第八章脂类代谢

1、第八章第八章 脂类代谢脂类代谢脂类（脂质）知识回顾脂类（脂质）知识回顾脂类的消化和吸收第一节 甘油三酯（三酰甘油）的分解代谢脂肪(甘油三酯)经脂肪酶水解成甘油和脂肪酸，以后甘油和脂肪酸在组织内氧化成CO2及H2O，所放出的化学能被用于完成各种生理机能。脂肪的分解代谢脂肪甘油脂肪酸脂肪酶3-磷酸甘油酸丙酮酸三羧酸循环CO2+H2O葡萄糖 逆糖酵解脂酰CoA乙酰CoA三羧酸循环-氧化活化酮体(乙酰乙酸,-羟基丁酸,丙酮)CO2+H2O三羧酸循环合成新的脂肪酸和其他生物大分子一、脂肪的酶促水解脂肪 脂肪酶甘油+脂肪酸脂肪的降解是经过脂肪酶水解的。组织中有三种脂肪酶，逐步把脂肪水解成甘油和脂肪酸。这三

2、种酶是脂肪酶、甘油二酯脂肪酶、甘油单酯脂肪酶，其水解下：R2OCOCHCH2-OOCR1CH2-OOCR3R2OCOCHCH2-OOCR1CH2OHH2OR3COOH脂肪酶甘油三酯甘油二酯脂肪酸R2OCOCHCH2OHCH2OHCHOHCH2OHCH2OHH2OR2COOH甘油单酯脂肪酶甘油单酯甘油脂肪酸H2OR1COOH甘油二酯脂肪酶脂肪酸其中对激素敏感的其中对激素敏感的脂肪酶脂肪酶是限制脂解速度的是限制脂解速度的限速酶限速酶。肾上腺素、。肾上腺素、高血糖素、肾上腺皮质激素等可加速脂解作用，胰岛素、前列高血糖素、肾上腺皮质激素等可加速脂解作用，胰岛素、前列腺素腺素E E1 1作用相反，具有抗

3、脂解作用。作用相反，具有抗脂解作用。二、甘油的氧化分解与转化CH2OHCHOHCH2OHATPADP 甘油激酶(肝、肾、肠)CH2OHCHOHCH2OPNAD+NADH+H+ 磷酸甘油脱氢酶CH2OHCCH2OPO3-磷酸甘油磷酸二羟丙酮糖酵解糖异生丙酮酸糖或糖原 动物的脂肪细胞中动物的脂肪细胞中无甘油激酶，则甘油无甘油激酶，则甘油需要经血液运到肝细需要经血液运到肝细胞中进行氧化分解胞中进行氧化分解. .TCACO2和H2Ov-氧化作用氧化作用v-氧化作用氧化作用三 脂肪酸的氧化分解单单细胞中的脂肪酸除了一小部分重新合成脂肪作为贮脂外，细胞中的脂肪酸除了一小部分重新合成脂肪作为贮脂外，大部分氧

4、化供能以满足体内能量之需。大部分氧化供能以满足体内能量之需。R1CH2CH2CH2CH2 CH2COOH1、-氧化的概念脂肪酸的-氧化作用 脂肪酸首先在线粒体外或胞浆中被活化形成脂酰CoA，然后进入线粒体或在其它细胞器中进行氧化。 在脂酰CoA合成酶(硫激酶) 催化下，由ATP提供能量，将脂肪酸转变成脂酰CoA：脂酰CoA合成酶R-COOH AMP + PPiHSCoA+ ATPR-COSCoA -羟基羟基-r-三甲基铵基丁酸三甲基铵基丁酸肉碱即肉碱即-羟基羟基 -三甲基铵基丁酸，是一个由赖氨酸衍生而三甲基铵基丁酸，是一个由赖氨酸衍生而成的兼性化合物。成的兼性化合物。 脂酰CoA进入线粒体的过

