第12章：脂類代謝

1、第第十二十二章章：脂脂質(zhì)質(zhì)代謝代謝一、哺乳動(dòng)物脂肪概述1 1、脂類的生理功能、脂類的生理功能生物膜的結(jié)構(gòu)組分：磷脂、糖脂生物膜的結(jié)構(gòu)組分：磷脂、糖脂. .糖蛋白的膜定位功能糖蛋白的膜定位功能. .儲(chǔ)能物質(zhì)：氧化時(shí)每克可釋放出儲(chǔ)能物質(zhì)：氧化時(shí)每克可釋放出38.9 kJ 38.9 kJ 的能量，每克糖的能量，每克糖和蛋白質(zhì)氧化時(shí)釋放的能量?jī)H分別為和蛋白質(zhì)氧化時(shí)釋放的能量?jī)H分別為17.2 kJ17.2 kJ和和23.4 kJ.23.4 kJ. 信號(hào)傳導(dǎo)：激素、胞內(nèi)信使信號(hào)傳導(dǎo)：激素、胞內(nèi)信使. .第第一節(jié)：脂肪分解一節(jié)：脂肪分解2 2、脂肪的消化：、脂肪的消化：發(fā)生在脂質(zhì)發(fā)生在脂質(zhì)- -水界面處水界

2、面處. .場(chǎng)所：胃，主要在小腸場(chǎng)所：胃，主要在小腸. .消化酶：胃脂肪酶、消化酶：胃脂肪酶、胰脂肪酶（輔脂酶）、磷脂酶胰脂肪酶（輔脂酶）、磷脂酶、膽固醇脂酶、膽固醇脂酶. .助消化物質(zhì)：膽汁酸助消化物質(zhì)：膽汁酸膽汁酸的成分：膽酸、甘氨膽酸、?；悄懰崮懼岬某煞郑耗懰?、甘氨膽酸、?；悄懰? . 膽汁酸的作用：乳化脂肪為乳糜微粒，利于消化和吸收膽汁酸的作用：乳化脂肪為乳糜微粒，利于消化和吸收. .3 3、脂肪的動(dòng)員：、脂肪的動(dòng)員：發(fā)生在饑餓等狀態(tài)下發(fā)生在饑餓等狀態(tài)下. .脂肪酶為激素敏感酶脂肪酶為激素敏感酶. .腎上腺素、去甲腎上腺素、胰高血糖素腎上腺素、去甲腎上腺素、胰高血糖素 激活該酶激活該酶

3、. .胰島素胰島素 抑制該酶活性抑制該酶活性. .4 4、脂肪細(xì)胞內(nèi)三酰甘油的降解、脂肪細(xì)胞內(nèi)三酰甘油的降解l 限速步驟：限速步驟：磷酸化的脂肪酶有活性；磷酸化的脂肪酶有活性；動(dòng)物的脂肪酶存在于脂肪細(xì)胞中；動(dòng)物的脂肪酶存在于脂肪細(xì)胞中；植物的脂肪酶存在脂體、油體及乙醛酸循環(huán)體中植物的脂肪酶存在脂體、油體及乙醛酸循環(huán)體中. .5 5、脂肪的吸收與動(dòng)員、脂肪的吸收與動(dòng)員6 6、甘油的氧化分解與轉(zhuǎn)化、甘油的氧化分解與轉(zhuǎn)化 動(dòng)物的脂肪細(xì)胞中無甘油激酶，甘油需要經(jīng)血?jiǎng)游锏闹炯?xì)胞中無甘油激酶，甘油需要經(jīng)血 液運(yùn)送到肝細(xì)胞中進(jìn)行氧化分解液運(yùn)送到肝細(xì)胞中進(jìn)行氧化分解.CH2OH HCOHCH2OH- ATP

