生物化学-第10章-脂类代谢

第10章脂类代谢脂类不溶于水，但能溶于非极性有机溶剂。脂类脂肪可变脂磷脂糖脂固醇基本脂脂肪（三酰甘油）1分子甘油和3分子脂肪酸结合而成的酯。脂肪酸饱和脂肪酸：软脂酸（16C）、硬脂酸（18C）不饱和脂肪酸含1个双键（油酸）含2个双键（亚油酸）含3个双键（亚麻酸）含4个双键（花生四烯酸）第１节脂肪的分解代谢脂肪甘油脂肪酸脂肪酶一、脂肪的消化和吸收CH2-O-C-R1R2-C-O-CHCH2OH--CH2-O-C-R1R2-C-O-CHCH2-O-C-R3O=O=O=

H2OR3COOH脂肪酶O=O=---CH2OH

HCOHCH2OHCH2OHR2-C-O-CHCH2OHO=--H2OR1COOH二酰甘油脂肪酶H2OR2COOH单酰甘油脂肪酶--限速步骤，磷酸化的脂肪酶有活性，动物的脂肪酶存在于脂肪细胞中，而植物的脂肪酶存在脂体、油体及乙醛酸循环体中。二、甘油的代谢甘油激酶存在于肝脏细胞CH2OH

HCOHCH2OH--

ATPADP+Pi甘油激酶CH2OH

HCOHCH2O-P--磷酸酯酶NAD+NADH+H+磷酸甘油脱氢酶CH2OH

C=OCH2O-P--异构酶磷酸丙糖CHO

CHOHCH2O-P--糖异生葡萄糖EMPCH3

C=OCOOH--乙酰COATCACO2+H2O

糖代谢与脂代谢通过磷酸二羟丙酮或3磷酸甘油醛联系起来。动物的脂肪细胞中无甘油激酶，则甘油需要经血液运到肝细胞中进行氧化分解。三、脂肪酸的分解代谢饱和脂肪酸的氧化分解不饱和脂肪酸的氧化分解β-氧化作用α-氧化作用ω-氧化作用单不饱和脂肪酸的氧化分解多不饱和脂肪酸的氧化分解奇数C原子脂肪酸的氧化分解（一）-氧化作用饱和脂肪酸在一系列酶的作用下，羧基端的β位C原子发生氧化，碳链在α位C原子与β位C原子间发生断裂，每次生成一个乙酰CoA和较原来少二个碳单位的脂肪酸，这个不断重复进行的脂肪酸氧化过程称为β-氧化。脂肪酸在氧化分解时，碳链的断裂发生在脂肪酸的α与

-位之间；脂肪酸碳链的断裂方式是每次切除2个碳原子；偶数或奇数碳、饱和或不饱和脂肪酸的主要分解方式；

-氧化在线粒体中进行。bbaa1、脂肪酸的活化脂肪酸进入细胞后，首先在线粒体外或胞浆中被活化，形成脂酰CoA，然后进入线粒体基质进行氧化。总反应：脂酰CoA合成酶2、脂酰CoA转运入线粒体载体——肉碱脂酰CoA合成酶和脂酰肉毒碱转移酶I是脂肪酸氧化的限速酶。

β-氧化在线粒体基质中进行，而脂肪酸第一步活化在胞液中，脂酰CoA（10C以上）不能进入线粒体，后面的步骤发生在线粒体中，所以涉及特殊的转运机制来帮助跨膜。脂酰肉毒碱肉毒碱脂酰COACOA脂酰肉毒碱载体（移位酶）肉毒碱胞质一侧内膜外侧内膜内侧线粒体基质一侧COA脂酰COAβ-氧化肉毒碱脂酰基转移酶Ⅰ肉毒碱脂酰基转移酶Ⅱ3、

-氧化的反应过程脱氢、水化、再脱氢、硫解四步反应；反应产物：1分子乙酰CoA

少2个碳的脂酰CoA反复进行，直至全部变成乙酰CoA。脱氢脂酰CoA

,

-烯脂酰CoA水合

,

-烯脂酰CoAL(+)-

-羟脂酰CoA2再脱氢此脱氢酶具有立体专一性，只催化L(+)-

-羟脂酰CoA的脱氢。

-羟脂酰CoA

-酮脂酰CoA硫解β-氧化是重点，氧化对象是脂酰，脱氢加水再脱氢，硫解切掉两个碳，产物乙酰CoA，最后进入TCA。记忆方法β-氧化的反应历程RCH2CH2COOHRCH2CH2CO～SCOA（脂酰COA）-

