第八章 脂类代谢

酸生物合成的第一个前体丙二酸单酰CoA的浓度增
加，可抑制肉碱脂酰转移酶Ⅰ，限制脂肪氧化。 （2）[NADH]/[NAD+]比率高时，β-羟脂酰CoA脱氢 酶便受抑制。 （3）乙酰CoA浓度高时；可抑制硫解酶，抑制氧化 （脂酰CoA有两条去路： ①氧化，②合成甘油三 酯）。
8.2.3.2 脂肪酸的其它氧化分解方式 1、不饱和脂肪酸的分解（β-氧化）
ATP ADP
丙二酸单酰-S-CoA
酮酰-ACP合酶
CO2
ACP ACP
合成在ACP上进行
H 2O
ACP
羟酰-ACP脱水酶
烯酰-ACP还原酶
ACP 方向：甲基——羧基
ACP
4、脂酰ACP的水解
脂酰ACP
硫酯酶
脂肪酸 + ACP-SH
硫酯酶
+
至此，生成的丁酰-ACP比开始的乙酰-ACP多 了两个碳原子；然后丁酰基再从ACP上转移到β酮脂酰合成酶的-SH上，再重复以上的缩合、还原、 脱水、再还原4步反应，每次重复增加两个碳原子，
8.2.3.1 脂肪酸的β-氧化 1、脂肪酸的活化——脂酰CoA的生成
长链脂肪酸氧化前必须进行活化，活化在 线粒体外进行。内质网和线粒体外膜上的脂酰 CoA合成酶在ATP、CoASH、Mg2+存在条件下，催 化脂肪酸活化，生成脂酰CoA。
2、穿膜（脂酰CoA进入线粒体）
脂肪酸活化在细胞液中进行，而催化脂肪酸 氧化的酶系是在线粒体基质内，因此活化的脂 酰CoA必须进入线粒体内才能代谢。
供体，中间过程和脂肪酸合成酶系的催化过程相同。
8.3.2.3 不饱和脂肪酸的合成
不饱和脂肪酸中的不饱和键由去饱和酶催化 形成。人体内含有的不饱和脂肪酸主要有棕榈油 酸（16:1△9c）、油酸（18:1△9c ）、亚油酸 （18:2△9c,12c）、亚麻酸（18:3△9c,12c,15c）以及 花生四烯酸（20:4△5c,8c,11c,14c）等，前两种单不 饱和脂肪酸可由人体自己合成，后三种为多不饱 和脂肪酸，必须从食物中摄取，因为哺乳动物体 内没有△9以上的去饱和酶。
和乙酰CoA。乙酰乙酸在线粒体内膜β-羟丁酸脱氢酶作用
下，生成β-羟丁酸。部分乙酰乙酸可在酶催化下脱羧而 成为丙酮。
酮体的危害：
1、血液中出现大量丙酮，可引起中毒。
2、血液中乙酰乙酸和β-羟丁酸过多，使得血 液pH值降低，引起“酸中毒”。 3、同时尿液中酮体增高。 “酮血症” “酮尿症”
8.2.4.2 肝外组织酮体的分解
n n 2 0 －1 1.5 .5 1 2 2 2
以软脂酸（16C）为例计算其完全 氧化所生成的ATP分子数：
16 16 1 1.5 2.5 10 2 106 2 2
β-氧化的调节
（1）脂酰基进入线粒体的速度是限速步骤，长链脂
一个不饱和双键 烯脂酰CoA异构酶 二个以上不饱和双键 异构酶和还原酶
不饱和脂肪酸完全氧化生成CO2和H2O时提 供的ATP少于相同碳原子数的饱和脂肪酸。
动物体内约有1/2以上的脂肪酸是不饱和脂
肪酸，食物中也含有不饱和脂肪酸。这些不饱和
脂肪酸的双键都是顺式的，它们活化后进入β-氧
化时，生成顺烯脂酰CoA，此时需要烯脂酰CoA异
（2）水化（水合反应）
△2反烯脂酰CoA在△2反烯脂酰CoA水合酶催化
下，在双键上加水生成L-β-羟脂酰CoA。
（3）氧化
L-β-羟脂酰CoA在L-β-羟脂酰CoA脱氢酶催
化下，脱去β碳原子与羟基上的氢原子生成β酮脂酰CoA，该反应的辅酶为NAD+。
（4）硫解
在β-酮脂酰CoA硫解酶催化下，β-酮脂酰 CoA与CoASH作用，硫解产生 1分子乙酰CoA和比原 来少两个碳原子的脂酰CoA。
肝脏是生成酮体的器官，但不能使酮体进一 步氧化分解，而是采用酮体的形式将乙酰CoA经血
液运送到肝外组织，作为它们的能源，尤其是肾、
心肌、脑（饥饿时）等组织中主要以酮体为燃料 分子。在这些细胞中，酮体进一步分解成乙酰CoA 参加三羧酸循环。
A.β-羟丁酸在β-羟丁酸脱氢酶作用下，脱氢生成乙酰乙 酸，然后再转变成乙酰CoA而被氧化。
递减 氧化、水合、氧化、硫解
二碳单元 反应类型 反应方向 辅助因子
