第十章脂類代謝本

脂類代謝

本章主要介紹脂類（主要是脂肪）物質(zhì)在生物體的分解及合成代謝。要求學(xué)生重點(diǎn)掌握脂肪酸在生物體內(nèi)的氧化分解途徑—β-氧化和從頭合成途徑，了解脂類物質(zhì)的功能和其他的氧化分解途徑。脂類代謝返回思考

目錄第一節(jié)生物體內(nèi)的脂類第二節(jié)脂肪的分解代謝第三節(jié)脂肪的生物合成第四節(jié)磷脂和糖脂的代謝第五節(jié)膽固醇的代謝第一節(jié)生

物體內(nèi)的脂類脂類單純脂類復(fù)合脂類非皂化脂類?；视王ハ灹字侵⒘蛑祁愮薮碱惡兄舅岵缓舅嵋?、單純脂類

1.概念單純脂類是由脂肪酸和醇形成的酯2.種類(2)蠟（1）酰基甘油酯二、復(fù)合脂類1.概念2.種類復(fù)合脂是指除脂肪酸與醇組成的酯外,分子內(nèi)還含有其它成分的脂類。(1)磷脂(2)糖脂和硫脂?；视王OR1COR2COR3磷脂酰膽堿（卵磷脂）

控制脂肪代謝防止脂肪肝磷脂酸磷脂酰乙醇胺(腦磷脂）磷脂酰肌醇磷脂酰絲氨酸磷脂酰甘油幾種糖脂和硫酯2,3-雙酰基-1--D-半乳糖基-D-甘油6-亞硫酸-6-脫氧--葡萄糖甘油二酯(硫酯)2,3-雙?；?1-(-D-半乳糖基-1，6--D-半乳糖基）-D-甘油非皂化脂類1.概念2.種類即異戊二烯脂類,它不含脂肪酸,不能進(jìn)行皂化。（1）甾醇類（固醇）（2）萜類化合物(一)脂類的消化和吸收1、脂類的消化2、脂類的吸收(二)脂類的轉(zhuǎn)運(yùn)和脂蛋白的作用乳麋微粒（CM）極低密度脂蛋白VLDL低密度脂蛋白LDL高密度脂蛋白HDL脂蛋白的種類三、脂類的消化吸收和運(yùn)轉(zhuǎn)

1、脂肪的消化食物中的脂肪微團(tuán)乳化消化酶產(chǎn)物甘油三酯胰脂酶2-甘油一酯＋2FFA磷脂酶的作用部位磷脂酶C磷脂酶D磷脂酶A2(B2)產(chǎn)物為溶血磷酯磷脂酶A1(B1)2、脂肪的吸收部分水解物進(jìn)入腸粘膜細(xì)胞后再合成甘油三酯，經(jīng)淋巴系統(tǒng)進(jìn)入血液循環(huán)完全水解物，甘油和脂肪酸（脂肪酸與膽鹽結(jié)合）進(jìn)入小腸粘膜細(xì)胞經(jīng)門靜脈入肝，重新合成脂肪完全不水解物，經(jīng)乳化后進(jìn)入小腸粘膜細(xì)胞經(jīng)淋巴系統(tǒng)進(jìn)入血液循環(huán)。乳麋微粒（CM）

由小腸粘膜細(xì)胞合成，TG80%--95%,Ch2%-7%,PL6%-9%,Pr0.8%-2.5%,運(yùn)輸外源性TG和CE極低密度脂蛋白VLDL

主要由肝細(xì)胞合成，TG50%-70%,Ch10%-15%,PL10%-15%,Pr5%-10%,運(yùn)輸內(nèi)源性TG低密度脂蛋白LDL由VLDL轉(zhuǎn)變而來，TG10%,Ch45%,PL20%,Pr25%，轉(zhuǎn)運(yùn)肝合成的內(nèi)源性Ch高密度脂蛋白HDL主要由肝細(xì)胞合成,TG5%,Ch20%,PL36%,Pr45%-50%,將肝外組織的Ch轉(zhuǎn)運(yùn)至肝中。脂蛋白的種類(二)脂類的轉(zhuǎn)運(yùn)和脂蛋白的作用TG-甘油三酯Ch-膽固醇PL-磷脂Pr-蛋白質(zhì)CE-膽固醇酯第二節(jié)脂肪的分解代謝

（三）脂肪酸的分解代謝β-氧化作用α-氧化作用ω-氧化作用（一）脂肪的水解（二）甘油的轉(zhuǎn)化（四）不飽和及奇數(shù)碳鏈脂肪酸的氧化（五）酮體的代謝CH3-(CH2)n-

