第八章_脂类代谢

β-氧化小结

部位：脑组织不能，胞液+线粒体 关键酶：肉碱脂酰转移酶Ⅰ 步骤：脂酸活化+氧化（脱氢、加水、再脱氢、硫解） 产物：乙酰辅酶A、FADH2、NADH+H+ 意义：供能 活化形式：脂酰CoA





4.脂肪酸β-氧化的能量生成
以16碳的软脂肪酸为例：软脂肪酸共经过7轮β-氧化，
7×FADH2：7× 1.5 = 10.5 7×NADH + H+：7× 2.5 = 17.5 8×乙酰CoA：8×10 = 80 108mol ATP 脂肪酸活化消耗2mol ATP，故 净生成ATP：108 – 2 = 106mol ATP
ATP 脂解激素 + 受体 脂解激素-受体 腺苷酸环化酶（AC ） HSL（无活性） PK（A ）
cAMP
禁食、饥饿 肌肉锻炼耗能过多 交感神经兴奋
激素敏感性甘油三酯酶
HSL（有活性） 甘油
一酰甘油脂肪酶
甘油一酯
二酰甘油脂肪酶
甘油二酯
甘油三酯
FFA
FFA
FFA
第二节
甘油三酯代谢
（一）甘油三酯到甘油代谢过程
研究发现，胞液中合成脂肪酸的多酶复合体由乙酰转移酶、丙二酸单
酰转移酶、β-酮脂酰合成酶、β-酮脂酰还原酶、水化酶、烯酰还原
（三）脂肪酸其他氧化方式
1.不饱和脂肪酸的氧化分解
不饱和脂肪酸
顺式Δ3烯酰CoA
Δ3顺→Δ2反烯 酰CoA异构酶
顺式Δ2烯酰CoA
D(-)-β-羟脂 酰CoA表构酶
Δ2反烯酰CoA
L(+)-β-羟脂酰CoA
2.含奇数碳原子脂肪的氧化
支链氨基酸源自文库
氧 化
羧化酶 含奇数碳原子 β-氧化 丙酰CoA 的脂肪酸 CO2 三羧酸循环 异构酶
（三）脂肪酸的β-氧化
游离脂肪酸与血浆清蛋白结合后由血液运送到全身各组织，
主要被心、肝、骨骼肌等摄取利用。
在O2供给充足的条件下，脂肪酸在体内彻底氧化分解成 CO2
和H2O并释放大量能量，以ATP的形式供机体利用；
脂肪酸是人及哺乳动物主要的能源物质，除脑组织外，大多
数组织均能氧化脂肪酸，以肝及肌肉最活跃。
酶学和同位素示踪等技术，证实Knoop的设想是
正确的，并在上个世纪五十年代阐明了的β-氧 化的全过程。
O
在脂酰CoA脱氢酶的催化下，脂酰 CoA的α、β碳原子各脱下一氢原子 生成反Δ2-烯酰CoA。脱下的2H由FAD ①脱氢 接受生成FADH2 R
反Δ2-烯酰CoA在Δ2-烯酰水化酶 的催化下，加水生成L(+)-β-羟脂 酰CoA
柠檬酸-丙酮酸循环
葡萄糖
丙酮酸
苹果酸酶
NADP+
※
胞液
基质
丙酮酸
CO2
CoASH+NAD+ NADH+H++CO2
NADPH+H+ + CO2
苹果酸
苹果酸脱 氢酶 NAD+ NADH+H+
草酰乙酸
乙酰CoA ADP + Pi ATP + CoASH
线 粒 体 内 膜
ATP
ADP + Pi
乙酰CoA
CH3CHOHCH2COOH
β -羟丁酸
NAD+ NADH+H+
HOOCCH2CH2CO～SCoA
琥珀酰CoA
CH3COCH2COOH
乙酰乙酸
CoASH + ATP
乙酰乙酸硫激酶 （心、肾、脑）
琥珀酰CoA转硫酶 （心、肾、脑、骨骼肌）
COOHCH2CH2COOH
琥珀酸
CH3COCH2CO～SCoA
草酰乙酸
柠檬酸
柠檬酸
3.脂肪酸合成酶系及反应过程
（1）丙二酸单酰CoA的生成
乙酰CoA羧化酶有两种存在形式：单体和多聚体。
增强活性：柠檬酸、异柠檬酸、胰岛素及高糖饮食等；
降低活性：软脂肪酸（软脂酰CoA）及其他长链脂肪酸、胰高血
糖素等。
CH3
CO～SCoA
乙酰CoA羧化酶 Mn2+
HOOC
L(+)-β-羟脂酰CoA 脱氢酶
O
R C CH2 C～ ④β -酮脂酰CoA在β -酮脂酰CoA硫解 SCoA 酶催化下，加CoASH使碳链断裂，生成 ④硫解 CoASH β-酮脂酰CoA硫解酶 O O 1分子乙酰CoA和少2个碳原子的脂酰 CoA R C～SCoA + CH3 C～SCoA
β-氧化小结
（二）甘油的代谢
H2C HO CH H2C 甘油
OH
ATP
ADP
HO
H2C CH H2C
OH
NAD+
NADH+H+
H2C C H2C
OH O O P
甘油激酶 OH（肝、肾、肠）
O
P
磷酸甘油 脱氢酶
3-磷酸甘油
磷酸二羟丙酮

