1、第八章第八章脂脂 类类 代代 谢谢温州医学院生化教研室李春洋 脂类 是机体内广泛存在着的一类不溶于水而溶于有机溶剂的生物大分子。脂类脂肪（ 三酰甘油 或 甘油三酯 ）类脂磷脂糖脂胆固醇胆固醇酯储存能量、氧化供能生物膜结构的重要组分生理活性物质的合成前体H2C O C R2H2CCHO C R3R1 C OOOOH2C OHH2CCHOHHO脂肪酸的分类： 按碳链长度不同分类 短链 、 中链 、 长链 和 超长链脂肪酸 四类； 按饱和度分类 饱和脂肪酸 和 不饱和脂肪酸 （单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸）； 按营养角度分类 非必需脂肪酸 和 必需脂肪酸体内脂肪酸来源： 外源性脂肪酸 食物中脂肪的
2、消化分解产生的脂肪酸； 内源性脂肪酸 机体自身的合成，多为饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸。第一节外源脂类的消化吸收和转运（一）消化 甘油三酯 辅脂酶 + 胰脂酶 2-甘油一酯 + 2分子脂肪酸 磷脂 磷脂酶 A2 脂肪酸 + 溶血磷脂 胆固醇酯 胆固醇酯酶 胆固醇 + 脂肪酸食物中的脂类物质 微团乳化 消化酶 产物小肠上段胆汁酸盐（二）吸收和转运吸收部位 主要在十二指肠下端及空肠上段；吸收方式 2-甘油一酯脂肪酸胆固醇溶血磷脂混合微团胆汁酸盐短链及中链脂肪酸构成的甘油三酯长链脂肪酸2-甘油一酯小肠粘膜脂肪酶中链脂肪酸门静脉血液循环脂酰 CoA转移酶 ATPADP甘油三酯载脂蛋白短链脂肪酸甘油磷脂胆
3、固醇淋巴血液循环 乳糜微粒在肠粘膜细胞中由甘油一酯合成脂肪的途径称为 甘油一酯途径 。+ CoASH RCO SCoA + PPiATP AMPMg2+脂酰 CoA合成酶CH2OHOCH2OHR2COCHCH2OCR1OCH2OHR2COCHOOCH2OCR1OCH2OCR3R2COCHOR1CO SCoA CoASH脂酰 CoA转移酶R3CO SCoA CoASH脂酰 CoA转移酶RCOOH第二节甘油三酯代谢一、甘油三酯的分解代谢（一）脂肪动员 脂肪组织中的甘油三酯在一系列脂肪酶的催化下分解生成甘油和游离脂肪酸，释放入血并被运送到其他组织氧化利用的过程，称为 脂肪动员 。 在脂肪动员过程中，
4、催化甘油三酯水解成甘油二酯和脂肪酸的甘油三酯脂肪酶是脂肪动员的限速酶，其活性受多种激素的调节，所以又称为 激素敏感性甘油三酯脂肪酶 。禁食、饥饿肌肉锻炼耗能过多交感神经兴奋脂解激素 + 受体 脂解激素 -受体 腺苷酸环化酶 （ AC）ATPcAMPPKAHSL（ 无活性）HSL（ 有活性）甘油三酯FFA甘油二酯甘油二酯脂肪酶FFA甘油一酯甘油一酯脂肪酶FFA甘油G蛋白抗脂解激素 + 受体 抗脂解激素 -受体 G蛋白H2C O C R1H2CCHO C R3R2 C OOOO H2C O C R1H2CCHOHR2 C OOOH2C OHH2CCHOHR2 C OOHOH2C OHH2CCHOH
5、H2O R3COOH激素敏感脂肪酶H2O R1COOH甘油二酯脂肪酶H2O R2COOH甘油一酯脂肪酶 脂肪细胞 及 骨骼肌细胞 缺乏 甘油激酶 ，故不能利用甘油。H2C OHH2CCHOHHOH2C OHH2CCHO PHOH2C OHH2CCO POATP ADP甘油激酶（肝、肾、肠）NAD+ NADH+H+磷酸甘油脱氢酶（二）甘油的代谢（三）脂肪酸的 - 氧化 游离脂肪酸与血浆 清蛋白 结合后由血液运送到全身各组织，主要被心、肝、骨骼肌等摄取利用。 脂肪酸的 - 氧化 分为： 脂肪酸活化 、 脂酰 CoA转移 、- 氧化 等三个阶段。1.脂肪酸的活化CH3 (CH2)nCOOH + Co
