第20章 脂类代谢

哺乳动物磷脂酰丝氨酸的合成见P416图25-20
3、内脑磷脂、卵磷脂的合成（哺乳动物）
（脑磷脂）
（卵磷脂）
六、胆固醇的代谢
1、胆固醇的转化（相当于分解代谢）
（1）转变为胆汁酸 (bile acid)（肝脏） （图25-24）
初级胆汁酸：在肝脏由胆固醇直接转变生成的胆汁酸，包括游离
型和结合型。胆汁酸合成的限速酶是7--羟化酶。
去饱和
去饱和酶
软脂酸（棕榈酸，16C） 硬脂酸（18C）
去饱和酶
棕榈油酸（16，△9）
油酸（18，△9 ）
注意： 1、去饱和酶的作用是催化双键形成，动物在细胞的内质网上 进行，植物在细胞质中进行 2、去饱和催化反应需要NADPH 和O2参与。 3、动植物都可以形成△9单不饱和键，但是只有植物和无脊椎 动物可以形成△9以外的双键，哺乳动物则没有此功能。哺乳 动物可以利用双不饱和脂肪酸合成多不饱和脂肪酸。
甘油三酯分解代谢总结
二、脂肪酸的生物合成
合成方式：
A. 从头合成(de novo)：从乙酰CoA开始，在胞液中进行，主 要合成16碳以下的脂肪酸。
B. 延长途径：即在已有的脂肪酸的基础上加上二碳物，在内 质网和线粒体中进行。
1．丙酮酸脱羧
原料：乙酰辅酶A
2．脂肪酸β－氧化
3．氨基酸氧化
以上过程均发生在线粒体中，因此乙酰辅酶A须 穿过线粒体膜才能进入胞液开始从头合成
NADP+
-羟脂酰-ACP 脱水酶
OH O H3C-CH-CH2-C～S-ACP 辅基是生物素，是脂肪酸合成的限速酶
脂肪酸合成酶复合体
在高等动物细胞内，脂肪酸合成酶系是一个多功能酶的二聚 体。每个亚基含有一个酰基载体蛋白（ACP）的核心和七种酶活 性部位，7种酶活性部位都在一条多肽链上，属多功能酶，由一 个基因编码。
5、直链奇数碳饱和脂肪酸的β氧化
直链奇数碳脂肪酸经过反复的 β氧化后除了产生多个乙酰CoA外 还产生丙酰CoA，丙酰CoA有两条 代谢途径：
丙酰CoA转化成琥 珀酰CoA，进入TCA （反刍动物体内） 图25-6
丙酰CoA转化成乙酰CoA（这条途径在植物、微生物和海洋 生物中较普遍）。
6、饱和脂肪酸彻底氧化产能计算
次级胆汁酸：
初级胆汁酸经 胆道系统排入 肠道，在肠道 细菌作用下的 产物，例如粪 固醇。
（2）转化为7-脱氢胆固醇（皮肤）
脂肪酸合酶的基本构成，辅酶和辅基是谁？ 脂肪酸合成共分几步完成？软脂酸从头合成总方程式（P410)？
每生成一分子软脂酸所需的能量（P411)？
CO2 的作用？（同位素实验证明，释放的CO2来自形成丙二酸 单酰CoA时所羧化的HCO3－ ，羧化上的C原子并未掺入脂肪酸， HCO3－ 在脂酸合成中只起催化作用） 每次逐加的二碳单位乙酰- CoA ，1分子软脂酸由1分子丙二酸单 酰CoA与7分子乙酰CoA形成。 奇数碳原子的饱和脂肪酸的合成的起始物为两分子丙二酸单酰ACP，而不需要乙酰-S-ACP，逐加的二碳单位也来自乙酰-ACP ）
脂酰-CoA合酶家族对脂肪酸的链长具有要求：
活化长链脂肪酸（12C以上）由内质网膜型脂酰CoA合酶