脂肪动员的甘油主要被肝细胞摄取利用脂肪细 胞及骨骼肌细胞甘油激酶活性很低或者缺乏， 故不能利用甘油。
CH2
CO～SCoA
乙酰CoA羧化酶-生物素-CO2
乙酰CoA羧化酶-生物素
ADP + Pi
ATP + HCO3
（2）软脂酸的合成
从乙酰CoA及丙二酰合成长链脂肪酸，实际上是一个重复加成反应过程，
每次延长2个碳原子。
大肠杆菌的7种酶聚合在一起形成多酶复合体，而在高等动物这7种酶
活性都在一条多肽链上，属多功能酶，由一个基因编码。
乙酰乙酸CoA
AMP + PPi
CoASH
乙酰乙酰CoA硫解酶 （心、肾、脑、骨骼肌）
2CH3CO～SCoA
酮体的合成

部位：肝脏，线粒体 原料：β氧化生成乙酰CoA 步骤：乙酰CoA→乙酰乙酰CoA→HMG CoA→乙酰 乙酸



→β-羟丁酸/丙酮
意义：为脑组织、肌肉储存能量

酮体的分解

部位：除肝脏外其他器官，线粒体 关键酶：琥珀酰CoA转硫酶 步骤：β-羟丁酸→乙酰乙酸→乙酰乙酰CoA→乙酰 CoA 产物：乙酰CoA
D-甲基丙二酰CoA
消旋酶
CO2 + H2O
琥珀酰CoA
L-甲基丙二酰CoA
（五）酮体的生成和利用
1.酮体的生成
肝组织脂肪酸氧化生成的乙酰CoA，除部 分进入三羧酸循环外，余下的乙酰CoA则转变 成一类特殊的中 间产物——酮体， CH3COCH3
CO2
脂肪酸
β-氧化
2CH3CO～SCoA
乙酰乙酰 CoA硫解酶 CoASH
2.脂酰CoA进入线粒体
细胞液
限速 酶
在胞液中形成的 脂酰CoA的氧化 酶系存在于线粒 体基质中，所以 脂酰CoA必须进 入线粒体才能分 解代谢。 脂酰CoA进入线 粒体是主要限速 步骤。
3.脂肪酸的β-氧化※
1904年，Franz Knoop通过检查喂饲ω-苯基脂
肪酸动物的尿中代谢产物推断：脂肪酸是在β碳原子上发生氧化而被降解。
分为：脂肪酸活化、脂酰CoA转移、β-氧化等三个阶段。
1.脂肪酸的活化-脂酰CoA
ATP
AMP Mg2+
CH3
(CH2)nCOOH + CoASH
脂酰CoA合成酶
CH3
(CH2)n
CoA～SH + PPi
脂酸的活化在线粒体外进行，活化后才能分解代谢，内 质网和线粒体外膜上的脂酰CoA合成酶在ATP、CoASH、 Mg2+存在的条件下，催化脂酸生成脂酰CoA


