《生物化學(xué)》-脂質(zhì)代謝

第十章脂質(zhì)代謝第一節(jié)脂肪的分解代謝（一）脂肪酶與甘油三酯的酶促水解二、甘油的代謝實(shí)線為甘油的分解，虛線為甘油的合成1、在胞漿中沿著EMP的逆途徑生糖2、線粒體內(nèi)轉(zhuǎn)變成丙酮酸后通過氧化脫羧進(jìn)入TCA完全氧化α-磷酸甘油脫氫酶（胞漿）三、脂肪酸的氧化分解

主要內(nèi)容包括：1.β-氧化作用的概念及試驗(yàn)證據(jù)2.氧化過程（1）脂肪酸的活化和轉(zhuǎn)運(yùn)（2）β-氧化的生化過程（3）β-氧化過程中能量的釋放及轉(zhuǎn)換效率（一）偶數(shù)碳原子飽和脂肪酸的β-氧化1.β-氧化作用的概念及實(shí)驗(yàn)證據(jù)（1）概念（2）實(shí)驗(yàn)證據(jù)

1904年，德國科學(xué)家F.Knoop用不被動(dòng)物降解的苯環(huán)標(biāo)記脂肪酸的ω-碳原子后飼喂狗，發(fā)現(xiàn)喂飼標(biāo)記偶數(shù)碳的脂肪酸時(shí)，尿中排出的均為苯乙尿酸，而喂飼標(biāo)記奇數(shù)碳的脂肪酸時(shí)，尿中排出的均為馬尿酸。據(jù)此實(shí)驗(yàn)結(jié)果，推導(dǎo)出了β-氧化學(xué)說。脂肪酸在體內(nèi)氧化時(shí)在羧基端的β-碳原子上進(jìn)行氧化，碳鏈逐次斷裂，每次斷下一個(gè)二碳單位，即乙酰CoA，該過程稱作β-氧化。-CH2-(CH2)2n+1-COOH-COOH（苯甲酸）帶標(biāo)記的奇數(shù)碳原子脂肪酸C2化合物甘氨酸苯甲尿酸（馬尿酸）-CH2-(CH2)2n-COOH-CH2COOH（苯乙酸）C2化合物帶標(biāo)記的偶數(shù)碳原子脂肪酸甘氨酸苯乙尿酸（犬尿酸）2.β-氧化過程（1）脂肪酸的活化和轉(zhuǎn)運(yùn)a、脂肪酸的活化：胞漿中，脂酰CoA合成酶催化，

ATP提供能量，將脂肪酸轉(zhuǎn)變成脂酰-CoAb、脂酰CoA的運(yùn)轉(zhuǎn)肉毒堿的作用+CoA-SH脂酰CoA合成酶ATPAMP+PPiR-C~SCoAOR-C-OHO脂酰肉堿轉(zhuǎn)移酶I和酶II的調(diào)節(jié)酶I:受胰島素間接抑制。胰島素可誘導(dǎo)乙酰輔酶A羧化酶的合成，使丙二酸單酰CoA濃度增加，丙二酸單酰CoA直接抑制酶I。酶II：受胰島素直接抑制。饑餓時(shí)，血液葡萄糖不足，胰島素分泌減少，降低對酶I,酶II的抑制，促使脂?；D(zhuǎn)運(yùn)至線粒體基質(zhì)氧化供能。例題：當(dāng)胞漿中脂肪酸合成旺盛時(shí)，線粒體中脂肪酸氧化（

β-氧化）就會停止，其中的機(jī)制是什么？主要是因?yàn)榘麧{中脂肪酸合成的限速物質(zhì)是丙二酸單酰輔酶A。當(dāng)胞漿中脂肪酸合成旺盛時(shí)，說明丙二酸單酰輔酶A的濃度會很高，可以直接抑制肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶I，這樣長鏈的脂酰CoA就不能轉(zhuǎn)入到線粒體中，脂酰CoA被阻斷在胞漿中，所以，β-氧化就不能進(jìn)行。（2）β-氧化的反應(yīng)步驟脫氫加水再脫氫硫脂解脂肪酸在生物體內(nèi)完全氧化分解成CO2和H2O需經(jīng)歷三個(gè)階段：思考：駱駝依靠什么在沙漠行走？胖熊的冬眠過程也是依靠β-氧化利用脂肪作為唯一的燃料。3.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:CH3(CH2)14COOH7次β-氧化，產(chǎn)生8乙酰輔酶A，按P/O比3和2計(jì)算。