4、ADP+Pi甘油激酶甘油激酶CH2OH HCOHCH2O-P-磷酸酯酶磷酸酯酶NAD+NADH +H+磷酸甘油脫氫酶磷酸甘油脫氫酶CH2OH C=OCH2O-P-異構(gòu)酶異構(gòu)酶磷酸丙糖磷酸丙糖CHO CHOHCH2O-P-糖異生糖異生葡萄糖葡萄糖EMPCH3 C=OCOOH-乙酰乙酰COATCACO2+H2O3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸二羥丙酮磷酸二羥丙酮 場(chǎng)所：線粒體基質(zhì)（真核）場(chǎng)所：線粒體基質(zhì)（真核）. . 細(xì)胞溶膠細(xì)胞溶膠 （原核）（原核）. . 糖代謝與脂代謝通過3-磷酸甘油醛聯(lián)系起來.二、二、 脂肪酸的分解代謝：脂肪酸的分解代謝：1 1、脂肪酸的活化：、脂肪酸的活化： 脂肪酸進(jìn)入細(xì)

5、胞，在胞漿中被活化，形成脂酰脂肪酸進(jìn)入細(xì)胞，在胞漿中被活化，形成脂酰CoA.CoA.R CH2CH2CH2COOH +ATPR CH2CH2CH2COAM P + PPi脂酰CoA合成酶R CH2CH2CH2COAM P CoA SHR CH2CH2CH2COSCoA+ AMP脂肪酸硫激酶脂肪酸硫激酶2 2、脂酰CoACoA轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入線粒體：l1010碳以上的脂酰CoACoA不能自由透過線粒體內(nèi)膜. . 進(jìn)入線粒體內(nèi)必須有脂酰肉堿的協(xié)助. .3、脂肪酸的-氧化部位：線粒體基質(zhì)部位：線粒體基質(zhì). .反應(yīng)歷程：脫氫、水化、再脫氫和硫解反應(yīng)歷程：脫氫、水化、再脫氫和硫解. .反應(yīng)產(chǎn)物：釋放出反應(yīng)產(chǎn)物：

6、釋放出1 1分子乙酰分子乙酰CoACoA和比原脂酰和比原脂酰CoACoA少少2 2個(gè)碳的個(gè)碳的脂酰脂酰CoA.CoA. 脂酰脂酰CoACoA脫氫氧化：脫氫氧化：l 在脂酰在脂酰CoACoA脫氫酶的催化下，在脫氫酶的催化下，在 - -和和 - -碳原子上各脫去一個(gè)氫原子，生碳原子上各脫去一個(gè)氫原子，生成反式成反式 , , - -烯脂酰烯脂酰CoACoA，氫受體是輔酶，氫受體是輔酶FADFAD（黃素腺嘌呤二核苷酸）（黃素腺嘌呤二核苷酸）. .RCH2CH2CH2COSCoAFADFADH2RCH2CCHHCOSCoA脂酰CoA脫氫酶 水化反應(yīng)：R CH2CCHHCOSCoAR CH2CHCHCOS

7、CoAO HH2O烯脂酰CoA水合酶 水化反應(yīng)：水化反應(yīng)：l 在烯脂酰在烯脂酰CoACoA水合酶催化下，水合酶催化下， , , - -烯脂酰烯脂酰CoACoA水化，生成水化，生成 L(+)- L(+)- - -羥脂酰羥脂酰CoA.CoA.2 2 再脫氫：l 在在烯烯脂酰脂酰CoACoA脫氫酶催化下，脫氫生成脫氫酶催化下，脫氫生成 - -酮脂酰酮脂酰CoA.CoA.反應(yīng)的氫受體為輔反應(yīng)的氫受體為輔酶酶NADNAD+ +（尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸（尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸. .）l 此脫氫酶具有立體專一性，只催化此脫氫酶具有立體專一性，只催化L(+)-L(+)- - -羥脂酰羥脂酰CoACoA的脫氫的

8、脫氫. .RCH2CHCHCOSCoAOHRCH2CCHCOSCoAO烯脂酰CoA脫氫酶NAD+NADH + H+ 硫解反應(yīng)：l 在在 - -酮脂酰酮脂酰CoACoA硫解酶催化下，生成乙酰硫解酶催化下，生成乙酰CoACoA和比原來少兩個(gè)碳原子的和比原來少兩個(gè)碳原子的 脂酰脂酰CoA.CoA.RCH2CCHCOSCoAORCH2COSCoACH3COSCoACoASH+硫解酶 脂肪酸 - -氧化基本過程4 4、 脂肪酸 - -氧化產(chǎn)生的能量軟脂酸（1616碳）經(jīng)7 7次 - -氧化生成：8 8個(gè)乙酰CoA CoA （1010） 80807 7分子FADHFADH2 2 （1.51.5） 10.5

