精油、天然橡胶
固醇类：固醇（甾醇、性激素、肾上腺皮质激素）
其他脂类：维生素 A,D,E,K等。
可皂化 脂类,一类能被碱水解而产生皂（脂肪酸盐）的称为可 皂化 脂类。
不可皂化脂类,不能被碱水解而产生皂（脂肪酸盐）的称为不可 皂化 脂类。
主要有不含脂肪酸的萜类和固醇类
O=
—O=
—
CH2—O —C—R1
R2—C—O—C—H
CH2—O —C—R3
O=
R1,R2,R3可以相同，也可以不全相同甚至完全不同,R2多是不饱和的。
重要脂类：甘油三酯甘 油 三 酯甘 油 磷 脂
CHR2 C
PCH2
-
X
C R1
X= – H 磷脂酸 （ PA）
X= – CH2 –CH2 –N+(CH3) 3磷脂酰胆碱（卵磷脂） （ PC）
X= – CH2 – CH–NH2 磷脂酰丝氨酸（脑磷脂） （ PS）
COOH
X=-CH2-CH2-NH3+磷脂酰乙醇胺
（脑磷脂）（ PE）
X=甘油 磷脂酰甘油（ PG）
X=肌酸 磷脂酰肌酸（ PI）
–
o
o
o
o o
o
CH2 O
O
贮存脂类 ——重要的贮能供能物质,每克脂肪（高度还原的物质）氧化时可释放出 38.9 kJ 的能量，每克糖和蛋白质氧化时释放的能量仅分别为 17.2 kJ和 23.4 kJ。
浮游生物中蜡是代谢燃料的储存形式，蜡还有保护功能。
结构 脂 类 ——磷脂、糖脂、硫脂、固醇类等有机物是生物体的重要成分（如生物膜系统）
活性脂类 ——固醇类、萜类是一些激素和维生素等生理活性物质的前体
脂类（糖脂） 与信息识别、种特异性、组织免疫有密切的关系；与细胞信号转导有关（ PIP2）。
人类的某些 疾病 如动脉粥样硬化、脂肪肝和酮尿症等都与脂类代谢紊乱有关 。
三,脂类的生物学功能第二节 脂肪的分解代谢一 脂 肪 的 水 解
脂肪 脂肪酶 甘油 +脂肪酸
CH2-O -C-R1
R2-C-O-CH
CH2OH
-
-
CH2-O -C-R1
R2-C-O-CH
CH2-O -C-R3
O=
O=
O=
H2O R3COOH
三酰甘油脂肪酶
O=
O= --
-
CH2OH
HCOH
CH2OH
CH2OH
R2-C-O-CH
CH2OH
O= -
-
H2O R1COOH
二酰甘油脂肪酶
H2O R2COOH
单酰甘油脂肪酶
-
-
第一步为限速步骤，磷酸化的脂肪酶有活性，动物的脂肪酶存在于脂肪细胞中，而植物的脂肪酶存在脂体、
油体及乙醛酸循环体中。
二,甘 油 的 氧 化 分 解 与 转 化
CH2OH
HCOH
CH2OH
-
-?
