目 录脂类代谢Metabolism of Lipids第十章目 录n定义：脂类是脂肪(fat)及类脂(lipoid)的总称，是一类不溶于水而易溶于有机溶剂，并能为机体利用的有机化合物n脂类的主要生理功能是储存能量及氧化供能目 录脂类的分类、含量、分布及生理功能 分类含量 分布 生理功能脂肪脂肪 甘油三酯 95 脂肪组织、血浆1. 储脂供能2. 提供必需脂酸3. 促脂溶性维生素吸收4. 热垫作用5. 保护垫作用6. 构成血浆脂蛋白类脂类脂糖酯、胆固醇及其酯、磷脂5生物膜、神经、血浆1. 维持生物膜的结构和功能2. 胆固醇可转变成类固醇激 素、维生素、胆汁酸等3. 构成血浆脂蛋白目 录第一节 脂类的消化和吸收Digestion and Absorption of Lipids目 录条件： 乳化剂的乳化作用乳化作用； 酶的催化作用 部位：主要在小肠上段一、脂类的消化需要脂消化酶及胆汁酸盐 目 录消化过程及相应的酶 乳化 消化酶 甘油三酯 产 物 食物中的脂类 2-甘油一酯 + 2 FFA 磷 脂 溶血磷脂 + FFA 磷脂酶A2 胆固醇酯 胆固醇酯酶 胆固醇 + FFA 胰脂酶 辅脂酶微团(micelles)目 录辅脂酶是胰脂酶对脂肪消化不可缺少的蛋白质辅因子，分子量约10,000。
辅脂酶在胰腺泡中以酶原形式合成，随胰液分泌入十二指肠进入肠腔后，辅脂酶原被胰蛋白酶从其N端切下一个五肽而被激活辅脂酶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它与胰脂酶结合是通过氢键进行的；它与脂肪通过疏水键进行结合辅脂酶（colipase）目 录脂肪与类脂的消化产物，包括甘油一酯、脂酸、胆固醇及溶血磷脂等以及中链脂酸（610C）及短链脂酸（24C）构成的的甘油三酯与胆汁酸盐，形成混合微团(mixed micelles)，被肠粘膜细胞吸收目 录部 位： 十二指肠下段及空肠上段方 式：中链及短链脂酸构成的TG 乳化 吸收 脂肪酶 甘油 + FFA 门静脉 血循环肠粘膜 细胞 二、脂类消化产物在肠粘膜细胞内再合成 目 录淋巴管 血循环乳糜微粒(chylomicron, CM) TG、CE、PL + +载脂蛋白(apo) B48、C、A、A 长链脂酸及2-甘油一酯 肠粘膜细胞（酯化成TG）胆固醇及游离脂酸 肠粘膜细胞（酯化成CE）溶血磷脂及游离脂酸 肠粘膜细胞（酯化成PL）目 录在肠粘膜中甘油一酯合成脂肪的途径称为甘油一酯合成途径 CoACoA + + RCOOH RCOOH RCORCOCoACoA 脂酰CoA合成酶 ATP ATP AMP AMP PPiPPi 脂酰CoA 转移酶 CoA R2COCoA CHCH2 2OH OH CHCH2 2OH OH CHOCHO- -C C- -R R1 1 O =CHCH2 2OH OH CHCH2 2OH OH CHOCHO- -C C- -R R1 1 O =R3COCoA CoA 脂酰CoA 转移酶CHCH2 2OH OH CHCH2 2OO- -C C- -R R2 2CHOCHO- -C C- -R R1 1 O=O =CHCH2 2OH OH CHCH2 2OO- -C C- -R R2 2CHOCHO- -C C- -R R1 1 O=O =CHCH2 2OO- -C C- -R R3 3 CHCH2 2OO- -C C- -R R2 2 CHOCHO- -C C- -R R1 1 O=O=O=目 录甘油三酯的消化与吸收目 录第二节 甘油三酯的代谢Metabolism of Triglyceride目 录甘油三酯代谢概况甘油三酯脂肪动员FFA活化，-氧化乙酰CoA酮体氧化供能TAC氧化磷酸化甘油3-磷酸甘油甘油激酶磷酸二羟丙酮糖酵解或糖异生途径葡萄糖乙酰CoANADPHATPCO23-磷酸甘油软脂酸甘油二酯途径目 录脂肪组织：主要以葡萄糖为原料合成脂肪，也利用CM或VLDL中的FA合成脂肪。