6、ASHCH3 (CH2)n CoA SH + PPiATP AMP脂酰 CoA合成酶Mg2+2.脂酰 CoA进入线粒体 中 、 短链脂酰 CoA（ 10个碳原子）可以直接渗透穿过线粒体内膜进入基质； 长链脂酰 CoA不能自由穿过线粒体内膜，活化的长链脂酰 CoA需要载体转运进入线粒体。限速酶3.脂肪酸的 - 氧化 1904年， Franz Knoop通过检查喂饲 - 苯基脂肪酸动物的尿中代谢产物推断：脂肪酸是在 - 碳原子上发生氧化而被降解。R CH2 CH2 C SCoAOR CH CH C SCoAOR CH CH2 C SCoAOOHR C CH2 C SCoAO OFAD 脂酰 CoA
7、脱氢酶H2O 2-烯酰 CoA水化酶NAD+R C SCoA OCH3 C SCoAO+L(+)- 羟脂酰 CoA脱氢酶CoASH - 酮脂酰 CoA硫解酶脱氢脱氢加水硫解FADH2NADH+H+4.脂肪酸 - 氧化的能量生成7FADH 2： 7 1.5 = 10.57NADPH + H +： 7 2.5 = 17.58 乙酰 CoA： 8 10 = 80108 mol ATP脂肪酸活化消耗 2mol ATP， 故净生成 ATP： 108 2 = 106 mol ATP软脂肪酸（ 16C）共经过 7轮 - 氧化 （三）脂肪酸其他氧化方式1.不饱和脂肪酸的氧化分解不饱和脂肪酸顺式 3烯酰 CoA
8、 顺式 2烯酰 CoA 2反烯酰 CoA L(+)- 羟脂酰 CoA 3顺 2反烯酰 CoA异构酶 D(-)- 羟脂酰 CoA表构酶2.含奇数碳原子脂肪的氧化含奇数碳原子的脂肪酸 丙酰 CoA D-甲基丙二酰 CoAL-甲基丙二酰 CoA琥珀酰 CoA草酰乙酸CO2羧化酶消旋酶异构酶三羧酸循环- 氧化PEPPEP羧激酶丙酮酸激酶 丙酮酸CO2 + H2O葡萄糖或糖原3. - 氧化 使不能在线粒体进行 - 氧化的超长链脂肪酸先氧化分解成较短链脂肪酸，以使其能在线粒体内氧化分解。CH3 (CH2)nCOOH（ n 20）脂肪酸氧化酶FADH2FADO2H2O2CH3 (CH2)nCOOH（ n 2
9、0）加单氧酶4. 脂酸的 - 氧化CH3 (CH2)nCOOH CH2 (CH2)nCOOHOHCH (CH2)nCOOHO羟化酶脱氢酶羧化酶NADPH+H+NADP+HO C CH (CH2)nCOOHO OH（五）酮体的生成和利用1.酮体的生成 肝组织脂肪酸氧化生成的 乙酰 CoA， 除部分进入三羧酸循环外，余下的乙酰 CoA则转变成一类特殊的中间产物 酮体，包括 乙酰乙酸 、 - 羟丁酸 和 丙酮 。2.酮体的利用脂肪酸 2CH3CO SCoA CH3COCH2CO SCoAHOOCH2COHCH2CH2CO SCoACH3COCH2COOHCH3CHOHCH2COOHCH3COCH3-
10、 氧化CoASH乙酰乙酰CoA硫解酶HMGCoA裂解酶HMGCoA合酶CH3CO SCoACoASHCH3CO SCoA- 羟丁酸脱氢酶NADH+H+NAD+CO2CH3COCH2CO SCoACH3COCH2COOHHOOCCH2CH2CO SCoACOOHCH2CH2COOHCoASH + ATPAMP + PPi2CH3CO SCoA琥珀酰 CoA转硫酶（心、肾、脑、骨骼肌）乙酰乙酸 硫激酶（心、肾、脑）乙酰乙酰 CoA硫解酶（心、肾、脑、骨骼肌）CoASHCH3CHOHCH2COOHNAD+NADH+H+- 羟丁酸脱氢酶3.酮体生成的调节 饱食及饥饿的影响 丙二酰 CoA抑制脂酰 Co