ATP ADP+Pi
甘油激酶
CH2OH
HCOH
CH2O-P
-
-
磷酸酯酶
NAD+ NADH +H+
磷酸甘油脱氢酶
CH2OH
C=O
CH2O-P
-
-
异构酶磷酸丙糖
CHO
CHOH
CH2O-P
-
-
糖异生葡萄糖
EMPCH3
C=O
COOH
-
-乙酰 COATCACO2+H2O
糖代谢与脂代谢通过 磷酸二羟丙酮 联系起来。
动物的脂肪细胞中无甘油激酶，则甘油需要经血液运到肝细胞中进行氧化分解。
三 脂肪酸的氧化分解
饱和脂肪酸的氧化分解
不饱和脂肪酸的氧化分解
β-氧化作用
α-氧化作用
ω-氧化作用
单不饱和脂肪酸的氧化分解
多不饱和脂肪酸的氧化分解
奇数 C原子脂肪酸的氧化分解
㈠ 饱和脂肪酸的 β -氧化作用
概念
脂肪酸的 β -氧化作用
能量计算
乙醛酸循环
乙醛酸循环的生物学意义
乙酰 COA的可能去路
1,概 念
饱和脂肪酸在一系列酶的作用下，羧基端的 β 位 C
原子发生氧化,碳链在 α 位 C原子与 β 位 C原子间 发生断裂，每次生成一个乙酰 COA和较原来少二个碳单位的脂肪酸，这个不断重复进行的脂肪酸氧化过程称为 β -氧化,
R1CH2CH2CH2CH2 CH2COOH
饱和脂肪酸 β -氧化 的实验证据：
1904年,F.Knoop的 标记 实验：
实验前提,已知动物体内不能降解苯环
实验方案,用 苯基 标记的饱和脂肪酸饲喂动物马 尿酸苯乙尿酸
（ 1） 脂肪酸的活化
脂肪酸首先在线粒体外或胞浆中被活化，形成脂酰 CoA，
然后进入线粒体或在其它细胞器中进行氧化。
在 催化下，由 ATP提供能量，将脂肪酸转变成脂酰 CoA：
R C H 2 C H 2 C H 2 C O O H + A T P R C H 2 C H 2 C H 2 C
O
A M P + P P i
脂酰 C o A 合成酶
R C H 2 C H 2 C H 2 C
O
A M P ＋ C oA S H R C H 2 C H 2 C H 2 C
O
S C oA + A M P
2,脂肪酸的 β -氧化总反应：
（ 2）脂酰 CoA转运入线粒体
对于动物来说,β-氧化在线粒体基质中进行，而脂肪酸第一步活化在胞液中,脂酰 CoA（ 10C以上）不能进入线粒体,后面的步骤发生在线粒体中，所以涉及特殊的 转运机制来帮助跨膜。
脂酰肉毒碱肉毒碱脂酰 COA COA
脂酰肉毒碱载体
（
移位酶
）
肉毒碱胞质一侧内膜外侧内膜内侧线粒体基质一侧
COA脂酰 COAβ-氧化肉毒碱脂酰基转移酶 Ⅰ
肉毒碱脂酰基转移酶 Ⅱ
(3) β -氧化的反应历程（偶数 C原子）
脂肪酸的活化脱 H
Pi
RCH2CH2CH2COOH
COA-SH+ATP AMP+PPi
脂酰 COA合成酶 RCH2CH2CH2CO～ SCOA（脂酰 COA）
FAD FADH2
脂酰 COA脱 H酶
（ 3种）
-RCH2C=CCO～ SCOA
-
（△ 2反式烯脂酰 COA）
水化脱 H
-烯脂酰 COA水化酶
RCH2CH-CH2CO～ SCOA
OH
（ L-β- 羟脂酰 COA）
NAD+ NADH+H+
L-β- 羟脂酰 COA脱 H酶
RCH2C-CH2CO～ SCOA
O=
（ β- 酮脂酰 COA）
RCH2C-CH2CO～ SCOA
O= COASH
酮脂酰硫解酶
（ 3种）
O=
RCH2-C～ SCOA+ CH3-C～ SCOA
O=
（ 少 2个 C的脂酰 COA）
以 16C的脂肪酸为例,经过 7次循环，产生 7个
NADH,7个 FADH2,8分子乙酰 COA。
NADH和 FADH2进入呼吸链
NADH 3 (2.5ATP)
