第六章-脂类代谢

第六章脂类代谢第一节脂类概述第二节脂肪的分解代谢第三节脂肪的合成代谢第四节类脂代谢第一节脂类概述

一、脂类的定义

Lipid：一类不溶于水而溶于有机溶剂的生物有机分子。

化学本质：脂肪酸和醇形成的酯类及其衍生物。

二、脂类的分类脂类脂肪类脂磷脂鞘脂固醇胆固醇（动物）麦角固醇（植物）（一）脂肪：（甘油三酯、三酰甘油）

三、脂类的结构（二）甘油磷脂X-OHX取代基名称水-H磷脂酸胆碱-CH2CH2N(CH3)3卵磷脂乙醇胺-CH2CH2NH2脑磷脂丝氨酸-CH2CHNH2COOH磷脂酰丝氨酸FAFAPiX

甘油（三）鞘脂（sphingolipid）鞘氨醇包括：鞘磷脂（X为磷酸胆碱、磷酸乙醇胺）

脑苷脂

神经节苷脂（鞘糖脂，X为糖基）（四）萜（terpene）由两个以上异戊二烯单位构成。单萜：许多植物精油成分；倍半萜：某些中草药成份；双萜：叶绿素分子的成分；三萜：固醇类的前体；四萜：可形成多种色素；多萜：可形成天然橡胶、泛醌。（五）固醇类胆固醇麦角固醇环戊烷多氢菲四、脂肪酸（fattyacid，FA）（一）分类：1.碳原子数:奇数和偶数碳脂肪酸2.是否饱和:不饱和脂肪酸和饱和脂肪酸

不饱和脂肪酸:3.人体需求情况:必需和非必需脂肪酸单不饱和脂酸多不饱和脂酸亚油酸（18：2△9

，12）、亚麻酸（18：3△9

，12，15

）、花生四烯酸（20：4△5，8，11，14）必需脂肪酸（二）常见脂肪酸的俗称和结构缩写分类中文俗称结构缩写饱和脂肪酸月桂酸12:0

豆蔻酸14:0

软脂酸（棕榈酸）16:0

硬脂酸18:0不饱和脂肪酸棕榈油酸16:1(9)或16:1Δ9

油酸18:1(9)或18:1Δ9

亚油酸18:2(9,12)或18:2Δ9,12

亚麻酸18:3(9,12,15)或18:3Δ9,12,15

花生四烯酸20:4(5,8,11,14)或20:4Δ5,8,11,14

二十碳五烯酸（EPA）20:5(5,8,11,14,17)或20:5Δ5,8,11,14,17

二十二碳六烯酸（脑黄金）22:6(4,7,10,13,16,19)或22:6Δ4,7,10,13,16,19五、脂类的主要生理功能（一）脂肪：机体贮存和供给能量最重要的组织保持体温保护作用其他（二）类脂：维持生物膜的结构和功能生物活性物质构成血浆脂蛋白第二节脂肪的分解代谢CatabolismofLipid

一、脂肪的酶促降解二、甘油的氧化分解三、脂肪酸的β-氧化

四、脂肪酸的其他氧化方式五、酮体的生成及利用一、脂肪的酶促水解

脂肪消化

脂肪动员+3H2O脂肪酶

甘油

CH2OH

CH2OHCHOH+

脂肪酸R3COOHR2COOHR1COOH脂肪（三酰甘油）CH2OCOR3CHOCOR2CH2OCOR1激素敏感性甘油三酯脂肪酶(HSL)储存在脂肪细胞中的脂肪，被脂肪酶逐步水解为甘油和脂肪酸，并释放入血的过程。由食物而来的脂肪，在消化道内经脂肪酶水解为甘油和脂肪酸并吸收入血的过程。脂肪动员过程脂解激素-受体G蛋白AC+ATPcAMP+PKA+HSLa(无活性)HSLb(有活性)FFAFFAFFA

甘油二酯脂肪酶

甘油一酯脂肪酶

甘油三酯甘油二酯甘油一酯甘油AC：腺苷酸环化酶PKA：蛋白激酶A脂解激素：

能促进脂肪动员的激素，如胰高血糖素、去甲肾上腺素、促肾上腺皮质激素（ACTH）、促甲状腺激素（TSH）等。抗脂解激素抑制脂肪动员，如胰岛素、前列腺素E2、烟酸等。二、甘油的氧化分解与转化糖异生途径糖原ATPADP甘油磷酸激酶NAD+NADH+Ｈ+磷酸甘油脱氢酶α-磷酸甘油CH2OHCH2OCHOHP磷酸二羟丙酮PCH2OHCH2OC=O