11、A进入线粒体4.酮体生成的生理意义 酮体是脂肪酸在肝内经 - 氧化后产生的正常中间代谢产物，是肝能源输出的重要形式。 酮体溶于水，分子小，易于透过血脑屏障。 长期饥饿、糖供应不足时酮体代替葡萄糖成为脑组织及红细胞的主要能源。 在饥饿、高脂饮食及患糖尿病的状况下，酮体生成增加，可引起血中酮体升高，严重时还会造成 酮症酸中毒 。二、甘油三酯的合成代谢（一）脂肪酸的合成 合成部位：主要是肝及哺乳期乳腺，另外脂肪组织、肾、小肠等细胞的胞质中； 合成原料：乙酰 CoA（主要来自葡萄糖）；辅助因子包括 ATP、 NADPH、 HCO3（ CO2） 及 Mn2+等。-柠檬酸 -丙酮酸循环葡萄糖丙酮酸线粒体内
12、膜胞液 基质 丙酮酸CoASH+NAD+ NADH+H+CO2乙酰 CoAADP + PiATP CO2草酰乙酸柠檬酸苹果酸酶 NADPH+H+ + CO2NADP+ 苹果酸苹果酸脱氢酶 NADH+H+NAD+ 柠檬酸ATP + CoASH 乙酰 CoA ADP + Pi草酰乙酸3.脂肪酸合成酶系及反应过程（ 1）丙二酸单酰 CoA的生成 变构调节：柠檬酸和异柠檬酸 /长链脂肪酸（多聚体 /单体） 化学修饰调节：胰高血糖素和肾上腺素 /胰岛素（磷酸化 /去磷酸化） 酶合成的诱导：高糖低脂 /高脂低糖（诱导 /阻遏）CH3 CO SCoA HOOC CH2 CO SCoA乙酰 CoA羧化酶 -生
13、物素 -CO2 乙酰 CoA羧化酶 -生物素ADP + Pi ATP + HCO3-Mn2+乙酰 CoA羧化酶（ 2）软脂酸的合成 胞液中软脂肪酸的合成并不是按脂肪酸 - 氧化的逆反应进行，而是以 丙二酸单酰 CoA为乙酰基的供体，通过重复的 酰基转移 、 缩合 、 加氢 、 脱水 和 再加氢 不断重复反应，每一次“ 轮回 ” 可使碳链延长两个碳。 在整个合成代谢过程中，每生成 1分子软脂酸，共需要 8分子乙酰 CoA，消耗 14分子 NADPH和 7分子 ATP。4 -磷酸泛酰氨基乙硫醇4 -磷酸泛酰氨基乙硫醇- 酮脂酰合成酶乙酰转移酶丙二酸单酰转移酶水化酶烯酰还原酶 - 酮脂酰还原酶酰基载
14、体蛋白 硫酯酶硫酯酶 酰基载体 蛋白- 酮脂酰还原酶烯酰还原酶烯酰还原酶 丙二酸单酰转移酶乙酰转移酶- 酮脂酰合成酶SerCysSHSHSerSHSHCys水化酶丙二酸单酰 CoA乙酰 CoACoACO2NADP+H2ONADP+NADPH+H+NADPH+H+丙二酸单酰 CoA软脂酰 -E CoAACPSHSCOCH3ACPSHSHACPSHSCOCH3ACPSCOCH3SCOH2CHOOCACPSCOH2CCOCH3SHACPSCOH2CHCOHCH3SHACPSCOCHCHCH3SHACPSCOCH2CH2CH3SH软肪酸CoA主要细胞定位 肝脏、肌肉为主 肝脏为主亚胞定位 主要在线粒体 细胞质酰基载体 肉碱（胞质到线粒体） 柠檬酸（线粒体到胞质）氧化还原辅因子 FAD、 NAD+ NADPH二碳供体 /产物 产物为乙酰 CoA 丙二酸单酰 CoA为二碳供体抑制剂 丙二酸单酰 CoA抑制肉碱脂酰转移酶 I 脂酰 CoA抑制乙酰 CoA羧化酶活化激素 胰岛素 /胰高血糖素比值降低 胰岛素 /胰高血糖素比值升高产物 乙酰 CoA 软脂酸分解代谢 合成代谢脂肪酸合成和分解的比较（二 ） 脂肪酸碳链的延长内质网脂肪酸延长体系线粒体脂肪酸延长体系