FADH2 2 (1.5ATP)
硫解：
β-氧化的反应历程
RCH2CH2COOH
RCH2CH2CO～ SCOA
（脂酰 COA）
-RCH=CHCO～ SCOA
（△ 2反式烯脂酰 COA）
-
RCH-CH2CO～ SCOA
OH
（ L-β- 羟脂酰 COA）
RC-CH2CO～ SCOA
O=
（ β- 酮脂酰 COA）
R-C～ SCOA+ CH3-C～ SCOA
O=O=
继续 β-氧化脂酰 COA脱 H酶（ 3种）
中长链脂酰 COA脱 H酶缺陷症牙买加呕吐病：
一种浆果内含降糖氨基酸，其代谢物抑制该酶
3,能 量 计 算
以 16C的软脂酸为例
o 8乙酰 COA 彻底氧化 TCA 10ATP 10× 8=80ATP
o 7FADH2 1.5× 7=10.5ATP
o 7NADH+H+ 2.5× 7=17.5ATP
108 (131)ATP
第一步消耗了 2个高能磷酸键，所以应为 108-2=106,129个高能磷酸键。
当软脂酸氧化时，自由能变化为 -2340千卡／摩尔,ATP水解生 成
ADP+Pi时，自由能变化为 -7.30千卡／摩尔。
o 7.3× 106
2340 × 100%≈33% (40%)
所以软脂酸在 β-氧化时能量转化率,约为 33%（ 40%）
在植物体内，脂肪酶主要存在脂体、油体以及乙醛酸循环体中。而脂肪酸氧化亦可在线粒体内进行，亦需肉碱的转运。亦可在过氧化物酶体或乙醛酸循环体中进行。但油料种子萌发时，
脂肪酸 β -氧化就是在乙醛酸循环体内进行的，
而催化其反应的酶系与线粒体内不同。
4-1,乙 醛 酸 循 环
-
-
-
C=O
COO-
CH2
COO-
乙酰 COA
柠檬酸合成酶
COA CH
2
COO-
HO-C-COO-
COO-
CH2
-
-
-
-
异柠檬酸裂解酶
CH2
COO-
HC-COO-
COO-
HO-C-H
-
-
-
-
CH2
COO-
CH2
COO-
-
-
-
CHO
COO-
-
NAD+
苹果酸脱 H酶
HO-C-H
COO-
H-CH
COO-
-
-
-
COA
苹果酸合成酶乙酰 COA
线粒体
T
C
A
草酰乙酸糖异生脂酰 COA
NA
DH
+H
+
4-2,乙 醛 酸 循 环
-
-
-
C=O
COO-
CH2
COO-
乙酰 COA
柠檬酸合成酶
COA CH
2
COO-
HO-C-COO-
COO-
CH2
-
-
-
-
异柠檬酸裂解酶
CH2
COO-
HC-COO-
COO-
HO-C-H
-
-
-
-CHO
COO-
-HO-C-H
COO-
H-CH
COO-
-
-
-
COA
苹果酸合成酶乙酰 COA
细胞质草酰乙酸逆 EMP
糖脂酰 COA
氧化
（存在微生物和植物中）
线粒体TCA
草酰乙酸天冬氨酸乙醛酸循环体线粒体 TCA
天冬氨酸天冬氨酸草酰乙酸
-酮戊二酸谷氨酸 琥珀酸草酰乙酸膜系统谷氨酸?-酮戊二酸草酰乙酸 PEP（ 细胞质中）PEP羧化酶
GTP GDP+CO2
苹果酸苹果酸PEP2-P甘油酸3-P甘油酸
1,3-二 P甘油酸
3-P甘油醛
1,6-二 P果糖
6-P果糖 6-P葡萄糖 葡萄糖
NAD+NADH+H+
草酰乙酸
GTP
乙醛酸循环体细胞质
5.乙醛酸循环的生物学意义
可看成 TCA循环的一条支路（琥珀酸可进入 TCA）
苹果酸进入细胞质可进行再氧化草酰乙酸 糖异生糖 （油料种子萌发时脂肪转变成糖）
对于某些植物、微生物，乙酸、乙酸盐、乙酰 COA等成为赖以生存的细胞原料
6.乙 酰 COA 的 可 能 去 路
TCA CO2+H2O+能量
乙醛酸循环 糖异生 糖
