第六章脂类代谢

脂肪代谢

食物中的脂类主要有：甘油三酯、磷脂、 胆固醇及胆固醇酯 消化场所：小肠上段 酶：胆汁酸盐 脂质消化酶：胰脂酶、辅酯酶、磷 脂酶 胆固醇酯酶等 产物：甘油一脂、脂肪酸、胆固醇、 溶血磷脂
第二节
甘油三酯的中间代谢
甘油三酯的水解（脂肪的运动） 当饥饿或者运动时贮存在人体脂肪 组织中的甘油三酯，在脂肪酶的催化下， 水解生成甘油和脂肪酸释放到血液，并 运往全身组织细胞氧化利用，此过程称 为脂肪动员。
（主要存在于心、肾、脑细胞线粒体中）。
酮体利用的基本过程
(1) -羟丁酸在-羟丁酸脱氢酶的催化下脱 氢，生成乙酰乙酸。
OH CH3CHCH2COOH
D(-)-β -羟丁酸
β-羟丁酸脱氢酶
Hale Waihona Puke Baidu
O O CH3CCH2COH
乙酰乙酸
=
=
NAD+
NADH+H+
(2) 乙酰乙酸在琥珀酰CoA转硫酶或乙酰 乙酸硫激酶的催化下转变为乙酰乙酰CoA。
（1）脂肪酸的活化
脂肪酸首先在线粒体外或胞浆中被活化形 成脂酰CoA，然后进入线粒体或在其它细胞 器中进行氧化。
脂酰CoA合成酶
R-COOH R-CO～SCoA
HSCoA+ ATP
AMP + PPi
（2）脂酰CoA转运入线粒体

在线粒体外生成的脂酰CoA需进入线粒体 基质才能被氧化分解，此过程必须要由 肉碱（肉毒碱, carnitine）来携带脂酰基。
分类 脂肪 甘油三酯 （贮脂） 含量 95﹪， （随机 体营养 状况而 变动） 可变脂
5﹪ （含量 相当稳 定） 基本脂
分布
脂肪组织、 1. 皮下结缔组 2. 织、大网膜、3. 肠系膜、肾 4. 脏周围（脂 5. 库）、血浆
6.
生理功能 储脂供能 提供必需脂肪酸 促进脂溶性维生素吸收 热垫作用 保护垫作用 构成血浆脂蛋白
= = =
R3COCoA
甘油三酯
第二节 类脂代谢
磷脂（PL）：含有磷酸的脂类 糖脂 胆固醇（Ch） 胆固醇酯（CE） 甘油磷脂：甘油构成的磷脂

磷脂
（最多）
鞘磷脂：鞘氨醇构成的磷脂
甘油磷脂的结构
极性的头部
卵磷脂（lecithin)
脑磷脂（cephalin)
疏水的尾部
医学课件园 www.yxkjy.com第十章 脂类 代谢
=
3. 脂肪酸氧化分解时的能量释放

1分子FADH2可生成2分子ATP，1分子NADH可
生成3分子ATP，故一次-氧化循环可生成5分 子ATP。

1分子乙酰CoA经彻底氧化分解可生成12分子 ATP。

以16C的软脂酸为例来计算，则生成ATP的 数目为：
7次-氧化分解产生5×7=35分子ATP；
脂肪酸在肝中氧化生成乙酰CoA转变
为乙酰乙酸(acetoacetate)、-羟丁酸 (-hydroxybutyrate)和丙酮(acetone)三 种中间代谢产物，统称为酮体(ketone bodies)。
1．酮体的生成
酮体主要在肝细胞线粒体中生成。 酮体生成的原料为乙酰CoA。
酮体生成的反应过程
O O CH3CCH2CSCoA (乙酰乙酰CoA)
乙酰乙酰CoA硫解酶
O 2 CH3CSCoA
(4) 生成的乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化分解。
=
=
=
HSCoA
β -羟丁酸 NAD+ β -羟丁酸脱氢酶 HSCoA + ATP 乙酰乙酸硫激酶 AMP + PPi 乙酰乙酰 CoA 硫解酶 2×乙酰 CoA NADH+H+ 乙酰乙酸 琥珀酰 CoA 琥珀酰 CoA 转硫酶 琥珀酸
CH3 HOOC-CH2-CH-CH2-N+-CH3 OH CH3
β-羟基-r-三甲基铵基丁酸
脂酰CoA进入线粒体的过程
胞液 外膜 内膜 基质
RCO~SCoA
肉碱
RCO-肉碱 HSCoA
脂酰转 移酶Ⅰ HSCoA
*
脂酰转 移酶Ⅱ RCO~SCoA
RCO-肉碱 转位酶
肉碱
关键酶
(3) -氧化循环
三羧酸循环