7FADH212ATP

3ATP2ATP96ATP21ATP14ATP131能量轉(zhuǎn)換率=12930.5/9790.56408乙酰CoA7NADH（二）單不飽和脂肪酸的氧化油?；鵆oA（

918：1）CH3(CH2)7CH=CH-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CO~CoA6CH3-CO-CoA

2-反-十二碳烯脂酰CoA經(jīng)過三次β-氧化

2-反-3-順-烯脂酰CoA異構(gòu)酶烯脂酰CoA水化酶再開始β-氧化

3-順-十二碳烯脂酰CoAHHCH3(CH2)7-C=C-CH2–

C~CoAOHHCH3(CH2)7CH2-C=C-C~CoAOOHCH3(CH2)7CH2-C-CH2-C~CoA

OHβ-羥-十二碳脂酰CoA（三）脂肪酸氧化的其它途徑1、奇數(shù)碳鏈脂肪酸的氧化（1）首先依偶數(shù)碳原子脂肪酸相同的方式進(jìn)行氧化，最后一輪產(chǎn)物是丙酰輔酶A和乙酰輔酶A（2）丙酰輔酶A的氧化CH3CH2C~SCoAOCOOHCH-CH3C~SCoAoHOOCCH2CH2C~SCoAO甲基丙二酸單酰輔酶A變位酶（VB12）琥珀酰輔酶ATCA通過羧化支路、逆EMP途徑生糖完全氧化丙酰輔酶A羧化酶-生物素CO2ATP+H2OADP+Pi例題：說明輔酶維生素B12在奇數(shù)碳原子氧化途徑中的功能答：奇數(shù)碳原子脂肪酸先經(jīng)歷幾輪β-氧化后，最后一輪形成產(chǎn)物丙酰輔酶A，繼續(xù)氧化時(shí)會首先羧化形成甲基丙二酸單酰輔酶A，然后在甲基丙二酸單酰輔酶A變位酶作用下形成琥珀酰輔酶A，這一酶促反應(yīng)需要有輔酶維生素B12參與。2、脂肪酸的α-氧化RCH2CH2COOH加單氧酶

L-α-羥基脂肪酸OHRCH2CHCOOHNAD+NADHRCH2CCOOHo脫氫酶α-酮酸α-酮酸脫羧酶CO2RCH2COOH少一個(gè)碳原子的脂肪酸3、脂肪酸的ω-氧化CH3（CH2）nCOO-[O]CH2（CH2）nCOO-OH[O]-OOC（CH2）nCOO-然后，從α，ω兩端同時(shí)進(jìn)行β-氧化，氧化效率高。四、酮體的生成和利用1、酮體的生成合成部位：肝臟線粒體合成原料：乙酰輔酶A合成過程：肝細(xì)胞中乙酰輔酶A代謝結(jié)局：（1）進(jìn)入TCA徹底分解（決定于草酰乙酸的濃度）（2）合成酮體（線粒體）（3）重新合成脂肪酸（胞漿、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)）（4）合成膽固醇（胞漿、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)）2CH3C~SCoAOCH3CCH2C~SCoA+HSCoAOO縮合CH3CCH2COOHOCH3C~SCoAOH2OHSCoAHMGCoA裂解OHOOCCH2CCH2C~SCoAOHCH3乙酰乙酸β-羥-β-甲基戊二酸單酰輔酶AOCH3CCH3CH3CHCH2COOHOH丙酮β-羥基丁酸還原少量脫羧NADHNAD+例題：肝細(xì)胞從乙酰輔酶A合成乙酰乙酸的途徑中，乙酰乙酸的直接前體是（）（1）β-羥基丁酰-CoA（2）β-羥基丁酸（3）甲羥戊酸（4）β-羥基-β-甲基戊二酸單酰-CoA2、酮體的氧化肝臟中酮體血液肝外組織氧化乙酰乙酸β-羥基丁酸氧化乙酰乙酰輔酶A

