第七章 脂類代謝

本章主要介紹脂類（主要是脂肪）物質(zhì)在生物體的分解及合成代謝。要求學生重點掌握脂肪酸在生物體內(nèi)的氧化分解途徑—β-氧化和從頭合成途徑，了解脂類物質(zhì)的功能和其他的氧化分解途徑。脂類代謝脂類概述1.概念

脂類是脂肪和類脂的總稱，它是由脂肪酸與醇作用生成的酯及其衍生物，統(tǒng)稱為脂質(zhì)或脂類，是動物和植物體的重要組成成分。脂類是廣泛存在于自然界的一大類物質(zhì)，它們的化學組成、結(jié)構、理化性質(zhì)以及生物功能存在著很大的差異，但它們都有一個共同的特性，即可用非極性有機溶劑從細胞和組織中提取出來。貯藏物質(zhì)/能量物質(zhì)

脂肪是機體內(nèi)代謝燃料的貯存形式，它在體內(nèi)氧化可釋放大量能量以供機體利用。提供給機體必需脂成分（1）必需脂肪酸亞油酸18碳脂肪酸，含兩個不飽和鍵；亞麻酸18碳脂肪酸，含三個不飽和鍵；花生四烯酸20碳脂肪酸，含四個不飽和鍵；脂肪酸的寫法：先寫碳原子數(shù)目，再寫雙鍵數(shù)目，最后標出雙鍵位置如：軟脂酸16：0油酸18：1（9）或18：1△9亞油酸18：2△9，12（2）生物活性物質(zhì)激素、膽固醇、維生素等。脂類的功能生物體結(jié)構物質(zhì)（1）作為細胞膜的主要成分幾乎細胞所含的磷脂都集中在生物膜中，是生物膜結(jié)構的基本組成成分。（2）保護作用脂肪組織較為柔軟，存在于各重要的器官組織之間，使器官之間減少摩擦，對器官起保護作用。用作藥物卵磷脂、腦磷脂可用于肝病、神經(jīng)衰弱及動脈粥樣硬化的治療等。生物體內(nèi)的脂類脂類單純脂類復合脂類非皂化脂類?；视王ハ灹字侵?、硫脂萜類甾醇類含有脂肪酸不含脂肪酸單純脂類

1.概念單純脂類是由脂肪酸和醇形成的酯2.種類(2)蠟（1）酰基甘油酯?；视王OR1COR2COR3復合脂類1.概念2.種類復合脂是指除脂肪酸與醇組成的酯外,分子內(nèi)還含有其它成分的脂類。(1)磷脂(2)糖脂和硫脂磷脂酰膽堿

磷脂酸磷脂酰乙醇胺磷脂酰肌醇磷脂酰絲氨酸磷脂酰甘油幾種糖脂和硫酯2,3-雙?；?1--D-吡喃-D-甘油6-亞硫酸-6-脫氧--葡萄糖甘油二酯(硫酯)2,3-雙?；?1-(-D-半乳糖基-1，6--D-半乳糖基）-D-甘油非皂化脂類1.概念2.種類

即異戊二烯脂類,它不含脂肪酸,不能進行皂化。（1）甾醇類（固醇）（2）萜類化合物脂肪的酶促水解一、脂類的酶促水解

甘油的轉(zhuǎn)化（實線為甘油的分解，虛線為甘油的合成)）甘油激酶磷酸甘油脫氫酶異構酶磷酸酶脂肪酸的分解代謝β-氧化作用α-氧化作用ω-氧化作用CH3-(CH2)n-

CH2-

CH2-COOHβ-氧化作用的概念及試驗證據(jù)概念

脂肪酸在體內(nèi)氧化時在羧基端的β-碳原子上進行氧化，碳鏈逐次斷裂，每次斷下一個二碳單位，既乙酰CoA，該過程稱作β-氧化。脂肪酸的活化和轉(zhuǎn)運

a、脂肪酸的活化OR-C-OH+CoA-SH脂酰CoA合成酶OR-C-SCoAATPAMP+PPib、脂酰CoA的運轉(zhuǎn)肉毒堿的作用脂酸的活化在胞液中進行，而催化脂酸氧化的酶系存在于線粒體的基質(zhì)內(nèi)，因此活化的脂酰CoA必須進入線粒體內(nèi)才能代謝。實驗證明，長鏈脂酰CoA不能直接透過線粒體內(nèi)膜。它進入線粒體需肉毒堿的轉(zhuǎn)運。長鏈脂酰CoA進入線粒體的機制β-氧化的主要生化反應酯酰CoA脫氫酶脂酰CoA

ＯRCH2CH2C-SCoAＯRCH=CH-C-SCoAβ-烯脂酰CoAOR-C~ScoA脂酰CoAOCH3C~SCoA乙酰CoA||||+△2-烯酰CoA水化酶