CH2-

CH2-COOH

一、脂肪的酶促水解注意甘油三酯脂肪酶為限速酶，此酶對激素極為敏感故又稱為激素敏感性脂肪酶激活：腎上腺素、胰高血糖素、促腎上腺皮質(zhì)激素、促甲狀腺素等。抑制：胰島素、前列腺素等二、甘油的轉(zhuǎn)化（實(shí)線為甘油的分解，虛線為甘油的合成)）甘油激酶甘油磷酸酶甘油磷酸脫氫酶異構(gòu)酶三、脂肪酸的分解代謝

(一)飽和脂肪酸的β-氧化作用

（3）β-氧化過程中能量的釋放及轉(zhuǎn)換效率2、氧化過程1、β-氧化作用的概念及試驗(yàn)證據(jù)（1）

脂肪酸的活化和轉(zhuǎn)運(yùn)（2）β-氧化的生化過程1、β-氧化作用的概念及試驗(yàn)證據(jù)

概念

試驗(yàn)證據(jù)1904年F.Knoop根據(jù)用苯環(huán)標(biāo)記脂肪酸飼喂狗的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，推導(dǎo)出了β-氧化學(xué)說。

脂肪酸在體內(nèi)氧化時(shí)在羧基端的β-碳原子上進(jìn)行氧化，碳鏈逐次斷裂，每次斷下一個(gè)二碳單位，既乙酰CoA，該過程稱作β-氧化。-CH2-(CH2)2n+1-COOH-CH2-(CH2)2n-COOH-COOH（苯甲酸）-CH2COOH（苯乙酸）奇數(shù)碳原子：偶數(shù)碳原子：2、氧化過程（1）

脂肪酸的活化和轉(zhuǎn)運(yùn)（2）β-氧化的生化過程（3）β-氧化過程中能量的釋放及轉(zhuǎn)換效率1）、脂肪酸的活化和轉(zhuǎn)運(yùn)

a、脂肪酸的活化OR-C-OH+CoA-SH脂酰CoA合成酶OR-C-SCoAATPAMP+PPib、脂酰CoA的運(yùn)轉(zhuǎn)肉毒堿的作用酯酰CoA進(jìn)入線粒體基質(zhì)示意圖

N+(CH3)3CH2HO-CH2COO-肉毒堿酯酰肉毒堿

OR-CN+(CH3)3CH2-O-CH2COO-酯酰肉毒堿CoASH

OR-C-SCoA

OR-C-OHATPCoASHADP+PPiCoASH肉毒堿

OR-C-SCoAβ-氧化線粒體內(nèi)膜內(nèi)側(cè)外側(cè)載體2)β-氧化的生化歷程a、脫氫b、水化c、再脫氫

ＯR-CH=CH-C-SCoA

ＯR-CH2

CH2C-SCoA

OHOR-CH-CH2C~SCoA

OOR-C-CH2C~SCoA

OR-C~ScoA

OCH3C~SCoA||+||d、硫解||||β-氧化的主要生化反應(yīng)酯酰CoA脫氫酶脂酰CoA

ＯRCH2CH2CSCoAＯRCH=CH-C-SCoAβ-烯脂酰CoAOR-C~ScoA脂酰CoAOCH3C~SCoA乙酰CoA||||+△2-烯脂酰CoA水化酶要求底物為反式構(gòu)型，產(chǎn)物為L-構(gòu)型

β-羥脂酰CoA脫氫酶只作用于L-構(gòu)型

硫解酶H2OCoASHNAD+NADHFADFADH2

OHORCHCH2C~ScoAβ-羥脂酰CoA||OORCCH2C-SCoAβ-酮酯酰CoA||

氧化的生化歷程

乙酰CoAFADFADH2

NAD+NADHRCH2CH2CO-SCoA脂酰CoA脫氫酶脂酰CoA

β-烯脂酰CoA水化酶

β-羥脂酰CoA脫氫酶

β-酮酯酰CoA硫解酶RCHOHCH2CO~ScoARCOCH2CO-SCoARCH=CH-CO-SCoA+CH3CO~SCoAR-CO~ScoAH2O

CoASHTCA

乙酰CoA

乙酰CoA

乙酰CoAATPH20呼吸鏈H20呼吸鏈

乙酰CoA

乙酰CoA

乙酰CoA

乙酰CoA3)β-氧化過程中能量的釋放及轉(zhuǎn)換效率凈生成：131–2=129ATP例：軟脂酸7次β-氧化8

乙酰CoACH3(CH2)14COOH7

NADH7

FADH212ATP

3ATP

2ATP

96ATP21ATP14ATP131ATP能量轉(zhuǎn)換率403、脂肪酸β-氧化作用小結(jié)

