脂类的代谢

Ⅵ、脂酰ACP （丁酰ACP）的生成
O
+ + + SACP NADPH H CH3CH CHC
E6
O CH3CH2 CH2C SACP + NADP
+
动物细胞脂 肪酸从头合 成途径仅限
于合成软脂
酸，原因在
于 β- 酮脂酰
ACP合酶对
链长具专一
性。
软脂酰ACP + H2O → 软脂酸 + ACP
反应由酶7：软脂酰ACP硫脂酶催化 或经酶催化，软脂酰基从ACP上转移到CoA 上，以参与多种反应，或直接形成磷脂酸。
不需要柠檬酸
氧化反应发生在 β-位上，碳 原子成对脱落（乙酰 CoA） ，不需要CO2 参与
吸能反应：丙二酸单酰CoA的 形成及还原反应 三羧酸转运机制
放能反应，产生大量ATP
肉碱穿梭
⑵、线粒体延长途径 线粒体延长途径独立于从头合成途径，基本上 是 β- 氧化途径的逆过程。经多次重复可使碳链延长 至C24。与从头合成途径比较： 酰基载体不同：CoA 每次添加的单位不同：2碳单位——乙酰CoA 第二次还原的氢供体：NADPH + H+ 该延长途径也可用于不饱和脂肪酸的延长。
肉碱-脂酰移位酶Ⅰ存在于外膜上 肉碱-脂酰移位酶Ⅱ存在于内膜上
⑷、脂肪酸β-氧化中ATP的生成
脂肪酸在进行 β- 氧化前，仅需活化一次；
除活化在细胞溶胶中进行外，其余均在线粒体 中进行； β- 氧化作用包括氧化、水化、再氧化 及硫脂解等重复步骤。
软脂酸：CH3（CH2）14COOH
活化：ATP → AMP + PPi
2、脂肪酸的氧化 ⑴、脂肪酸 β-氧化的研究简史 1904年 德国 Knoop 用苯环标记，追踪脂肪酸在动物体内的代 谢过程： O
COOH C-NHCH 2COOH
马尿酸
O CH2COOH CH2C-NHCH 2COOH
苯乙尿酸
苯乙尿酸
结论：脂肪酸的氧化从羧基端的 β 位碳原子开始， 碳原子成对地从脂肪酸链上切下
E.coli 及植物的脂肪酸合酶复合体由 ACP
和 6 个酶组成。
磷酸泛酰巯基乙胺
CoASH
④、反应过程
Ⅰ、丙二酸单酰 CoA 的生成
CH3C SCoA + HCO 3 + ATP O
乙酰CoA羧化酶 Mn2+、生物素
COOH + ADP + Pi CH2 O C SCoA
Ⅱ、乙酰ACP与丙二酸单酰ACP 的生成
O CH3C
O CH 2C OH CH3
O C
CH 3
乙酰乙酸
丙酮
70%
30%
极少
⑴、酮体的生成
原料：乙酰CoA
部位：肝脏 过程： HMG CoA 合酶及 HMG CoA 裂解酶是肝脏特 有酶。 HMG CoA合酶是酮体生成限速酶。
乙酰乙酰CoA硫脂解酶
2个2C ↓ 4C 2C
6C
CH3
2C+4C
第六章 脂类的代谢
（Chapter 6 Metabolism of Lipid）
内容提要
一、脂类概述 1、脂类 2、生理意义 二、脂肪的酶促水解 三、三酯酰甘油的分解代谢
1、甘油的氧化
2、脂肪酸的氧化
⑴、脂肪酸 β-氧化的研究简史
⑵、脂肪酸的氧化过程
⑶、肉碱穿梭
⑷、脂肪酸β-氧化中ATP的生成
⑸、脂肪酸的其他氧化方式
⑵、酮体的利用
利用部位：肝外组织（肝脏无转硫酶或硫激酶）
O CH 3C O CH 2C OH
琥珀酰CoA 琥珀酰CoA转硫酶 琥珀酸
O CH 3C
O CH 2C SCoA
HSCoA
硫脂解酶
脑、心肌、肾、肾上腺、骨骼肌
2CH 3
O C SCoA
TCAC
或：
O O CH3C CH 2C OH + CoASH + ATP O O SCoA + AMP + PPi HSCoA
COOH
甲基丙二酰CoA 表异构酶 （消旋酶）
CH3 C H C SCoA O
L-甲基丙二酰CoA
甲基丙二酰
CoA变位酶
B12
奇数碳原子脂肪酸也可先进行 α- 氧化，脱
去一个碳原子后，再进行β-氧化。
③、脂肪酸的α-和 ω-氧化
叶绿素 （水解）→ 叶绿醇 →
α-氧化：
不能进行 β- 氧化的
支链脂肪酸，经线粒体 中特异羟化酶和脱羧酶 的作用，从羧基端脱去 一个碳原子，该过程就
为脑组织的主要能源。
酮体分子量小，易溶于水，便于运输，是肌
肉（长时间作功）和大脑的重要能源。