β-羥脂酰CoA脫氫酶

硫解酶H2OCoASHNAD+NADHFADFADH2

OHORCHCH2C~ScoAβ-羥脂酰CoA||OORCCH2C-SCoAβ-酮酯酰CoA||β-氧化的生化歷程a、脫氫b、水化c、再脫氫

ＯR-CH=CH-C-SCoA

ＯR-CH2

-

CH2C-SCoA

OHOR-CH-CH2C~SCoA

OOR-C-CH2C~SCoA

OR-C~ScoA

OCH3C~SCoA||+||d、硫解||||β-氧化過程中能量的釋放及轉(zhuǎn)換效率凈生成：131–2=129ATP例：軟脂酸7次β-氧化8

乙酰CoACH3(CH2)14COOH7

NADH7

FADH212ATP

3ATP2ATP96ATP21ATP14ATP131ATP油?；摩卵趸饔糜王；鵆oA（18：19）CH3(CH2)7CH=CH-CH2(CH2)6CO-CoAOHCH3(CH2)7CH2-C-CH2-CO-CoAH6CH3-CO-CoACH3(CH2)7CH2-C=CH-CO-CoAHH2-反-十二碳烯酰CoAβ-氧化，三次循環(huán)烯酯酰CoA異構酶烯酯酰CoA水化酶再開始β-氧化CH3(CH2)7-C=C-CH2-

CO-CoA3-順-十二碳烯酯酰CoA

HH不飽和脂肪酸的氧化

奇數(shù)碳鏈脂肪酸的氧化

琥珀酰輔酶A可進入三羧酸循環(huán)被氧化。含奇數(shù)碳原子的脂肪酸依偶數(shù)碳原子脂肪酸相同的方式進行氧化，但在氧化降解的最后一輪，產(chǎn)物是丙酰輔酶A和乙酰輔酶A。ATP、CoASH丙酸的代謝甲基丙二酸單酰CoA琥珀酰CoA硫激酶羧化酶變位酶三羧酸循環(huán)ATP、CO2

生物素CoB12牛及其他反芻動物的瘤胃中通過糖的發(fā)酵作用生成大量的丙酸，這些丙酸鹽吸收入血后可在肝臟及其他組織進行氧化。脂肪酸的α-氧化作用

脂肪酸氧化作用發(fā)生在α-碳原子上，分解出CO2，生成比原來少一個碳原子的脂肪酸，這種氧化作用稱為α-氧化作用。RCH2COO-RCH(OH)COO-RCOCOO-RCOO-CO2O2NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+RCH(OOH)COO-CO2RCHOO2NAD+NADH+H+過氧化羥化脂肪酸的ω氧化作用脂肪酸的ω-氧化指脂肪酸的末端甲基（ω-端）經(jīng)氧化轉(zhuǎn)變成羥基，繼而再氧化成羧基，從而形成α，ω-二羧酸的過程。CH3(CH2)nCOO-HOCH2(CH2)nCOO-OHC(CH2)nCOO--OOC(CH2)nCOO-O2NAD(P)+NAD(P)H+H+NAPD+NADPH+H+NAD(P)+NAD(P)H+H+混合功能氧化酶醇酸脫氫酶醛酸脫氫酶脂肪代謝和糖代謝的關系延胡索酸琥珀酸蘋果酸草酰乙酸3-磷酸甘油三羧酸循環(huán)乙醛酸循環(huán)甘油乙酰CoA三酰甘油脂肪酸氧化糖原（或淀粉）1，6-二磷酸果糖磷酸二羥丙酮PEP丙酮酸合成植物和微生物PEP羧激酶磷酸甘油脫氫酶甘油激酶酮體的代謝

脂肪酸β-氧化產(chǎn)物乙酰CoA,在肌肉中進入三羧酸循環(huán)，然而在肝細胞中乙酰CoA還可形成乙酰乙酸、β-羥丁酸、丙酮這三種物質(zhì)統(tǒng)稱為酮體。酮體是脂肪酸在肝分解氧化時特有的中間代謝物，這是因為肝具有活性較強的合成酮體的酶系，而又缺乏利用酮體的酶系。酮體的生成羥甲基戊二酸單酰CoA（HMGCoA）脂肪酸硫解酶2CH3COSCoACH3COCH2COSCoA乙酰乙酰CoAHOOCCH2-C-CH2COSCoA|CH3OH|HMGCoA裂解酶HMGCoA合成酶CH3COSCoACoASH--氧化CH3COCH2COOHCH3CHOHCH2COOH乙酰乙酸丙酮--羥丁酸脫氫酶CO2NADH+H+NAD+CH3COCOOH脫羧酶CoASH肝細胞線粒體中酮體的分解乙酰乙酰CoA硫解酶轉(zhuǎn)移酶琥珀酰CoACoASH--氧化乙酰乙酸脫氫酶NADH+H+NAD+乙酰CoA2--羥丁酸琥珀酸肝是生成酮體的器官，但不能利用酮體；肝外組織不能生成酮體，卻可以利用酮體。丙酮2-氧丙醇甲基乙二醛（丙酮醛）丙烷1，2-二醇丙酮酸葡萄糖乳酸甲酸+乙酸丙酮單加氧酶軟脂酸的從頭合成脂肪酸的氧化在細胞的線粒體中進行，而脂肪酸的合成主要在胞漿中進行，在線粒體和“微粒體”中也可以進行，前者與后者的機制有明顯不同。脂肪酸從頭合成的生化歷程b、縮合c、還原d、脫水a(chǎn)、丙二酸單酰ACP的形成