甲基→羧基 NADPH
羧基→甲基 FAD，NAD+
8.3.2.2 脂肪酸碳链的延长
线粒体脂肪酸延长酶系
以乙酰CoA为C2供体，不需要酰基载体，由软脂酰
CoA与乙酰CoA直接缩合，恰恰是脂酸降解的逆途径。
内质网脂肪酸延长酶系
用丙二酸单酰CoA作为C2的供体，NADPH作为H的
B.乙酰乙酸在肌肉线粒体中经β-酮脂酰CoA转移酶催化，能
被琥珀酰CoA活化成乙酰乙酰CoA。 C.乙酰乙酰CoA被β氧化酶系中的硫解酶裂解成乙酰CoA进 入三羧酸循环。 D.丙酮可在一系列酶作用下转变成丙酮酸或乳酸，进而异
生成糖。
8.2.4.3 酮体的生物学意义
(1)酮体易运输：长链脂肪酸穿过线粒体内膜需要载体肉毒 碱转运，脂肪酸在血中转运需要与白蛋白结合生成脂酸白 蛋白，而酮体通过线粒体内膜以及在血中转运并不需要载
3、脂肪酸的β氧化
长链脂酰CoA的β氧化是在线粒体脂肪酸氧化酶 系作用下进行的，每次氧化断去二碳单位的乙酰 CoA，再经TCA循环完全氧化成二氧化碳和水，并释 放大量能量。偶数碳原子的脂肪酸β氧化最终全部 生成乙酰CoA。
脂酰CoA的β氧化反应过程如下：
（1）氧化
脂酰CoA经脂酰CoA脱氢酶催化，在其α和β 碳原子上脱氢，生成△2反式烯脂酰CoA，该脱氢 反应的辅基为FAD。
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据证明：生物体首先合成饱和脂肪酸，通过 脱氢、脱水等反应生成不饱和双键。
8.3.2.1 饱和脂肪酸的生物合成 饱和脂肪酸从头合成（16C以内） 原料： 乙酰CoA、NADPH 、ATP 部位：
细胞质中
1、乙酰CoA的转运
以软脂酸为例：
2、乙酰CoA羧化成丙二酸单酰CoA活化形式
ATP + HCO3 + CH3CO-SCoA HOOCCH2CO-SCoA + ADP + Pi 丙二酸单酰CoA
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8.2.2 甘油的分解
甘油激酶
磷酸甘油 脱氢酶
异构酶
磷酸酶
（实线为甘油的分解，虚线为甘油的合成)）
8.2.3 脂肪酸的氧化分解
脂肪酸氧化的化
学步骤可以分为三步：
一是长链脂肪酸降解 为两个碳原子单元， 即乙酰CoA。二是乙 酰CoA经过柠檬酸循 环氧化成CO2。三是从 还原的电子载体到线 粒体呼吸链的电子传 递。
－
乙酰CoA羧化酶
上述过程在细胞液中进行，由乙酰CoA羧化酶
催化，辅基为生物素，是一个不可逆反应，此酶
为脂肪酸从头合成的限速酶。
乙酰CoA羧化酶可分成三个不同的亚基：
生物素羧化酶（BC） 生物素羧基载体蛋白（BCCP） 羧基转移酶（CT）
3、合成过程
乙酰-S-ACP 丙二酸单酰-S-ACP 乙酰-S- CoA
8.1 脂类代谢概述
8.1.1
生物体内的脂类
酰基甘油酯
单脂
蜡
脂类
复脂
磷脂 糖脂
含有脂肪酸
类脂
萜类 甾醇类
不含脂肪酸
8.1.2
脂类的消化、吸收和运转
1、脂类的消化
部位：小肠上段 消化因素 胆汁酸盐：乳化作用 辅脂酶：帮助胰脂酶起作用 脂肪酶：水解三酰甘油酰基
2、脂类的吸收
部位：肠
3、脂类的转运
构酶催化使其生成反烯脂酰CoA以便进一步反应。 如果有两个或以上的双键则还需要2,4-二烯脂酰 CoA还原酶催化再继续进行β-氧化。
2、奇数碳原子脂肪酸的分解
① 羧化 ② 变位
少数奇数碳原子脂肪酸也可进入β -氧化途 径进行代谢。所不同在于偶数碳脂肪酸的最终产 物为2分子乙酰CoA,而奇数碳为1分子丙酰CoA,和 1分子乙酰CoA。
释放一分子CO2，消耗两分子NADPH，经过6次重复
后合成软脂酰-ACP，最后经硫酯酶催化脱去ACP生
成软脂酸（16碳）。
脂肪酸合成途径与β-氧化的异同比较
比较项目 合成途径 β-氧化
发生场所 转运机制
酰基载体
细胞质 三羧酸转运机制
ACP-SH
递加 缩合、还原、脱水、还原
线粒体 肉毒碱载体系统
CoA-SH
8.3 脂肪的生物合成
8.3.1 甘油的生物合成