活化中、短链脂肪酸（4~10C）由线粒体外膜型脂酰CoA合酶 中、短链脂酰CoA直接进入线粒体
2、脂酰CoA进入线粒体
穿梭是在在肉碱（carnitine）的协助下，肉碱脂酰转 移酶Ⅰ是限速酶，脂酰CoA进入线粒体是脂肪酸-氧 化的主要限速步骤。
脂酰基载体蛋白（ACP） 1:乙酰CoA-ACP转移酶(AT) 2:丙二酰CoA-ACP转移酶(MT) 3:β-酮脂酰-ACP合酶（KS） 4:β-酮脂酰-ACP还原酶(KR) 5:β-羟脂酰-ACP脱水酶(HD) 6:烯酰-ACP还原酶（ER） 7:硫酯酶（TE）
磷酸泛酰巯基乙胺
脂肪酸从头合成小结
三酰甘油
载脂蛋白
乳糜微粒
/骨骼 肌 等 部位
甘油的去路
思考：一摩尔甘油经酵解和三羧酸循环彻底氧化为CO2 和H2O净产生的ATP是多少？
二）脂 肪 酸 的 氧化分 解（主要在肝部） 1、脂肪酸的活化——脂酰CoA的生成（细胞质）
O R C O Fatty acid + HSCoA ATP AMP + PPi O Mg2+ R C acyl-CoA S CoA synthetase acyl-CoA
脂类
复合脂类
衍生脂类
不含脂 肪酸
一、脂肪酸的分解代谢
CH2 OH HO CH CH2 OH 甘油
RCOOH 脂肪酸
一）三酰甘油的消化、吸收和运转
长链三酰甘油
胃脂酶 胰脂酶
短链(2~4C)/中链(6~10C)三酰甘油
胃脂酶 胰脂酶
胆固醇脂 磷脂 肝/肾 血液 甘油 胆 血液 单（二）酰甘油 固 磷脂酶A2 + 与清蛋 和脂肪酸 醇 脂肪酸 白结合 酯 胆汁酸 乳化 脂蛋白脂肪酶 酶 肌肉/脂肪组织 肝/心 胆汁酸盐微团 胆固醇/溶血磷脂 淋巴 血液
思考：硬脂酸（18C）与油酸（18：1）比较，在ATP 生成上有何变化？
7、酮体代谢 概念：在肝、肾细胞内，脂肪酸经β-氧化产生的乙酰CoA，
在的线粒体内生成乙酰乙酸（30%）、β-羟丁酸（70%）、丙酮 （少量）的代谢过程。这三种物质统称为酮体。
肝脏线粒体中的乙酰CoA走 哪一条途径，主要取决于草 酰乙酸的可利用性。饥饿状 态下和糖尿病患者，草酰乙 酸离开TCA，用于糖异生合成 Glc。因此进入TCA的草酰乙 酸的量减少，造成TCA循环减 慢，结果只有少量乙酰CoA进 入TCA，过量的乙酰CoA就被 用于合成酮体。
1、乙酰CoA运转：柠檬酸—丙酮酸循环
线粒体内 柠檬酸 乙酰CoA
柠檬酸 合成酶 草酰乙酸
线粒 体膜
胞液 柠檬酸
柠檬酸 裂解酶 草酰乙酸
苹果酸 脱氢酶
CoA ATP ADP+Pi
乙酰CoA
NADH+H+ NAD+
ADP+Pi ATP CO2
丙 NADH+H+ 酮 苹果 酸 酸脱 羧 氢酶 化 NAD+ 酶
三、脂肪酸代谢的调节
合成脂肪酸
1、丙二酸单 酰CoA强烈的 抑制脂酰肉碱 胞液 转移酶1的活 性，故丙二酸 单酰CoA的浓 脂酰CoA 度高时，合成 增加分解被抑 SHCoA 制。 肉碱脂酰转移酶Ⅰ
膜间隙
线粒体 肉碱脂酰转移酶Ⅱ
肉碱
