第11章 脂类代谢

第十章

脂类代谢导学掌握脂肪动员的概念。掌握脂肪酸分解代谢基本过程，尤其是β-氧化的基本过程及氧化后能量的生成。掌握酮体代谢的特点和生理意义。了解酮体生成的基本过程。掌握体内脂肪合成的原料及来源，关键酶。了解脂肪酸合成的基本过程。了解磷脂的分解和合成代谢过程。掌握合成的原理和活性供体。掌握胆固醇合成的原料、关键酶和转化。了解胆固醇生成过程。12.1甘油三酯的分解代谢12.2甘油三酯的合成代谢12.3磷脂的代谢12.4胆固醇的代谢11.1甘油三酯的分解代谢甘油三酯代谢概况（乳糜微粒）（极低密度脂蛋白）氧化11.1.1脂肪动员11.1.2甘油的氧化11.1.3脂肪酸的

-氧化11.1.4脂肪酸的其他氧化方式11.1.5酮体的生成和利用定义：

储存在脂肪细胞中的脂肪，被脂肪酶逐步水解为游离脂肪酸及甘油并释放入血以供其他组织氧化利用的过程。11.1.1脂肪动员甘油三酯甘油、脂肪酸脂肪酶关键酶：激素敏感性脂肪酶（HSL）关键酶（限速酶）：激素敏感性甘油三酯脂肪酶

(hormone-sensitivetriglyceridelipase,HSL)。脂解激素：胰高血糖素、肾上腺素、去甲肾上腺素、肾上腺皮质激素和甲状腺素；抗脂解激素：胰岛素。产物的去向:甘油→运至肝、肾、肠等组织。主要在肝、肾进行糖异生。脂肪酸→血中由清蛋白运输。主要由心、肝、骨骼肌等摄取利用。脂肪动员的调节激素调节神经调节主要体现在季节变化。秋季脂肪合成增多，以利冬天保暖；春季脂肪分解增多，因要合成大量的性激素和繁育后代消耗能量。11.1.2甘油的氧化

CH2OH（肝、肾、肠）甘油激酶

CH2OHHO–C–HHO–C–HCH2OHATPADPCH2O–PNAD+NADH++H+CH2OHCOCH2O–P二羟丙酮磷酸甘油磷酸脱氢酶甘油α-磷酸甘油糖异生糖酵解肝11.1.3脂肪酸的β-氧化定义：

脂肪酸的氧化分解从羧基端的β-碳原子开始，经系列反应以乙酰CoA形式移去二碳单位而逐步被降解的过程。部位：

组织：除脑组织外,均可进行，其中肝、肌肉最活跃；亚细胞：胞液、线粒体。1、脂肪酸的活化（胞液）2、脂酰CoA进入线粒体3、脂肪酸的β-氧化（线粒体）过程：2Pi1、脂肪酸的活化

——脂酰CoA的生成（胞液）脂酰CoA合成酶

ATPAMP+PPi

+CoA-SH反应不可逆；关键酶：脂酰CoA合成酶；存在于内质网及线粒体外膜上；生成2个Pi。2、脂酰CoA进入线粒体限速酶：肉毒碱脂酰转移酶Ⅰ；脂酸

-氧化的主要限速步骤。在肉碱（carnitine）的协助下。3、脂肪酸的β-氧化（线粒体）脱氢加水再脱氢硫解脂酰CoAL(+)-β羟脂酰CoAβ酮脂酰CoA脂酰CoA+乙酰CoA

脂酰CoA

脱氢酶反⊿2-烯酰CoAL(+)-β羟脂酰CoA脱氢酶NAD+NADH+H+⊿2--烯脂酰CoA

水化酶H2OFADβ酮脂酰CoA

硫解酶CoA-SHFADH2第3步小结线粒体中进行；脂肪酸-氧化的反应：分四步——脱氢、加水、再脱氢、硫解；脱氢受体：第1次——FAD+

；第2次——NAD+；每进行1次脂肪酸-氧化，脂肪酸就少2个C原子，生成1个乙酰CoA；脂肪酸-氧化终产物：乙酰CoA。脂酰CoA脱氢酶L(+)-β羟脂酰CoA脱氢酶

NAD+NADH+H+⊿--烯酰CoA

水化酶2H2OFADFADH2β酮脂酰CoA

硫解酶CoA-SH脂酰CoA合成酶肉碱转运载体ATPCoASHAMPPPi线粒体膜脂肪酸分解过程总结脂酰CoA脱氢酶L(+)-β羟脂酰CoA脱氢酶NAD+NADH+H+⊿--烯酰CoA