酮体在全血中的正常值： 78.4 ～ 489.7µ mol／L
。
酮体堆积原因： A、长期饥饿，脂肪动员加速，产生大量酮体， 超过肝外组织利用的能力； B、机体缺糖时，酮体不能顺利进入TCA循环。
（糖尿病、孕妇反应期）
3、酮体 ⑴、酮体的生成 ⑵、酮体的利用
⑶、酮体生成的生理意义
四、脂肪的合成代谢
1、脂肪酸的生物合成 ⑴、脂肪酸的从头合成途径 ⑵、线粒体延长途径 ⑶、内质网延长途径 ⑷、不饱和脂肪酸的生物合成 2、脂肪的生物合成
五、磷脂（PL）的代谢
1、磷脂的分布
2、磷脂的通式
3、磷脂的代谢
⑴、磷脂的分解代谢
CH2O C
来自百度文库
CH2O C
水解脂肪的酶： 消化道中有胰脂肪酶等 毛细血管内皮细胞释放的是脂蛋白脂肪酶
脂库中有三（二、一）酯酰脂肪酶（三酯酰
脂肪酶为激素敏感性脂肪酶）
三、三酯酰甘油的分解代谢 1、甘油的氧化 甘油在氧化之前，必须先活化 ——甘油-3-磷酸（甘油-α-磷酸）
→→→ 葡萄糖和糖原
二羟丙酮磷酸 →→→ CO2 + H2O + 能量
获能效率 = 30.514 ×106 ÷9790 = 33%
计算：乙酸、丁酸、己酸· · · · · · 硬脂酸彻底氧化，
产生ATP？
软脂酸的三脂酰甘油彻底氧化，产生ATP？
⑸、脂肪酸的其他氧化方式 ①、不饱和脂肪酸的氧化
R C
4 5 4
R C
烯脂酰CoA异构酶
5
C C C C O
顺式
2
C C
3
Ⅳ、基质：分布有参与糖、脂、Aa代谢的重要酶
（如：有关 TCA 循环的酶、脂肪酸 β-氧化酶系、
尿素循环中的部分酶等）
⑶、内质网延长途径 内质网延长途径较线粒体延长途径活跃，
16碳酸可延长至18碳酸。
与从头合成途径比较：
酰基载体不同：CoA
每次添加的单位相同：丙二酸单酰CoA 氢供体相同：NADPH + H+
O RCH 2CH2CH2CH2-C-SCoA + AMP + PPi
CoASH 是酰基的载体
活化反应在细胞溶胶即胞浆中进行
②、脂肪酸的β-氧化（步骤一）
⑶、肉碱穿梭
10 个碳原子以下的短或中长链的脂酰 -CoA
分子可容易地渗透通过线粒体内膜，但更长链 的脂酰-CoA就需一个特殊的运转机制。
脂酰CoA
四、脂肪的合成代谢
脂肪的结构式：
O CH 2O CHO CH 2O C O C C O R1 R2 R3
1、脂肪酸的生物合成 脂肪酸合成途径有三条：从头合成途径、 线粒体延长途径、内质网延长途径。脂肪酸的 合成主要在细胞溶胶进行。 ⑴、脂肪酸的从头合成途径
①、合成原料：乙酰CoA（来源？）
②、合成部位：细胞溶胶 乙酰CoA羧化酶 ③、参与反应的酶
⑷、线粒体的功能 ①、线粒体各结构的酶
Ⅰ、膜间空隙：腺苷酸激酶等核苷酸激酶 Ⅱ、外膜：单胺氧化酶、脂肪酸延长途径中的酶等 Ⅲ、内膜：分布着与ATP的生成有关的重要酶
（如： Cytb、c、c1、a、a3；琥珀酸脱氢酶； NADH-Q还原酶等呼吸链酶及与氧化磷酸化有关的 酶——FoF1-ATPase 等）
β-氧化：一次β-氧化得 4 mol ATP 第一次脱氢 第二次脱氢 FADH2 NADH + H+
-2ATP
+1.5ATP +2.5ATP
共经 7 次β-氧化，所以：4×7 = 28ATP
7 次β-氧化共产生 8 mol 乙酰CoA 所以：10×8 = 80ATP 总的能量变化：80 + 28 –2 = 106 ATP
叫α-氧化。
ω-氧化： ω-C 原子指远离羧基端的末端碳原子
中长链或长链脂肪酸，可按 ω-氧化途 径进行氧化。
3、酮体 酮体：脂肪酸在肝脏中的不完全氧化产 物 —— 乙酰 CoA，可转化成 β- 羟丁酸、乙酰 乙酸和丙酮，这三种物质合称为酮体。
O CH3CHCH 2C OH OH
酮体指：β-羟丁酸
动物脂肪酸合酶复合体的每一个亚单位含 有一个ACP功能区和7个不同的酶活性区：
乙酰CoA:ACP转酰酶、 丙二酸单酰CoA:ACP转酰酶、
β-酮脂酰ACP合酶、
β-酮脂酰ACP还原酶、
β-羟脂酰ACP脱水酶、
烯脂酰ACP还原酶、
软脂酰-ACP 硫脂酶* 。
酵母：脂肪酸合酶复合体由两个多功能的
