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1、祝大家 07 年生物考研取得好成绩！ 学 子 272646652 80第十三章 脂类代谢 第一节 概述一、生理功能（一）储存能量，是水化糖原的 6 倍（二）结构成分，磷脂、胆固醇等（三）生物活性物质，如激素、第二信使、维生素等 二、消化吸收（一）消化：主要在十二指肠，胰脂肪酶有三种：甘油三酯脂肪酶，水解生成 2-单脂酰甘油需胆汁和共脂肪酶激活，否则被胆汁酸 盐抑制；胆固醇 酯酶，生成胆固醇和脂肪酸；磷脂酶 A2，生成溶血磷脂和脂肪酸。食物中的脂肪主要是甘油三酯 ，与胆汁 结合生成胆汁酸盐微团，其中的甘油三 酯 70%被胰脂肪酶水解，20%被肠脂肪酶水解成甘油和脂肪酸。微 团逐渐变小，95%的
2、胆汁酸盐被回肠重吸收。（二）吸收：水解产物经胆汁乳化，被动扩散进入肠粘膜细胞，在光滑内 质网重新酯化，形成前乳糜微粒，进 入高 尔基体糖化，加磷脂和胆固醇外壳，形成乳糜微粒，经淋巴系 统进入血液。甘油和小分子脂肪酸（12 个碳以下）可直接进入门静脉血液。（三）转运：甘油三酯和胆固醇酯由脂蛋白转运。在脂蛋白中，疏水脂类构成核心，外面围绕着极性脂和载脂蛋白，以增加溶解度。载脂蛋白主要有 7 种，由肝脏和小肠合成，可使疏水脂类 溶解，定向 转运到特异组织。1. 乳糜微粒转 运外源脂肪，被脂肪酶水解后成为乳糜残留物。2. 极低密度脂蛋白 转运内源脂肪，水解生成中间密度脂蛋白， （IDL 或 LDL1）
3、，失去 载脂蛋白后转变为低密度脂蛋白，3. 低密度脂蛋白又称 脂蛋白，转运胆固醇到肝脏。 脂蛋白高易患动脉粥样硬化。4. 高密度脂蛋白由肝 脏和小肠合成，可激活脂肪酶，有清除血中胆固醇的作用。LDL/HDL 称冠心病指数，正常 值为 2.0+_0.75. 自由脂肪酸与清蛋白 结合，构成极高密度脂蛋白而转运。第二节 甘油三酯的分解代谢 一、甘油三酯的水解（一）组织脂肪酶有三种，脂肪 酶、甘油二酯脂肪酶和甘油单酯脂肪酶，逐步水解 R3、R1、R2，生成甘油和游离脂肪酸。（二）第一步是限速步骤，肾上腺素、肾上腺皮质激素、高血糖素通过 cAMP 和蛋白激酶激活，胰 岛素和前列腺素 E1 相反，有抗脂解
4、作用。二、甘油代谢脂肪细胞没有甘油激酶，所以甘油被运到肝 脏，由甘油激酶磷酸化为 3-磷酸甘油，再由磷酸甘油脱氢酶催化为磷酸二羟丙酮，进入酵解或异生，并生成 NADH。三、脂肪酸的氧化（一）饱和偶数碳脂肪酸的氧化1. 脂肪酸的活化：脂肪酸先生成脂酰辅酶 A 才能进行氧化，称为活化。由脂酰辅酶 A 合成酶（硫激酶）催化， 线粒体中的 酶作用于 4-10 个碳的脂肪酸，内质网中的酶作用于 12 个碳以上的长链脂肪酸。生成脂酰 AMP 中间物。乙酰 acetyl;脂酰 acyl2. 转运：短链脂肪酸可直接 进入线粒体， 长链脂肪酸需先在肉碱脂酰转移酶 I 催化下与肉碱生成脂 酰肉碱，再通过线粒体内膜
5、的移位 酶 穿过内膜，由肉碱转移酶 II 催化重新生成脂酰辅酶 A。最后肉碱 经移位酶回到细胞质。3. -氧化：在线粒体基质进行，每 4 步一个循环，生成一个乙酰辅酶 A。l 脱氢：在脂酰辅酶 A 脱氢酶作用下，、 位生成反式双键，即 2 反式烯脂酰辅酶 A。酶有三种，底物链长不同，都以 FAD 为辅基。生成的 FADH2 上的氢不能直接氧化，需经电子黄素蛋白（ ETF）、铁硫蛋白和辅酶 Q 进入呼吸链。l 水化：由烯脂酰辅酶 A 水化酶催化，生成 L-羟脂酰辅酶 A。此酶 只催化 2 双键，顺式双键生成D 型产物。l 再脱氢：L-羟脂酰辅酶 A 脱氢酶催化生成 -酮脂酰辅酶 A 和 NADH
6、，只作用于 L 型底物。l 硫解：由酮脂酰硫解酶催化，放出乙酰辅酶 A，产生少 2 个碳的脂酰辅酶 A。酶有三种，底物链长不同，有反应性强的 巯基。此步放能较多，不易逆转。4. 要点：活化消耗 2 个高能键，转移需肉碱， 场所是线粒体，共四步。每个循环生成一个 NADH 和一个 FADH2，放出一个乙酰辅酶 A。软脂酸经 -氧化和三羧酸循环，共产生 5*7+12*8-2=129 个 ATP，能量利用率为 40%。（二）不饱和脂肪酸的氧化1. 单不饱和脂肪酸的氧化：油酸在 9 位有顺式双键，三个循环后形成 3顺烯脂酰辅酶 A。在 3顺 2祝大家 07 年生物考研取得好成绩！ 学 子 272646
7、652 81反烯脂酰辅酶 A 异构酶催化下继续氧化。这样一个双键少 2 个 ATP。2. 多不饱和脂肪酸的氧化：亚油酸在 9 位和 12 位有两个顺式双键，4 个循环后生成 2顺烯脂酰辅酶 A，水化生成 D-产物，在 -羟脂 酰辅酶 A 差向酶作用下转变为 L 型，继续氧化。（三）奇数碳脂肪酸的氧化奇数碳脂肪酸经 氧化可产生丙酰辅酶 A，某些支链氨基酸也生成丙酸。丙酸有下列两条代谢途径：1. 丙酰辅酶 A 在丙酰辅酶 A 羧化酶催化下生成D-甲基丙二酸单酰辅酶 A，并消耗一个 ATP。在差向酶作用下生成 L-产物，再由变位酶催化生成琥珀酰辅酶 A，进入三 羧酸循环。需腺苷钴胺素作辅酶。2.