5、程*RCOSCoA HSCoA 肉碱肉碱RCO-肉碱肉碱 RCO-肉碱肉碱 RCOSCoA 肉碱肉碱HSCoA 关键酶关键酶 脱氢脱氢脂脂酰酰CoA脱氢酶脱氢酶 FADH2硫解硫解硫解酶硫解酶 水化水化水化酶水化酶 -氧化循环的反应过程,-反式烯脂酰反式烯脂酰CoA （2反式烯脂酰反式烯脂酰CoA）L- 羟脂酰羟脂酰COA再脱氢再脱氢L-羟脂酰羟脂酰CoA脱氢酶脱氢酶NADH + H+ - 酮脂酰酮脂酰COA脂肪酸-氧化循环的特点肉碱转运载体肉碱转运载体线线粒粒体体膜膜脂酰脂酰CoA脱氢酶脱氢酶L(+)-羟脂酰羟脂酰CoA脱氢酶脱氢酶 NAD+ NADH+H+ 反反 2-烯酰烯酰CoA 水化酶

6、水化酶H2OFADFADH2 酮脂酰酮脂酰CoA 硫解酶硫解酶CoA-SH脂酰脂酰CoA合成酶合成酶ATPCoASHAMP PPiH2O呼吸链呼吸链 1.5ATP H2O 呼吸链呼吸链 2.5ATP TCA 脂脂 肪肪 酸酸RCHRCH2 2CHCH2 2C C- -OH OH OO=OO=RCH=CHCSCoA O =RCH=CHCSCoA O =O =RCH2CH2CSCoA O =O =RCHOHCH2CSCoA O =O =RCOCH2CSCoA O =O =RCSCoA+ CH3COSCoA O=O=RCH2CH2CSCoA O =O =7次次 -氧化分解产生氧化分解产生47=28分

7、子分子ATP；8分子乙酰分子乙酰CoA可得可得108=80分子分子ATP；共可得108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106分子ATP。概念L-甲基丙二酸单酰甲基丙二酸单酰CoA 消旋酶消旋酶 变位酶变位酶 5 -脱氧腺苷钴胺素脱氧腺苷钴胺素 琥珀酰琥珀酰CoA 奇数碳脂肪酸奇数碳脂肪酸CH3CH2COCoA -氧化氧化 丙酰丙酰CoA羧化酶羧化酶ADP+PiD-甲基丙二酸单酰甲基丙二酸单酰CoA ATP+CO2经三羧酸循环途径经三羧酸循环途径糖有氧糖有氧氧化途径彻底氧化分解氧化途径彻底氧化分解酮体的分子结构CHCH3 3CCHCCH2 2COH COH

8、乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =OO= =OOCHCH3 3CCHCCH2 2COH COH 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =OOCHCH3 3CCHCCH2 2COH COH 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸CHCH3 3CCHCCH2 2COH COH 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =OO= =OO= =OO= =OOCHCH3CHCOOH OH2D(-)-羟丁酸羟丁酸CHCH3 3CCHCCH3 3 丙丙酮酮丙丙酮酮= =OOCHCH3 3CCHCCH3 3 丙丙酮酮丙丙酮酮CHCH3 3CCHCCH3 3 丙丙酮酮丙丙酮酮= =OO= =OO酮体酮体1酮体的生成CO2

9、 CoASH CoASH NAD+ NADH+H+ -羟丁酸羟丁酸脱氢酶脱氢酶HMGCoA 合成酶合成酶乙酰乙酰乙酰乙酰CoA硫解酶硫解酶HMGCoA 裂解酶裂解酶 酮体的生成酮体的生成 CHCH3 3CSCoA CSCoA = =OOCHCH3 3CSCoA CSCoA = =OO= =OOCHCH3 3CSCoA CSCoA = =OOCHCH3 3CSCoA CSCoA = =OO= =OOCHCH3 3CCHCCH2 2CSCoA CSCoA ( (乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰CoACoA) )= =OO= =OOCHCH3 3CCHCCH2 2CSCoA CSCoA ( (乙乙酰