脂酰CoA 肉碱 SHCoA 脂酰肉碱
强烈 脂酰肉碱 抑制
β-氧化
生 物 化 学 Biochemistry
第20章 脂质代谢
Lipid Metabolism
生命科学与技术学院
陈吉宝
本章主要内容
一、脂肪酸的分解代谢
二、脂肪酸的生物合成
三、脂肪酸代谢的调节
四、三酰甘油的合成代谢
五、磷脂的分解与合成代谢 六、胆固醇的代谢 七、血浆脂蛋白代谢
生物体内的脂类
三酰甘油 单纯脂类 蜡 磷脂 糖脂 硫脂 甾醇类 萜 类 细胞的结 构成分 参与代 谢调控 储能物质 含脂 肪酸
酮体生成的生理意义及酮症的产生
意义 酮体是脂肪酸在肝内正常的中间代谢产物，是肝 输出能源的一种形式。酮体具水溶性，能通过血脑屏障 及毛细血管壁，对于不能氧化脂肪酸的脑组织来讲，酮
体则是脑组织的重要能源。
酮症 正常情况下，血中仅含少量酮体(每100mL血中含0.2 －0.9mg)。在异常情况下，如饥饿、高脂低糖膳食及糖尿病 时，脂肪动员加强，酮体生成增多。当肝内产生酮体超过肝 外组织氧化酮体的能力时，则血中酮体蓄积，当每100mL血 中含300－400mg时称为酮血症。尿中有酮体排出，称酮尿症。 二者统称为酮症。酮症可导致代谢性酸中毒，严重酮症可导 致人死亡。
四、甘油三酯（三酰甘油）的合成
合成部位：肝、脂肪组织及小肠。 合成原料：甘油、脂酰CoA。
1、甘油 二酯途径 ：存在 肝
细胞、脂 肪细胞
脂肪酸的活化 脂酰CoA
2、甘油一酯途径
小肠粘膜细胞利用消化吸收的甘油一酯及 脂酸再合成甘油三酯，称甘油一酯途径。
五、磷脂的分解与合成代谢
含有磷酸的脂类统称为磷脂，是脂类中极性最
酮体的分解—肝外组织使用酮体作为燃料
肝中酮体生成的酶类很活泼，但肝细胞没有能利用酮体的酶 类，而肝外许多组织具有活性很强的利用酮体的酶。因此，肝脏 线粒体合成的酮体，迅速透过线粒体并进入血液循环，送至全身 进行分解。 正常情况下 脑组织基本 上利用Glc 供能，严重 饥饿状态 75%的能量 由血中酮体 供应。
大的化合物。
磷脂
糖脂
{ {
甘油磷脂
鞘磷脂 鞘糖脂
}
鞘脂
甘油糖脂
一）甘油磷脂的分解代谢
磷 脂 酶 的 作 用 部 位
磷脂酶 A1
磷脂酶 A2
磷脂酶 C
磷脂酶 D
二）磷脂的生物合成
鞘 磷 脂
甘 油 磷 脂
1、磷脂酸的合成（真核生物）
二脂酰甘油 二脂酰甘油激酶
2、心磷脂、磷脂酰肌醇、磷脂酰丝氨酸的合成（真核生 物）
（5）动物体内脂肪代谢产生的乙酰-CoA大部分直接进入TCA最终
产生能量和CO2，少部分用于生成酮体、类固醇、脂肪酸；植物 体内脂肪代谢产生的乙酰-CoA可直接进入TCA，也可进入乙醛 酸循环形成草酰乙酸，并通过糖异生途径生成葡萄糖。
4、不饱和脂肪酸的β氧化
单 不 饱 和 脂 肪 酸 的 氧 化
多不饱和脂酸的氧化（自学）
3、饱和脂肪酸β-氧化作用
概念：脂肪酸在氧化分解时，在羧基端的β-碳原子上进行氧 化，并在碳链的α-碳原子与β-碳原子之间断裂，每次断下一个 二碳单位，即乙酰CoA，该过程称作β-氧化。
试验证据