-1+1×2.5=18.5+1×2.5+1+1+1×2.5+10丙酮酸EMPCO2+H2OTCA乙酰CoACH2OHCH2OHCHOH甘油三、脂肪酸的氧化分解α-氧化β-氧化ω-氧化奇数碳原子脂肪酸的氧化不饱和脂肪酸的氧化（一）脂肪酸的β-氧化分解1、Knoop的标记实验（1904）苯乙尿酸

马尿酸

+H2NCH2COOHCH2COOHCH2CH2CH2COOHCH2CONHCH2COOHCH2CH2COOHCH2CH2CH2CH2COOHCONHCH2COOHCOOH+H2NCH2COOH2、β-氧化的定义

长链脂肪酸在一系列酶的作用下，其α-C和β-C之间的键断裂，β-C被氧化成羧基，生成乙酰CoA和少两个碳的脂酰CoA的过程。

组织：除脑组织外的大多数组织，肝脏、肌肉最活跃。定位：胞液和线粒体。

CH2COSCOAαβCH2CH2CH3CH2CH2COSCOAαβH23、β-氧化的一般过程四个阶段：

（1）脂肪酸活化(线粒体外)：RCOOH→RCOSCOA

（2）脂酰COA转运（10C以上）：

（3）β-氧化降解(线粒体):脱氢、加水、再脱氢、硫解RCOSCOA→CH3COSCOA

（4）TCA和氧化磷酸化(线粒体):CH3COSCOA+NADH+FADH2→CO2+H2O+ATP

胞液

肉毒碱

线粒体（1）脂肪酸的活化（线粒体外）脂肪酸RCOOH+HS-CoAATPAMP+PPiMg2+

脂酰CoA合成酶RCO~SCoA脂酰CoA此反应消耗了1个ATP

中的2个高能键,相当于消耗了2个ATP.2Pi焦磷酸酶（2）脂酰CoA的转运关键酶（3）脂酰CoA的β-氧化（线粒体）脱氢加水再脱氢硫解L(+)-β羟脂酰CoA脱氢酶NAD+NADH+H+⊿2--烯脂酰CoA

水化酶H2O

脂酰CoA

脱氢酶FADFADH2β酮脂酰CoA硫解酶CoA-SH

脂酰CoARCH2CH2C~SCoA

O=反式Δ2-烯脂酰CoARCH=CHC~SCoAβαRCH=CHC~SCoAβO=L(+)-β羟脂酰CoARCHOHCH2C~SCoA

O=β-酮脂酰CoARCOCH2C~SCoAO=脂酰CoA+乙酰CoARC~SCoA+

CH3CO~SCoA

O=脂酸β氧化多酶复合体

（4）TCA和氧化磷酸化（线粒体）ATPADP4、能量计算8乙酰CoA+7NADH+7FADH2–2ATP=106

ATP如果多2个碳原子则多生成14

ATP（NADH+FADH2+乙酰CoA）以软脂酸为例能量供应脂肪酸的改造过程重要化合物合成的原料5、β-氧化的生理意义（二）脂肪酸氧化的其它形式

1、不饱和脂肪酸的氧化

2、奇数碳原子脂肪酸的氧化

3、α-氧化脂肪酸脂肪酸α-酮酸α-羟脂肪酸脑苷脂、神经节苷脂氧化脱羧植物：叶片、发芽种子动物：脑、肝例：植烷酸（人缺乏——Refsum氏病）鼠肝脏微粒体某些细菌4、ω-氧化四、乙酰CoA的主要去路

（一）氧化分解（二）作为类固醇的前体（合成胆固醇）（三）合成脂肪酸（四）异生为糖（五）肝脏中生成酮体五、酮体的生成和利用

酮体生成和利用的特点肝内生酮肝外用（一）酮体的生成乙酰CoA呼吸链TCAGOAA不足酮体的合成脂肪酸1、酮体生成原因OAA充足饥饿、高脂低糖饮食、糖尿病人等2、酮体的生成过程（二）酮体的利用（氧化）

1、乙酰乙酸的去路

2、β-羟丁酸的去路

乙酰乙酸

β-羟丁酸β-羟丁酸脱氢酶NAD+NADH+H+3、丙酮的去路丙酮尿液排出丙酮酸甲酰基乙酰基肺气呼出（三）酮体生成的意义肝脏向肝外组织提供的一种能源酮体是水溶性酰基的可转运形式临床诊断

第三节脂肪的合成代谢

一、脂肪合成部位及原料二、脂肪酸的合成三、脂肪的合成一、脂肪合成部位及原料

肝脏和脂肪组织：甘油及脂肪酸主要由葡萄糖代谢提供，也利用CM或VLDL中的FA合成脂肪。

小肠粘膜：食物脂肪消化吸收的甘油一酯和脂肪酸。二、脂肪酸的生物合成

脂肪酸从头合成的特点组织：肝脏、乳腺、脂肪、肾脏、脑、小肠细胞：胞液碳源：乙酰CoA直接原料：丙二酸单酰CoA消耗ATP和NADPH从头合成产物为软脂酸，经加工为其他脂肪酸（一）软脂酸的从头合成(denovo)1．乙酰CoA的转运（动物：丙酮酸－柠檬酸循环）

