第7章 脂类代谢

HSCoA CH3COCH2COOH 乙酰乙酸 乙酰乙酸硫激酶 COOHCH2CH2 CO~SCoA 琥珀酰CoA
琥珀酰CoA转硫酶
H2O
CH3 COCH2 CO ~SCoA 乙酰乙酰CoA
SHCoA
COOHCH2CH2COOH
琥珀酸
乙酰乙酰CoA硫解酶
2 CH3 CO~SCoA 三羧酸循环 β-羟丁酸可脱氢转变为乙酰乙酸被利用，丙酮可转变为丙酮酸或乳酸被利用
甘油 脂肪 脂类 类脂
CH2OH
CHOH
+
脂肪酸
CH2OH
HO-C-R1 O HO-C-R2 O HO-C-R3
甘油 脂肪酸 甘油三酯（TG）
二、分布及生理功能
脂肪： 甘油三酯 脂类 磷脂 固定脂（基本脂） 类脂 糖脂 细胞结构成分 胆固醇及其酯 可变脂 储能、供能、保温等
体内脂肪酸来源：
P156
CH3
羟甲基戊二酸单酰CoA (HMGCoA)
羟甲基戊二酸单酰CoA
HMGCoA裂解酶
CH3COSCoA CH3COCH2 CO OH
乙酰乙酸 30%
β-羟丁酸脱氢酶
NADH+H+ CO2
酮 体
NAD+
CH3CHOHCH2COOH CH3COCH3 丙 酮
β-羟丁酸 70%
2、酮体的利用（肝外★★ ）
3.酶及反应过程
乙酰CoA的活化（第一步反应）
乙酰CoA
乙酰CoA羧化酶
生物素 ATP ADP
HOOC-CH2-CO~SCoA 丙二酰CoA
HCO3—
（丙二酸单酰CoA）
乙酰CoA羧化酶是脂酸合成的限速酶，生 成的丙二酰CoA 作为乙酰基（二碳）供体， 在脂肪酸合成酶系作用下逐步加成脂肪酸
脂肪酸合成酶系：7种酶及酰 基载体蛋白（ACP），含有2个 巯基
第7章
脂类代谢
CH3─CH2─OH
CH3─CHO
CH3─COOH
CH3─CH2─CH2─CH2─CH2─CH2─CH2─CH2─COOH 脂肪酸 CH3─CH─CH─CH2─CH─CH─CH2─COOH 不饱和脂肪酸
o
R1-COOH + HO-R2→ R1-C─O-R2 酯
目的与要求
★★
1．掌握脂肪酸的氧化及酮体的代谢；掌握胆固 醇的代谢。掌握血浆脂蛋白的分类，各种血浆脂 蛋白的组成、合成部位及生理功能。
1.自身合成
2.人体所需、自身不能合成、靠外 源摄入（特别是一些多不饱和脂肪 酸——必需脂酸★★ ：如亚油酸、 亚麻酸、花生四烯酸，它们是前列 腺素PG、血栓恶烷TXA2、白三烯 LTs等生理活性物质的前体）
三、 脂类的消化和吸收
（一）消化：主要在小肠
脂类
胆汁酸盐 乳化并 分散成 细小的 微团
水解酶
★
2．熟悉必需脂肪酸的概念和种类；磷脂的代谢； 血脂的种类；载脂蛋白及其功能；LPL和LCAT 的功能。 3．了解脂类的生理功能，脂类的消化吸收；了 解脂肪及脂酸的合成过程，血浆脂蛋白的代谢。
第一节 脂类概述
一、概念
脂类或脂质（lipids）是一类不溶于水而 溶于有机溶剂的有机化合物,包括脂肪及 类脂两大类 O
脂酰肉碱 脂酰CoA
肉碱
脂酰CoA
β-氧化
CoASH 脂酰肉碱
脂酰肉碱
肉碱载体转运脂酰CoA进线粒体 肉碱和脂酰肉碱转运载体： 肉碱-脂酰肉碱转位酶 脂肪酸氧化的限速步骤 ： 脂酰CoA进入线粒体 脂肪酸氧化的限速酶：肉碱脂酰转移酶Ⅰ
3.脂肪酸的β-氧化
以偶数碳原子（16C）的饱和脂肪酸 （软脂酸）为例
极 性 头
疏 水 尾
2、参与细胞信息传递等
二、 甘油磷脂的合成与分解
（一） 甘油磷脂的合成
1、合成部位：肝（强）（内质网）
2、合成原料★：脂酸、甘油、磷酸盐、氨基酸 （含氮）、ATP、CTP等 3、合成过程：甘油二酯合成途径——先激活胆碱 和乙醇胺，生成CDP-胆碱和CDP-乙醇胺，然后与 甘油二酯反应，生成磷脂酰胆碱（卵磷脂）和磷脂 酰乙醇胺（脑磷脂）
利用食物消化吸收时产生的脂肪酸和甘油一酯
2-甘油一酯
1,2-甘油二酯
甘油三酯
O R1-C-OH
O R1-C～SCoA O HO-C-R1 O HO-C-R2 O HO-C-R3
1
CH2OH CHOH CH2OH
2
3
（2） 甘油二酯途径(磷脂酸途径) ：肝脏、脂 肪
O
=
O
=
葡萄糖
葡萄糖 HO
CH2OH CH
3.酮体生成的生理意义