脂肪酸、固醇等合成的原料
在动物肝、肾脏中有可能产生乙酰乙酸,D-?-羟丁酸和丙酮 （酮体） 。
在动物肌肉中乙酰 COA可以进入 TCA。
在动物肝、肾的线粒体内乙酰 COA进入酮体的合成：
乙酰 -COA
COA-SH硫解酶
HMGCOA
合酶乙酰 -COA+H2O
COA-SH
HMGCOA
裂解酶 乙酰 -COA
乙酰乙酸
D -?-羟丁酸丙酮
D -?-羟丁酸脱氢酶
NADH+H+ NAD+
CO2
自动一般情况：乙酰乙酸在肌肉线粒体中的分解
-酮酯酰 COA转移酶
-氧化TCA
+
+
㈡ 饱和脂肪酸的 α-氧化作用
1,概 念
脂肪酸 在一些酶的催化下，其 α-C原子发生氧化，
结果生成一分子 CO2和较原来少一个碳原子的脂肪酸，这种氧化作用称为 α-氧化 。
2,α -氧化的可能反应历程
RCH2COOH O2,NADPH+H
+
单加氧酶
Fe2+,抗坏血酸
R-CH-COOH
OH
-
（ L-α-羟脂肪酸）
NAD+
NADH+H+
脱氢酶
R-C-COOH
O
=
（ α-酮脂酸）
ATP,NAD+,抗坏血酸脱羧酶
RCOOH+CO2
（少一个 C原子）
RCH2CH2COOH H2O2
（ α-氢过氧脂肪酸）
-RCH2- CH- COOH
OOH
RCH2- C- H
O
=
CO2
RCH2COOH
脂肪过氧化物酶醛脱氢酶
（少一个 C的脂肪醛）
（少一个 C的脂肪酸）
α-氧化对于降解支链脂肪酸、奇数脂肪酸或过分长链脂肪酸有重要作用。
㈢ 饱和脂肪酸的 ω-氧化作用
（ 12C以下的脂肪酸）
在动物体内,12碳以上的脂肪酸是通过 β-氧化进行分解作用；少于 12
碳的脂肪酸可在微粒体中经 ω-氧化作用分解，其在脂肪酸分解代谢中不占主要地位。
1,概 念
脂肪酸在酶催化下，其 ω碳（末端甲基 C） 原子发生氧化，先生成 ω-羟脂酸，继而氧化成 α,ω-二羧酸的反应过程，称为 ω-氧化 。
2,反 应 历 程（ 12C以下）
CH3 ( CH2 )nCOOH
NADPH+H+ NADP+
混合功能氧化酶
HOCH2 ( CH2 )n COOH
NAD(P)+
NAD(P)H+H+
醇酸脱氢酶
OHC( CH2 )n COOH
醛酸脱氢酶
HOOC ( CH2 )n COOH
混合功能氧化酶从脂肪酸两端进行 β-氧化（海洋中浮游细菌降解海面浮油）
ω-氧化加速了脂肪酸的降解速度。
㈣ 不饱和脂肪酸的氧化分解
1,单不饱和脂肪酸的氧化 （单个双键，油酸）
△ 3-顺 -十二烯脂酰 COA
H
CH3(CH2 )7C=CCH2(CH2 )6C-SCOA
-H O
油酰 COA(18:1,△ 9 )
- =
3
次β-
氧化 3CH3-C～ SCOA
O=
3 2 1
- O
CH3(CH2 )7C=CCH2C-SCOA
HH -
△ 3顺 - △ 2反烯脂酰 COA
异构酶 （ β-氧化中无）
=
-
O
CH3(CH2 )7CH2C=C-C-SCOA
H
H- =
3 2 1
△ 2-反 -十二烯脂酰 COA
烯脂酰 COA 水化酶
O
CH3(CH2 )7CH2C-CH2-C-SCOA
H
- =OH
-
5次 β-氧化
6CH3-C-SCOA
O=
2,多不饱和脂肪酸的氧化
≥2个双键,亚油酸 （ 18,2，△ 9,12）
β-氧化，断裂 3个乙酰 COA之后
H2O 烯脂酰 COA水化酶
SCOAC
OOH β-羟八碳烯脂酰 COA(△ 2顺 )
C
O
SCOA
β-羟八碳烯脂酰 COA(△ 2反 )
β -羟脂酰 COA差向酶
OH 3次 β-氧化 4 乙酰 COA
异构酶
2
乙酰CO
A