8、丙酰辅酶 A 经脱氢、水化生成 -羟基丙酰辅酶A，水解后在 -羟基丙酸脱氢酶催化下生成丙二酸半醛， 产 生一个 NADH。丙二酸半醛脱氢酶催化脱羧，生成乙酰辅酶 A，产生一个 NADPH。（四）脂肪酸的 -氧化存在于植物种子、叶子，动物脑和肝脏。以游离脂肪酸为底物，涉及分子氧或过氧化 氢， 对支链、奇数和过长链（22）脂肪酸的降解有重要作用。哺乳 动物叶绿素代谢时，经过水解、氧化，生成植烷酸，其 位有甲基，需通过 氧化脱羧才能继续 氧化。 氧化有以下途径：1. 脂肪酸在单加氧酶作用下 羟化，需 Fe2+和抗坏血酸，消耗一个 NADPH。经脱氢生成 -酮脂肪酸，脱羧 生成少一个碳的脂肪酸。2.
9、在过氧化氢 存在下， 经脂肪酸过氧化物酶催化生成 D-氢过氧脂肪酸，脱 羧生成脂肪醛，再脱 氢产生脂肪酸或还原。（五）-氧化12 个碳以下的脂肪酸可通过 -氧化降解，末端甲基羟化，形成一级 醇，再氧化成 醛 和羧酸。一些细菌可通过 -氧化将 烷烃转化为脂肪酸，从两端进行 -氧化降解，速度快。四、酮体代谢乙酰辅酶 A 在肝和肾可生成乙酰乙酸、- 羟基丁酸和丙酮，称为酮体。肝通过酮体将乙 酰辅酶 A 转运到外周组织中作燃料。心和 肾上腺皮 质主要以酮体作燃料，脑在饥饿时 也主要利用酮 体。平 时血液中酮体较少，有大量乙 酰辅酶 A 必需代 谢时酮体增多，可引起代谢性酸中毒，如糖尿病。（一）合成1.
10、 两个乙酰辅酶 A 被硫解酶催化生成乙酰乙酰辅酶 A。-氧化的最后一轮也生成乙 酰乙酰辅酶 A。2. 乙酰 乙酰辅酶 A 与一分子乙酰辅酶 A 生成 -羟基-甲基戊二酰辅酶 A，由 HMG 辅酶 A 合成酶催化。3. HMG 辅酶 A 裂解酶将其裂解为乙酰乙酸和乙酰辅酶 A。4. D-羟丁酸脱氢酶催化，用 NADH 还原生成 羟丁酸，反应可逆，不催化 L-型底物。5. 乙酰乙酸自 发或由乙酰乙酸脱羧酶催化脱羧，生成丙酮。（二）分解1. 羟丁酸可由 羟丁酸脱氢酶氧化生成乙酰乙酸，在肌肉线粒体中被 3-酮脂酰辅酶 A 转移酶催化生成乙酰乙酰辅酶 A 和琥珀酸。也可由乙 酰乙酰辅酶 A 合成酶激活，
11、但前者活力高且分布广泛，起主要作用。乙酰乙酰辅酶 A 可加入 -氧化。2. 丙酮代谢较复杂，先被单加氧酶催化羟化，然后可生成丙酮酸或乳酸、甲酸、乙酸等。大部分丙酮异生成糖，是脂肪酸转化为糖的一个可能途径。第三节 甘油三酯的合成代谢 一、软脂酸的合成（一）乙酰辅酶 A 的转运合成脂肪酸的碳源来自乙酰辅酶 A，乙酰辅酶 A 是在线粒体形成的，而脂肪酸的合成 场所在细胞质中，所以必需将乙酰辅酶 A 转运出来。乙酰辅酶 A 在线粒体中与草酰乙酸合成柠檬酸，通过载体转运出线粒体，在柠檬酸裂解 酶催化下裂解 为乙酰辅酶 A和草酰乙酸，后者被苹果酸脱氢酶还 原成苹果酸，再氧化脱羧生成丙酮酸和 NADPH，丙