9、10.57 7分子NADH NADH （2.52.5） 17.517.5活化消耗1 1分子ATPATP中兩個(gè)高能磷酸鍵，相當(dāng)于2 2個(gè)ATP.ATP.實(shí)際有實(shí)際有106 106 個(gè)個(gè)ATPATP生成生成. .108108個(gè)個(gè)ATPATP5 5、脂肪酸、脂肪酸 - -氧化的生物學(xué)意義：氧化的生物學(xué)意義：（1 1）為機(jī)體提供比糖氧化更多的能量）為機(jī)體提供比糖氧化更多的能量. .（2 2）乙酰）乙酰CoACoA還可作為脂肪酸和某些氨基酸的合成原料還可作為脂肪酸和某些氨基酸的合成原料. .（3 3）產(chǎn)生大量的水可供陸生動(dòng)物對(duì)水的需要）產(chǎn)生大量的水可供陸生動(dòng)物對(duì)水的需要. .6 6、脂肪酸脂肪酸a a-

10、 -氧化和氧化和w-w-氧化（略）氧化（略）7 7、奇數(shù)碳脂肪酸的氧化奇數(shù)碳脂肪酸的氧化l 氧化作用與偶數(shù)碳脂肪酸基本相同，最后剩余的不是氧化作用與偶數(shù)碳脂肪酸基本相同，最后剩余的不是乙酰輔酶乙酰輔酶A A，而是丙酰輔酶而是丙酰輔酶A.A.l丙酰輔酶丙酰輔酶A A的代謝的代謝8 8、不飽和脂肪酸氧化（略）不飽和脂肪酸氧化（略）l 亞油酰亞油酰輔酶輔酶A A的氧化（圖示）的氧化（圖示）1 1、 乙酰COACOA的主要去路：1 1、乙酰輔酶A A的去路：進(jìn)入檸檬酸循環(huán)（TCATCA）徹底氧化生成COCO2 2 + H+ H2 2O + O + 能量. .作為脂肪酸、膽固醇等合成的原料. . 過剩時(shí)

11、，在動(dòng)物肝、腎臟產(chǎn)生酮體：乙酰乙酸、D-D- - -羥丁酸和丙酮. .第二節(jié)：酮體代謝第二節(jié)：酮體代謝部位：動(dòng)物肝、腎的線粒體，部位：動(dòng)物肝、腎的線粒體，肝臟為主肝臟為主. .生成的條件：糖代謝受阻、草酰乙酸供給生成的條件：糖代謝受阻、草酰乙酸供給 不足、乙酰不足、乙酰CoACoA積累積累. . 乙酰乙酰CoACoA進(jìn)入酮體的合成進(jìn)入酮體的合成. .2 2、 酮體的生成：酮體的生成：3 3、酮體在肝外組織中的利用：、酮體在肝外組織中的利用：酮體在肝臟中形成酮體在肝臟中形成. .但是，肝臟沒有乙酰乙酸但是，肝臟沒有乙酰乙酸- -琥珀酰琥珀酰CoACoA轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)移酶. .酮體易溶于水，透出細(xì)胞進(jìn)入