OR-C~SACP

OCH3C~SACP||+||e、還原

OHOR-CH-CH2C~SACP

OOR-C-CH2-

C~SACP

ＯR-CH=CH-C-SACP

||

ＯR-CH-

CH2-

C-SACP||乙酰CoA從線粒體內(nèi)至胞液的運轉(zhuǎn)蘋果酸酶檸檬酸合成酶丙二酸單酰ACP的形成：||

OHOOC-CH2-C-S-CoA丙二酸單酰CoA

OCH3C-S~CoA

乙酰CoA

||+ATPHCO3-ADP+Pi||

OHOOC-CH2-C-S-ACP丙二酸單酰ACPACPCoA乙酰CoA

羧化酶生物素轉(zhuǎn)酰酶?；d體蛋白（ACP）乙酰CoA羧化酶為別構酶，當缺乏別構劑檸檬酸時，即無活性。只有別構部位結(jié)合檸檬酸后，才有活性。胞液中檸檬酸濃度是脂肪酸合成的最重要的調(diào)節(jié)物。軟脂酸合成的反應流程CH3CO-SHOOCCH2CO-SCH3CHCH2CO-SSHOHSHSHCH3CH=CHCO-SSHSHSH

OCH3C-S||SHNADP+NADPHHSCoA乙酰~SCoA①丙二酸單酰-SCoACoASHNADP+NADPHH2OCO2軟脂酸H2O進位鏈的延伸水解

OCH3C-S||SHCH3COCH2CO-SSHCH3CH2CH2CO-SSH①乙酰CoA:ACP轉(zhuǎn)移酶丙二酸單酰CoA:ACP轉(zhuǎn)移酶③β-酮脂酰-ACP合酶④β-酮脂酰-ACP還原酶⑤β-羥脂酰-ACP脫水酶⑥烯脂酰-ACP還原酶硫酯酶將乙?；D(zhuǎn)移到脫羧后的丙二酰殘基中的次甲基上形成乙酰乙酰-ACP生物體內(nèi)有兩種不同的酶系可以催化碳鏈的延長，一是線粒體中的延長酶系，另一個是粗糙內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的延長酶系。線粒體脂肪酸延長酶系

以乙酰CoA為C2供體，不需要?；d體，由軟脂酰CoA與乙酰CoA直接縮合。延長短鏈脂肪酸，其過程是β-氧化逆過程。脂肪酸碳鏈的延長β-氧化的生化歷程a、脫氫b、水化c、再脫氫

ＯR-CH=CH-C-SCoA

ＯR-CH2

-

CH2C-SCoA

OHOR-CH-CH2C~SCoA

OOR-C-CH2C~SCoA

OR-C~ScoA

OCH3C~SCoA||+||d、硫解||||內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脂肪酸延長酶系

延長飽和或不飽和長鏈脂肪酸，用丙二酸單酰CoA作為C2的供體，NADPH作為H的供體，中間過程和脂肪酸合成酶系的催化過程相同，只是脂?；妮d體是CoA，而不是ACP。脂肪酸碳鏈延長的不同方式細胞內(nèi)進行部位動物植物線粒體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)葉綠體、前質(zhì)體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)加入的一碳單位酯?；d體電子供體乙酰CoA丙二酸單酰CoA丙二酸單酰CoACoACoAACPNAD(P)HNADPHNADPH不明確不飽和脂肪酸的合成

不飽和脂肪酸中的不飽和鍵由去飽和酶催化形成。人體內(nèi)含有的不飽和脂肪酸主要有棕櫚油酸（16C，一個不飽和鍵）、油酸（18C，一個不飽和鍵）、亞油酸（18C，兩個不飽和鍵）、亞麻酸（18C，三個不飽和鍵）以及花生四烯酸（20C，四個不飽和鍵）等，前兩種單不飽和脂肪酸可由人體自己合成，后三種為多不飽和脂肪酸，必須從食物中攝取，因為哺乳動物體內(nèi)沒有△9以上的去飽和酶。不飽和脂肪酸的合成(1)需氧途徑（2）厭氧途徑

是厭氧生物合成單不飽和脂肪酸的方式,發(fā)生在脂肪酸從頭合成的過程中,當生成、-羥葵酰-ACP時，由專一的脫水酶催化脫水，生成、-烯葵酰-ACP，在繼續(xù)參入二碳單位，就可產(chǎn)生不同長度的單不飽和脂肪酸。NADPH+H+NADP+FAD2Fe去飽和酶RCH2-CH2-RCH＝CH-2e2e2e2eO2+4H+2H2O4e（黃素蛋白）動：細胞色素b5zh植：鐵硫蛋白甘油-

a-磷酸的生物合成合成脂肪所需的甘油-a-磷酸可由糖酵解產(chǎn)生的二羥丙酮磷酸還原而成，亦可由脂肪動員產(chǎn)生的甘油經(jīng)脂肪組織外的甘油激酶催化與ATP作用而成。三酰甘油的生物合成磷酸甘油酯酰轉(zhuǎn)