当由琥珀酰CoA转硫酶催化进行氧化利用时， 乙酰乙酸可净生成24分子ATP，-羟丁酸可 净生成27分子ATP；

而由乙酰乙酸硫激酶催化进行氧化利用时， 乙酰乙酸则可净生成22分子ATP， -羟丁酸
可净生成25分子ATP 。
3．酮体生成及利用的生理意义
(1) 在正常情况下，酮体是肝输出能源的
2ATP
呼吸链
H 2O
O RCH=CHC~SCoA
β α
α、β-烯酰CoA 水化酶 β α
=
H2O
=
O RCHOHCH2C~SCoA
=
β羟脂酰 CoA脱氢酶
NAD+ NADH+H+
3ATP
呼吸链
H 2O
线 粒 体 膜
β α O RCOCH2C~SCoA
=
β酮脂酰CoA 硫解酶
CoA-SH
TCA
O RC~SCoA + CH3CO~SCoA
OH O O HOCCH2CCH2CSCoA (HMGCoA) CH3
HMG-CoA裂解酶
O O CH3CCH2COH
=
=
=
=
乙酰乙酸
羟甲基戊二酸单酰CoA
O CH3CSCoA
=
(4)乙酰乙酸在-羟丁酸脱氢酶的催化下， 加氢还原为-羟丁酸。
O O CH3CCH2COH
乙酰乙酸
β-羟丁酸脱氢酶
OH CH3CHCH2COOH
一种重要的形式；
(2) 在饥饿或疾病情况下，酮体可为心、 脑等重要器官提供必要的能源。
甘油三酯的合成代谢

人体许多组织都能合成甘油三酯，但以 肝及脂肪组织合成能力最强。
原料： α-磷酸甘油 脂酰辅酶A 场所：细胞质

α-磷酸甘油的生成

合成甘油三酯所需的 α- 磷酸甘油主要由 下列两条途径生成： 1．由糖代谢生成（脂肪细胞、肝）：
D(-)-β -羟丁酸
=
=
NADH+H+
NAD+
(5) 少量的乙酰乙酸自发脱羧或由酶催化 脱羧生成丙酮。
O O CH3CCH2COH
乙酰乙酸
O CH3CCH3
丙酮
=
=
=
CO2
酮体的生成
CoASH 乙酰乙酰CoA 硫解酶
O O CH3CCH2CSCoA (乙酰乙酰CoA)
O CoASH CH3CSCoA O OH O CH3CSCoA O HOCCH2CCH2CSCoA (HMGCoA) CH3
一、甘油磷脂的分解代谢

磷脂酶A1、A2水解生成 溶血磷脂、脂肪酸 最终产物：甘油、脂肪 酸、磷酸、含氮碱
(4) 彻底氧化：

生成的乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化 分解并释放出大量能量，并生成ATP。
O RCH2CH2C~SCoA
=
AMP PPi
O RCH2CH2C~SCoA
=
脂酰CoA 合成酶
ATP CoASH
O RCH2CH2C-OH 脂肪酸
肉 碱 转 运 载 体
脂酰CoA 脱氢酶
FAD FADH2
O O CH3CCH2COH
乙酰乙酸
琥珀酰CoA转硫酶
O O CH3CCH2CSCoA (乙酰乙酰CoA)
=
=
O O CH3CCH2COH
乙酰乙酸
=
=
琥珀酰CoA
琥珀酸
乙酰乙酸硫激酶
O O CH3CCH2CSCoA (乙酰乙酰CoA)
=
=
=
=
HSCoA+ATP
AMP+PPi
(3) 乙酰乙酰CoA在乙酰乙酰CoA硫解酶的 催化下，裂解为两分子乙酰CoA。
-
-
2

脂解激素：肾上腺素、去甲肾上腺素、 肾上腺皮质激素、胰高血糖素 激活甘油三酯脂肪酶，促进脂肪动员 抗脂解激素：胰岛素 降低甘油三酯脂肪酶活性，抑制脂肪 动员

甘油的代谢
CH2OH ATP CHOH
ADP
CH2OH CHOH P
+ NADH+H NAD +
甘油激酶 CH2OH (肝、肾、肠) CH2O
(1) 两分子乙酰CoA在乙酰乙酰CoA硫解酶 (thiolase)的催化下，缩合生成一分子乙酰 乙酰CoA。
O 2×CH CSCoA 3
(乙酰 CoA) 乙酰乙酰CoA硫解酶
O O CH3CCH2CSCoA (乙酰乙酰CoA)
=
=
=
(2) 乙酰乙酰CoA再与1分子乙酰CoA缩合，生成
β-羟β甲基戊二酸单酰辅酶A（HMG-CoA）。
α-磷酸甘油脱氢酶
磷酸二羟丙酮
NADH + H+ NAD+
α-磷酸甘油
2．由脂肪分解形成的甘油转运入肝脏
甘油磷酸激酶
甘油
ATP ADP
α-磷酸甘油
甘油三酯的合成
CH2OH CHOH CH2O- Pi 3 - 磷酸甘油
脂酰CoA 转移酶
R1COCoA CoA
O CH2O-C-R1 CHOH CH2O- Pi
脂肪的酶促水解
脂肪
O=
脂肪酶
O= O=
甘油+脂肪酸
O= O= -
CH2-O -C-R1 CH2-O -C-R1 H2O R3COOH R2-C-O-CH R2-C-O-CH 甘油三酯脂肪酶 CH2OH CH2-O -C-R3 激素敏感性脂肪酶 限速酶 H2O R1COOH
甘油二酯脂肪酶
CH2OH H2O R2COOH CH2OH R2-C-O-CH HCOH CH2OH 甘油一酯脂肪酶 CH OH O=
HMG-CoA合酶是酮体生成的关键酶。
限速酶
HMG-CoA合酶
O O CH3CCH2CSCoA (乙酰乙酰CoA)
*
OH O O HOCCH2CCH2CSCoA (HMGCoA) CH3
=
=
=
=
O CH3CSCoA
CoASH
羟甲基戊二酸单酰CoA
=
(3) HMG-CoA裂解生成1分子乙酰乙酸 和1分子乙酰CoA。
FAD R-CH2-CH2-CH2-CO~SCoA 脂酰CoA脱氢酶 -2C CH3-CO~SCoA ④硫解 HSCoA ①脱氢 FADH2 R-CH2-CH=CH-CO~SCoA
（α、β-烯脂酰COA）
H2O
硫 解 酶 β-羟脂酰 CoA脱氢酶
水 化 酶
②水化
R-CH2-CO-CH2-CO~SCoA
8分子乙酰CoA可得12×8=96分子ATP；
共可得131分子ATP，减去活化时消耗的两分子
ATP，故软脂酸彻底氧化分解可净生成129分子
ATP。

