第7章 脂代谢(中文)

第七章脂类代谢MetabolismofLipids脂类是脂肪和类脂的总称，是一大类不溶于水而易溶于有机溶剂的化合物。脂肪磷酸甘油酯磷脂鞘磷脂脑苷脂鞘脂神经节苷脂

胆固醇及其酯类脂脂类糖脂脂类代谢对于生命活动具有重要意义。（1）脂肪氧化可比其他能源物质提供更多的能量。每克脂肪氧化时可释放出38.9kJ

糖------为17.2kJ

蛋白质------为23.4kJ（2）类脂及其衍生物具有重要生理作用。

代谢的中间产物是合成激素、胆酸和维生素等的基本原料，维持正常活动有重要作用。（3）亚油酸、亚麻酸等为人体必需脂肪酸，缺乏，缺乏时会造成相应疾病。（4）人类的某些疾病如动脉粥样硬化、脂肪肝和酮尿症等都与脂类代谢紊乱有关。第一节

脂类的消化、吸收和转运一、

脂类的消化（十二指肠）乳化剂：胆汁盐、磷脂酰胆碱，都由肝脏产生二、

脂类的吸收单酰甘油、脂肪酸、胆固醇、溶血磷脂、脂溶性维生素可与胆汁盐乳化成混合微团（20nm），被肠粘膜的柱状表面细胞吸收。

被吸收的脂类，在柱状细胞中重新合成三酰甘油，结合上载脂蛋白、磷酯、胆固醇，形成乳糜微粒（CM），经胞吐排至细胞外，释放到血液。在脂肪组织和骨骼肌毛细血管中，在脂蛋白脂肪酶作用下，乳糜微粒中的三酰甘油被水解为游离脂肪酸和甘油，游离脂肪酸被这些组织吸收，甘油被运送到肝脏进行氧化等。三、

脂类转运和脂蛋白的作用

脂蛋白：是由疏水脂类为核心、围绕着极性脂类及载脂蛋白组成的复合体，是脂类物质（甘油三脂和胆固醇脂）的转运形式。P424四、贮脂的动员（mobilization)

贮存于脂肪细胞中的甘油三酯在激素敏感性脂肪酶（hormonesensitivetri-glyceridelipase,HSL）的催化下水解并释放出脂肪酸，供给全身各组织细胞摄取利用的过程称为脂肪动员。激素敏感脂肪酶（HSL）是脂肪动员的关键酶。主要受共价修饰调节。激素敏感脂肪酶-+肾上腺素去甲肾上腺素胰高血糖素胰岛素前列腺素E2

第二节脂肪的分解代谢

(Breakdownoftriacylglyceroles)

一.脂肪的水解

(Hydrolysisoftriacylglyceroles)二、甘油的分解代谢

（CatabolismofGlycerol）

脂肪酸的

-氧化脂肪酸的

-氧化作用是指脂肪酸在氧化分解时，碳链的氧化、水合、氧化、断裂均发生在脂肪酸的

-位，即脂肪酸碳链的断裂方式是每次切除2个碳原子。脂肪酸的

-氧化是饱和脂肪酸的主要分解方式。脂肪酸的

-氧化在线粒体中进行.三.脂肪酸的分解代谢脂肪酸β氧化过程线粒体中脂肪酸彻底氧化的三大步骤长链脂肪酸氧化分解为乙酰-CoA---β氧化乙酰-CoA进入柠檬酸循环还原型辅酶的氧化磷酸化

（一）**饱和脂肪酸的β氧化

活化(细胞质）在线粒体外或胞浆中被活化，形成脂酰CoA，然后进入线粒体进行氧化。在脂酰CoA合成酶催化下，由ATP提供能量，将脂肪酸转变成脂酰CoA：

脂酰-CoA合酶家族对脂肪酸的链长具有要求：内质网膜型脂酰CoA合酶：活化长链脂肪酸（12C以上）线粒体外膜型脂酰CoA合酶：活化中、短链脂肪酸（4~10C）中、短链脂酰CoA直接进入线粒体

在线粒体外生成的脂酰CoA需进入线粒体基质才能被氧化分解，此过程必须要由肉碱（肉毒碱）携带，借助于两种肉碱脂酰移位酶（酶Ⅰ和酶Ⅱ）催化的移换反应才能完成。其中肉碱脂肪酰转移酶Ⅰ是脂肪酸β-氧化的关键酶。HOOC-CH2-CH（OH）-CH2-N+-（CH3）3

