生物化学：第六章 脂质的分解与合成代谢

第六章脂质的分解与合成代谢

（一）脂质的分解代谢

1.脂肪水解：三酰甘油经三酰甘油脂肪酶、二酰甘油脂肪酶、单酰甘油脂肪酶的催化最后生成了甘油。

2.甘油代谢：甘油在甘油激酶的催化下，被磷酸化成3-磷酸甘油，然后氧化脱氢生成磷酸二羟丙酮。其中第一步反应需要消耗ATP，而第二步反应可生成还原型辅酶Ⅰ。

3.脂肪酸分解的途径：主要有脂肪酸的α-氧化、脂肪酸的β-氧化、脂肪酸ω-氧化等

4.脂肪酸的β-氧化：脂肪酸的β-氧化作用是脂肪酸在一系列酶的作用下，在α碳原子和β碳原子之间断裂，β碳原子氧化成羧基生成含2个碳原子的乙酰CoA 和比原来少2 个碳原子的脂肪酸。

5.脂肪酸β-氧化的过程：脂肪酸的活化、脂肪酸的转运、β-氧化的历程。

6.脂肪酸的活化：脂肪酸的活化是指脂肪酸的羧基与CoA酯化成脂酰CoA的过程。脂肪酸的活化需要ATP的参与。每活化1分子脂肪酸，需要1分子ATP转化为AMP，即要消耗2个高能磷酸键。这可以折算成需要2分子ATP水解成ADP。

7.脂肪酸的转运：脂肪酸的β-氧化作用通常是在线粒体的基质中进行的，而在细胞质中形成的脂酰CoA不能透过线粒体内膜，需依靠内膜上的载体肉碱携带，以脂酰肉碱的形式跨越内膜而进入基质。

8.β-氧化的历程：脂酰CoA进入线粒体后，经历多次β-氧化作用而逐步降解成多个二碳单位——乙酰CoA。每次β-氧化作用包括四个步骤：脱氢、水化、再脱氢、硫解。

9.对于偶数碳饱和脂肪酸，β-氧化过程的化学计量：

◆脂肪酸在β-氧化作用前的活化作用需消耗能量，即1分子ATP转变成了AMP，消耗了2个高能磷酸键，相当于2分子ATP。（-2ATP）

◆在β-氧化过程中，每进行一轮，使1分子FAD还原成FADH2、1分子NAD+还原成NADH，两者经呼吸链可分别生成1.5分子和2.5分子ATP，因此每轮b-氧化作用可生成4分子ATP。（+4ATP）

◆β-氧化作用的产物乙酰CoA可通过三羧酸循环而彻底氧化成CO2和水，同时每分子乙酰CoA可生成10分子ATP。（+10ATP）

★对于不饱和脂肪酸，每多一个不饱和键，就少一个FADH2，即减少1.5个ATP。

10.乙醛酸循环：将2分子乙酰CoA合成1分子四碳化合物琥珀酸。

过程：

第一步：草酰乙酸+乙酰CoA→（柠檬酸合酶）→柠檬酸

第二步：柠檬酸→（顺乌头酸酶）→异柠檬酸

第三步：异柠檬酸→（异柠檬酸裂解酶）→乙醛酸+琥珀酸,关键酶

第四步：乙醛酸+乙酰→（苹果酸合酶）→苹果酸，关键酶

第五步：苹果酸→（苹果酸脱氢酶）→草酰乙酸

11.乙醛酸循环的生物学意义

油料植物的种子中主要的贮藏物质是脂肪，在种子萌发时乙醛酸体大量出现，由于它含有脂肪分解和乙醛酸循环的整套酶系，因此可以将脂肪分解，并将分解产物乙酰CoA转变为琥珀酸，后者可异生成糖并以蔗糖的形式运至种苗的其它组织供给它们生长所需的能源和碳源；由乙醛酸循环转变成的琥珀酸，需要在线粒体中通过三羧酸循环的部分反应转化为苹果酸，然后进入细胞质，沿糖异生途径转变成糖类。

（二）脂质的合成代谢

1.甘油的生物合成：由糖酵解的中间产物磷酸二羟丙酮经磷酸甘油脱氢酶还原而成，在甘油和脂肪酸缩合连结成脂肪时，所需要的是3-磷酸甘油，而不是游离的甘油。

2.脂肪酸从头合成的过程：乙酰CoA的来源和转运、丙二酸单酰CoA的形成、脂肪酸链的合成。

3. 乙酰CoA的来源和转运

来源：脂肪酸b-氧化、丙酮酸氧化脱羧、氨基酸氧化等。

转运：乙酰CoA不能直接穿过线粒体内膜，需要通过“柠檬酸穿梭”的方式从线粒体基质到达细胞质。线粒体内的乙酰CoA先与草酰乙酸缩合成柠檬酸，通过内膜上柠檬酸的载体透过内膜进入细胞质中，然后柠檬酸裂解成乙酰CoA（参与脂肪酸的合成）和草酰乙酸。

4.丙二酸单酰CoA的形成：乙酰CoA+HCO3-+H+ →(乙酰CoA羧化酶)→丙二酸单酰CoA

乙酰CoA羧化酶由两种酶和一种蛋白组成的多酶复合体—生物素羧基载体蛋白、生物素羧化酶、羧基转移酶。

★乙酰CoA的羧化为不可逆反应，是脂肪酸合成的限速步骤

5.脂肪酸合酶系统

①乙酰CoA-ACP转移酶

②丙二酸单酰CoA-ACP转移酶

③β-酮脂酰-ACP合酶

④β-酮脂酰-ACP还原酶

⑤β-羟脂酰-ACP脱水酶

⑥烯脂酰-ACP还原酶

⑦硫酯酶ACP——脂酰基载体蛋白

6.脂肪酸链形成过程：缩合、还原、脱水、还原，这一过程是以乙酰CoA为起点(引物)，由丙二酸单酰CoA在羧基端逐步添加二碳单位，合成出不超过16碳的脂酰基，最后脂酰基被水解成游离的脂肪酸。

7.脂肪酸碳链的延长过程：该过程是以脂酰CoA（不是脂肪酸）作为起点(引物)，通过与从头合成相似的步骤，即缩合→还原→脱水→再还原，逐步在羧基端增加二碳单位。在生物体内存在大量的各种不饱和脂肪酸，如棕榈油酸（16:1D9）、油酸（18:1D9）、亚油酸（18:2D9,12）、亚麻酸（18:3D9,12,15）等，它们都是由饱和脂肪酸经去饱和作用而形成的。

8.脂肪酸合成的调节：乙酰CoA羧化酶的变构调节和共价修饰调节。

9.三酰甘油的生物合成：磷酸甘油经磷酸甘油脂酰转移酶、磷酸酶、二酰甘油脂酰转移酶生成三酰甘油。