RCH=CHCO～SCOA（△2反式烯脂

酰COA）-

RCH-CH2CO～SCOAOH（L-β-羟脂酰COA）

RC-CH2CO～SCOAO=（β-酮脂酰COA）R-C～SCOA+CH3-C～SCOAO=O=继续β-氧化脂酰CoA脱H酶（3种）

脂肪酸β氧化最终的产物为乙酰CoA、NADH和FADH2。生成的ATP数量为：

以软脂酸（16C）为例计算其完全氧化所生成的ATP分子数：4、脂肪酸

-氧化产生的能量经过7次循环，产生7个NADH，7个FADH2，8分子乙酰CoA。5、脂肪酸

-氧化的生理意义（1）为机体供能

脂肪酸的完全氧化为机体生命活动提供比糖氧化更多的能量。（2）为生物合成提供原料

-氧化的产物乙酰CoA可以作为合成脂肪酸、酮体和某些氨基酸的原料。（3）为机体供水

-氧化产生大量的水可供陆生动物对水的需要。

（二）脂肪酸的其它氧化方式

-氧化：动物体肝脏的微体或某些细菌中，C10或C11脂肪酸的碳链末端碳原子（

-碳原子）可以先被氧化，形成二羧酸。二羧酸进入线粒体内后，可以从分子的任何一端进行

-氧化。

-氧化：脂肪酸的

-碳被氧化成羟基，生成

-羟基酸。

-羟基酸可进一步脱羧、氧化转变成少一个碳原子的脂肪酸。（三）不饱和脂肪酸的氧化①单不饱和脂肪酸的氧化

顺—反烯脂酰CoA异构酶②多不饱和脂肪酸的氧化顺—反烯脂酰CoA异构酶

-羟脂酰CoA差向异构酶乙酰COA的可能去路1、TCACO2+H2O+能量2、乙醛酸循环糖异生生糖3、脂肪酸、固醇等合成的原料4、生成酮体在动物肝、肾脏中有可能产生乙酰乙酸、D--羟丁酸和丙酮（酮体）。四、酮体代谢过多的乙酰CoA形成酮体。乙酰乙酸、β-羟丁酸和丙酮统称酮体记忆方法酮体一家兄弟三，丙酮还有乙乙酸，

再加β-羟丁酸，生成部位是在肝，

肝脏生酮肝不用，体小易溶往外送，

容易摄入组织中，氧化分解把能供。酮体的作用1.某些器官的主要燃料分子。2.水溶性的乙酰基单位的可转运形式。3.具有调节作用。一、α—磷酸甘油的生成甘油酯水解甘油α磷酸甘油磷酸二羟丙酮甘油激酶α磷酸甘油脱氢酶NADH+H+第2节脂肪的合成代谢1、来自脂肪的水解2、来自EMP途径二、脂肪酸的生物合成（一）饱和脂肪酸的合成（二）脂肪酸碳链的延长（三）不饱和键的形成过程：（一）饱和脂肪酸从头合成动物：细胞质植物：叶绿体和前质体碳源：乙酰CoA合成场所：1、乙酰CoA的转运乙酰CoA的来源—糖分解代谢（丙酮酸氧化脱羧）氨基酸氧化脂肪酸降解反刍动物瘤胃中的乙 酸、丁酸等转变乙酰CoA的转运—柠檬酸穿梭柠檬酸草酰乙酸丙酮酸H2OATPCO2乙酰辅酶A丙酮酸羧化酶线粒体内膜线粒体基质胞液三羧酸载体柠檬酸草酰乙酸乙酰CoAATP,CoASHADP+Pi柠檬酸裂解酶苹果酸丙酮酸NADH+H+NAD+NADP+NADPH+H+CO2丙酮酸氧化脂肪酸

氧化氨基酸氧化苹果酸脂肪酸合成苹果酸酶草酰乙酸2、丙二酸单酰CoA的形成

乙酰CoA：合成原料二碳单位的直接供体：丙二酸单酰CoA乙酰CoA羧化酶（大肠杆菌）生物素羧化酶，BC生物素载体蛋白，BCCP羧基转移酶，CT乙酰CoA羧化酶——脂肪酸合成的限速酶CH3-C～SCOA+HCO3-+H++ATP=OHOOC-CH2-C～SCOAO=+ADP+Pi乙酰CoA羧化酶作用机制

