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1、 第四章第四章 脂类代谢脂类代谢 讲义讲义重点：脂肪酸 -氧化过程；脂肪酸经 氧化，柠檬酸循环和氧化磷酸化彻底氧化为 CO2 和 水所产生的能量；酮体的定义、生成部位、生成过程及其功能、危害；脂肪酸合成的途经 及其调控机制；胆固醇的合成原料及关键步骤；胆固醇在体内的转化难点：脂肪酸 -氧化的能量计算第一节第一节 脂肪的消化脂肪的消化 前言：脂类的消化吸收：均在小肠部位进行。 一.脂类的消化：主要依靠胰脏分泌的酶以及胆囊分泌的胆汁酸（乳化），产物五花八门。 1.酯酶：水解脂肪酸和一元醇形成的酯。 胆固醇酯酶：水解胆固醇酯，产物为胆固醇和脂肪酸。 简单酯酶：水解简单酯如乙酸乙酯等。 2. 脂酶：
2、脂肪酶：水解甘油三酯，产物是甘油、甘油单或双脂以及脂肪酸。P210 磷脂酶：PLA1、PLA2、PLC、PLD，产物为甘油、甘油单或双脂以及脂肪酸、X、P 等。P233 二.脂类的吸收：小肠上皮细胞。 1.可溶性的产物如甘油、脂肪酸，被小肠上皮细胞吸收后直接进入毛细血管经门静脉运到 肝脏进行进一步代谢。 2. 不溶性的产物如甘油脂等，经胆汁酸高度乳化后被小肠上皮细胞吸收，并在其中重新被 合成原脂，再进入淋巴系统，形成脂蛋白，最后进入血液中运到肝脏。第二节第二节 细胞内脂肪的分解代谢细胞内脂肪的分解代谢 一.脂肪的完全水解：由脂肪酶作用，在（肝）胞浆中进行。产物是甘油和脂肪酸。 二.甘油的来龙去
3、脉： 甘油 甘油激酶-磷酸酶 -P-甘油 脱氢酶-NAD P-二羟丙酮EMP 合成 G 或彻底氧化成 CO2 和 H2O 三. 脂肪酸的氧化：-氧化（发生在 -C 上的氧化） 1.偶数、饱和脂肪酸的 -氧化：过程分为活化与转运、线粒体内 -氧化 2 步。产物是少 了 2 个 C 的脂酰 CoA 和乙酰 CoA。注意有高能键。 脂肪酸的活化与转运：将胞浆中的脂肪酸变成线粒体中的脂酰 CoA，由线粒体外膜上的 脂酰 CoA 合成酶和线粒体内膜上的肉毒碱脂酰转移酶共同完成。整个过程见 P210214。 总的反应式： 脂肪酸 + HSCoA（胞浆） -ATPAMP+PPi 脂酰 CoA（线粒体） 能量
4、核算：消耗 2 分子 ATP 线粒体内的 -氧化：分为脱氢、水化、再脱氢和硫解 4 步。结果是将脂酰 CoA 降解成 为少了 2 个 C 的脂酰 CoA 和乙酰 CoA。其过程见 P213，物质、酶（特别注意烯脂酰 CoA 水 合酶的高度专一性：只认反式双键）、能量。 能量核算：1 个 FADH2、1 个 NADH+H+一共相当于 5 分子 ATP。 脂肪酸完全氧化成 CO2 和 H2O 的过程以及能量核算 脂肪酸 + HSCoA（胞浆） -活化、转运 脂酰 CoA（线粒体） - 氧化 乙酰 CoA -TCA CO2+H2O 脂肪酸：2n活化、转运 1 次：消耗 2 个 ATP -氧化 n-1
5、 次：产生（n-1）*5 个 ATP 生成 n 个乙酰 CoA，经过 n 次 TCA：产生 n*12 个 ATP 总账： 17*n-7 个 ATP 例如：硬脂酸 18：0，n=9，可以产生 17*9-7146 个 ATP 2.奇数饱和脂肪酸的 -氧化 前面的过程与偶数、饱和脂肪酸的 -氧化相同，只是最后产生 1 分子的丙酰 CoA 而不是 乙酰 CoA，见 P216，它将进一步变成琥珀酰 CoA，进入 TCA。 3.不饱和脂肪酸的 -氧化 由于天然的不饱和脂肪酸都是顺式双键，且位于 9 位上，因此在几次正常的 -氧化后会 出现 3-位上具有顺式双键的情况，因此要请另外 1 个酶帮忙，3 顺-2
6、 反-烯脂酰 CoA 异构酶，将其变成 2-位反式双键，符合烯脂酰 CoA 水合酶的专一性，后面又可以正常进行 -氧化了。 4.酮体代谢 当细胞中 -氧化进行得太剧烈时，产生的大量乙酰 CoA 无法用掉，它们就会转化成丙酮、 乙酰乙酸、-羟丁酸，统称为酮体，进入血液中运到需要的细胞，如果吃多了脂肪类食物， 将使血液中的酮体含量过高，造成酮尿症（酸中毒），扰乱了体内的水盐代谢。酮体的代 谢都需要变成糖有氧氧化过程中的中间产物。第三节第三节 脂肪的合成代谢脂肪的合成代谢 一.甘油的形成 1. 由糖的有氧氧化的中间产物转化而来，见甘油的来龙去脉。 2. 消化吸收的甘油直接利用。 二.脂肪酸的生物合成