HS~CoAHS~CoA2乙酰輔酶A

TCA丙酮隨尿（腎）排出隨呼吸（肺）排出饑餓，糖供給不足，或糖尿病的情況下，產(chǎn)生“酮酸癥”。肝細(xì)胞缺乏上述酶，不能利用酮體。乙酰乙酰輔酶A第二節(jié)脂肪的合成代謝合成脂肪需要α-磷酸甘油和脂肪酸一、α-磷酸甘油的生物合成甘油激酶ATPADPNADH+H+NAD+α-磷酸甘油脫氫酶=O二、脂肪酸的生物合成主要細(xì)胞部位：胞漿（非線粒體合成途徑）起始物質(zhì)：乙酰輔酶A；終產(chǎn)物：軟脂酸又稱軟脂酸合成途徑1.乙酰輔酶A的穿膜運(yùn)輸（從線粒體至胞漿）丙酮酸—檸檬酸循環(huán)（一）飽和脂肪酸的合成主要牽涉兩大類酶：乙酰輔酶A羧化酶軟脂酸合成酶復(fù)合體乙酰輔酶A乙酰輔酶A乙酰輔酶A羧化酶復(fù)合體（3條肽鏈組成）：生物素載體蛋白，生物素羧化酶，轉(zhuǎn)羧基酶。2.乙酰輔酶Ａ的羧化——合成丙二酸單酰輔酶A生物素羧化酶ADP+pi轉(zhuǎn)羧基酶HHHHHATP此反應(yīng)不可逆，是脂肪酸合成的限速反應(yīng)步驟乙酰輔酶A羧化酶的調(diào)節(jié)控制（脊椎動(dòng)物）：共價(jià)修飾調(diào)節(jié)：胰高血糖素和腎上腺素引發(fā)磷酸化抑制；

胰島素引發(fā)去磷酸化激活。（當(dāng)線粒體基質(zhì)ATP濃度增高，檸檬酸出線粒體，在胞漿裂解產(chǎn)生乙酰輔酶A,激活乙酰輔酶A羧化酶。）變構(gòu)調(diào)節(jié)抑制劑：軟脂酰CoA激活劑：檸檬酸例題：脂肪酸合成的限速步驟是由——酶催化的反應(yīng)，該酶是受——的變構(gòu)激活。碳鏈的延伸——自甲基端至羧基端：起始物：乙酰輔酶A2C單位供體：丙二酸單酰輔酶A4C乙酰輔酶A6C3CCO23CCO23CCO216C大致過程：軟脂酸合成酶系不同生物體內(nèi)結(jié)構(gòu)有所不同

3.植物和細(xì)菌脂肪酸合成酶系結(jié)構(gòu)模式ACP①乙酰CoA:ACP轉(zhuǎn)移酶②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

①②③④⑤⑥中央巰基SH外圍巰基SHHSO-CH2-Ser-ACP4.軟脂酸生物合成的反應(yīng)過程乙酰CoA:ACP轉(zhuǎn)移酶丙二酸單酰CoA:ACP轉(zhuǎn)移酶β-酮脂酰-ACP合酶β-酮脂酰-ACP還原酶β-羥脂酰-ACP脫水酶烯脂酰-ACP還原酶ACPHSE3HSCH3C-SCoAOE1CH3C-SOACPE3HSCH3C-SOACPE3HSE2ACPE3HSCH3CCH2C-SOOCO2E3E4E5E6OE3HSACPCH3CH2-CH2C-SE1E3HSACPCH3CH=CHC-SOOHCH3CCH2C-SOACPE3HSHCH3C-SOE3ACPS哺乳動(dòng)物在硫酯酶作用下水解，產(chǎn)生游離脂肪酸。細(xì)菌等產(chǎn)生軟脂酰CoA。