（柠檬酸正调节，软脂酰CoA变构抑制）ATP+HCO3-+BCCP生物素羧化酶BCCP-CO2+ADPBCCP-CO2+CH3-C～SCOA=O羧基转移酶HOOC-CH2-C～SCOA+BCCPBCCP：biotincarboxylcarrierprotion

——生物素羧基载体蛋白O+HCO3-生物素-酶CO2-生物素-酶biotincarboxylaseTrans-carboxylase丙二酸单酰CoA3、脂肪酸合酶系统（FAS）6种酶，以无活性的ACP为中心合成过程的中间产物以共价键与ACP相连ACPSH脂酰基载体蛋白（ACP-SH）ACP-脂酰基转移酶丙二酸单酰COA-ACP转移酶β-酮脂酰-ACP合酶β-酮脂酰-ACP还原酶β-羟脂酰-ACP脱水酶烯脂酰-ACP还原酶酰基载体蛋白

(ACP)巯基乙胺对热稳定的蛋白质，分子量较小，在其丝氨酸残基结合一个4’-磷酸泛酰巯基乙胺，起着传递酰基的作用。AT—ACP转酰基酶ER—烯脂酰-ACP还原酶HD—-羟脂酰-ACP脱水酶KR—-酮脂酰-ACP还原酶MT—丙二酸单酰CoA-ACP转酰基酶KS—-酮脂酰-ACP合成酶乙酰ACP转移到KS的半胱氨酸丙二酸单酰ACPD—-羟丁酰-ACP

，-丁烯酰-ACP丁酰-ACP4、反应历程（1）起始反应CH3-C～SCOA=OCH3-C～SACP=OACP-SH

酮脂酰-ACP合酶CH3-C～S-合酶=O（2）丙二酸单酰基转移反应COA-SHACP-SHACP脂酰基转移酶HOOC-CH2-C～SCOA+ACP-SH

HOOC-CH2-C～SACPO=丙二酸单酰转移酶HOOC-CH2-C～SCOAO=+COA-SH（3）缩合反应CH3-C～S-合酶+=O

HOOC-CH2-C～SACPO=β-酮脂酰-ACP合酶

CH3-C-CH2-C～SACPO=O=+合酶-SH+CO2（4）还原反应

CH3-C-CH2-C～SACPO=O=+NADPH++

H+

β-酮脂酰-ACP还原酶

CH3-CH-CH2-C～SACPO-OH=+NADP+

D-β-羟丁酰-ACP（5）脱水反应

CH3-CH-CH2-C～SACPO-OH==-

C-

C==CO-CH3-

H

H～SACPβ-羟脂酰-ACP脱水酶+H2O（△2反式丁烯酰-ACP,巴豆酰-ACP）（6）再还原反应-

C==CO-CH3

H

H～SACPC-=-

32+NADPH+H+β-烯脂酰-ACP还原酶

CH3-CH2-CH-C～SACPO=+NADP+（丁酰-ACP）丁酰-ACP与丙二酸单酰-ACP重复缩合、还原、脱水、再还原的过程，直至生成软脂酰-ACP。缩合反应CH3-C～S-合酶+=O

HOOC-CH2-C～SACPO=β-酮脂酰-ACP合酶

CH3-C-CH2-C～SACPO=O=+合酶-SH+CO2由于缩合反应中，β-酮脂酰-ACP合酶是对链长有专一性的酶，仅对14C及以下脂酰-ACP有催化活性，故从头合成只能合成16C及以下饱和脂酰-ACP。软脂酰-ACP硫酯酶水解ACP+软脂酸（棕榈酸）（7）释放H2O（8）总反应式8CH3-C～SCOA=O+7ATP+14NADPH++14H+CH3(