10、酰乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰CoACoA) )= =OO= =OO= =OO= =OOHOCCHHOCCH2 2CCHCCH2 2CSCoACSCoA( (HMGCoAHMGCoA) ) CHCH3 3OHOH羟羟甲甲基基戊戊二二酸酸单单酰酰羟羟甲甲基基戊戊二二酸酸单单酰酰CoACoA= =OO= =OOHOCCHHOCCH2 2CCHCCH2 2CSCoACSCoA( (HMGCoAHMGCoA) ) CHCH3 3OHOH羟羟甲甲基基戊戊二二酸酸单单酰酰羟羟甲甲基基戊戊二二酸酸单单酰酰CoACoA= =OO= =OO= =OO= =OOCHCH3 3CHCHCHCH2 2COOH COOH

11、D(D(- -) )- - - -羟羟丁丁酸酸羟羟丁丁酸酸OHOHCHCH3 3CHCHCHCH2 2COOH COOH D(D(- -) )- - - -羟羟丁丁酸酸羟羟丁丁酸酸CHCH3 3CHCHCHCH2 2COOH COOH D(D(- -) )- - - -羟羟丁丁酸酸羟羟丁丁酸酸OHOHCHCH3 3CCHCCH3 3 丙丙酮酮丙丙酮酮= =OOCHCH3 3CCHCCH3 3 丙丙酮酮丙丙酮酮CHCH3 3CCHCCH3 3 丙丙酮酮丙丙酮酮= =OO= =OOCHCH3 3CCHCCH2 2COH COH 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =OO= =OOCHCH3 3CC

12、HCCH2 2COH COH 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =OOCHCH3 3CCHCCH2 2COH COH 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸CHCH3 3CCHCCH2 2COH COH 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =OO= =OO= =OO= =OO-羟羟- -甲基戊二酸单酰甲基戊二酸单酰CoA合成酶合成酶 2酮体的利用酮体利用的基本过程-羟丁酸脱氢酶羟丁酸脱氢酶CHCH3 3CCHCCH2 2COH COH 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =OO= =OOCHCH3 3CCHCCH2 2COH COH 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =OOCHCH3 3CCHC

13、CH2 2COH COH 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸CHCH3 3CCHCCH2 2COH COH 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =OO= =OO= =OO= =OOCHCH3 3CHCHCHCH2 2COOH COOH D(D(- -) )- - - -羟羟丁丁酸酸羟羟丁丁酸酸OHOHCHCH3 3CHCHCHCH2 2COOH COOH D(D(- -) )- - - -羟羟丁丁酸酸羟羟丁丁酸酸CHCH3 3CHCHCHCH2 2COOH COOH D(D(- -) )- - - -羟羟丁丁酸酸羟羟丁丁酸酸OHOH NAD+ NADH+H+ 琥珀酰琥珀酰CoA转硫酶转硫酶CHC

14、H3 3CCHCCH2 2COH COH 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =OO= =OOCHCH3 3CCHCCH2 2COH COH 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =OOCHCH3 3CCHCCH2 2COH COH 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸CHCH3 3CCHCCH2 2COH COH 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =OO= =OO= =OO= =OOCHCH3 3CCHCCH2 2CSCoA CSCoA ( (乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰CoACoA) )= =OO= =OOCHCH3 3CCHCCH2 2CSCoA CSCoA ( (乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰

15、酰乙乙酰酰CoACoA) )= =OO= =OO= =OO= =OO琥珀酰琥珀酰CoA 琥珀酸琥珀酸 乙酰乙酸硫激酶乙酰乙酸硫激酶CHCH3 3CCHCCH2 2COH COH 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =OO= =OOCHCH3 3CCHCCH2 2COH COH 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =OOCHCH3 3CCHCCH2 2COH COH 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸CHCH3 3CCHCCH2 2COH COH 乙乙酰酰乙乙酸酸乙乙酰酰乙乙酸酸= =OO= =OO= =OO= =OOCHCH3 3CCHCCH2 2CSCoA CSCoA ( (乙乙酰酰乙乙酰酰乙

