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1、第七章 脂类代谢 脂类概述脂类概述 脂肪的分解代谢脂肪的分解代谢 脂肪的生物合成脂肪的生物合成一、脂类概述一、脂类概述1. 概念脂类是脂肪和类脂的总称，它是有脂肪酸与 醇作用生成的酯及其衍生物，统称为脂质或脂类 ，是动物和植物体的重要组成成分。脂类是广泛 存在与自然界的一大类物质，它们的化学组成、 结构理化性质以及生物功能存在着很大的差异， 但它们都有一个共同的特性，即可用非极性有机 溶剂从细胞和组织中提取出来。2. 分类脂肪 真脂或中性脂肪（甘油三酯） 蜡类脂磷脂糖脂异戊二烯酯甾醇 萜类甘油磷脂鞘氨醇磷脂卵磷脂 脑磷脂n贮藏物质/能量物质 脂肪是机体内代谢燃料 的贮存形式，它在体内氧化可释放
2、大量能量以 供机体利用。n提供给机体必需脂成分 （1）必需脂肪酸 亚油酸 18碳脂肪酸，含两个不饱和键；亚麻酸 18碳脂肪酸，含三个不饱和键；花生四烯酸 20碳脂肪酸，含四个不饱和键 ； （2）生物活性物质激素、胆固醇、维生素等。3. 脂类的功能n生物体结构物质（1）作为细胞膜的主要成分 几乎细胞所 含的磷脂都集中在生物膜中，是生物膜结构的 基本组成成分。（2）保护作用 脂肪组织较为柔软，存在 于各重要的器官组织之间，使器官之间减少摩 擦，对器官起保护作用。n用作药物卵磷脂、脑磷脂可用于肝病、神经衰弱及动 脉粥样硬化的治疗等。二、脂肪的分解代谢二、脂肪的分解代谢1.脂肪的水解 n乳化 脂肪的消
3、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 一种脂酶水解成甘油和脂肪酸。n甘油的分解 2. 脂肪酸的氧化分解（-氧化）n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。 n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。
4、 n脂肪酸的氧化长链脂酰CoA的氧化是在线粒体脂 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氧化最终全部生成 乙酰CoA。 脂酰CoA的氧化反应过程如下： （1）脱氢 脂酰CoA经脂酰CoA脱氢酶催化，在 其和碳原子上脱氢，生成2反烯脂酰CoA ，该脱氢反应的辅基为FAD。（2）加水（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-羟脂酰CoA。（3）脱氢 L-羟脂酰CoA在L-羟脂酰CoA 脱氢酶催化下，脱去碳原子与羟基上的氢原 子生成-酮脂酰CoA，该反应的辅
5、酶为NAD+。（4）硫解 在-酮脂酰CoA硫解酶催化下，- 酮脂酰CoA与CoA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。n 总结：脂肪酸氧化最终的产物为乙酰CoA、NADH和 FADH2。假如碳原子数为Cn的脂肪酸进行氧化 ，则需要作（n/21）次循环才能完全分解为 n/2个乙酰CoA，产生n/2个NADH和n/2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：以软脂酸（18C）为例计算其完全氧化所生成 的ATP分子数：3. 脂肪酸的其它氧化分解方
6、式n奇数碳原子脂肪酸的分解 羧化 脱羧n脂肪酸的-氧化n脂肪酸的-氧化n不饱和脂肪酸的分解4. 乙酰CoA的去路n进入TCA循环最终氧化生成二氧化碳和水 以及大量的ATP。n生成酮体参与代谢（动物体内）脂肪酸氧化产生的乙酰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，即形成乙酰乙酸、D-羟丁酸和 丙酮，这三者统称为酮体。 （1）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），
7、并释放1分子 CoASH。C. HMG CoA在HMG CoA裂解酶催化下裂解生成 乙酰乙酸和乙酰CoA。乙酰乙酸在线粒体内膜 -羟丁酸脱氢酶作用下，被还原成-羟丁酸。 部分乙酰乙酸可在酶催化下脱羧而成为丙酮。（2）酮体的分解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。nA. 乙酰乙酸在肌肉线粒体中经3-酮脂酰CoA转 移酶催化，能被琥珀酰CoA活化成乙酰乙酰CoA 。nB. 乙酰乙酰CoA被氧化酶系中的硫
8、解酶裂解 成乙酰CoA进入三羧酸循环。 nC. -羟丁酸在-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 。nD. 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。 1. 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。三、脂肪的生物合成三、脂肪的生物合成合成过程可以分为三个阶段： （1）原料的准备乙酰CoA羧化生成丙二 酸
9、单酰CoA（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。乙酰CoA羧化酶可分成三个不同的亚基 ：生物素羧化酶（生物素羧化酶（BCBC） 生物素羧基载体蛋白（生物素羧基载体蛋白（BCCPBCCP） 羧基转移酶（羧基转移酶（CTCT）乙酰CoA的穿膜转运：柠檬酸穿梭系统 肉毒碱转运 （2）合成阶段 以软脂酸（16碳）的合 成为例（在细胞液中进行）。催化该合成反应 的是一个多酶体系，共有七种蛋白质参与反应 ，以没有酶活性的脂酰基载体蛋白（ACP）为中 心，组成一簇。n原初反应（初始反应）n原初反应 n缩合反应 n还原反应 n脱水反应 n还原反应 至此，生成的丁酰-A
10、CP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-酮脂酰合成酶的-SH上，再重 复以上的缩合、还原、脱水、还原4步反 应，每次重复增加两个碳原子，释放一分 子CO2，消耗两分子NADPH，经过7次重复 后合成软脂酰-ACP，最后经硫脂酶催化脱 去ACP生成软脂酸（16碳）。 （3）延长阶段（在线粒体和微粒体中进行 ）生物体内有两种不同的酶系可以催化碳 链的延长，一是线粒体中的延长酶系，另 一个是粗糙内质网中的延长酶系。n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。n内质网脂肪酸延长酶系 用丙二酸单酰CoA作为C2的
11、供体，NADPH 作为H的供体，中间过程和脂肪酸合成酶 系的催化过程相同。 （4）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（16C，一个不饱和键）、油酸（18C， 一个不饱和键）、亚油酸（18C，两个不饱和键 ）、亚麻酸（18C，三个不饱和键）以及花生四 烯酸（20C，四个不饱和键）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。 本章小结本章小结 脂类概述 脂肪的分解 脂肪的合成脂肪与类脂，脂肪酸（饱和，不饱和，必需）脂肪酸的 氧化，酮体乙酰CoA羧化生成丙二酸单酰CoA 脂肪酸的从头合成