转运（脂酰-CoA的肉碱穿梭机制）肉毒碱(3-羟基-4-三甲氨基丁酸)肉毒碱(3-羟基-4-三甲氨基丁酸)脂酰CoA进入线粒体的过程*

③脂肪酸β氧化途径：氧化、水合、氧化、断裂I、

脂酰CoA脱氢生成β-反式烯脂酰CoA三种脂酰CoA脱氢酶对脂肪酸的链长具有专一性II、△2反式烯脂酰CoA水化生成L-β-羟脂酰CoAβ-烯脂酰CoA水化酶III、

L-β-羟脂酰CoA脱氢生成β-酮脂酰CoAL-β羟脂酸CoA脱氢酶

IV、

β-酮脂酰CoA硫解生成乙酰CoA和（n-2）脂酰CoA

酮脂酰硫解酶脂肪酸β-氧化的特点：①β-氧化过程在线粒体基质内进行；②β-氧化为一循环反应过程，由脂肪酸氧化酶系催化，反应不可逆；③需要FAD，NAD+，CoA为辅助因子；④每循环一次，生成一分子FADH2，一分子NADH，一分子乙酰CoA一分子减少两个碳原子的脂酰CoA。肉碱脂肪酰转移酶Ⅰ是脂肪酸β-氧化的关键酶。④脂肪酸β-氧化产生的能量以软脂酸为例：7次循环：7X（1.5+2.5+10）+10=108ATP活化消耗：-2个高能磷酸键净生成：108-2=106ATP软脂酸燃烧热值：–9790kjβ-氧化释放：106ATP×(-30.54)=-3237kj

7次β-氧化分解产生5×7=35分子ATP；8分子乙酰CoA可得12×8=96分子ATP；共可得131分子ATP，减去活化时消耗的两分子ATP，故软脂酸彻底氧化分解可净生成129分子ATP。

（二）不饱和脂酸的β氧化1、

单不饱和脂肪酸的氧化-------油酸的β氧化

△3顺-△2反烯脂酰CoA异构酶（改变双键位置和顺反构型）少了一次脂酰-CoA脱氢酶的作用，少了1个FADH22、

多不饱和脂酸的氧化P241图28-13亚油酸的β氧化△3顺—△2反烯脂酰CoA异构酶（改变双键位置和顺反构型）β-羟脂酰CoA差向酶（改变β-羟基构型：D→L型）

（146—2—2）ATP3.奇数碳脂肪酸的β氧化奇数碳脂肪酸经过反复的β氧化可以产生丙酰CoA，丙酰CoA转化成琥珀酰CoA，进入TCA。

动物体内存在这条途径，因此，在动物肝脏中奇数碳脂肪酸最终能够异生为糖。

4.脂酸的其它氧化途径(1)

α—氧化（不需活化，直接氧化游离脂酸）RCH2COOH→RCOOH+CO2对于降解支链脂肪酸、奇数碳脂肪酸、过分长链脂肪酸（如脑中C22、C24）有重要作用(2)

ω—氧化（ω端的甲基羟基化，氧化成醛，再氧化成酸）少数长链脂酸可通过ω—氧化途径，产生二羧酸。

4、

酮体（ketonebody)的代谢肝脏线粒体中乙酰-CoA有4种去向：

(1)柠檬酸循环（2）合成胆固醇（3）合成脂肪酸（4）酮体代谢乙酰乙酸、D-β-羟丁酸、丙酮肝脏线粒体中的乙酰CoA走哪一条途径，主要取决于草酰乙酸的可利用性。饥饿状态下，草酰乙酸离开TCA，用于异生合成Glc。只有少量乙酰CoA可以进入TCA，大多数乙酰CoA用于合成酮体。（1）酮体的生成（肝、肾细胞线粒体内）(2)酮体的降解心、肾、脑细胞心、肾、脑、骨骼肌细胞（3）

酮体生成的生理意义酮体是肝输出能量的一种形式,形成酮体的目的是将肝中大量的乙酰CoA转移出去酮体溶于水，分子小，能通过血脑屏障及肌肉毛细管壁。脑组织不能氧化脂肪酸，却能利用酮体。长期饥饿，糖供应不足时，酮体可以代替Glc，成为脑组织及肌肉的主要能源。第六节

脂肪酸及甘油三脂的合成代谢脂类的合成代谢：从头合成：主要在肝脏脂肪积累：脂肪组织脂肪肝：（1）动员过度（2）运输问题A.从头合成（乙酰CoA）——在胞液中（16碳以下）B.延长途径——在线粒体或微粒体中脂类合成在肝脏、脂肪细胞、乳腺中占优势。一、