苹果酸苹果酸脱氢酶转运1分子乙酰CoA消耗2分子ATP和1分子NADH，可生成1分子NADPH。植物：线粒体胞液CoA乙酸乙酸CoA脂酰CoA合成酶2.丙二酰单酰CoA的合成乙酰CoA羧化酶：脂肪酸合成的限速酶，存在于胞液激活剂：Mn2＋

辅酶：生物素变构酶：柠檬酸为变构激活剂3.脂肪酸合成酶系（1）大肠杆菌的脂肪酸合成酶系统⑥①②③④⑤ACP脂酰基载体蛋白（ACP-SH）①脂酰基转移酶(AT)

②丙二酰基转移酶(MT)③β-酮脂酰ACP合成酶(KS)

④β-酮脂酰ACP还原酶(KR)

⑤β-羟脂酰ACP脱水酶(HD)

⑥烯脂酰ACP还原酶(ER)

酰基载体蛋白(ACP)，其辅基是4´-磷酸泛酰氨基乙硫醇，是脂酰基载体。ACPOP=OO-OCH2CCH2CH3CH3CHOHC=OHNHNCH2CH2C=OCH2CH2SH泛酸4-磷酸泛酰氨基乙硫醇4．合成过程NADPH+H+NADPH+H+缩合还原脱水还原一轮循环消耗1分子丙二酰CoA和2分子NADPH。5.软脂酸从头合成的能量计算（1）当乙酰CoA在胞液中时

8乙酰CoA+14NADPH+7ATP→1个软脂酸（2）当乙酰CoA在线粒体中时（动物体）

8乙酰CoA+6NADPH+8NADH+23ATP→1个软脂酸

植物体中：同乙酰CoA在胞液（二）碳链的缩短和延长缩短：线粒体中经β氧化延长：内质网、线粒体

线粒体延长胞液中合成内质网延长二碳供体乙酰CoA丙二酰CoA丙二酰CoA供氢体NADPHNADPHNADPH酰基载体CoAACPCoA过程类似于β-氧化逆过程

同软脂酸合成（三）不饱和脂肪酸的合成软油酸（16:1△9）

油酸（18:1△9）

亚油酸（18:2△9、12）

亚麻酸（18:3△9、12、15）

花生四烯酸（20:4△5、8、11、14）

自身合成

从食物摄取

人体含有的不饱和脂肪酸主要有：脂酰CoA去饱和酶

（动物中缺乏催化Δ9以上的去饱和酶）

（四）奇数碳脂肪酸的合成经α-氧化从偶数碳脂肪酸转变以丙酰CoA代替乙酰CoA作为引物直接合成（一）甘油一酯途径：小肠粘膜细胞三、脂肪的合成（二）甘油二酯途径：肝、肾、脂肪细胞甘油的脂酰化（一）甘油一酯途径（二）甘油二酯途径甘油的活化脂肪酸合成及活化磷脂酸的形成二酯酰甘油的形成脂肪的合成1、甘油的活化

*游离的甘油甘油激酶

ATP

ADP

*糖代谢产物肝、肾中以上两种方式都可进行，脂肪组织缺乏甘油激酶。2、脂肪酸的活化

3、磷脂酸的形成4、二酯酰甘油及脂肪的形成磷脂酸磷酸酶Pi

脂酰CoA

转移酶

CoAR3COCoA四、脂肪合成的调节乙酰CoA羧化酶是限速酶：

柠檬酸为其变构激活剂。细胞能荷：

高能加速脂肪合成，低能抑制其合成。第四节类脂的代谢

一、磷脂的代谢二、胆固醇的代谢三、脂蛋白（一）甘油磷脂的分解一、磷脂的代谢在各种磷脂酶（phospholipase，PL）的作用下水解（二）甘油磷脂合成1、合成部位：全身各组织内质网2、合成原料及辅因子：脂肪酸、甘油：由糖代谢提供多不饱和脂酸：从植物油摄取磷酸基团：由ATP提供X基团：从食物摄取或体内合成CTPFAFAPiX

甘油3、合成过程（1）甘油二酯的合成（同脂肪）（2）活化

（3）卵磷脂及脑磷脂的合成二、胆固醇代谢（一）胆固醇的合成2、合成原料

合成1分子胆固醇需18分子乙酰CoA、16分子NADPH和36分子ATP。3、合成的基本过程

包括近30步反应，分3个主要阶段。1、合成部位全身各组织（特别是肝）的胞液及内质网。（1）甲羟戊酸的合成合成胆固醇的限速酶HSCoA2CH3COCoACH3COCH2COCoA