CH2)14COOH+14NADP+

+8CoASH+

7ADP

+7Pi+6H2O那么这个过程与糖代谢有一定关系：原料（乙酰辅酶A

）来源羧化反应中消耗的ATP可由EMP途径提供还原力NADPH从哪来？４个重复步骤：缩合、还原、脱水、再还原反应中所需的NADPH++H+约有40%来自PPP途径，其余的60%可由EMP中生成的NADH+H+间接转化提供NADH+H++草酰乙酸苹果酸脱氢酶苹果酸+NAD+苹果酸+NADP+苹果酸酶丙酮酸+CO2+NADPH+H+总反应：NADH+H++NADP++草酰乙酸丙酮酸+CO2+NADPH+H++NAD+｛奇数碳原子饱和脂肪酸合成以丙二酸单酰ACP为起始物，逐加入的二碳也是丙二酸单酰ACP。饱和脂肪酸的从头合成与β-氧化的比较区别要点从头合成β-氧化细胞内进行部位胞液线粒体酰基载体ACP-SHCOA-SH二碳单位参与或断裂形式丙二酸单酰ACP

乙酰COA电子供体或受体NADPH+H+FAD,NAD-羟酰基中间物的立体构型

D型L型对HCO3-和柠檬酸的需求需要不需要所需酶7种4种(P209)能量需求或放出消耗7ATP及14NADPH+H+产生129ATP（二）脂肪酸碳链的延长

线粒体延长系统：C16

→C18

植物内质网：碳链的进一步延长细胞进行的部位动物植物线粒体内质网叶绿体、前质体内质网加入的二碳单位乙酰CoA丙二酸单酰CoA丙二酸单酰CoA不明确脂酰基的载体CoACoAACP电子供体NADH、NADPHNADPHNADPH脂肪酸碳链延长的不同方式（三）不饱和脂肪酸的合成通过脱饱和酶作用第一个双键：C9－C10第二个双键： 植物：第一个双键至甲基端 动物：第一个双键至羧基端亚油酸和亚麻酸为哺乳动物必需脂肪酸哺乳动物缺乏催化脂肪酸12-13和15-16碳之间形成双键的酶，不能合成亚油酸和亚麻酸1、需氧途径存在于厌氧微生物中，只能生成单不饱和脂肪酸2、厌氧途径三酰甘油的生物合成

脂酰-CoA

RCH2CH2CH2COOH脂酰-CoA合成酶

CoASH+ATPAMP+PPiRCH2CH2CH2CO～SCoA

合成过程

磷脂酸的生成CH2OH

HO-CHCH2O-P--=COA-SH

R1-C～SCOAO磷酸甘油脂酰转移酶

CH2O-C-R1HO-CHCH2O-P--O=CH2O-C-R1

R2-C-OCHCH2O-P--=O=OCH2O-C-R1

R2-C-OCHCH2O-P--

R2-C～SCOAO=COA-SH（溶血磷脂酸）（磷脂酸）二酰甘油的生成-磷脂酸磷酸酶

Pi

H2OCH2O-C-R1R2-C-O-CHCH2OH-O=O=二酰甘油三酰甘油的生成二酰甘油COA-SH

R3-C～SCOA二酰甘油脂酰转移酶

=OCH2O-C-R1R2-C-O-CHCH2O-C-R3-O=O=O=-

三酰甘油脂肪代谢的调节脂肪分解的调节：脂酰CoA转移酶、丙二酸单酰CoA抑制能荷调节脂肪合成的调节：乙酰CoA羧化酶、柠檬酸激活、软脂酰CoA抑制能荷调节脂肪酸的β氧化与与从头合成的区别酰基载体不同

合成：ACP氧化：CoA反应历程不同合成：缩合、脱水、还原氧化：水合、氧化、裂解参与反应的辅因子不同

合成：NADPH氧化：FAD、NAD+细胞定位不同合成：细胞液氧化：线粒体基质本章小结脂类概述脂肪的分解脂肪的合成脂肪与类脂，脂肪酸（饱和，不饱和，必需）脂肪酸的β－氧化，酮体乙酰CoA羧化生成丙二酸单酰CoA脂肪酸的从头合成1.在脂肪酸的

-氧化中，不生成的化合物是A.NADH+H+B.H2OC.FADH2D.乙酰CoAE.脂烯酰CoA2.可作为乙酰CoA羧化酶的辅酶的维生素是A.VB1B.VB2

C.Vpp

D.生物素E.VB63.参与长链脂酰CoA进入线粒体的化合物是A.α-磷酸甘油

B.苹果酸C.酰基载体蛋白

D.肉碱E.泛醌4.属于酮体的化合物A.β-羟丁酸

B.草酰乙酸C.苹果酸D.丙酮酸E.异柠檬酸5.人体不能合成的脂肪