第十章-脂代謝-陳愛(ài)政

第十章

脂類代謝大寫(xiě)小寫(xiě)英文注音國(guó)際音標(biāo)注音中文注音Ααalphaalfa阿耳法Ββbetabeta貝塔Γγgammagamma伽馬Δδdetadelta德耳塔Εεepsilonepsilon艾普西隆Ζζzetazeta截塔Ηηetaeta艾塔Θθthetaθita西塔Ιιiotaiota約塔Κκkappakappa卡帕Λλlambdalambda蘭姆達(dá)Μμmumiu繆Ννnuniu紐Ξξxiksi可塞Οοomicronomikron奧密可戎Ππpipai派Ρρrhorou柔Σσsigmasigma西格馬Ττtautau套Υυu(píng)psilonjupsilon衣普西隆Φφphifai斐Χχchikhai喜Ψψpsipsai普西Ωωomegaomiga歐米伽希臘字母讀音表

10.1脂代謝的意義和重要性

①

是在體內(nèi)氧化放能，供給機(jī)體利用。②生物體對(duì)外界環(huán)境的屏障，防止機(jī)體熱量的散失。③是許多組織和器官的保護(hù)層。④幫助食物中脂溶性維生素（A、D、E、K）的吸收。⑤生物體內(nèi)不可缺少的組成成分。⑥一些不皂化脂類，如類固醇和萜類，是具有維生素、激素等生物功能的脂溶性物質(zhì)。10.2脂類的酶水解10.2.1脂肪的酶促水解

脂肪

脂肪酶甘油+脂肪酸CH2-O-C-R1R2-C-O-CHCH2OH--CH2-O-C-R1R2-C-O-CHCH2-O-C-R3O=O=O=

H2OR3COOH三酰甘油脂肪酶O=O=---CH2OHHCOHCH2OHCH2OHR2-C-O-CHCH2OHO=--H2OR1COOH二酰甘油脂肪酶H2OR2COOH單酰甘油脂肪酶--限速步驟，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，而植物的脂肪酶存在脂體、油體及乙醛酸循環(huán)體中。CH2OHHCOHCH2OH--

ATPADP+Pi甘油激酶CH2OHHCOHCH2O-P--磷酸酯酶NAD+NADH+H+磷酸甘油脫氫酶CH2OHC=OCH2O-P--異構(gòu)酶磷酸丙糖CHOCHOHCH2O-P--糖異生葡萄糖EMPCH3C=OCOOH--乙酰COATCACO2+H2O

糖代謝與脂代謝通過(guò)磷酸二羥丙酮聯(lián)系起來(lái)。甘油可生糖，但脂肪酸幾乎不能生糖

脂肪水解的第一步是限速步驟。

10.3脂類的吸收、轉(zhuǎn)移和儲(chǔ)存小腸小腸上皮細(xì)胞脂肪或肌肉細(xì)胞血管信號(hào)作用、被LPL識(shí)別chylomicronparticle

乳糜微粒膽固醇磷脂膽固醇酯三酰甘油酯將脂從小腸上皮細(xì)胞運(yùn)到毛細(xì)血管中LPL水解三酰甘油10.3脂類的吸收、轉(zhuǎn)移和儲(chǔ)存（一）消化：主要在十二指腸，胰脂肪酶有三種：甘油三酯脂肪酶：水解生成2-單脂酰甘油需膽汁和共脂肪酶激活；膽固醇酯酶：生成膽固醇和脂肪酸；磷脂酶A2：生成溶血磷脂和脂肪酸。食物中的脂肪主要是甘油三酯，與膽汁結(jié)合生成膽汁酸鹽微團(tuán)，其中的甘油三酯70%被胰脂肪酶水解，20%被腸脂肪酶水解成甘油和脂肪酸。微團(tuán)逐漸變小，95%的膽汁酸鹽被回腸重吸收。（二）吸收：水解產(chǎn)物經(jīng)膽汁乳化，被動(dòng)擴(kuò)散進(jìn)入腸粘膜細(xì)胞，在光滑內(nèi)質(zhì)網(wǎng)重新酯化，形成前乳糜微粒，進(jìn)入高爾基體糖化，加磷脂和膽固醇外殼，形成乳糜微粒，經(jīng)淋巴系統(tǒng)進(jìn)入血液。甘油和小分子脂肪酸（12個(gè)碳以下）可直接進(jìn)入門靜脈血液。（三）轉(zhuǎn)運(yùn)：甘油三酯和膽固醇酯由脂蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)。在脂蛋白中，疏水脂類構(gòu)成核心，外面圍繞著極性脂和載脂蛋白，以增加溶解度。脂蛋白主要有7種，由肝臟和小腸合成，可使疏水脂類溶解，定向轉(zhuǎn)運(yùn)到特異組織。脂肪的分解代謝甘油的分解代謝CH2OHHCOHCH2OH--

ATPADP+Pi甘油激酶CH2OHHCOHCH2O-P--磷酸酯酶NAD+NADH+H+磷酸甘油脫氫酶異構(gòu)酶磷酸丙糖糖異生葡萄糖EMPCH3C=OCOOH--乙酰COATCACO2+H2O脂酸的分解代謝