3β-氧化，断裂 3个乙酰 COA后异构酶乙酰 COA 1β-氧化脱氢酶还原酶 NADPH异构酶
4β-氧化
5乙酰 COA
（五）奇数 C原子的脂肪酸氧化生成 丙酰 -COA
丙酰 COA羧化酶甲基丙二酰 COA消旋酶甲基丙二酰 COA变位酶 琥珀酰 COA
TCA
丙酸代谢的一条途径丙酸代谢的?-羟丙酸支路 途径脂酰 COA脱 H酶
FAD FADH2
烯脂酰 COA水化酶
H2O
水解酶
H2O HSCOA
脱氢酶
DAN+ DADH+H+
脱氢酶
NADP++
CO2+
NADPH+H+
HSCOA
TCA
丙酸的来源
反刍动物胃中碳水化合物酵解产生大量丙酸
某些氨基酸降解（如 Val Ile） 产生丙酸
脂肪酸的降解所以丙酸代谢非常重要三 脂肪酸的氧化分解
饱和脂肪酸的氧化分解
不饱和脂肪酸的氧化分解
β-氧化作用
α-氧化作用
ω-氧化作用
单不饱和脂肪酸的氧化分解
多不饱和脂肪酸的氧化分解
奇数 C原子脂肪酸的氧化分解第三节 脂肪的生物合成
甘油的合成
脂肪酸的合成
二者分别转变为 3—磷酸甘油和脂酰 CoA后的连接一 甘 油 的 生 物 合 成
CH2OH
C=O
CH2O-P
-
-
3-磷酸甘油脱氢酶
CH2OH
HO-CH
CH2O-P
-
-
Pi
磷酸酶CH
2OH
HO-CH
CH2OH
-
-
2、来自脂肪的水解
1,来自 EMP途径甘油 +ATP 3-磷酸甘油甘油激酶二 脂 肪 酸 的 生 物 合 成
饱和脂肪酸的从头合成
脂肪酸碳链的延长
不饱和脂肪酸的合成
㈠ 饱和脂肪酸的从头合成
（在细胞质中）
1,乙酰 CoA（ 碳源） 的来源及转运
来源
线粒体内的丙酮酸氧化脱羧 （糖）
脂肪酸的 β-氧化
氨基酸的氧化
转运
柠檬酸穿梭 （三羧酸转运体系）
柠檬酸草酰乙酸丙酮酸
H2O
ATP
CO2
乙酰辅酶 A
丙酮酸羧化酶线粒体内膜线粒体基质 胞液三羧酸载体柠檬酸草酰乙酸 乙酰 CoA
ATP,CoASH
ADP+Pi柠檬酸裂解酶苹果酸丙酮酸
NADH+H+
NAD+
NADP+
NADPH+H+
CO2
丙酮酸氧化脂肪酸?氧化氨基酸氧化苹果酸 脂肪酸合成苹果酸酶
2,丙二酸单酰 CoA的形成
一分子软脂酸合成时,8个 2C单位中,1个为乙酰 CoA,其它 7个为丙二酸单酰 CoA参与合成。
CH3-C～ SCOA+HCO3-+H++ATP
=O
HOOC-CH2-C～ SCOA
O=
+ADP+Pi
乙酰 CoA羧化酶乙酰 CoA羧化酶（别构酶）
组成
存在形式
作用机制组 成
生物素羧化酶
羧基转移酶
生物素 羧基载体蛋白存 在 形 式
无活性单体
每个单体是一个具有前述三个功能结构域组成的蛋白
有活性丝状聚合体作 用 机 制
（柠檬酸正调节，软脂酰 COA变构抑制）
ATP+HCO3-+BCCP 生物素羧化酶 BCCP-CO2 +ADP
BCCP-CO2 +CH3-C～ SCOA
=O 羧基转移酶
HOOC-CH2-C～ SCOA +BCCP
BCCP,biotin carboxyl carrier protion
——生物素 羧基载体蛋白
O
CO2 CO2
+ HCO3-
生物素 -酶 CO2-生物素 -酶
3,脂肪酸合酶系统 （来自大肠杆菌）
⑴组成
脂酰基载体蛋白 （ ACP-SH）
ACP-脂酰基转移酶
丙二酸单酰 COA- ACP转移酶
β-酮脂酰 - ACP合酶
β-酮脂酰 - ACP还原酶
β-羟脂酰 - ACP脱水酶
烯脂酰 -ACP还原酶
ACP
SH4-磷酸泛酰巯基乙胺
⑵ 反 应 历 程
乙酰基转移反应
CH3-C～ SCOA
=O
CH3-C～ SACP
=O
CH3-C～ S-合酶