16、乙酰酰乙乙酰酰CoACoA) )= =OO= =OOCHCH3 3CCHCCH2 2CSCoA CSCoA ( (乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰CoACoA) )= =OO= =OO= =OO= =OOHSCoA+ATP AMP+PPi 乙酰乙酰乙酰乙酰CoA硫解酶硫解酶CHCH3 3CCHCCH2 2CSCoA CSCoA ( (乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰CoACoA) )= =OO= =OOCHCH3 3CCHCCH2 2CSCoA CSCoA ( (乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰乙乙酰酰CoACoA) )= =OO= =OO= =OO= =OOCHCH3 3CSCoA CSCoA =

17、=OO2CHCH3 3CSCoA CSCoA = =OOCHCH3 3CSCoA CSCoA = =OO= =OO2HSCoA 心、肾、脑、心、肾、脑、骨骼肌细胞骨骼肌细胞心、肾、心、肾、脑细胞脑细胞 羟丁酸羟丁酸-NAD+ NADH+H HSCoA + ATP乙酰乙酸乙酰乙酸琥珀酰琥珀酰CoA乙酰乙酸硫激酶乙酰乙酸硫激酶琥珀酰琥珀酰CoA 转硫酶转硫酶AMP + PPi乙酰乙酰乙酰乙酰CoA 琥珀酸琥珀酸硫解酶硫解酶2乙酰乙酰CoA三羧酸三羧酸循环循环+ -羟丁酸脱氢酶羟丁酸脱氢酶 酮体的利用酮体的利用 酮体在肝脏合成，但肝脏缺乏利用酮体在肝脏合成，但肝脏缺乏利用酮体的酶，因此不能利用酮体。

18、酮体生酮体的酶，因此不能利用酮体。酮体生成后进入血液，输送到肝外组织利用。成后进入血液，输送到肝外组织利用。肝内生酮肝外用肝内生酮肝外用 3.3.酮体的生理意义酮体的生理意义1.1.酮体是酮体是肝脏输出能源肝脏输出能源的一种形式。能透过的一种形式。能透过血脑屏障，是血脑屏障，是脑组织脑组织的重要能源。的重要能源。2.2.酮体利用的增加，有利于酮体利用的增加，有利于维持血糖水平的维持血糖水平的恒定，节省蛋白质的消耗。恒定，节省蛋白质的消耗。酮血症酮血症 酮尿症酮尿症 （ketosis）第二节 脂肪（三酰甘油）的生物合成肝、小肠和脂肪组织是主要的合成脂肪的组织器官，其合成的细胞部位主要在胞液。 3

19、-磷酸甘油脱氢酶磷酸甘油脱氢酶NADH + H+磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮( (糖酵解产生）糖酵解产生）3-磷酸甘油磷酸甘油NAD+一、3-磷酸甘油的生成甘油磷酸激酶甘油磷酸激酶甘油甘油ATP3-磷酸甘油磷酸甘油ADP二、（在细胞质中） 生物机体脂类合成是十分活跃的，特别在高等动生物机体脂类合成是十分活跃的，特别在高等动物的肝脏、脂肪组织和乳腺中占优势。脂肪酸的生物的肝脏、脂肪组织和乳腺中占优势。脂肪酸的生物合成并不是其氧化降解的逆过程。首先物合成并不是其氧化降解的逆过程。首先脂肪酸合脂肪酸合成成是在是在胞液胞液中进行的，需要中进行的，需要COCO2 2和柠檬酸参加，而和柠檬酸参加，而脂肪酸氧化