12、血液循環(huán)，酮體易溶于水，透出細(xì)胞進(jìn)入血液循環(huán)， 在肝外組織進(jìn)行氧化，是在肝外組織進(jìn)行氧化，是肝臟輸出能源的形式之一（肝臟輸出能源的形式之一（肝內(nèi)生酮和肝外用）肝內(nèi)生酮和肝外用）. .酮體為酸性物質(zhì)，累積產(chǎn)生酸中毒，破壞機(jī)體代謝平衡酮體為酸性物質(zhì)，累積產(chǎn)生酸中毒，破壞機(jī)體代謝平衡. .l 酮體在肌肉、腦組織線酮體在肌肉、腦組織線粒體內(nèi)的氧化分解粒體內(nèi)的氧化分解. .第三節(jié)：脂肪合成 場(chǎng)所：細(xì)胞胞漿（肝臟、脂肪細(xì)胞），場(chǎng)所：細(xì)胞胞漿（肝臟、脂肪細(xì)胞）， 合成合成C16C16、C18C18脂肪酸脂肪酸；更長(zhǎng)鏈脂肪酸合成在線粒體活微粒體更長(zhǎng)鏈脂肪酸合成在線粒體活微粒體. . 原料：乙酰原料：乙酰CoA

13、 CoA 丙二酸單酰丙二酸單酰CoA.CoA. 還原力：還原力：NADPH.NADPH. 合成前提：能量過剩合成前提：能量過剩. .一、飽和脂肪酸的生物合成1 1、乙酰乙酰-CoA-CoA的轉(zhuǎn)運(yùn)：的轉(zhuǎn)運(yùn)：l 線粒體內(nèi)的乙酰線粒體內(nèi)的乙酰CoACoA，不能自由穿過，不能自由穿過線粒體內(nèi)膜到胞漿中進(jìn)行脂肪酸的線粒體內(nèi)膜到胞漿中進(jìn)行脂肪酸的合成，必須通過檸檬酸穿梭系統(tǒng)完合成，必須通過檸檬酸穿梭系統(tǒng)完成轉(zhuǎn)運(yùn)成轉(zhuǎn)運(yùn). .乙酰乙酰CoACoA羧化酶羧化酶2 2、丙二酸單酰-CoA-CoA的形成：生物素羧化酶（biotin carboxylase，BC）羧基轉(zhuǎn)移酶（trans carboxylase，CT

14、）生物素羧基載體蛋白（biotin carboxyl carrier protein，BCCP）大腸桿菌乙酰大腸桿菌乙酰CoACoA羧化酶（別構(gòu)酶羧化酶（別構(gòu)酶/ /激素調(diào)節(jié)）：激素調(diào)節(jié)）：組成組成3 3、脂肪酸合酶（大腸桿菌FASFAS）：（2 2）酰基載體蛋白（ACPACP）u乙酰CoA-ACPCoA-ACP?；D(zhuǎn)移酶（AT).AT).u丙二酸單酰CoA-ACPCoA-ACP酰基轉(zhuǎn)移酶(MT).(MT).u-酮脂酰- ACP- ACP合酶(KS).(KS).u-酮脂酰- ACP- ACP還原酶(KR).(KR).u-羥脂酰- ACP- ACP脫水酶(HD).(HD).a.a. 烯脂酰-AC

15、P-ACP還原酶(ER).(ER).ACPSH （1 1）磷酸泛酰巰基乙胺）磷酸泛酰巰基乙胺啟動(dòng)啟動(dòng)/ /進(jìn)位進(jìn)位. .裝載裝載縮合縮合還原還原脫水脫水還原還原4 4、脂肪酸合成的、脂肪酸合成的反應(yīng)歷程：反應(yīng)歷程：?jiǎn)?dòng)啟動(dòng)/ /進(jìn)位進(jìn)位. .ACP轉(zhuǎn)酰轉(zhuǎn)酰酶酶-AT.-AT.乙酰乙酰CoACoAl哺乳動(dòng)物不經(jīng)過 乙酰ACP中間體. 裝載丙二酸單酰丙二酸單酰CoACoA：ACPACP轉(zhuǎn)酰酶轉(zhuǎn)酰酶.MT.MT 酮酰酮酰ACP合酶合酶. KS 縮合縮合乙酰乙酰乙酰乙酰ACP 還原還原-酮酰酮酰ACPACP還原酶，還原酶，KRKRD-D-，-羥丁酰羥丁酰ACPACP乙酰乙酰乙酰乙酰-ACP-ACP 脫