7、：动物体内合成脂肪酸有两条途径，1 是胞浆中的“从头合成”途径， 2 是线粒体和微粒体中的“补救”途径。 1.脂肪酸的“从头合成”途径，胞浆中发生，由乙酰 CoA 为原料，连续追加 2C 单位，最后 形成软脂酸。 原料：乙酰 CoA，既可形成引物（乙酰 ACP）又可形成二 C 单位的供体（丙二酰 ACP）， ACP：Acyl Carrier Protein，酰基载体蛋白。 需要脂肪酸合成酶系：这是个多酶体系，效率极高，见 P225。 “从头合成”过程，物质、酶、过程。增加的过程：软脂酰 ACP 的水解。 回头介绍脂肪酸合成酶系，这是一个以 ACP 为核心，在它周围有次序的排列着合成脂肪 酸的各
8、种酶，随着 ACP 的转动，依次发生上述各种反应。每一步反应的产物正好是上一步 反应的底物，因此，效率极高，详细讲解。 第一步，ACP 接受了乙酰基后将其暂时交给（转到）-酮脂酰 ACP 合成酶，然后 ACP 回头 再去接受丙二酰基，再转到 -酮脂酰 ACP 合成酶处，由该酶将丙二酰基的羧基去掉再将 酶身上的乙酰基安到其上，就形成了 -酮脂酰 ACP，之后 ACP 就带着 -酮脂酰基转到另 一酶处，转转转，最后形成多了 2 个 C 的脂酰 ACP，ACP 将这个产物看成是乙酰基，再次 暂时交给（转到）-酮脂酰 ACP 合成酶，以后的过程同上反复进行。图中的脂肪酰脱酰酶 就是软脂酰 ACP 硫酯
9、酶。 原料乙酰 CoA 的来源：无论是糖的有氧氧化还是脂肪酸的 -氧化，乙酰 CoA 都是在线 粒体中产生的，而脂肪酸的 “从头合成”途径发生在胞浆中，这就涉及到乙酰 CoA 的穿梭， 从线粒体到胞浆，以柠檬酸-丙酮酸循环为例，代价是 2 分子的 ATP。略。 2.线粒体中脂肪酸合成的“补救”途径。胞浆中“从头合成”途径产生的软脂酸，通过正常的脂肪酸 -氧化的活化与转运过程进 入线粒体中，再以乙酰 CoA 为原料，软脂酰 CoA 为引物，沿着 -氧化的逆过程形成硬脂 酰 CoA，水解成硬脂酸。要使 -氧化逆转，得请烯脂酰 CoA 还原酶来帮忙，使第一步的不 可逆反应反转，这也就是底物循环，其它
10、各步均是可逆反应，见 P228。注意烯脂酰 CoA 还 原酶的辅酶是 NADPH+H+ ,-烯硬脂酰 CoA NADP 烯脂酰 CoA 还原酶- -脂酰 CoA 脱氢酶 NAD 硬脂酰 CoA 3.奇数和不饱和脂肪酸都是在偶数饱和脂肪酸的基础上衍生而来的。 三.脂肪的形成 1. 甘油的活化：在甘油激酶的作用下形成 -P-甘油 2. 脂肪酸的活化：在脂酰 CoA 合成酶的作用下，形成脂酰 CoA。 3. 在脂酰转移酶和磷酸酶的作用下生成脂肪第四节第四节 磷脂和胆固醇的代谢磷脂和胆固醇的代谢 一. 磷脂的代谢 1. 分解代谢：细胞内磷脂的分解代谢的第一步与肠道中的消化相同，是由磷脂酶进行的水 解作
11、用，见 P397。第二步是水解的终产物如甘油、脂肪酸、磷酸、X 各自进入自己的代谢 途径。 2. 合成代谢 甘油 甘油激酶-ATPADP -P 甘油 酯酰转移酶-酯酰 CoA P-二酰甘油 磷酸 酶- 二酰甘油 X 的活化形式-带P 甘油磷脂 带P 的 X 的活化形式：如 CDP 胆碱，P234 二. 胆固醇的代谢* 1.在动物细胞内，胆固醇不能被分解，加氢后变成粪固醇排出体外。胆固醇可以被转化为 各种重要物质，如 VD、胆汁酸、性激素和其它激素等。但动物细胞可以合成胆固醇。 2.胆固醇的合成过程很复杂，简化为 乙酰 CoA - 羟甲基戊酸（MVA，6C）- 鲨烯（30C）- 胆固醇（27C） 重要的内容：乙酰 CoA 为原料，羟甲基戊二酰 CoA（HMGCoA）是关键酶。 4. 胆固醇在体内的运输： 肝脏 LDL-血液-HDL 外围组织