合成脂肪所需要的L-α-磷酸甘油可通过以下 途径生成：
8.3.2 脂肪酸的生物合成
生物机体内脂类的合成是十分活跃的，特别 是在高等动物的肝脏、脂肪组织和乳腺中占优势。 脂肪酸合成的碳源主要来自糖酵解产生的乙酰CoA。 脂肪酸合成步骤与氧化降解步骤完全不同。脂肪酸 的生物合成是在细胞液中进行，需要CO2和柠檬酸 参加；而氧化降解是在线粒体中进行的。
体。
(2)易利用：脂肪酸活化后进入β-氧化，每经4步反应才能 生成一分子乙酰CoA，而乙酰乙酸活化后只需一步反应就
可以生成两分子乙酰CoA，β-羟丁酸的利用只比乙酰乙酸
多一步氧化反应。因此，可以把酮体看作是脂肪酸在肝脏 加工生成的半成品。
(3)节省葡萄糖供脑和红细胞利用：肝外组织利用酮体会生 成大量的乙酰CoA，大量乙酰CoA抑制丙酮酸脱氢酶系活性， 限制糖的利用。同时乙酰CoA还能激活丙酮酸羧化酶，促 进糖异生。肝外组织利用酮体氧化供能，就减少了对葡萄 糖的需求，以保证脑组织、红细胞对葡萄糖的需要。脑组
乳麋微粒（CM） 极低密度脂蛋白VLDL 脂蛋白的种类 低密度脂蛋白LDL 高密度脂蛋白HDL
8.2
脂肪的分解代谢
8.2.1 脂肪的水解
脂肪的消化主要在肠中进行，胰液和胆汁经 胰管和胆管分泌到十二指肠，胰液中含有胰脂肪 酶，能水解部分脂肪成为甘油及游离脂肪酸，但 大部分脂肪仅局部水解成甘油一酯，甘油一酯进 一步由另一种酯酶水解成甘油和脂肪酸。
第八章 脂类代谢
• 脂类代谢概述
• 脂肪的分解代谢 • 脂肪的生物合成 第28章 第29章
主要内容：
1．脂肪的分解代谢：脂肪的消化吸收，甘油的氧 化，脂肪酸的β-氧化，不饱和脂肪酸的氧化，酮 体的代谢； 2．脂肪的合成代谢：α-磷酸甘油的合成，软脂酰 COA的合成，脂肪的生物合成。 教学重点： •1．脂肪酸的β-氧化；2．酮体的代谢；3．脂肪酸 的从头合成代谢。 教学难点： •1．脂肪酸的β-氧化；2．脂肪酸的从头合成代谢。
脂肪酸β-氧化循环
① ATP CoASH --2H(FAD)
+
-C2 -C2 -C2 -C2
②
③ ⑤ ④ CoASH CH2 --2H(NAD+)
H2O
CH2
总结
脂肪酸β氧化最终的产物为乙酰CoA、NADH和FADH2。假 如碳原子数为Cn的脂肪酸进行β氧化，则需要作（n/2－1） 次循环才能完全分解为n/2个乙酰CoA，产生（n/2－1）个 NADH和（n/2－1）个FADH2；生成的乙酰CoA通过TCA循环彻 底氧化成二氧化碳和水并释放能量，而NADH和FADH2则通过 呼吸链传递电子生成ATP。至此可以生成的ATP数量为：
3、脂肪酸的α-氧化
脂酸的α位碳被氧化成羟基，产生α-羟脂酸， 进一步脱羧，氧化成为少一个碳原子的脂酸。由单
氧化酶催化，需O2，Fe2+和抗坏血酸参加。
4、脂肪酸的-ω氧化
可以在碳链烷基端碳位上氧化成二羧酸,从两端 开始β-氧化。细胞色素作为电子载体参加作用。
8.2.4 乙酰CoA的去路
进入TCA循环最终氧化生成二氧化碳和水以 及大量的ATP。 生成酮体参与代谢（动物体内） 脂肪酸β氧化产生的乙酰CoA，在肌肉细胞 中可进入TCA循环进行彻底氧化分解；但在肝脏 及肾脏细胞中还有另外一条去路，即形成乙酰
8.3.3 脂肪的生物合成
乙酸、D-β-羟丁酸和丙酮，这三者统称为 酮体
8.2.4.1 肝脏中酮体的生成
A. 2分子的乙酰CoA在肝脏线粒体乙酰乙酰CoA硫解酶的
作用下，缩合成乙酰乙酰CoA，并释放1分子的CoASH。 B. 乙酰乙酰CoA与另一分子乙酰CoA缩合成羟甲基戊二 酸单酰CoA（HMG-CoA），并释放1分子CoASH。 C. HMG CoA在HMG CoA裂解酶催化下裂解生成乙酰乙酸
织不能利用长链脂肪酸，但在饥饿时可利用酮体供能，饥
饿5周时酮体供能可多达70%。
(4)肌肉组织利用酮体，可以抑制肌肉蛋白质的分解， 防止蛋白质过多消耗，其作用机理尚不清楚。
(5)酮体生成增多常见于饥饿、妊娠中毒症、糖尿病
等情况下。低糖高脂饮食也可使酮体生成增多。
8.2.5 脂肪代谢与糖代谢的关系