酮体分子小，溶解性高，易于透 过血脑屏障及肌肉毛细血管壁，是肌、 尤其是脑组织的重要能源。也是肝能 源输出的重要形式。
正常情况下，血中含少量酮 体，在饥饿、高脂低糖膳食及糖 尿病时脂酸动员增加，酮体生成 增多，若超出机体利用酮体的能 力，则会引起酮体堆积，严重时 导致酮症酸中毒(联系糖尿病 P123)。
脂肪酸
R-CO ~ SCoA
脂酰CoA
ATP
AMP+PPi
消耗2个高能磷酸键
脂肪酸的 活化形式
～ ～
2.脂酰CoA进入线粒体
胞浆
线粒体外膜
FFA+CoASH ATP AMP+PPi 脂酰 CoA 合成 酶
线粒体基质
线粒体内膜 CoASH 肉碱脂酰 转移酶Ⅱ 肉碱
肉碱脂 酰转移 酶Ⅰ 肉碱-脂 酰肉碱转 位酶
主要为胰脂酶 （需要辅脂酶 辅助）
小分子 物质
甘油、单酰甘 油、脂肪酸、 溶血磷脂、胆 固醇等
二、吸收：十二指肠下段及空肠上段
甘油、短链、中链脂肪酸→小肠粘膜细胞→入血
甘油一酯和长链脂肪酸→小肠粘膜细胞→合成TG
溶血磷脂→小肠粘膜细胞→合成磷脂
少 胆固醇→小肠粘膜细胞→合成胆固醇酯
与蛋白质结合形成乳糜微 粒通过淋巴入血
4、酮体生成的调节
例： 饱食时，糖充足
（四）甘油的氧化分解（经糖代谢途径）
甘油溶于水，可直接由血液运输至肝、肾被 利用。脂肪细胞及骨骼肌细胞缺乏甘油激酶不 能利用甘油
CH2OH HO CH CH2OH 甘油 甘油激酶 （肝、肾、肠） ATP ADP HO CH2OH CH CH2O- P 3-磷酸甘油 NAD+ NADH+H+ CH2OH C=O
糖酵解 分解 葡糖异生
氧化
磷酸甘油脱氢酶
CH2O- P 磷酸二羟丙酮
甘油活化形式
二、脂肪的合成
(一) 脂酸酸的合成（部分脂肪酸）
1、合成部位：肝脏为主（胞液）
2、合成原料：
乙酰CoA（来自葡萄糖代谢）、 ATP、NADPH（供氢体、来自磷酸戊 糖途径）、 HCO3—及Mn2+等
乙酰CoA的转运
线粒体内膜 葡萄糖 胞液 基质 丙酮酸
DG FA
DG脂肪酶
MG FA
MG脂肪酶
甘油 FA
CH2OH H CHOH H H CH2OH
O HOHO-C-R1 O HO-C-R2 HOO HO-C-R3 HO-
TG脂肪酶是脂肪分解的限速酶，它受多 种激素调控，故又称激素敏感性TG脂肪 酶（hormone-sensitive trilyceride lipase, HSL）
O CH2OCR2
=
R2COCH CH2OH
R2CO CH
O
=
CH2OCR3 三脂酰甘油 甘油三酯
1,2,二脂酰甘油 1,2-甘油二酯
O R1-C-OH
O R1-C～SCoA
O HO-C-R1 O HO-C-R2 O P HO-C-R3
1
CH2OH CHOH H CH2OH
2
3
第三节源自文库磷脂的代谢★
4.碳链的延长或缩短
（二）磷酸甘油的合成
1.糖代谢
2.甘油磷酸化
（三）脂肪的合成
1.合成部位★★
脂肪组织：既能合成，又能储存
脂肪肝
肝脏（强）：能合成，不能储存 VLDL入血 小肠：主要利用食物合成，形成CM经淋巴入血
2.合成原料★★
甘油和脂肪酸（来源于糖代谢）
3.合成过程 （1）甘油一酯途径（小肠）
脂酰CoA转移酶 HO R1CO～SCoA CoASH
CH2OCR1 CH
脂酰CoA转移酶 CoASH
O
=
CH2OC-R1
R2COCH CH2O- P 磷脂酸
甘油
CH2O- P 3-磷酸甘油
CH2O- P R CO～SCoA 2 1-脂酰3-磷酸甘油
O 磷酸酶 Pi O
=
O
=
CH2OCR1
=
脂酰CoA转移酶 R3CO～SCoA CoASH
－2
转运
1次β-氧化
1分子乙酰CoA
0
＋4
＋10
0
4× 7
10× 8
0
4× 4
10× 5
106 按3和2算分别是 129
64 78
能量计算公式： －2 ＋4 ×（ 2
n n
1 ）＋ 1 ）＋
10 × 2
n n
－2 ＋5 ×（ 2
12 × 2
（三）酮体的生成和利用★ ★
酮体（acetone bodies）：脂肪酸在肝 脏氧化分解时产生的中间产物，包括 乙酰乙酸、β-羟丁酸及丙酮
