生物化学：脂代谢

+
载脂蛋白
B48、AⅠ、 AⅡ、AⅣ
乳糜微粒(CM)
在肠粘膜细胞中由甘油 一酯合成脂肪的途径称为
淋巴管 血循环
甘油一酯合成途径。
甘油一酯途径
脂酰CoA合成酶
ATP AMP PPi
O CH2O-C-R2 O CHO-C-R1
= =
O CH2O-C-R2 O CHO-C-R1 O CH2O-C-R3
= = =
鞘磷脂
X = 磷脂胆碱 、 磷脂乙醇胺
糖链
脂类的分类、含量、分布及生理功能
分类
脂肪 甘油三酯
含量
10﹪ ～ 20﹪ 可变脂
分布
脂肪组织、 皮下组织、 大网膜、肠 系膜、肾脏 周围
生理功能
1. 储能 2. 供能 3. 保温作用 4. 保护脏器
类脂 5﹪ 磷脂、固醇 及其酯、糖 固定脂 脂、脂肪酸 等
醇
HO
H2C CH H2C
OH
CH3(CH2)12-CH=CH-CHOH CHNH2 CH2OH
OH
鞘氨醇
甘油(丙三醇）
胆固醇
脂肪酸（fatty acids,FA)
饱和脂酸： 不含双键
不饱和脂酸： 单不饱和脂酸（含1个双键） 多不饱和脂酸（含双键≥2个） CH3-CH2-CH2-(CH2)14-COOH
脂解激素 能促进脂肪动员的激素，如胰高血糖素、
肾上腺素、ACTH 、 TSH等。 抗脂解激素
抑制脂肪动员，如胰岛素、前列腺素 E2 、 烟酸等。
脂肪动员过程
ATP
脂解激素-受体
+
G蛋白
+
AC cAMP +
HSLa (无活性) PKA HSLb-P(有活性)
甘油一酯
甘油二酯脂肪酶 FFA
甘油ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ酯
FFA
=
3．酮体生成的生理意义
酮体是肝输出能源的一种形式（酮体肝内生成， 肝外利用）。长期饥饿或糖供应不足时，酮体是 脑组织、肌肉的重要能源。 正常血浆酮体：0.03～0.5mmol/L(0.3～5mg/dl) 在饥饿、高脂低糖膳食、糖尿病时，脂肪动员加 强，血浆酮体增高。严重糖尿病患者，血浆酮体 明显升高，可导致酮症酸中毒，酮尿。
CoA + RCOOH
RCOCoA
CH2OH O CHO-C-R1 CH2OH
=
酯酰CoA 转移酶
酯酰CoA 转移酶 R3COCoA CoA
R2COCoA CoA
CH2OH
第 三 节 甘油三酯的分解代谢
甘油三酯是甘油的脂酸酯
CH2OH O CHO-C-R1 CH2OH
=
O CH2O-C-R2 O CHO-C-R1 CH2OH
化时特有的中间代谢物，是乙酰乙酸、β-羟丁酸
及丙酮的总称。
合成部位：肝细胞线粒体； 合成原料：脂酸氧化生成的乙酰CoA；
1. 酮体的生成
CoASH
O O CH3CCH2CSCoA (乙酰乙酰CoA)
限速酶
HMGCoA合成酶
=
=
乙酰乙酰 CoA硫解酶
O 2 CH3CSCoA
=
O CoASH CH3CSCoA OH O O HMGCoA HOCCH2CCH2CSCoA 裂解酶 (HMGCoA) CH 3 O
CH3-(CH2)6-CH=CH-(CH2)6-COOH
体内脂肪酸的来源
自身合成 饱和脂酸和单不饱和脂酸
食物供给 包括各种脂酸，特别是一些多不饱和脂酸， 动物不能自身合成，需从植物中摄取。 * 必需脂肪酸——体内不能合成，必须从食物中摄取 的脂肪酸，称为必需脂肪酸，包括亚油酸 （18:2,△9,12)、亚麻酸（18:3,△9,12,15) 、花生四烯酸 （20:4,△5,8,11,14)等多不饱和脂肪酸。
彻底氧化
3分子NADH＋H＋
1分子FADH2
1分子GTP 最终产生10分子ATP
5. 脂肪酸氧化的能量生成
—— 以16碳软脂酸的氧化为例
活化：消耗2个高能磷酸键
β-氧 化：7 轮循环产物：8分子乙酰CoA 7分子NADH+H+ 7分子FADH2 能量计算： 生成ATP 8×10 + 7×2.5 + 7×1.5 = 108 净生成ATP 108 – 2 = 106
NAD+ NADH+H+
肝外组织线粒体心、
肾、脑、骨骼肌等
CoASH+ATP 乙酰乙酸硫 激酶 PPi+AMP
O O CH3CCH2COH
乙酰乙酸
O O CH3CCH2CSCoA (乙酰乙酰CoA)
=
=
琥珀酰CoA 琥珀酰CoA 转硫酶 琥珀酸