=O
丙二酸单酰基转移反应
ACP脂酰基转移酶
HOOC-CH2-C～ SCOA +ACP-SH
HOOC-CH2-C～ SACP
O=
丙二酸单酰转移酶
HOOC ～
O=
+COA-SH
缩合反应
CH3-C～ S-合酶 +
=O
HOOC-CH2-C～ SACP
O=
β-酮脂酰 -ACP合酶
CH3-C-CH2-C～ SACP
O=O =
+合酶 -SH+CO2?还原反应
CH3-C-CH2-C～ SACP
O=O =
+NADPH+ + H + β-酮脂酰 -ACP还原酶
CH3-CH-CH2-C～ SACP
O-OH =
+NADP+
D-β-羟丁酰 -ACP
选择 丙二酸单酰 CoA的意义？
脱水反应
CH3-CH-CH2-C～ SACP
O-OH =
=
-
C
-
C==C
O
-CH3
-
H
H
～ SACP
β-羟脂酰 -ACP脱水酶
+H2O
（△ 2反式丁烯酰 -ACP,巴豆酰 -ACP）
再还原反应
-C==C
O
-CH3
H
H
～ SACPC
-
=
-
3 2
+NADPH+H+β-烯脂酰 -ACP还原酶
CH3-CH2-CH-C～ SACP
O=
+NADP+
（丁酰 -ACP）
丁酰 -ACP与丙二酸单酰 -ACP重复缩合、还原、
脱水、再还原的过程，直至生成软脂酰 -ACP。
缩合反应
CH3-C～ S-合酶 +
=O
HOOC-CH2-C～ SACP
O=
β-酮脂酰 -ACP合酶
CH3-C-CH2-C～ SACP
O=O =
+合酶 -SH+CO2
由于缩合反应中,β-酮脂酰 -ACP合酶 是对链长有专一性的酶，仅对 14C及以下脂酰 -ACP有催化活性,故从头合成只能合成 16C及以下饱和脂酰 -
ACP。
软脂酰 -ACP 硫酯酶 水解 ACP+软脂酸（棕榈酸）
释放
H2O
总反应式
8CH3-C～ SCOA
=O
+7ATP+14NADPH++14H +
CH3 ( CH2)14COOH +14NADP+ +8CoASH + 7ADP +7Pi+6H2O
那么这个过程与糖代谢有一定关系：
原料（ 乙酰辅酶 A ） 来源羧化反应中消耗的 ATP可由 EMP途径提供还原力 NADPH从哪来？
反应中所需的 NADPH++H+约有 40%来自 PPP途径，其余的 60%可由 EMP中生成的 NADH+H+间接转化提供
NADH+H ++草酰乙酸 苹果酸脱氢酶 苹果酸 +NAD+
苹果酸 +NADP+ 苹果酸酶 丙酮酸 +CO2+NADPH+H +
总反应：
NADH+H++NADP+ +草酰乙酸 丙酮酸 +CO2+NADPH+H++NAD+
｛
奇数碳原子饱和脂肪酸合成以丙二酸单酰 ACP为起始物，
逐加入的二碳也是丙二酸单酰 ACP。
柠檬酸草酰乙酸丙酮酸
H2O
ATP
CO2
乙酰辅酶 A
丙酮酸羧化酶线粒体内膜线粒体基质 胞液三羧酸载体柠檬酸草酰乙酸 乙酰 CoA
ATP,CoASH
ADP+Pi柠檬酸裂解酶苹果酸丙酮酸
NADH+H+
NAD+
NADP+
NADPH+H+（ 8）
CO2
丙酮酸氧化脂肪酸?氧化氨基酸氧化苹果酸 脂肪酸合成苹果酸酶
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 线粒 体酰基载体 ACP-SH COA-SH
二碳单位参与或断裂形式 丙二酸单酰 ACP 乙酰 COA
电子供体或受体 NADPH+H+ FAD,NAD
-羟酰基中间物的立体构型不同 D型 L型对 HCO3-和柠檬酸的需求 需要 不需要所需酶 7种 4种 (P209)
能量需求或放出 消耗 7ATP及 14NADPH+H+ 产生 129或 106ATP