饱和脂肪酸的从头合成合成部位：细胞质合成的原料：乙酰CoA（主要来自Glc酵解）NADPH（60%磷酸戊糖途径、40%苹果酸酶反应）ATP

HCO3—1、

乙酰CoA的转运（线粒体→细胞质）转运方式：柠檬酸-丙酮酸循环2、

丙二酸单酰CoA的生成（供体活化）乙酰CoA羧化酶：辅酶是生物素乙酰CoA羧化酶是脂肪酸合成的限速酶：柠檬酸激活，脂肪酸抑制。乙酰CoA是脂肪酸合成的起始引物，丙二酸单酰CoA是链的延长单位。3、脂肪酸合酶(7种酶+ACP)

脂酰基载体蛋白（ACP）辅基：磷酸泛酰巯基乙胺

磷酸泛酰巯基乙胺通过-SH与脂酰基相连，犹如摇臂，把脂酰基从一个催化中心转移到另一个催化中心。4-磷酸泛酰巯基乙胺是ACP和CoA的共同活性基团。ACP上的Ser羟基与4-磷酸泛酰巯基乙胺上的磷酸基团相连

4、

脂肪酸的生物合成步骤乙酰CoA-ACP酰基转移酶（ACP-脂酰基转移酶）CoA-SHCH3CO-S-CoAβ-酮脂酰ACP合成酶脂酰-S-合成酶CH3CO-S-合成酶脂酰-S-ACPCH3CO-S-ACPACP-SH（1）启动乙酰基（脂酰基）引物连到β-酮脂酰ACP合成酶上（2）装载

丙二酸单酰基转移，生成丙二酸单酰-S-ACP丙二酸单酰基供体与ACP相连。脂酰基(乙酰基)引物与β-酮脂酰-ACP合成酶相连。丙二酸单酰CoACoA-SHACP-SH丙二酸单酰-S-ACP丙二酸单酰CoA-ACP酰基转移酶（ACP-丙二酸单酰转移酶）（3）

缩合：生成β-酮脂酰-S-ACP释放的CO2来自形成丙二酸单酰CoA时所羧化的HCO3—

脂酰基引物的羰基C攻击丙二酸单酰基供体的甲基C（4）还原：生成D-β-羟脂酰-S-ACP形成的是D-β-羟脂酰-S-ACP，而脂肪分解氧化时形成的是L型。β-酮脂酰-ACP还原酶／NADPH（5）

脱水：形成反式-β-烯脂酰-S-ACP羟脂酰-ACP脱水酶（6）还原：形成（n+2）脂酰-S-ACP烯脂酰-ACP还原酶／NADPH第二次循环：丁酰-S-ACP的丁酰基由ACP转移至β-酮脂酰-ACP合成酶上。多数生物（尤其动物）仅限于形成软脂酸（16C），因为β-酮脂酰ACP合成酶不能接受16C酰基。（7）释放（动物）软脂酰-ACP硫酯酶软脂酰-ACP+H2O→软脂酸+HS-ACP5、

脂肪酸合成的化学计量（从乙酰CoA开始）以合成软脂酸为例：由乙酰-S-CoA合成软脂酸的总反应：

8乙酰CoA+14NADPH+14H++7ATP+H2O→软脂酸+8CoASH+14NADP++7ADP+7Pi14×2.5+7=42ATP6、

脂肪酸合成途径与β-氧化的比较

合成氧化细胞中部位细胞质线粒体酶系7种酶，多酶复合体4种酶分散存在酰基载体ACPCoA二碳片段丙二酸单酰CoA乙酰CoA电子供体（受体）NADPHFAD、NAD循环缩合、还原、脱水、还原氧化、水合、氧化、裂解β-羟脂酰基构型D型L型底物穿梭机制柠檬酸穿梭脂酰肉碱穿梭对HCO3及柠檬酸的要求要求不要求方向甲基到羧基羧基到甲基能量变化消耗7个ATP及14个NADPH，共49ATP。（7FADH2+7NADH-2ATP）共33ATP产物16碳酸以内的脂酸。18碳酸可彻底降解二、

线粒体和内质网中脂肪酸碳链的延长1、

线粒体脂肪酸延长酶系能够延长中、短链（4-16C）饱和或不饱和脂肪酸。延长过程是β-氧化过程的逆转，乙酰CoA作为二碳片段的供体，NADPH作为氢供体。2、