1、脂肪的代谢,一. 脂肪的分解代谢 （一）脂肪水解与脂肪的动员 1. 脂肪水解,2. 脂肪的动员 在脂肪细胞中的甘油三酯，被脂肪酶逐步水解为游离脂肪酸（free fatty acid，FFA ）和甘油，并释放入血,供其他组织氧化利用，这一过程称为脂肪动员。,反应特点： 甘油三酯脂肪酶为限速酶 因为甘油脂肪酶活性比甘油二 酯脂肪酶和甘油一酯脂肪酶低 影响脂肪动员的速度。 由于甘油三酯脂肪酶受多种激素 的调控，又被称为激素敏感性脂 肪酶。,脂肪动员,（二）甘油的代谢,1. 甘油的反应部位 主要是在肝脏及肾脏中进行。2. 甘油的反应过程,3. 甘油的反应特点 ： 在肝脏及肾脏中，甘油在甘油激酶（gly
2、cerokinase）的作用下，转变成为-磷酸甘油；然后脱氢生成磷酸二羟丙酮,经糖代谢途径进行分解或转变为糖。 在脂肪细胞及骨骼肌等组织中，因甘油激 酶的活性很低，故不能利用甘油。须入血 运送到肝脏氧化利用。, 在合成甘油三酯时，脂肪细胞及 骨骼肌等组织需要的3-磷酸甘油 由葡萄糖代谢提供合成脂肪。肝、 肾等组织由于含有甘油激酶，能 利用游离甘油。使之磷酸化生成 3-磷酸甘油合成脂肪。,（三）脂肪酸的-氧化 偶数饱和脂肪酸的氧化,1. 脂肪酸氧化的部位及方式 氧化部位 以肝脏及肌肉组织最为活跃,在 细胞的线粒体内进行。 氧化方式主要是-氧化.,2. 脂肪酸-氧化过程 根据脂肪酸-氧化特点可分为
3、3个阶段： I 阶段脂肪酸的活化生成脂酰CoA II 阶段脂酰基的转移 III 阶段脂酰基进行-氧化,I .阶段脂肪酸的活化 指脂肪酸转变成脂酰 CoA的过程。,此反应阶段的特点； 脂肪酸活化是在线粒体外进行的,因为 脂酰CoA合成酶存在线粒体外膜上。 反应过程中生成的焦磷酸（PPi）立即 被细胞内的焦磷酸酶水解，阻止了逆向 反应的进行。故分子脂肪酸活化，实 际上消耗了个高能磷酸健。,II 阶段脂酰基转移 脂酰基须要借用肉碱（camitine) 、肉碱脂酰转移酶、肉碱脂酰转移酶、及肉碱脂酰肉碱转位酶。 肉碱作为脂酰基载体。其结构：L-(CH3)N+CH2CH(OH)CH2COOH L- 羟-r
4、-三甲氨基丁酸,此阶段反应的特点：, 肉碱脂酰转移酶是脂肪酸氧化 的限速酶。它影响 脂酰基转移的速 度，受丙二酰Co竞争性抑制。 10个碳以下的活化脂肪酸直接进入 线粒体内进行氧化,不需经此途径。,III 阶段脂酰基的-氧化 脂酰基进入线粒体基质后，在脂肪酸 - 氧化多酶复合体的催化下，从脂酰基 的、-碳原子开始，进行脱氢、 加水、 再脱氢及硫解等四步连续反应，脂酰基 断裂后生成 分子比原来少 个碳原子 的脂酰CoA。,此反应阶段的特点： 脂酰基-氧化一次，生成 1分 子乙酰CoA 1分子FADH2 1分子NADH+ 参与脂酰CoA氧化反应的四种酶疏 松形成复合体，从而使反应连 续进 行，直至