㈡ 脂 肪 酸 碳 链 的 延 长
在动物体内,软脂酸 为合成 16C以上更长碳链脂肪酸的前体，需活化成 脂酰 CoA。
软脂酸 +CoASH+ATP 软脂酰 -SCoA +AMP+PPi
碳链延长可以在两个部位完成
线粒体内（ P173）
基本为 β-氧化的逆转,NADPH为氢的供体,二碳片段供体为乙酰 COA,只是 烯脂酰 CoA还原酶代替了脂酰 CoA脱氢酶 。
RCO～ SCoA+CH3CO～ SCoA RCH2CH2CO～ SCoA
在内质网膜上的延长 〔主要为硬脂酸（ 18：
0）〕
NADPH+H+为氢的供体，丙二酸单酰 COA为碳的供体,COA代替 ACP为脂酰基载体，从羧基末端延长，中间过程与脂肪合成酶体系相似（缩合、
脱水、还原、再还原）。
㈢ 不 饱 和 脂 肪 酸 的 合 成
1,单不饱和脂肪酸的合成
单烯不饱和脂肪酸大多为顺式的，双键大多在
(C9-C10 ) 之间（ 棕榈油酸和油酸 ）
需氧途径 (真核生物中 )
动物体内 （肝或脂肪组织）
NADH+H+
NAD+
FAD
FADH2
NADHCytb5
还原酶
2Fe2+
2Fe3+
Cytb5
2Fe3+
2Fe2+
去饱和酶不饱和脂酰 CoA
饱和脂酰 CoA
2H+ +O2
2H2O
植物体或低等的需氧生物中
NADPH 2e
-
黄素蛋白 2e
-
铁硫蛋白酶 -O2
酶
2H2O
不饱和脂酰 ACP
饱和脂酰 ACP
2e-
O2+2H+
厌氧途径 (厌氧微生物中 )
P174了解
2,多烯不饱和脂肪酸的合成
多烯不饱和脂肪酸在厌氧细菌中基本不存在，
但在高等动植物体内含量丰富，他们是由单烯脂肪酸继续去饱和而产生的。 但在哺乳动物中,仅能合成单不饱和脂肪酸，不能合成多不饱和脂肪酸，必须由食物供给，如,亚油酸（ 18,2）、
亚麻酸（ 18,3）、花生四烯酸（ 20,4） 等，
这些脂肪酸对生长十分重要，称为 必需脂肪酸 。
多烯不饱和脂肪酸的合成途径
由单烯脂肪酸（△ 9）去饱和产生的
C16:0
去饱和 -2H
△ 9-C16:1
软脂酸棕榈油酸
+C2延长
△ 11-C18:1
顺 -十八碳烯 -11-酸
+C2延长
C18:0
硬脂酸
-2H去饱和
△ 9-C18:1
油酸
△ 11-C20:1+C2延长 △ 13-C22:1
△ 6,9-C18:2+C2延长 △ 8,11-C20:2
△ 5,8,11-C20:3
二十碳三烯 -5,8,11-酸
+C2延长
△ 15-C24:1
二十四碳烯 -15-酸神经酸三,三 酰 甘 油 的 生 物 合 成
原料,3- p –甘油 +脂酰 -CoA
3- p –甘油
CH2OH
C=O
CH2O-P
-
-
CH2OH
HO-CH
CH2O-P
-
-
-
- 3-磷酸脱氢酶
CH2OH
HO-CH
CH2OH
-
- 甘油激酶 3- p –甘油
EMP
脂肪降解
脂酰 -CoA
RCH2CH2CH2COOH 脂酰 -CoA合成酶
CoASH+ATP AMP+PPi
RCH2CH2CH2CO～ SCoA
合成过程
磷脂酸的生成
CH2OH
HO-CH
CH2O-P
-
-
=
R1-C～ SCOA
O
磷酸甘油脂酰转移酶
CH2O-C-R1
HO-CH
CH2O-P
-
-
O=
CH2O-C-R1
R2-C-OCH
CH2O-P
-
-
=O
=O -
-
R2-C～ SCOA
O=
（溶血磷脂酸）
（磷脂酸）
二酰甘油的生成
-
磷脂酸磷酸酶
H2O CH
2O-C-R1
R2-C-O-CH
CH2OH
-
O=
O=
二酰甘油三酰甘油的生成二酰甘油