8乙酰輔酶A+14NADPH+14H++7ATP

8輔酶A+軟脂酸+14NADP++7ADP+7Pi+6H2O比較項(xiàng)目脂肪酸從頭合成脂肪酸β-氧化進(jìn)行部位胞漿線粒體運(yùn)載系統(tǒng)（溝通胞漿與線粒體）檸檬酸（轉(zhuǎn)移乙酰CoA至胞漿

）肉毒堿（轉(zhuǎn)移脂酰CoA至線粒體脂?；d體不同ACP-SHHS-CoA二碳單位參加的形式丙二酰CoA（從甲基端向羧基端延長）---?；w乙酰CoA（從羧基端到甲基端的縮短）------產(chǎn)物中間產(chǎn)物β-羥脂酰基的構(gòu)型D-L-電子供體/受體電子供體NADPH（由還原途徑構(gòu)成）電子受體FAD、NAD+（由氧化途徑構(gòu)成）CO2

參加否參加否有無多酶復(fù)合體有（脂肪酸合成酶系無過程（兩個(gè)過程不是逆反應(yīng)，因?yàn)樗玫拿负洼o因子不同）縮合-還原-脫水-還原活化-脫氫-水合-脫氫-硫脂解總反應(yīng)8乙酰輔A+7ATP+14NADPH+7H+→8CoA+軟脂酸+7ADP+7Pi+14NADP++6H2O軟脂酸+ATP+7H2O+7NAD++7FAD+8CoA→8乙酰輔A+7FADH2+7NADH+AMP+PPi

例題：β-氧化生成的β-羥脂酰CoA的立體異構(gòu)體是——構(gòu)型，而脂肪酸合成過程中生成的β-羥脂酰ACP的立體異構(gòu)體是——構(gòu)型。5.脂肪酸碳鏈在線粒體內(nèi)加長

——線粒體合成途徑軟脂酰輔酶A+RCH2C-CH2-C~CoAOO縮合酶HS~CoARCH2CH-CH2-C~CoAOHOHRCH2CC-C~CoAOHRCH2CH2-CH2-C~CoAO還原NADH+H+NAD+脫水H2O還原NADPH+H+NADP+（1）進(jìn)行部位：線粒體基質(zhì)。（2）在軟脂酰輔酶A（16C）的基礎(chǔ)上延長碳鏈，2C單位供體是乙酰輔酶A，而不是丙二酸單酰輔酶A。（3）基本上是β-氧化的逆過程，只是烯脂酰輔酶A還原酶的輔酶是NADPH，而不是FADH2（4）脂酰基的載體是HSCoA，而不是ACP小結(jié)：內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)碳鏈延長:在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)軟脂酸的碳鏈延長，與胞液中脂肪酸合成過程基本相同（2C單位供體是丙二酸單酰輔酶A，NADPH+H+提供還原力,也經(jīng)縮合、加氫還原、水合，再加氫還原等過程

）

只是其脂?；皇且訟CP為載體，而是與HS-CoA相連參加反應(yīng)。RCH2CH2C~SCoAOCO2延長兩個(gè)碳原子例題：脂肪酸合成中的碳鏈延長在線粒體中和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的機(jī)制有何不同？（二）不飽和脂肪酸的合成1.單不飽和脂肪酸的生成軟脂酰CoA棕櫚油酰CoA脂酰CoA去飽和酶硬脂酰CoA油酰CoA脂酰CoA去飽和酶脂酰CoA去飽和酶是一種特殊的氧化酶，又稱加氧酶。其催化過程中的電子傳遞機(jī)制表示如下：（1）氧化脫氫途徑：在脂酸的第9、10碳位脫氫2222+2H+或NADPH,H+或NADP+（2）β-氧化、脫水途徑中等長度的β-羥脂酰-ACPCH3......CH2CHCH2C-S-ACPOHO脫水CH3......CH=CHCH2C-CH2-C-S-ACPOOOCH3......CH=CHCH2C-S-ACPβ-烯脂酰-ACP保留雙鍵的基礎(chǔ)上延長2C單位β在飽和脂酸的β-碳位氧化成羥酸，再脫水形成雙鍵。在保留雙鍵的基礎(chǔ)上繼續(xù)進(jìn)行碳鏈加長，形成單烯不飽和脂肪酸。2.多不飽和脂肪酸的形成和轉(zhuǎn)變ω-3系列ω-6系列三、脂肪的生物合成磷酸甘油酯酰轉(zhuǎn)移酶磷酸甘油酯酰轉(zhuǎn)移酶二酰甘油酯酰轉(zhuǎn)移酶磷酸酶磷酸甘油脂酰轉(zhuǎn)移酶磷酸甘油脂酰轉(zhuǎn)移酶磷脂酸磷酸酯酶二酰甘油脂酰轉(zhuǎn)移酶思考：以甘油和軟脂酸合成一分子三軟脂酸甘油酯需要消耗多少高能鍵？第三節(jié)磷脂和鞘脂的代謝一、磷脂的代謝