飽和偶碳脂肪酸的β-氧化作用：

Knoop發(fā)現(xiàn)動(dòng)物體在進(jìn)行脂肪酸降解時(shí)，是逐步將碳原子成對(duì)地從脂肪酸鏈上切下，而不是一個(gè)一個(gè)地拆除，因此提出脂肪酸的β-氧化學(xué)說(shuō).1、脂肪酸的活化兩類活化脂肪酸的酶：（1）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脂酰輔酶A合成酶（硫激酶），可活化具有12個(gè)碳原子以上的長(zhǎng)鏈脂肪酸。（2）線粒體脂酰輔酶A合成酶，可活化具有4-10個(gè)碳原子的中鏈或短鏈脂肪酸。催化的反應(yīng)需ATP參加，總反應(yīng)式是：脂酰輔酶A

該反應(yīng)實(shí)際上分兩步進(jìn)行：形成一個(gè)高能硫酯鍵需消耗二個(gè)高能磷酸鍵。脂酰腺苷酸無(wú)機(jī)焦磷酸酶水解

高能化合物脂酰腺苷酸高能化合物2、脂肪酸經(jīng)線粒體膜外至膜內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)脂肪酸的β-氧化作用是在肝臟及其他組織的線粒體中進(jìn)行的。短碳鏈脂肪酸可以直接穿過(guò)線粒體膜進(jìn)入線粒體內(nèi)膜。10碳以上的脂酰CoA不能透過(guò)線粒體內(nèi)膜肉堿是載體可將長(zhǎng)鏈脂肪酸以脂酰基形式從線粒體膜外轉(zhuǎn)移到膜內(nèi)。

（二）脂酰CoA轉(zhuǎn)運(yùn)入線粒體

動(dòng)物體內(nèi)催化β-氧化的酶分布于線粒體基質(zhì)中，而長(zhǎng)鏈脂酸的激活在線粒體外進(jìn)行;線粒體外產(chǎn)生的脂酰輔酶A不能進(jìn)入線粒體內(nèi)部。可通過(guò)肉毒堿通過(guò)線粒體內(nèi)膜。肉毒堿(3-羥基-4-三甲氨基丁酸)脂酰CoA載體脂酰肉堿轉(zhuǎn)移酶Ⅰ脂酰肉堿轉(zhuǎn)移酶Ⅱ脂肪酸的β氧化脂酰CoA在線粒體基質(zhì)中進(jìn)行

氧化反應(yīng)歷程：脫氫、水化、再脫氫和硫解反應(yīng)產(chǎn)物：釋放出1分子乙酰CoA

比原脂酰CoA少2個(gè)碳脂酰CoA①脂酰CoA脫氫氧化在脂酰CoA脫氫酶的催化下，在

-和

-碳原子上各脫去一個(gè)氫原子，生成反式

,

-烯脂酰CoA，氫受體是FAD。②水化在烯脂酰CoA水合酶催化下，

,

-烯脂酰CoA水化，生成L(+)-

-羥脂酰CoA。③再脫氫在

-羥脂酰CoA脫氫酶催化下，脫氫生成

-酮脂酰CoA。反應(yīng)的氫受體為NAD+。此脫氫酶具有立體專一性，只催化L(+)-

-羥脂酰CoA的脫氫。④硫解在

-酮脂酰CoA硫解酶催化下，生成乙酰CoA和比原來(lái)少兩個(gè)碳原子的脂酰CoA。

脂肪酸β-氧化后形成乙酰CoA進(jìn)入三羧酸循環(huán)，最后形成CO2和H2O。以軟脂酰CoA（C15H31COSCoA）為例，

經(jīng)過(guò)7次上述的β-氧化循環(huán)，即可將軟脂酰CoA轉(zhuǎn)變?yōu)?個(gè)分子的乙酰CoA。

軟脂酸完全氧化成乙酰輔酶A共經(jīng)過(guò)7次β-氧化生成7個(gè)FADH2、7個(gè)NADH和8個(gè)乙酰輔酶A，后者又可參加三羧酸循環(huán)徹底氧化。

7molFADH2和7molNADH可提供：1.5×7+2.5×7=28molATP。

8mol乙酰輔酶A徹底氧化則可生成：10×8=80molATP。

由于軟脂酸轉(zhuǎn)化為軟脂酰CoA消耗1分子ATP中的兩個(gè)高能磷酸鍵：

每摩爾軟脂酸完全氧化，在理論上至少可凈合成28+80-2=106molATP。

1mol軟脂酸（256g）完全氧化成二氧化碳和水時(shí)，可釋放出能量9790.56kJ。由此可見(jiàn)，脂肪酸氧化所產(chǎn)生的能量有30.54×106÷9790.56×100%=33.1%，以ATP的形式貯存起來(lái)。脂肪酸