16、水脫水-羥脂酰羥脂酰-ACP-ACP脫水酶脫水酶.HD.HD反式丁烯酰反式丁烯酰ACPACPD-D-羥丁酰羥丁酰ACPACP烯脂酰烯脂酰-ACP-ACP還原酶還原酶. .ERER 還原反式丁烯酰反式丁烯酰ACPACP丁酰丁酰-ACP-ACPAT乙酰乙酰CoA-ACPCoA-ACP?；D(zhuǎn)移酶（酰基轉(zhuǎn)移酶（AT)AT)l 軟脂酸的生物合成：軟脂酸的生物合成： 釋放l 動(dòng)物細(xì)胞：動(dòng)物細(xì)胞：終產(chǎn)物是軟脂酰終產(chǎn)物是軟脂酰-ACP.-ACP.軟脂酰軟脂酰-ACP硫酯酶硫酯酶ACPACP、軟脂酸、軟脂酸u 一分子軟脂酸合成時(shí)，一分子軟脂酸合成時(shí)，8 8個(gè)個(gè)2C2C單位中，單位中， 第第1 1個(gè)為乙酰個(gè)為乙酰

17、CoA,CoA,其它其它7 7個(gè)為丙二酸單酰個(gè)為丙二酸單酰CoA. CoA. H2O（棕櫚酸前體棕櫚酸前體）注意：縮合反應(yīng)時(shí)，注意：縮合反應(yīng)時(shí)， -酮脂酰酮脂酰-ACP-ACP合酶合酶(KS)(KS)對(duì)鏈長(zhǎng)有專一性，僅對(duì)對(duì)鏈長(zhǎng)有專一性，僅對(duì)14C14C及及 以下脂酰以下脂酰-ACP-ACP有催化活性，故從頭合成只能合成有催化活性，故從頭合成只能合成16C16C及以下的及以下的 飽和脂酰飽和脂酰-ACP-ACP。軟脂酰軟脂酰-ACP硫酯酶水解硫酯酶水解 ACP + 軟脂酸（棕櫚酸）軟脂酸（棕櫚酸）釋放釋放H2O 軟脂酸合成的總反應(yīng)式：軟脂酸合成的總反應(yīng)式：8CH8CH3 3-C-CSCOASCO

18、A=O+7ATP+14NADPH+14H +CH3 ( CH2)14COOH+14NADP+ +8CoASH + 7ADP +7Pi+6H2O 脂肪酸合成與糖代謝的聯(lián)系：脂肪酸合成與糖代謝的聯(lián)系：原料原料: :乙酰輔酶乙酰輔酶A.A.羧化反應(yīng)中消耗的羧化反應(yīng)中消耗的ATP.ATP.由由EMPEMP途徑提供途徑提供. .部分由磷酸戊糖途徑提供部分由磷酸戊糖途徑提供. .部分由檸檬酸穿梭過程中部分由檸檬酸穿梭過程中NADHNADH間接轉(zhuǎn)化間接轉(zhuǎn)化. .還原力還原力NADPHNADPH二、脂肪酸碳鏈的延長(zhǎng)與去飽和（略）二、脂肪酸碳鏈的延長(zhǎng)與去飽和（略）在動(dòng)物體內(nèi)，軟脂酸是合成在動(dòng)物體內(nèi)，軟脂酸是合成16C16C以上更長(zhǎng)碳鏈脂肪酸的前體，以上更長(zhǎng)碳鏈脂肪酸的前體， 需活化成脂酰需活化成脂酰CoA.CoA. 軟脂酸軟脂酸+CoASH+ATP +CoASH+ATP 軟脂酰軟脂酰-SCoA +AMP+PPi-SCoA +AMP+PPi三、三酰甘油和甘油磷脂的合成三、三酰甘油和甘油磷脂的合成l 三酰甘油和甘油磷脂的合成圖示三酰甘油和甘油磷脂的合成圖示膽固醇不能被降解氧化為膽固醇不能被降解氧化為COCO2 2和和H H2 2O.O.在肝臟中主要被轉(zhuǎn)化為膽汁酸，進(jìn)而轉(zhuǎn)變?yōu)槟懼猁}在肝臟中主要被轉(zhuǎn)化為膽汁酸，進(jìn)