12、 酮酸进入线粒体，可脱氢生成乙 酰辅酶 A，也可羧化生成草酰乙酸。（二）丙二酸单酰辅酶 A 的生成乙酰辅酶 A 以丙二酸单酰辅酶 A 的形式参加合成。乙酰辅酶 A 与碳酸氢根、ATP 反应， 羧化生成丙二酸单酰辅酶 A，由乙酰辅酶 A 羧化 酶催化。此反 应是脂肪酸合成的限速步骤，被柠檬酸 别构激活，受软脂酰辅酶 A 抑制。此 酶有三个亚 基：生物素羧化酶（BC）、生物素羧基载体蛋白（BCCP ）和羧基转移酶（CT）。（三）脂肪酸合成酶体系祝大家 07 年生物考研取得好成绩！ 学 子 272646652 82有 7 种蛋白，以脂 酰基载体蛋白为 中心，中 间产物以共价键与其相连。载体蛋白含巯
13、 基，与 辅酶 A 类似，可由辅酶 A 合成。（四）脂肪酸的合成1. 起始：乙酰辅酶 A 在 ACP-酰基转移酶催化下生成乙酰 ACP，然后转移到 -酮脂酰-ACP 合成酶的巯基上。2. ACP 与丙二酸单酰辅酶 A 生成丙二酸单酰ACP，由 ACP：丙二酸单酰转移酶催化。3. 缩合：- 酮脂酰 ACP 合成酶将乙酰基转移到丙二酸单酰基的 -碳上，生成乙酰乙酰 ACP，并放出CO2。所以碳酸 氢 根只起催化作用，羧化时储存能量，缩 合 时放出，推动反应进行。4. 还原：NADPH 在 -酮脂酰 ACP 还原酶催化下将其还原为 D-羟丁酰 ACP。-氧化的产物是 L-型。5. 脱水：羟脂酰 AC
14、P 脱水酶催化生成 2 反丁烯酰 ACP，即巴豆酰 ACP。6. 再还原：烯脂酰 ACP 还原酶用 NADPH 还原为丁酰 ACP。-氧化 时生成 FADH2，此时是为了加速反应。7. 第二次循环从丁酰基转移到 -酮脂酰 ACP 合成酶上开始。7 次循 环后生成软脂 酰 ACP，可被硫酯酶水解，或转移到 辅酶 A 上，或直接形成磷脂酸。-酮脂酰 ACP 合成酶只能接受 14 碳酰基，并受软脂酰辅酶 A 反馈抑制，所以只能合成 软脂酸。（五）软脂酸的合成与氧化的区别有 8 点：部位、酰基载体、二碳单位、辅酶、羟脂酰构型、对碳酸氢根和柠檬酸的需求、 酶系、能量 变化。二、其他脂肪酸的合成（一）脂肪
15、酸的延长1. 线粒体酶系：在基质中，可催化短链延长。基本是 -氧化的逆转，但第四个酶是烯 脂酰辅酶 A 还原酶， 氢 供体都是 NADPH。2. 内质网酶系：粗糙内质网可延长饱和及不饱和脂肪酸，与脂肪酸合成相似，但以辅酶 A 代替 ACP。可形成 C24。（二）不饱和脂肪酸的形成1. 单烯脂酸的合成：需氧生物可通过单加氧酶在软脂酸和硬脂酸的 9 位引入双键，生成棕榈油酸和油酸。消耗 NADPH。厌氧生物可通过 -羟脂酰 ACP脱水形成双键。2. 多烯脂酸的合成：由软脂酸通过延长和去饱和作用形成多不饱和脂肪酸。哺乳 动物由四种前体 转化：棕榈油酸（n7）、油酸（ n9）、亚油酸（ n6）和亚麻酸（n3），其中 亚油酸和 亚麻酸不能自己合成，必需从食物摄取，称 为必需脂肪酸。其他脂肪酸可由这四种前体通过延长和去饱和作用形成。三、甘油三酯的合成：肝脏和脂肪 组织（一）前体合成：包括 L-磷酸甘油和脂酰辅酶 A。细胞质中的磷酸二羟丙酮经 -磷酸甘油脱氢酶催化，以 NADH 还原生成磷酸甘油。也可由甘油经甘油激酶磷酸化生成，但脂肪组织缺乏有活性的甘油激酶。（二）生成磷脂酸：磷酸甘油与脂酰辅酶 A 生成单脂酰甘油磷酸，即溶血磷脂酸，再与脂酰辅酶 A 生成磷脂酸。都由甘油磷酸脂酰转移酶 催化。磷酸二 羟丙酮也可先酯化，再还原生成溶血磷脂酸。（三）合成：先被磷脂酸磷酸酶水解，生成甘油二 酯，再由