水化酶2H2OFADFADH2β酮脂酰CoA

硫解酶CoA-SH脂酰CoA合成酶肉碱转运载体ATPCoASHAMPPPiH2O呼吸链1.5ATPH2O呼吸链2.5ATP线粒体膜TAC脂肪酸分解能量变化总结10ATPATP：-2+4+10

脂肪酸彻底氧化后，ATP的生成（偶数碳脂肪酸）净生成：108–2=106ATP例：软脂酸CH3(CH2)14COOH8乙酰CoA7NADH7FADH210ATP

2.5ATP1.5ATP80ATP17.5ATP10.5ATP108ATPn21（）×4+2n×10－2β-氧化的次数生成的乙酰CoA数脂肪酸活化消耗的ATP数β-氧化——乙酰CoA——1次生成4个ATP；1次生成10个ATP。β-氧化的调节限速步骤：脂酰基进入线粒体；限速酶：肉碱脂酰转移酶Ⅰ；丙二酸单酰CoA的浓度增加，可抑制肉碱脂酰转移酶Ⅰ，限制脂肪氧化；[NADH]/[NAD+]比率高时，β－羟脂酰CoA脱氢酶便受抑制；乙酰CoA浓度高时，可抑制硫解酶，抑制氧化（脂酰CoA有两条去路：氧化和合成甘油三酯）。11.1.4脂肪酸的其他氧化方式1、奇数脂肪酸的的β-氧化2、不饱和脂肪酸的β-氧化3、脂肪酸的α-氧化4、脂肪酸的ω-氧化1、奇数碳脂肪酸的β-氧化产物：乙酰CoA和丙酰CoA；丙酰CoA的去路。琥珀酰CoA羧化酶，异构酶三羧酸循环CO2+ATP+H2O生物素丙酰-CoA2、不饱和脂肪酸的β-氧化双键处理方式：顺式双键转化为反式双键进入β-氧化循环；

所需酶系：单烯酸——异构酶；

多烯酸——异构酶+还原酶；产物：乙酰CoA。3、脂肪酸的α-氧化过程：氧化作用发生在α-碳原子上，分解出CO2，生成比原来少一个碳原子的脂肪酸；特点：每次氧化少1个碳单位；

产物：少一个C原子的脂肪酸；生理意义：α-氧化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。RCH2COOHRCH(OH)COOHRCOCOOHRCOOHCO2O2NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+RCH(OOH)COOHCO2RCHOO2NAD+NADH+H+过氧化羟化H2OαααCH3(CH2)nCOO-HOCH2(CH2)nCOO-OHC(CH2)nCOO--OOC(CH2)nCOO-O2NAD(P)+NAPD+NAD(P)+混合功能氧化酶醇酸脱氢酶醛酸脱氢酶4、脂肪酸的ω-氧化过程：脂肪酸的末端甲基（ω-端）经氧化转变成羟基，继而再氧化成羧基，从而形成α,ω-二羧酸,再从两端同时进行β-氧化降解脂肪酸；场所：内质网；生理意义：在脂肪烃的生物降解中有重要作用。11.1.5酮体的生成和利用酮体（ketonebody）：脂肪酸在肝中不彻底氧化产生的

乙酰乙酸(acetoacetate)

β-羟丁酸(β-hydroxybutyrate)

丙酮(acetone)酮体的生成（肝内生成）部位：肝细胞的线粒体原料：乙酰CoA反应：3分子乙酰CoA缩合、裂解出三种酮体物质限速酶：β-羟甲基戊二酰辅酶A合成酶（HMG-CoA合成酶）羟甲基戊二酸单酰CoA（HMGCoA）脂肪酸硫解酶2CH3COSCoACH3COCH2COSCoA乙酰乙酰CoAHOOCCH2-C-CH2COSCoA|CH3OH|HMG-CoA合成酶CH3COSCoACoASH--氧化CH3COCH2COOHCH3CHOHCH2COOH乙酰乙酸丙酮--羟丁酸脱氢酶CO2NADH+H+NAD+CH3COCH3脱羧酶CoASHHMG-CoA裂解酶乙酰乙酸占30%β—羟丁酸70%少量丙酮CoASH酮体的利用（肝外利用）肝外组织（心、肾、脑、骨骼肌等）利用酮体作为燃料（肝中缺乏利用酮体的酶）；1分子乙酰乙酸或β-羟丁酸生成2分子乙酰CoA。三羧酸循环酮体的生成和利用的总示意图酮体的肝内生成酮体的肝外利用酮体生成的调节