1.甘油磷脂的分解磷脂酶A1、A2、C、D的特異性水解部位：2.甘油磷脂的合成HOCH2CH2NH3HOCH2CH2N(CH3)3OCH2CH2NH3磷酸乙醇胺CDP-OCH2CH2NH3CDP-乙醇胺乙醇胺激酶CTP:磷酸乙醇胺胞苷轉(zhuǎn)移酶ATPADPCTPPPi膽堿激酶ATPADPOCH2CH2N(CH3)3CDP-OCH2CH2N(CH3)3CDP-膽堿CTP:磷酸膽堿胞苷轉(zhuǎn)移酶CTPPPiPP（1）乙醇胺和膽堿的活化（ATP\CTP參與）++++++3SAMCH3SCH2CH2CHNH2COOH腺苷+（2）甘油二酯的活化磷脂酸CDP-甘油二酯絲氨酸磷脂、肌醇磷脂的合成是按此途徑合成：甘油磷脂的合成途徑I：磷脂酰乙醇胺和磷脂酰膽堿的合成按此途徑合成：+甘油磷脂合成途徑II：例題：合成卵磷脂時(shí)所需的活性膽堿是（）（1）CDP-膽堿（2）GDP-膽堿（3）UDP-膽堿（4）ADP-膽堿3SAM磷脂酰乙醇胺（腦磷脂）CDP-乙醇胺磷脂酰膽堿（卵磷脂）葡萄糖3-磷酸甘油磷脂酸1，2-甘油二酯脂酰CoACDP-膽堿甘油三酯2RCOSCoAPi轉(zhuǎn)酰基酶磷酸酯酶轉(zhuǎn)移酶CH3SCH2CH2CHNH2COOH腺苷+OHCMP2HSCoACMPHSCoA二、鞘脂的代謝（自學(xué)）第四節(jié)膽固醇的代謝一、膽固醇轉(zhuǎn)化為活性物質(zhì)1.膽固醇在肝臟中主要是轉(zhuǎn)化為膽汁酸2.膽固醇是維生素D3的前體4.膽固醇的3-位羥基還可與脂肪酸（脂酰-CoA）結(jié)合成膽固醇酯（低密度脂蛋白，高密度脂蛋白內(nèi)核的主要成分）3.合成類固醇激素（性激素屬于類固醇激素）低密度脂蛋白（LDL）,高密度脂蛋白（HDL）低密度脂蛋白把膽固醇從肝臟運(yùn)送到全身組織，當(dāng)?shù)兔芏戎鞍走^量時(shí)，它攜帶的膽固醇便積存在動(dòng)脈壁上，久了容易引起動(dòng)脈硬化。因此低密度脂蛋白被稱為“壞的膽固醇”

高密度脂蛋白可以將動(dòng)脈粥樣硬化血管壁內(nèi)的膽固醇“吸出”，并運(yùn)輸?shù)礁闻K進(jìn)行代謝清除。因此，HDL具有“抗動(dòng)脈粥樣硬化性脂蛋白”的美稱?！把芮宓婪颉薄６?/p>