通过1次β-氧化，产生1分子乙酰CoA、1分子 FADH2、1分子NADH+H+和比β-氧化前少2个碳 原子的脂酰CoA。后者可再进行脱氢、加水、再脱 氢及硫解反应。 脂酸经β-氧化后生成大量的乙酰CoA（最终产物）， 一部分在线粒体内通过三羧酸循环彻底氧化，一部 分在线粒体中缩合生成酮体，通过血液运送至肝外 组织氧化利用。
R
CH2
FAD FADH2
CH2
C～SCoA
脂酰CoA脱氢酶
O CH C～SCoA
Δ2-烯酰CoA水化酶
CH
H2O
②加水
R
OH CH CH2
O C～SCoA
L(+)-β -羟脂酰CoA在β -羟脂酰CoA NAD+ 脱氢酶的催化下，脱下的2H生成β ③脱氢 NADH+H+ 酮脂酰CoA，脱下的2H由NAD+接受，生 O 成NADH+H+

甘油三酯是脂肪酸的主要储存形式 甘油三酯的主要作用是为机体提供能量 （1）是机体重要的能量来源 （2）是集体的主要能量存储形式：合成和存 储的主要场所是脂肪细胞。
（一）脂肪动员※
脂肪组织中的甘油三酯在一系列脂肪酶的催化
下分解生成甘油和游离脂肪酸，释放入血并被
运送到其他组织氧化利用的过程，称为脂肪动 员。
脂类是机体内广泛存在着的一类不溶于水而溶于有机溶剂
的生物大分子。
脂肪（三脂酰甘
油或甘油三酯）
H2C OH
储存能量、氧化供能
O
O H2C O C R2
脂类
HO
CH H2C OH
R1
C
O
CH
H2C O
O
C R3
磷脂
CH3（CH2）nCOOH
生物膜结构的重要组分 生理活性物质的合成前体
类脂
糖脂
胆固醇 胆固醇酯
的主要能源。
在饥饿、高脂饮食及患糖尿病的状况下，酮体生成增加，可
引起血中酮体升高，严重时还会造成酮症酸中毒。
二、甘油三酯的合成代谢
（一）脂肪酸的合成
合成部位：主要是肝及哺乳期乳腺，另外脂肪组织、肾、
脑、肺、小肠等细胞的胞质中；
合成原料：主要原料：乙酰CoA（主要来自葡萄糖，全
部在线粒体内产生）；辅助因子包括 ATP、NADPH、HCO3 （CO2）及Mn2+等。
脂肪酸的分类：
按碳链长度不同分类——短链、中链、长链和超长链脂
肪酸四类；
按饱和度分类——饱和和不饱和脂肪酸（单不饱和脂肪
酸和多不饱和脂肪酸）；
按营养角度分类——非必需脂肪酸和必需脂肪酸（多不
饱和脂肪酸机体自身不能合成，必须由食物提供，是人 体不可缺少的营养素）
体内脂肪酸来源：
外源性脂肪酸——食物中脂肪的消化分解产生的脂