5、碳链断裂为乙 酰CoA为止。,3脂肪酸氧化的能量生成 以软脂肪酸(16C)为例,（四）奇数饱和脂肪酸的氧化 丙酸的氧化,（五）不饱和脂肪酸的氧化 机体中脂肪酸约一半以上为不饱和脂肪酸，它也在线粒体中进行-氧化。不同的是：天然不饱和脂肪酸中的双键均为顺式结构，而生物体内催化的反应是反式结构。因此-氧化进行到顺式时受阻。必须将顺式转变为反式结构才能进行。它需2种酶参与，一种是3顺 2反烯脂酰CoA异构酶或D() - -羟脂酰表构酶。,（六）酮体的生成及利用,1.酮体（ketone bodies）的结构,2酮体的生成 酮体的合成原料 脂肪酸经-氧化生成的大量 乙酰CoA。 (2) 酮体的合成部位 肝
6、脏线粒体。 酮体的合成过程, 酮体合成的反应特点： HMGCoA合成酶是酮体合成的 关键酶，它存在于肝脏的线粒体 中，故只有肝脏能生成酮体。 由于肝脏氧化酮体的酶活性低， 因此生成的酮体被释放入血，供 肝外组织利用。,3酮体的利用 肝外许多组织具有活性很强利用酮体的酶。利用酮体的酶有： 琥珀酰CoA硫激酶 乙酰乙酰CoA硫解酶 乙酰乙酰硫激酶,酮体的利用反应特点： 酮体是能源物质，净生成ATP数： 乙酰乙酸22 or 24 -羟丁酸25 or 27。 丙酮不按上述方式进行氧化。它可随 尿排出，也可以由肺直接呼出；丙酮 易挥发，还可以在体内转变成甲酰基、 乙酰基、丙酮酸。,4酮体生成的生理意义
7、酮体是肝输出能源的一种形式。 它是易溶于水的小分子物质，能通过血脑屏障及肌肉毛细血管壁。脑组织 不能氧化脂肪酸，却能利用酮体。, 正常情况下，血中含有少量酮体，为0.03 0.5mmol/L(0.35mg/dl)。也就是肝脏生成的酮体被及时利用。在饥饿、高脂低糖膳食及糖尿病时，脂肪酸动员加强，酮体生成增加。如果酮体生成超过肝外组织利用的能力时，方可引起血中酮体升高，导致酮症酸中毒，并随尿排出，引起酮尿。,二、三脂酰甘油的合成代谢,(一) 脂肪酸的合成饱和脂肪酸 1. 脂肪酸的合成部位 主要是在肝脏和肌肉组织中， 在胞液中进行。,2. 合成原料 ： 乙酰CoA、ATP、NADPH、HCO3- 。
8、 乙酰CoA是合成脂肪酸的主要原料，它主 要来自葡萄糖。细胞内的乙酰CoA全部在 线粒体内产生，而合成脂肪酸的酶体系存 在于细胞液。因此，线粒体内的乙酰CoA 须进入胞液才能作为合成脂肪酸的原料。 实验证明，乙酰COA不能自由透过线粒体 内膜，需借用柠檬酸一丙酮酸循环 （citrate pyruvate cycle）来完成。,.脂肪酸合成的过程 根据脂肪酸合成的特点，可分为3个阶段: I 阶段乙酰COA活化丙二酰CoA的生成 阶段软脂酸的合成 阶段碳链加长,I 阶段乙酰COA活化丙二酰CoA的生成,此阶段的反应特点: 消耗1分子ATP，反应不可逆。 乙酰CoA羧化酶是脂肪酸合成的限速酶， 其辅
9、基为生物素。它受双重调节，乙酰 CoA、柠檬酸、胰岛素激活乙酰CoA羧化 酶的活性；长链脂酰CoA、胰高血素、肾 上腺素抑制乙酰CoA羧化酶的活性。,II 阶段软脂酸的合成 此阶段是在脂肪酸合成酶复合体的催 化下进行的过程。 脂肪酸合成酶复合体的特点： 脂肪酸合成酶复合体是由7种酶和一 种酰基载体蛋白聚集在一起。,7种酶有： 乙酰转移酶E1 丙二酰转移酶E2 -酮脂酰合成酶S -酮脂酰还原酶E4 -羟脂酰脱水酶E5,烯脂酰还原酶E6,硫解酶E7,HE3,酰基载体蛋白（acyl camer protein,ACP） 它是一种低分子量的蛋白质，其辅基为: 4磷酸泛酰氨基乙硫醇 （4-phospho