1)脂肪酸β-氧化時(shí)僅需活化一次，其代價(jià)是消耗1個(gè)ATP的兩個(gè)高能鍵2)長鏈脂肪酸(12C以上)由線粒體外的脂酰CoA合成酶活化，經(jīng)肉毒堿運(yùn)到線粒體內(nèi)；中、短鏈脂肪酸(4-10C)直接進(jìn)入線粒體，由線粒體內(nèi)的脂酰CoA合成酶活化。3)β-氧化包括脫氫(FAD)、水化、再脫氫(NAD+)、硫解4個(gè)重復(fù)步驟4)β-氧化的產(chǎn)物是乙酰CoA，可以進(jìn)入TCA(二)脂肪酸的其他氧化作用

1、脂肪酸的α-氧化作用

脂肪酸氧化作用發(fā)生在α-碳原子上，分解出CO2，生成比原來少一個(gè)碳原子的脂肪酸，這種氧化作用稱為α-氧化作用。α—氧化對于降解支鏈脂肪酸、奇數(shù)碳脂肪酸、過分長鏈脂肪酸（如腦中C22、C24）有重要作用RCH2COO-RCH(OH)COO-RCOCOO-RCOO-CO2O2NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+RCH(OOH)COO-CO2RCHOO2NAD+NADH+H+過氧化羥化2、脂肪酸的ω氧化作用脂肪酸的ω-氧化指脂肪酸的末端甲基（ω-端）經(jīng)氧化轉(zhuǎn)變成羥基，繼而再氧化成羧基，從而形成α，ω-二羧酸的過程。少數(shù)的12C以下的脂酸可通過ω—氧化途徑

CH3(CH2)nCOO-HOCH2(CH2)nCOO-OHC(CH2)nCOO--OOC(CH2)nCOO-O2NAD(P)+NAD(P)H+H+NAPD+NADPH+H+NAD(P)+NAD(P)H+H+混合功能氧化酶醇酸脫氫酶醛酸脫氫酶(三

不飽和脂肪酸的β氧化油?；鵆oA（

918：1）CH3(CH2)7CH=CH-CH2(CH2)6CO-CoAOHCH3(CH2)7CH2-C-CH2-CO-CoAH6CH3-CO-CoACH3(CH2)7CH2-C=CH-CO-CoAHH

2-反-十二碳烯酰CoAβ-氧化,三次循環(huán)烯酯酰CoA異構(gòu)酶烯酯酰CoA水化酶再開始β-氧化CH3(CH2)7-C=C-CH2-

CO-CoA

3-順-十二碳烯酯酰CoA

HHATP、CoASH(四)丙酸的代謝（奇數(shù)脂肪酸的氧化）甲基丙二酸單酰CoA琥珀酰CoA硫激酶羧化酶變位酶三羧酸循環(huán)ATP、CO2

生物素CoB12四、酮體的代謝

酮體的生成

酮體的分解

生成酮體的意義脂肪酸β-氧化產(chǎn)物乙酰CoA,在肌肉中進(jìn)入三羧酸循環(huán)，然后在肝細(xì)胞中可形成乙酰乙酸、β-羥丁酸、丙酮這三種物質(zhì)統(tǒng)稱為酮體。1、酮體的生成

羥甲基戊二酰CoA（HMGCoA）脂肪酸硫解酶2CH3COSCoACH3COCH2COSCoA乙酰乙酰CoAHOOCCH2-C-CH2COSCoA|CH3OH|HMGCoA裂解酶HMGCoA合成酶CH3COSCoACoASH--氧化CH3COCH2COOHCH3CHOHCH2COOH乙酰乙酸丙酮--羥丁酸脫氫酶CO2NADH+H+NAD+CH3COCH3脫羧酶CoASH酮體的合成發(fā)生在肝細(xì)胞的線粒體內(nèi)

2、酮體的分解乙酰乙酰CoA硫解酶轉(zhuǎn)硫酶琥珀酰CoACoASH--氧化乙酰乙酸脫氫酶NADH+H+NAD+乙酰CoA2--羥丁酸琥珀酸心、腎、腦、骨骼肌等的線粒體中