R3-C～ SCOA
二酰甘油脂酰转移酶
=O
CH2O-C-R1
R2-C-O-CH
CH2O-C-R3
-
O=
O=
O
=
-
三酰甘油第四节 类脂的代谢
甘油磷脂的降解与生物合成
糖脂的降解及生物合成
胆固醇的生物合成及转化一,甘油磷脂的降解与生物合成
甘油磷脂的降解
CH2O-C-R1
R2-C-O-CH
CH2O-P-OCH2CH2N+(CH3)3
-
O=
O= -
=O
-
O-
卵磷脂
(磷脂酰胆碱 )
磷脂酶
A1,A2,C,D
A1
2-脂酰甘油磷酸胆碱 +脂肪酸A
2
1-脂酰甘油磷酸胆碱 +脂肪酸
C 二酰甘油 +磷酸胆碱D
磷脂酸 +胆碱脂酰甘油磷酸胆碱 +脂肪酸
A1,动物体中； A2,蛇、蝎、蜂毒和动物胰脏中
C,蛇、微生物分泌的毒素、动物脑
D,高等植物中
甘油磷脂的生物合成
以磷脂酸作 前体,需胞嘧啶核苷酸以 CDP衍生物形式作活化载体。
存在两条途径,以磷酸乙醇胺、磷酸丝氨酸 （脑磷 脂）
为例说明
利用 CDP-二酰甘油的途径
-
-
CH2O-C-R1
R2-C-O-CH
CH2O-P-OH
O=
O
=O
OH
CTP
胞苷酰转移酶
CH2O-C-R1
R2-C-O-CH
CH2O-P-O-P-O- CH2
O=
O
=O
OH
- = =
-
-
-
=O
OH
-
O
胞嘧啶
OH OH
CDP-二酰甘油
CH2O-C-R1
R2-C-O-CH
CH2O-P-O-CH2-C- COOH
O=
O
=O
OH
Ser
CMP
磷脂酰丝氨酸脱羧酶
-
- =
-
NH2-
-
H
PSCO2CH2OCR1
R2COCH
CH2O-P-O- CH2CH2NH2
O=
O
=O
OH
-
-
-
=
PE
磷脂酸
利用 CDP-乙醇胺的途径
OH OH
CH2O-P-O-P-O- CH2CH2NH2
OH
CH2O-C-R1
R2-C-O-CH
CH2OH
O=
O=
-
-
二酰甘油磷脂酸
H2O
Pi
磷酸酶
HOCH2CH2NH2
ATP
ADP
HO-P-O-CH2CH2NH2
=O
-
OH
乙醇胺磷酸乙醇胺
CTP
PPi
胞嘧啶
-
=O =O
-
OH
O
CDP-乙醇胺 CMP
磷脂酰乙醇胺
PE
卵磷脂（ 磷脂酰胆碱 —— PC)
可由脑磷脂的氨基甲基化而来磷脂酰乙醇胺 +3 S-腺苷 -甲硫氨酸
3 S-腺苷 -同型半胱氨酸卵磷脂 (PC)
从头合成途径：
节约利用途径 （动物）
胆碱 +ATP 磷酸胆碱 +ADP
磷酸胆碱 +CTP CDP-胆碱 + Ppi
CDP-胆碱 + 甘油二酯 磷脂酰胆碱 +CMP
胆碱激酶转移酶磷脂酰胆碱转移酶食物卵磷脂降解二 糖脂的降解与生物合成
糖脂的降解糖脂 脂酶和糖苷酶 脂肪酸 +单糖及衍生物+甘油 +鞘氨醇等软脂酰 CoA + L-丝氨酸
糖脂的生物合成
脑苷脂的生物合成
途径 1：
鞘氨醇 +脂酰 COA 神经酰胺神经酰胺 +UDP-半乳糖 半乳糖脑苷脂
途径 2：
鞘氨醇 + UDP-半乳糖 鞘氨醇半乳糖苷鞘氨醇半乳糖苷 +脂酰 COA 半乳糖脑苷脂
甘油糖脂的生物合成磷脂酸 二脂酰甘油二脂酰甘油 +UDP-半乳糖 单半乳糖二酰甘油脂
（ MGDG）
MGDG+ UDP-半乳糖 双半乳糖二酰甘油脂
（ DGDG）
三 胆固醇的生物合成及其转化
胆固醇的生物合成
原料：乙酰 COA,分五步
步骤
二羟甲基戊酸的（ MVA） 的生成
异戊烯醇焦磷酸酯（ IPP） 的生成
鲨烯的生成
羊毛脂固醇的生成
胆固醇的生成
胆固醇的转化
转化为胆酸及其衍生物
转化为类固醇激素
转化为 VD
7-脱氢胆固醇麦角固醇紫外线 VD3
紫外线 VD
2