意义：糖供应不足时代替葡萄糖为脑、肌等组织供能
3.酮体生成的调节
饱食及饥饿的影响 肝细胞糖原含量及代谢的影响 丙二酰CoA抑制脂酰CoA进入线粒体
4.酮体生成的生理意义
酮体是脂肪酸在肝内经β-氧化后产生的正常中间代谢产物，
是肝能源输出的重要形式。
酮体溶于水，分子小，易于透过血脑屏障及肌肉毛细血管壁。 长期饥饿、糖供应不足时酮体代替葡萄糖成为脑组织及肌肉
第五章
脂类代谢
初晓夏
学习要求
掌握甘油三酯的分解代谢，脂酸的合成代谢 掌握甘油磷脂的组成、分类、结构和合成代谢。 掌握胆固醇的合成和转化
掌握血脂、血浆脂蛋白组成、分类、结构和代
谢
学习要求
了解脂类与消化和吸收 了解甘油三酯的合成代谢多不饱和脂肪酸的重
要衍生物。
了解甘油磷脂的降解、鞘磷脂的代谢 了解载脂蛋白、血浆脂蛋白代谢异常
肪酸；
内源性脂肪酸——机体自身的合成，多为饱和脂肪
酸和单不饱和脂肪酸。
第一节
外源脂类的消化
吸收和转运
（一）消化
食物中的脂类物质
① 三酰甘油
辅脂酶 + 胰脂酶
乳化 胆汁酸盐
微团
消化酶 小肠上段
产物
2-甘油一酯 + 2分子脂肪酸 胆汁酸盐 混合微团
② 磷脂
磷脂酶A2
脂肪酸 + 溶血磷脂 胆固醇 + 脂肪酸
O
O R2 C O H2C CH H2C O O C R1
H2O R3COOH
O
O R2 C O H2C CH H2C OH O C R1
O
C R3
激素敏感 脂肪酶
H2O
R1COOH
O
R2 C O
H2C
CH
OH
H2O
R2COOH
H2C
HO CH
OH
二酰甘油 脂肪酶
H2C
OH
一酰甘油 脂肪酶
H2C
OH
CH3COCH2CO～SCoA
HMGCoA合酶 CH3CO～SCoA CoASH
包括乙酰乙
酸、β-羟丁 酸和丙酮。
CH3COCH2COOH
NADH+H+ NAD+
HMGCoA裂解酶
HOOCH2COHCH2CH2CO～SCoA
CH3CO～SCoA β-羟丁酸 脱氢酶
CH3CHOHCH2COOH
2.酮体的利用
脂肪动员是甘油三酯分解的起始步骤。

当禁食、饥饿或交感神经兴奋时，肾上腺素、去 甲肾上腺素、促甲状腺激素、胰高血糖素等分泌 增加，作用于脂肪细胞，激活腺苷酸环化酶，促 进cAMP合成，激活依赖cAMP的蛋白激酶，使胞液 内的甘油三酯酶磷酸化而活化。通过一系列的分 解，甘油三酯水解为甘油和脂酸。甘油三酯酶是 脂肪动员的限速酶。受多种激素的调控，激素敏 感性。
③ 胆固醇酯
胆固醇酯酶
辅脂酶：
辅脂酶是胰脂酶对脂肪消化不可缺少的蛋白质辅因子，辅
脂酶在胰腺腺泡中以酶原形式合成，随胰液分泌入十二指肠。
被胰蛋白酶从其N端切下一个五肽而被激活。
特点：本身不具脂肪酶的活性，但它具有与脂肪及胰 脂酶结合的结构域，可以分别通过氢键及疏水键与它们同时结 合。 作用：将胰脂酶锚定于三酰甘油微团的水油界面上，促进 三酰甘油水解生成一酰甘油和脂肪酸。
（二）吸收和转运
吸收部位——脂类消化产物主要在十二指肠下端及空肠上段；
（1）短链及中链脂肪酸构成
乳化
肠粘膜细胞
脂肪酶
中、短链脂肪酸 + 甘油
门静脉
血循环
（2）长链脂肪酸 2-甘油一酰
脂酰CoA转移酶 ATP ADP
甘油三酯
载脂蛋白 磷脂 胆固醇 乳糜微粒
血循环
淋巴管
一、甘油三酯的分解代谢