肝中無琥珀酰CoA轉(zhuǎn)硫酶，因此酮體在肝中不能分解丙酮的去路隨尿排出

從肺部呼出丙酮

氧化丙酮酸CO2＋H2O

轉(zhuǎn)化甲?；蛞阴；w生成的生理意義

酮體是肝內(nèi)正常的中間代謝產(chǎn)物，是肝輸出能量的一種形式。酮體溶于水，分子小，能通過血腦屏障及肌肉毛細(xì)管壁，是心、腦組織的重要能源。腦組織不能氧化脂酸，卻能利用酮體。長期饑餓，糖供應(yīng)不足時(shí)，酮體可以代替Glc，成為腦組織及肌肉的主要能源。正常情況下，血中酮體0.2-0.9mg/100ml。在饑餓、高脂低糖膳食時(shí)，酮體的生成增加，當(dāng)酮體生成超過肝外組織的利用能力時(shí)，引起血中酮體升高，導(dǎo)致酮癥酸（乙酰乙酸、β—羥丁酸）中毒，引起酮尿。脂肪代謝和糖代謝的關(guān)系延胡索酸琥珀酸蘋果酸草酰乙酸3-磷酸甘油三羧酸循環(huán)乙醛酸循環(huán)甘油乙酰CoA三酰甘油脂肪酸

氧化糖原（或淀粉）1，6-二磷酸果糖磷酸二羥丙酮PEP丙酮酸合成植物和微生物第三節(jié)脂肪的生物合成

一、脂肪酸的生物合成二、磷酸甘油的生物合成三、三酰甘油的生物合成一、脂肪酸的生物合成1、十六碳飽和脂肪酸（軟脂酸）的從頭合成2、線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中脂肪酸碳鏈的延長3、不飽和脂肪酸的合成（自學(xué))所有的生物都可用糖合成脂肪酸，有兩種合成方式。A.從頭合成（乙酰CoA）——在胞液中（16碳以下）B.延長途徑——在線粒體或微粒體中高等動(dòng)物的脂類合成在肝臟、脂肪細(xì)胞、乳腺中占優(yōu)勢。(一)軟脂酸的從頭合成（3）乙酰CoA運(yùn)轉(zhuǎn)——檸檬酸循環(huán)（1）脂肪酸合成酶復(fù)合體系和脂酰基載體蛋白(acylcarrierprotein,ACP)（2）脂肪酸生物合成的反應(yīng)歷程1、脂肪酸合成酶系結(jié)構(gòu)模式

細(xì)菌、植物(多酶復(fù)合體)

動(dòng)物(多功能酶)p288①②③④⑤⑥中央巰基SH外圍巰基SH⑥①②③④⑤ACP①乙酰CoA:ACP轉(zhuǎn)移酶②丙二酰CoA:ACP轉(zhuǎn)移酶③β-酮脂酰-ACP合酶④β-酮脂酰-ACP還原酶

⑤β-羥脂酰-ACP脫水酶⑥烯脂酰-ACP還原酶

脂?；d體蛋白(ACP)的輔基結(jié)構(gòu)CH2-Ser-ACPHS輔基：4-磷酸泛酰巰基乙胺CoA分子中也有4-磷酸泛酰巰基乙胺AHS4-磷酸泛酰巰基乙胺2、脂肪酸從頭合成的生化歷程b、縮合c、還原d、脫水a(chǎn)、丙二酸單酰ACP的形成

OR-C~SACP

OCH3C~SACP||+||e、還原

OHOR-CH-CH2C~SACP

OOR-C-CH2-

C~SACP

ＯR-CH=CH-C-SACP

||

ＯR-CH2-

CH2-

C-SACP||1）丙二酰ACP的形成：||

OHOOC-CH2-C-S-CoA丙二酰CoA

OCH3C-S~CoA

乙酰CoA

||+ATPHCO3-ADP+Pi||

OHOOC-CH2-C-S-ACP丙二酰ACPACPCoA乙酰CoA

羧化酶生物素乙酰CoA羧化酶此酶催化反應(yīng)不可逆，是脂肪酸合成的關(guān)鍵酶，也是限速酶。檸檬酸是該酶的別構(gòu)激活劑，促進(jìn)無活性的單體聚合成有活性的多聚體高糖飲食能使此酶的活性增高，促進(jìn)糖轉(zhuǎn)變成脂肪酸。長鏈脂酰CoA及高脂飲食抑制此酶的活性羧基載體蛋白上生物素轉(zhuǎn)移羧基的模式圖CO2COO-軟脂酸合成的反應(yīng)流程CH3CO-SHOOCCH2CO-SCH3CHCH2CO-SSHOHSHSHCH3CH=CHCO-SSHSHSH

OCH3C-S||SHNADP+NADPH⑥HSCoA乙酰S~CoA

①丙二酰-SCoACoASH②NADP+NADPH④H2O⑤③CO2軟脂酸H2O進(jìn)位啟動(dòng)鏈的延伸水解

OCH3C-S||SHCH3COCH2CO-SSHCH3CH2CH2CO-SSH2）脂肪酸生物合成的反應(yīng)歷程β-烯丁酰ACP