=
=
乙酰乙酰CoA 硫解酶
CoASH
丙酮 丙酮酸
O 2 CH3CSCoA
脂类的吸收
消化产物 乳 化 混合微团 吸收
部位：十二指肠下段及空肠上段 方式
肠粘膜 细胞
1：
肠粘膜细胞 脂肪酶
中、短链(≤10)脂酸 乳化 吸收 构成的甘油三酯
甘油 + FFA 门静脉
血循环
方式 2：
肠粘膜细胞
长链脂酸及2-甘油一酯 胆固醇及游离脂酸 溶血磷脂及游离脂酸
甘油三酯 胆固醇酯 磷脂
3 - 磷酸甘油
3 磷酸二羟丙酮 - 磷酸甘油
糖酵解 途径
（三）脂肪酸的氧化
部位
组 织：大多数组织（除脑组织外）均 可进 行， 其中肝脏、肌肉最 活跃。 亚细胞：胞液、线粒体 过程 1、脂酸的活化——脂酰CoA的生成 2、脂酰CoA进入线粒体 3、脂酰CoA的β-氧化
4、乙酰CoA的彻底氧化
1. 脂肪酸活化为脂酰 CoA （胞液）
（2）软脂酸合成
CH3COSCoA 乙酰辅酶A
+
7 HOOCCH2COSCoA 丙二酸单酰辅酶A
+ 14 NADPH+H+
CH3(CH2)14COOH + 7 CO2
+
6 H2O
+ 8 HSCoA +
14 NADP+
脂酸合成酶
大 肠 杆 菌 高 等 动 物
多酶体系（有7种酶蛋白）
脂酰基转移酶、丙二酰CoA酰基转移酶、 β酮脂酰合成酶、β酮脂酰还原酶、 β羟脂酰基脱水酶、脂烯酰还原酶、 硫酯酶
=
2.5ATP
NADH+H+
呼吸链
H 2O
O RC~SCoA + CH3CO~SCoA =
=
CoA-SH
三羧酸循环
小 结
1、脂类的种类及功能；必需脂肪酸 2、脂肪动员的概念、限速酶、产物
3、脂肪酸氧化分解的四个阶段、限速酶
4、软脂酸彻底氧化产生ATP的计算
目录
脂酸的其他氧化方式 1. 不饱和脂酸的氧化
甘油三酯
甘油一酯脂肪酶 FFA
产 物
FFA：与清蛋白结合运至全身 甘油：入血运至肝肾肠等
甘油
（二）甘油的分解利用
糖异生 途径
CH2OH CHOH CH2OH 游离甘油
肝肾肠甘油激酶 ATP ADP
CH2OH CHOH
磷酸甘油脱氢酶
CH2OH CHOH ＝O
NAD＋ NADH＋H＋ CH O- Pi CH2O- Pi 2
= =
O CH2O-C-R2 O CHO-C-R1 O CH2O-C-R3
= = =
甘油
甘油一酯
甘油二酯
甘油三酯
（一） 脂肪动员
定义
储存在脂肪细胞中的甘油三酯，被脂肪 酶逐步水解为游离脂酸（ FFA ）及甘油，并 释放入血以供其他组织氧化利用的过程。 限速酶 甘油三酯脂肪酶 (又称激素敏感性甘油三酯脂肪酶， hormone-sensitive triglyceride lipase , HSL)
β氧化 不饱和脂酸 顺⊿3-烯酰CoA 顺⊿2-烯酰CoA H2O D(-)-β羟脂酰CoA
D(-)-β羟脂酰CoA 表构酶 ⊿3顺-⊿2反烯酰CoA 异构酶
反⊿2-烯酰CoA
β氧化 L(+)-β羟脂酰CoA
2. 过氧化酶体脂酸氧化
极长链脂酸(≥C22)
脂酰CoA氧化酶 （FAD为辅基）
较短链 脂酸
=
H2O
=
=
CH3CSCoA
O O CH3CCH2COH
乙酰乙酸
=
羟甲基戊二酸单酰CoA
NADH+H+ NAD+
OH CH3CHCH2COOH
D(-)-β -羟丁酸
乙酰乙酰脱 羧酶
=
=
CO2
O CH3CCH3
丙酮
β-羟丁酸 脱氢酶
=
2. 酮体的利用
OH CH3CHCH2COOH
D(-)-β -羟丁酸
脂类的基本结构
O H2C CH H2C
O O C (CH 2)m CH3 O O C (CH 2)k CH3
甘油三脂
（脂肪）
H3C (CH 2)n C O
胆固醇酯
甘油磷脂
O
O H2 C O C (CH 2)m CH3 O O P OH O X
H3C (CH 2)n C O CH H2 C
X = H 、胆碱、乙醇胺、 丝氨酸、甘油、肌醇、 磷脂酰甘油等
柠檬酸-丙酮酸循环
胞液
NADPH来自 磷酸戊糖途径（主要） 胞液中异柠檬酸脱氢酶及 苹果酸酶催化的反应
基质
胞液
3. 合成过程 （1）丙二酸单酰CoA的合成
CH3CO~SCoA + HCO3- + H+ + ATP 乙酰辅酶A 乙酰CoA羧化酶 (生物素为辅基，Mn2＋)
限速酶