-氧化的生理意義為機(jī)體提供比糖氧化更多的能量乙酰CoA還可作為脂肪酸和某些AA的合成原料產(chǎn)生大量的水可供陸生動(dòng)物對(duì)水的需要在植物體內(nèi)，脂肪酶主要存在脂體、油體以及乙醛酸循環(huán)體中。油料種子萌發(fā)時(shí)，脂肪酸β-氧化就是在乙醛酸循環(huán)體內(nèi)進(jìn)行的。不飽和脂肪酸的氧化場(chǎng)所：線粒體脂肪酸活化與轉(zhuǎn)運(yùn)同飽和脂肪酸（一）單不飽和脂肪酸異構(gòu)酶（二）多不飽和脂肪酸異構(gòu)酶、還原酶油酰CoAΔ3-順-12-烯酰CoA烯酰CoA異構(gòu)酶Δ2-反-12-烯酰CoA單不飽和脂肪酸的分解烯酰CoA異構(gòu)酶烯酰CoA還原酶多不飽和脂肪酸的分解說(shuō)明：不飽和脂肪酸氧化產(chǎn)生的ATP數(shù)目比相同碳原子數(shù)的飽和脂肪酸產(chǎn)生的ATP數(shù)目要少。（？）奇數(shù)碳脂肪酸的β-氧化在許多植物，海洋生物，石油酵母中存在奇數(shù)碳脂肪酸。它們經(jīng)反復(fù)β-氧化作用后，可能產(chǎn)生丙酰輔酶A。丙酰輔酰A的出路：①轉(zhuǎn)化成琥珀酰CoA，從而進(jìn)入三羧酸循環(huán)，繼續(xù)進(jìn)行代謝。②丙酰輔酰A代謝還可通過(guò)β-羥丙酸支路進(jìn)行，最終形成乙酰輔酶A進(jìn)入三羧酸循環(huán)。脂酸的其他氧化途徑

（1）脂肪酸的α-氧化在植物種子、植物葉子組織中、腦和肝細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)。僅游離脂肪酸能作為底物，而且直接涉及到分子氧，產(chǎn)物既可以是D-α-羥基脂肪酸，也可以是含少一個(gè)碳原子的脂肪酸。

-氧化

FA的

-碳被氧化成羥基，生成

-羥基酸

-羥基酸進(jìn)一步脫羧、氧化

轉(zhuǎn)變成少一個(gè)碳原子的脂肪酸

（2）脂肪酸的ω-氧化途徑動(dòng)物體內(nèi)貯存的多是碳原子數(shù)在12個(gè)以上的脂肪酸，這些脂肪酸可進(jìn)行β-氧化，不產(chǎn)生二羧酸。但機(jī)體內(nèi)也存在有少量的十二碳以下的脂肪酸，十碳的癸酸和十一碳酸，這些酸通過(guò)ω-氧化途徑進(jìn)行氧化降解。ω-氧化涉及末端甲基的羥基化，形成一級(jí)醇，并繼而氧化，成醛再轉(zhuǎn)化成羧酸等步驟。

脂肪酸的ω氧化中長(zhǎng)鏈脂肪酸

-氧化中長(zhǎng)鏈FA碳鏈末端（

）碳原子先被氧化形成二羧酸（內(nèi)質(zhì)網(wǎng)）二羧酸進(jìn)入線粒體從分子任何一端進(jìn)行

-氧化最后生成的琥珀酰CoA可直接進(jìn)入TCA酮體的代謝

在肝外組織中，乙酰輔酶A可通過(guò)TCA循環(huán)，生成CO2和H2O。當(dāng)脂肪酸氧化產(chǎn)生的乙酰CoA的量超過(guò)TCA的能力時(shí)，多余的乙酰CoA則用來(lái)形成酮體。在動(dòng)物肝、腎的線粒體內(nèi)乙酰CoA進(jìn)入酮體的合成（正常代謝）糖代謝受阻，草酰乙酸供給不夠乙酰CoA積累酮體和酮血癥、酮尿癥肝內(nèi)生成的酮體超過(guò)了肝外組織所能利用的限度，血中酮體即堆積起來(lái)，臨床上稱為“酮血癥”?；颊唠S尿排出大量酮體，即“酮尿癥”。乙酰乙酸和β-羥丁酸是酸性物質(zhì)，體內(nèi)積存過(guò)多，便會(huì)影響血液酸堿度，造成“酸中毒”。酮體成為乙酰CoA的主要產(chǎn)物。丙酮乙酰乙酸D-β-羥丁酸酮體在肝外組織中的利用酮體在肝臟中形成但肝臟沒(méi)有乙酰乙酸-琥珀酰CoA轉(zhuǎn)移酶酮體易溶于水，透出細(xì)胞進(jìn)入血液循環(huán)在肝外組織進(jìn)行氧化

——肝內(nèi)生成和肝外利用是肝臟輸出能源的形式主要在心臟、腎臟、腦及肌肉中通過(guò)三羧酸循環(huán)氧化為酸性物質(zhì)，累積產(chǎn)生酸中毒，破壞機(jī)體水鹽代謝平衡

脂肪的合成代謝甘油的生物合成：合成脂肪所需的L-α-磷酸甘油主要有兩個(gè)來(lái)源：

1、可由脂肪水解產(chǎn)生的甘油生成2、可由糖酵解產(chǎn)生的二羥丙酮磷酸還原而成