促进脂肪动员的激素称脂解激素（如肾 上腺素） 抑制脂肪动员的激素称抗脂解激素（如 胰岛素）
（二）脂肪酸的氧化分解（脑除外）
脂肪酸的β-氧化★ ★
1.脂肪酸的活化
2.脂酰CoA进入线粒体 3.脂肪酸的β-氧化
4.三羧酸循环
1.脂肪酸的活化
定位：胞浆
脂酰CoA合成酶
Mg2+
RCOOH + CoA-SH
一、磷脂的分类、结构与功能
磷脂（phospholipids, PL）是含有磷酸的 脂类，包括甘油磷脂、鞘磷脂
O R1 C — HO—CH2
HO—CH R2 C — O — X O CH2OH P—OH
OH
机体重要的甘油磷脂
X-OH
水 胆碱 乙醇胺 丝氨酸 甘油 X取代基团 －H －CH2CH2N+（CH3)3 －CH2CH2NH3+ －CH2CHNH2COOH －CH2CHOHCH2OH CH2OCOR1 磷脂酰甘油 HCOCOR2 －CH2CHOHCH2O－P－OCH2 O 二磷脂酰甘油 (心磷脂) 甘油磷脂的名称 磷脂酸
磷脂酰胆碱 (卵磷脂)
磷脂酰乙醇胺 (脑磷脂) 磷脂酰丝氨酸 磷脂酰甘油
OH
oH
肌醇
－
OH
H OH OH H H OH H
H
H
磷脂酰肌醇
磷脂的功能
1、 生物膜的脂质双分子层
就是由甘油磷脂构成的，它 有两条疏水的酯酰基长链 （疏水尾），又含有极性很 强的磷酸及取代基团如胆碱、 乙醇胺等（极性头），可以 自动排列成极性头向外，疏 水尾朝内的磷脂双分子层， 成为生物膜的基本结构。
酮体的生成部位：肝脏 （线粒体）
合成原料：乙酰CoA（来自脂酸的β氧化）
脂酸
1、酮体的生成 （肝内★★）
β-氧化
2CH3COSCoA CoASH
乙酰乙酰CoA硫解酶
CH3COCH2 COSCoA
CH3COSCoA+H2O
HMGCoA合成酶 CoASH OH HOOCCH2-C- CH2 COSCoA
线粒体内
O β α RCH2CH2C~SCoA R
FAD
β α O RCH＝CHC~SCoA
H2 O
FADH2
脱氢
OH O RCH － 2C~SCoA CH β α
NAD+ NADH+H+
加水
再脱氢
O O RC－CH2C~SCoA β α
CoASH
硫解
三羧酸循环
O RC~SCoA
O CH3C~SCoA
SH ACP SH
胞浆 线粒体内
O CH3CH2CH2C~SCoA ACP HSFAD NADP+
再加氢
脱氢
O RCH＝CHC~SCoA ACP HSH2O
NADPH+H+ FADH2
OH O RCH － 2C~SCoA CH ACP HSNAD+ + NADP NADH+H+ + NADPH+H
第二节 甘油三酯的代谢
一、甘油三酯的分解代谢★★
（一）脂肪动员★★
储存在脂肪组织中的脂肪被一系列脂 肪酶逐步水解成游离脂肪酸（free fatty acid, FFA）和甘油（glycerol）并释放入 血以供其他组织氧化利用的过程称为脂 肪动员（fat mobilization）。
TG脂肪酶
TG
O HOOCCH2C~SO CH3C~S-
脱水
加水
加氢
再脱氢
O O CH3C－CH2C~SCoA ACP HSACP
CoASH
缩合
硫解 乙酰 糖有氧 CoA 氧化
O O O CH3C~SCoA CH3C~SCoA ACP R ACP HOOCCH2C~SCoA
最终合成16C的脂酰-ACP，裂解 后生成饱和脂肪酸（软脂酸） 必需脂肪酸人体不能合成
NADPH＋ H+ ＋C O 2 NADP
＋
丙酮酸 苹果酸酶 苹果酸
苹果酸 脱氢酶
C o A S H + NAD A TP CO 2 ADP＋Pi
+
NADH +H+ CO2
NAD
+
乙酰CoA
N A D H+H+
苹果酸
草酰乙酸
草酰乙酸 乙酰CoA
ADP＋Pi ATP＋CoASH
柠檬酸
柠檬酸
柠檬酸-丙酮酸循环
偶数C n的饱和脂肪酸需 （ 2 n 氧化生成 个乙酰CoA
2
n
1 ）次β-
1次β-氧化生成:
1分子FADH2通过呼吸链可生成1.5(2)分子ATP 1分子NADH+H+通过呼吸链生成2.5(3)分子ATP
所以1次β-氧化可生成4(5)分子ATP
4.脂肪酸氧化产生的能量
能量
活化 －2
16C
－2
10C