20、脂肪酸氧化是在是在线粒体线粒体中进行的；其次脂肪酸合成中进行的；其次脂肪酸合成酶系、酰基载体、供氢体等与脂肪酸氧化各不相同。酶系、酰基载体、供氢体等与脂肪酸氧化各不相同。1. 乙酰CoA（碳源）的来源及转运脂肪酸合成所需的碳源是来自脂肪酸合成所需的碳源是来自乙酰辅酶乙酰辅酶A A，但无论是丙酮酸脱羧、氨基，但无论是丙酮酸脱羧、氨基酸氧化，还是从脂肪酸酸氧化，还是从脂肪酸-氧化氧化产生的乙酰产生的乙酰CoACoA都是在线粒体基质中都是在线粒体基质中，它们，它们不能任意穿过线粒体内膜到胞液中去。不能任意穿过线粒体内膜到胞液中去。但可以通过以下途径透过膜，乙酰但可以通过以下途径透过膜，乙酰辅酶辅酶A

21、 A与草酰乙酸结合形成柠檬酸，然后通过与草酰乙酸结合形成柠檬酸，然后通过三羧酸载体三羧酸载体透过膜，再由膜透过膜，再由膜外柠檬酸裂解酶裂解成草酰乙酸和乙酰辅酶外柠檬酸裂解酶裂解成草酰乙酸和乙酰辅酶A A。苹果酸苹果酸NAD+NADH + H+2丙二酸单酰CoA的合成（乙酰辅酶A羧化）乙酰CoA丙二酸单酰CoAOCH2COCSCoA + ATP + HCO-O-OCH2CSCoA + ADP + Pi + H + 乙酰辅酶乙酰辅酶A被用来合成脂肪酸前要先进行羧化，被用来合成脂肪酸前要先进行羧化，所用的碳原子来自比所用的碳原子来自比CO2活泼的活泼的HCO3-，形成的羧基是丙二酸单酰，形成的羧基是

22、丙二酸单酰CoA的远端羧基。催化的远端羧基。催化此反应的酶为乙酰辅酶此反应的酶为乙酰辅酶A羧化酶羧化酶,该酶的辅基为生物素。生物素是该酶的辅基为生物素。生物素是CO2分子的中间载体，起到转移羧基的作用。分子的中间载体，起到转移羧基的作用。 3脂肪酸合成循环8CH3-CSCOA=O+7ATP+14NADPH+14H +CH3 ( CH2)14COOH +14NADP+ +8CoASH + 7ADP +7Pi+ 6H2Ov 那么这个过程与糖代谢有一定关系：原料（原料（乙酰辅酶乙酰辅酶A A ）来源）来源羧化反应中消耗的羧化反应中消耗的ATPATP可由可由EMPEMP途径提供途径提供总反应式脂肪酸合

23、成的特点：4. 饱和脂肪酸的从头合成与-氧化的比较区别要点区别要点 从头合成从头合成 细胞内进行部位 胞液 线粒 体 酰基载体 ACP-SH CoA-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不同 D型 L型对HCO3-和柠檬酸的需求 需要 不需要 所需酶 7种 4种能量需求或放出 消耗7ATP及14NADPH+H+ 产生129ATP这些不同点使得软脂酸的合成和氧化分解过程可以同时在细胞内独立进行。这些不同点使得软脂酸的合成和氧化分解过程可以同时在细胞内独立进行。脂酰脂酰CoA转移酶转移酶 CoA R1COCoA 脂酰脂酰CoA 转移酶转移酶 CoA R2COCoA 磷脂酸磷脂酸磷酸酶磷酸酶Pi 脂酰脂酰CoA 转移酶转移酶 CoA R3COCoA PiPiCHCH2 2OO- -CHCH2 2OH OH CHOH CHOH 3 - 磷磷酸酸甘甘油油PiPiCHCH2 2OO- -CHCH2 2OH OH CHOH CHOH 3 - 磷磷酸酸甘甘油油O=PiCHCH2 2OO- -CHCH2 2OO- -