对于任一偶数碳原子的长链脂肪酸，其 净生成的ATP数目可按下式计算：
ATP净生成数={(碳原子数/2)-1}*5+(碳原子数/2)*12-2
四、酮体的生成及利用
R-CH2-CH(OH)-CH2-CO~SCoA NAD+
β- 酮脂酰COA NADH + H+
β- 羟脂酰COA
③再脱氢
脂肪酸-氧化循环的特点
① -氧化循环过程在线粒体基质内进行；
② -氧化循环由脂肪酸氧化酶系催化，反 应不可逆； ③ 需要FAD，NAD+，CoA为辅助因子；
④ 每循环一次，生成一分子FADH2，一分 子NADH，一分子乙酰CoA和一分子减少 两个碳原子的脂酰CoA。
=
脂酰CoA 转移酶
R2COCoA CoA
O CH2O-C-R1 O CHO-C-R2 CH2O- Pi 磷脂酸
= =
磷脂酸 磷酸酶
Pi
1-酯酰-3 - 磷酸甘油 O CH2O-C-R1
O CHO-C-R2 CH2OH 1，2-甘油二酯
= =
脂酰CoA 转移酶
CoA
O CH2O-C-R1 O CHO-C-R2 O CH2O-C-R3
类脂 糖酯、胆 固醇及其 酯、磷脂 (组织脂）
动物所有 细胞的生 物膜、神 经、血浆
1.维持生物膜的结构和功能 2.胆固醇可转变成类固醇激 素、维生素、胆汁酸等 3.构成血浆脂蛋白
必需脂肪酸
亚油酸 亚麻酸 花生四烯酸

前列腺素前体、血栓素 白三烯等前体
磷脂的重要成分，与生物膜结构和功能有密切 关系，维持机体生长发育和皮肤正常代谢所必需。 来源：植物种子、植物油、鱼油等食物
=
=
HMGCoA 合成酶
=
=
=
=
HMGCoA 裂解酶
羟甲基戊二酸单酰CoA
O O CH3CCH2COH
乙酰乙酸
NADH+H+ NAD+
OH CH3CHCH2COOH
D(-)-β -羟丁酸
=
=
CO2
O CH3CCH3
丙酮
β-羟丁酸 脱氢酶
=
2．酮体的利用

利用酮体的酶有两种：
1.琥珀酰CoA转硫酶
（主要存在于心、肾、脑和骨骼肌细胞的 线粒体中） 2.乙酰乙酸硫激酶
磷酸甘油脱氢酶
思考：
3-磷酸甘油
CH2OH C O P
1分子的甘油彻底氧化分解放 出多少能量（形成ATP?)
糖酵解 糖异生
丙酮酸 糖或糖原
动物的脂肪细胞中无甘油 激酶，则甘油需要经血液运 到肝细胞中进行氧化分解.
CH2O
磷酸二羟丙酮
(三）脂肪酸的氧化
除了大脑、成熟的红细胞外，大多数脂 肪都能氧化脂肪酸，肝是氧化脂肪酸的 主要场所。脂肪酸的氧化分解过程包括： 脂肪酸的活化和转运 β—氧化 三羧酸循环
第六章 脂类代谢

脂类是脂肪和类脂的总称，是一大类不溶于 水而易溶于有机溶剂的化合物。
脂肪（甘油三酯）（TG） 磷酸甘油酯 磷脂 PL 鞘磷脂 脑苷脂 糖脂 类脂 神经节苷脂 胆固醇及其酯(Ch、CE)
脂类
鞘脂
脂肪：由一分子甘油和三分子脂肪酸（相同或不相 同缩合而成甘油三酯。
脂类的分布与生理功能