HOOCCH2CO~SCoA + ADP + Pi 丙二酸单酰辅酶A
β氧化
过氧化酶体
线粒体
3. 丙酸的氧化
支链氨基酸 支链脂酸 奇数碳脂酸 胆固醇侧链
CH3CH2CO~CoA CO2 消旋酶 羧化酶 （ATP、生物素）
L-甲基丙二酰CoA 变位酶
D-甲基丙二酰CoA
5-脱氧腺苷钴胺素
三羧酸循环
琥珀酰CoA
（四）酮体的生成及利用
酮体（ketone bodies）：是脂酸在肝分解氧
第四节
甘油三酯的合成代谢
O CH2O-C-R2 O CHO-C-R1 O CH2O-C-R3
=
=
=
（一）脂肪酸的合成 1. 合成部位
组 织：肝（主要）、肾、脑、脂肪等组织
亚细胞：
胞液：主要合成16碳的软脂酸（棕榈酸）
肝线粒体、内质网：碳链延长
2. 合成原料
乙酰CoA（主要）、 NADPH、 ATP、HCO3﹣ 乙酰CoA来自 葡萄糖代谢（主要） 氨基酸代谢 线粒体
O RCH2CH2C-OH 脂肪酸
+ HS-CoA
脂酰CoA合成酶
Mg＋ ATP AMP PPi
高能硫酯键
=
O RCH2CH 2C~SCoA 脂 酰 ~SCoA
=
2. 脂酰CoA进入线粒体
中短链脂酰CoA可直接穿过线粒体内膜 长链脂酰CoA进入线粒体需要肉碱的转运 (肉碱)
(L-β羟基-γ-三甲氨基丁 酸)
L(+)-β羟脂酰 CoA脱氢酶
β α
NAD+ NADH+H+
O RCOCH2C~SCoA
β-酮脂酰CoA
=
硫解
β酮脂酰CoA 硫解酶
HSCoA
O RC~SCoA + CH3CO~SCoA =
脂酰CoA + 乙酰CoA
4. 乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化
三羧酸循环 氧化磷酸化 2分子CO2
乙酰CoA
O RCH2CH2C~SCoA
O RCH2CH2C~SCoA
O RCH2CH2C-OH 脂肪酸
=
=
AMP PPi ATP CoASH
肉 碱 转 运 载 体
1.5ATP FADH2 H2O 呼吸链 H2O
O RCH=CHC~SCoA
β α
O RCHOHCH2C~SCoA
β α
=
=
线 粒 体 膜
β α O RCOCH2C~SCoA
场所：小肠上段 乳化剂：胆汁酸盐(降低脂－水界面张力） 酶：胰脂酶、磷脂酶A2、胆固醇酯酶及辅脂酶 产物：甘油一酯、脂酸、胆固醇及溶血磷脂等，
消化酶 产物
(3-10μm)
与胆汁酸盐乳化成更小的混合微团（20nm）。
胆盐在脂肪消化中的作用
消化过程及相应的酶
甘油三酯 磷 脂
胰脂酶 辅脂酶 磷脂酶A2 胆固醇酯酶
第 五 章
脂类代谢
定义
脂类(lipid) 是生物体内一大类不 溶于水而易溶于有机溶剂（乙醚、氯 仿、苯）的有机化合物，包括脂肪、 类脂及其衍生物。
第一节
脂类的组成、分布及生理功用
分类
脂肪（油脂） 甘油磷酸 鞘磷脂 鞘糖脂 糖脂 甘油糖脂 胆固醇及其酯 脑苷脂 鞘脂
脂类
类脂
磷脂
神经节苷脂
脂类的组成 脂类一般由醇和脂肪酸组成
2-甘油一酯 + 2 FFA
溶血磷脂 + FFA
胆固醇 + FFA
胆固醇酯
辅脂酶
辅脂酶是胰脂酶的蛋白质辅因子，分子量约 10kD。 分泌入十二指肠后被胰蛋白酶水解N端的五肽而激活。辅 脂酶本身不具脂肪酶活性，但它具有与脂肪及胰脂酶结 合的结构域。它与胰脂酶结合是通过氢键进行的；它与 脂肪通过疏水键进行结合。 辅脂酶的作用：促进胰脂酶对脂肪的水解作用。 机制：使胰脂酶锚定于水油界面
生物膜、神 1. 是生物膜的重要组成成分 经髓鞘 2. 参与细胞识别及信息传递 3. 胆固醇可转变成类固醇激素、 维生素、胆汁酸等
磷 脂 是 双 性 化 合 物
磷 脂 双 分 子 层
第 二 节 脂类的消化和吸收
Digestion and Absorption of Lipid
脂类的消化
食物中的脂类 乳化作用 微团
(脂酰肉碱)
转 运 过 程
限 速 酶
3. 脂酸的β-氧化
O RCH2CH2C~SCoA
=
脂酰CoA
脱氢
脂酰CoA 脱氢酶
β α
FAD FADH2
O RCH=CHC~SCoA
加水
⊿2--烯脂酰CoA 水化酶
β α
O RCHOHCH2C~SCoA
=
α,β－烯脂酰CoA
H 2O
=
β-羟脂酰CoA
再脱氢