（1）饱食及饥饿的影响（主要通过激素的作用）抑制脂解，脂肪动员饱食

胰岛素

进入肝的脂肪酸

脂酸β氧化

酮体生成饥饿

脂肪动员FFA胰高血糖素等脂解激素

酮体生成

脂酸β氧化（2）肝细胞糖原含量及代谢的影响糖代谢旺盛

脂肪酸主要生成三酰甘油及磷脂

乙酰CoA

+乙酰CoA羧化酶丙二酰CoA

反之，糖代谢减弱，脂酸β氧化及酮体生成均加强。丙二酰CoA竞争性抑制肉碱脂酰转移酶，抑制脂酰CoA进入线粒体，脂酸β氧化减弱，酮体生产减少。（3）丙二酰CoA抑制脂酰CoA进入线粒体生理意义酮体是肝脏输出能源的一种形式。并且酮体可通过血脑屏障，是脑组织的重要能源；长期饥饿或糖供应不足时，脂肪动员加强，转化成酮体，以代替葡萄糖而成为脑或肌肉的主要能源物质；某些生理或病理情况下，如长期禁食或糖尿病时，导致酮血症、酮尿症、代谢性酸中毒。11.2甘油三酯的合成代谢甘油三酯（肝脏、脂肪组织）磷酸甘油脂肪酸甘油的磷酸化乙酰CoA

糖代谢磷酸二羟丙酮脂肪酸的合成甘油三酯的合成11.2.1脂肪酸的合成代谢11.2.2磷酸甘油的合成11.2.3甘油三酯的合成代谢11.2.1.1软脂酸的合成11.2.1.2脂酸碳链的加长11.2.1.3不饱和脂酸的合成11.2.1脂肪酸的合成代谢部位：组织：肝（主要）、脂肪等组织；亚细胞：胞液。原料：乙酰CoA、NADPH、ATP乙酰CoA的主要来源乙酰CoA通过柠檬酸-丙酮酸循环(citratepyruvatecycle)出线粒体进胞液。11.2.1软脂酸（cetin）的合成乙酰CoA氨基酸

线粒体

Glu（主要）柠檬酸-丙酮酸循环

乙酰CoA由线粒体转运至胞液；NADH转化成可用于脂肪酸合成的NADPH。1、丙二酰-CoA的形成||

OHOOC-CH2-C~S-CoA丙二酰CoA乙酰CoA

OCH3C~S-CoA

||ATP+HCO3-ADP+Pi乙酰CoA羧化酶生物素,Mn2+乙酰CoA羧化酶是脂肪酸合成的限速酶。软脂酸合成酶系及反应过程消耗1分子ATP。2、脂酸（16C）合成合成体系：脂肪酸合成酶系。由7种酶和1种酰基载体蛋白(ACP)组成的多酶体系。TE中文名称英文名称缩写脂酰基载体蛋白AcylcarrierproteinACP乙酰CoA-ACP乙酰转移酶Acetyl-CoA－ACPtransacetylaseAT丙二酰CoA-ACP转移酶Malonyl-CoA－ACPtransferaseMTβ-酮脂酰-ACP合酶β-Ketoacyl－ACPsynthaseKSβ-酮脂酰-ACP还原酶β-Ketoacyl－ACPreductaseKRβ-羟脂酰-ACP脱水酶β-Hydroxyacyl－ACPdehydrataseHD烯酰-ACP还原酶Enoyl－ACPreductaseER硫酯酶ThioesteraseTE脂酸合成酶系2.脂肪酸合成酶（系）酰基载体蛋白（ACP）：辅基：4´-磷酸泛酰氨基乙硫；

脂酰基载体。´中央巯基SH外围巯基SH合成过程

4步主要反应；消耗2分子NADPH。C原子来源：第1轮，乙酰CoA贡献2个C→酰基分子末端的2个C；第2轮，只有丙二酰CoA贡献2个C；第3~~，同第2轮。总反应1乙酰CoA+7丙二酰CoA+7ATP+14NADPH+14H+棕榈酸+8CoA+7ADP+7Pi+14NADP++6H2O+7CO2或：8乙酰CoA+7ATP