肽链组成，一条链具ACP功能和两种酶活性， 剩下的 4 种酶活性在另一条链上。两条链组成 一个二聚体，然后 6 个二聚体再组合为一个大 复合体。
硫脂解酶 乙酰乙酸硫激酶
CH3C CH 2C
骨骼肌、心、肾等组织
O 2CH 3 C SCoA TCAC
丙酮的去向：肺部呼出、尿中排出、转化成 丙酮酸，参加各种代谢。
⑶、酮体生成的生理意义 酮体是脂肪酸在肝内正常代谢的中间产物， 是肝输出脂肪酸类能源物质的一种形式。 饥饿及糖供应不足时，酮体将替代葡萄糖成
⑤、穿梭——乙酰CoA进入细胞溶胶
三羧酸转运体系
⑥、脂肪酸从头合成总反应式：
O O
+
CH3C SCoA + 7 HOOCCH 2C SCoA +14 NADPH +14 H
CH3(CH 2)14COOH+7CO 2+8CoA+14NADP +6H 2O
+
⑦、脂肪酸从头合成途径与脂肪酸 β-氧化的比较：
脂肪酸合酶复合体
Ⅰ、乙酰CoA羧化酶：别构酶（限速酶）。受柠檬酸 激活，受丙二酸单酰 CoA及长链脂酰 CoA的抑制；磷 酸化与脱磷酸化也影响酶的活性。
（引发脱磷酸化/活化）
失活）
Ⅱ、脂肪酸合酶复合体： 动物细胞中脂肪酸合酶复合体包括 7 种酶活
性和一个酰基载体蛋白（ ACP），酶是二聚体。
酶活性均由一条多肽链提供：
3
2
C C O SCoA
SCoA
反式
②、奇数碳原子脂肪酸的氧化 经正常的β-氧化产生丙酰CoA，丙酰CoA 经三步酶促反应转化成琥珀酰CoA
COOH + CO2 , + H2O , + ATP
丙酰CoA羧化酶、生物素
H C CH3 C SCoA O
D-甲基丙二酰CoA
COOH H C CH3 C SCoA O
其功能为：
储能与供能（富能燃料） 天然的保护屏障——软垫作用与热垫作用 可促进脂溶性维生素的吸收 提供必需脂肪酸
是合成前列腺素等生理活性物质的原料
⑵、结构脂质 通常指类脂。分布于各组织中，为固定脂或 基本脂。 功能：生物膜的重要组分
磷脂、胆固醇是神经髓鞘的重要成分
⑶、活性脂质
细胞中含量不多，但具专一且重要的生物活
O CH3C SCoA + ACP
E1
O CH3C SACP + CoA O CH3C S E3
O HOOCCH 2C SCoA + ACP E2
O HOOCCH 2C SACP + CoA
Ⅴ、烯脂酰ACP （α，β-烯脂酰ACP）的生成
OH
O
CH3CH CH2C SACP
E5
O CH3CH CHC SACP + H2O
性。
羧基
碳氢链
三酯酰甘油
二、脂肪的酶促水解
O CH2O C CHO C O O R1 CH2OH + R1COOH CH2OH O C O R2 R3 + R3COOH + R2COOH CH2OH R2
酯酶
R2 R3
酯酶
H 2O
CHO CH2OH C
O
酯酶
H 2O
H 2O
CHO
CHOH CH2OH
⑵、磷脂的合成代谢 六、胆固醇（chol）的代谢 1、胆固醇的合成 2、胆固醇的转化
学习方法： ⑴、与糖代谢相比，脂代谢特点？ ⑵、糖与脂肪酸能互变吗？如何变？ 它们的相互关系如何？
一、脂类概述 1、 脂类 :
也称脂质或类脂。
化学本质：脂肪酸和醇所形成的 酯类及其衍生物。
2、生理意义
⑴、贮存脂质 一般指脂肪,主要分布于脂肪组织，为可变脂 或储脂。
从头合成途径
反应地点 细胞溶胶
β-氧化途径
线粒体
参与的酶
辅因子 酰基载体
脂肪酸合酶复合体
还原酶辅酶：NADPH+H+ ACP 脂肪酸高速合成时，需柠檬酸 激活限速酶：乙酰CoA羧化酶 合成反应需CO2参与（以 HCO3- 形式）
β-氧化酶系
脱氢酶辅酶：FAD、NAD+ CoA
激活剂
2 碳单位 加入或减 去的方式 能量 穿梭方式
⑵、脂肪酸的氧化过程 脂肪酸的氧化过程分为：
脂肪酸的活化（预备步骤）
脂肪酸的β-氧化（步骤一）
乙酰CoA进入TCA循环（步骤二）
步骤一、二中产生的NADH及FADH2进入
呼吸链（步骤三）
①、脂肪酸的活化（胞浆）
脂酰CoA合成酶
RCH 2CH2CH2CH2COOH + ATP + CoASH
脂酰CoA合成酶 硫激酶，Mg2+