10、pantetheine）。 SH-CH2CH2NHCOCH2CH2NHCOCHOHC(CH3)2-OPO32- 它是脂肪酸合成过程中脂酰基的载体，脂肪 酸合成的各步反应都在ACP的辅基上进行。, 合成过程主要进行四步反应： 缩合、还原、脱水、再还原。 4. 软脂酸合成的总反应式： 乙酰CoA+7丙二酰CoA+14（NADPH+H+） 软脂酰CoA+8HSCoA+14NADP+7CO2,III 阶段碳链加长 对较长碳链的脂肪酸的合成是在软脂肪 酸的基础上进行加工，使其碳链延长。 碳链延长的部位 肝脏的内质网或线粒体。 内质网脂肪酸碳链的延长,内质网存在脂肪酸碳链延长酶体系，催化软脂酰CoA与丙二
11、酰CoA进行缩合、加氢、脱水、再加氢，生成硬脂酰CoA。,此反应特点： 其合成过程与软脂酸的合成相似。 每重复一次可增加个碳原子，一般 可延长脂肪酸碳链至24或26个碳原子， 而以硬脂肪酸最多。 脂酰基连在CoASH上，而不是ACP载体。 以丙二酰CoA作为二碳单位体,NADPH+H+ 作为供氢体。, 线粒体脂肪酸碳链延长 线粒体也存在脂肪酸碳链延长酶体系，催化软 脂酰CoA与乙酰CoA进行缩合、还原、脱水、 再还原成硬脂酰CoA。,此反应特点： 其过程与-氧化的逆反应基本相似。 每次重复反应可增加个碳原子，一般可延 长脂肪酸碳链至24或26个碳原子，而以硬脂 肪酸最多。 以乙酰CoA作为二碳
12、单位的供体,NADPH+H+ 作为供氢体。还需、烯脂酰还原酶。,（二）不饱和脂肪酸的合成 人体含有的不饱和脂肪酸主要有2种： 1. 非必需脂肪酸由人体自身合成。 有：软油酸（16：1；9） 油酸（18：1；9） 2. 必需脂肪酸必须从食物摄取。 有：亚油酸（18：2；9、12） 亚麻酸（18：3；9、12、15） 花生四烯酸（20：4；5、8、11、14）,这是因为动物只有4、5、8及9去饱和酶(desaturase)，缺乏9以上的去饱和酶，而植物则含有9、12及15去饱和酶。,1. 非必需不饱和脂肪酸的合成 它是在软脂酸的基础上，在内质网中的去饱酶的作用下生成油酸或软油酸。 软脂酸（C16）
13、 软油酸（9C16） 硬脂酸（C18） 油酸（9C18）,9去饱和酶,9去饱和酶,2必需脂肪酸的合成 当食物摄取亚油酸后，在动物体内经碳链加工及去饱和，可生成花生四烯酸。花生四烯酸为合成前列腺素、血栓恶烷、白三烯等多烯脂肪酸的前体。,（三）甘油三酯的合成,1. 甘油三酯的合成部位 主要是肝脏、脂肪组织及小肠黏膜中进行，以肝脏的合成能力最强。脂酰CoA转移酶位于内质网的胞液侧。 2. 甘油三酯的合成原料 活化型的3-磷酸甘油由葡萄糖代谢提供及脂酰CoA，,3. 甘油三酯的合成途径 甘油三酯的合成有2种途径； 甘油一酯的合成途径在小 肠黏膜上进行，合成乳糜微粒。 甘油二酯的合成途径在肝 脏、脂肪组织中进行，分别合 成极低密度脂蛋白、甘油三酯。, 甘油一酯的合成途径, 甘油二酯的合成途径,