一、甘油和脂酸合成甘油三酯 （一）肝、脂肪组织及小肠是合成甘油三酯的主要场所肝 脏：肝内质网合成的TG，组成VLDL入血小肠粘膜：利用脂肪消化产物再合成脂肪目 录1. 甘油和脂酸主要来自于葡萄糖代谢2. CM中的FFA（来自食物脂肪）（二）合成甘油三酯所需的甘油及脂酸主要来自葡萄糖 1. 甘油一酯途径（小肠粘膜细胞）2. 甘油二酯途径（肝、脂肪细胞）（三）不同细胞合成甘油三酯途径不完全相同 甘油二酯途径 3 - 磷酸甘油脂酰CoA转移酶 CoA R1COCoA PiPiCHCH2 2OO- -CHCH2 2OH OH CHOH CHOH PiPiCHCH2 2OO- -CHCH2 2OH OH CHOH CHOH 3 - 磷酸甘油磷脂酸磷酸酶PiO=PiCHCH2 2OO- -CHCH2 2OO- -C C- -R R1 1 CHOCHO- -C C- -R R2 2 O=磷脂酸O=PiCHCH2 2OO- -CHCH2 2OO- -C C- -R R1 1 CHOCHO- -C C- -R R2 2 O=磷脂酸 脂酰CoA 转移酶 CoA R3COCoA 1 1 CHCH2 2OH OH CHCH2 2OO- -C C- -R RCHOCHO- -C C- -R R2 2 O=O=1，2-甘油二酯CHCH2 2OO- -C C- -R R3 3 CHCH2 2OO- -C C- -R R1 1 CHOCHO- -C C- -R R2 2 O=O=O=甘油三酯CHCH2 2OO- -C C- -R R3 3 CHCH2 2OO- -C C- -R R1 1 CHOCHO- -C C- -R R2 2 O=O=O=甘油三酯 脂酰CoA 转移酶 CoA R2COCoA O=PiCHCH2 2OO- -CHCH2 2OO- -C C- -R R1 1 CHOH CHOH 1-酯酰-3 - 磷酸甘油O=PiCHCH2 2OO- -CHCH2 2OO- -C C- -R R1 1 CHOH CHOH 1-酯酰-3 - 磷酸甘油PiCHCH2 2OO- -CHCH2 2OO- -C C- -R R1 1 CHOH CHOH PiCHCH2 2OO- -CHCH2 2OO- -C C- -R R1 1 CHOH CHOH 1-酯酰-3 - 磷酸甘油目 录 * 3-磷酸甘油主要来自糖代谢。
肝、肾等组织含有甘油激酶，可利用游离甘油肝、肾甘油激酶ATP ADP CH2 2OH CH2 2OH CHOH 游离甘油PiCH2 2O- -CH2 2OH OH CHOH 3 - 磷酸甘油目 录二、甘油三酯的分解代谢是脂酸的氧化（一）脂肪分解代谢始于脂肪动员脂肪的动员（fat mobilization）激素敏感性甘油三酯脂肪酶 (hormone-sensitive triglyceride lipase , HSL) 1脂肪动员受脂解激素调节储存在脂肪细胞中的脂肪，被脂肪酶逐步水解为游离脂酸（free fatty acid, FFA）及甘油并释放入血以供其他组织氧化利用的过程脂肪动员关键酶目 录脂解激素能促进脂肪动员的激素，如胰高血糖素、去甲肾上腺素、ACTH 、 TSH等 对抗脂解激素因子抑制脂肪动员，如胰岛素、前列腺素E2、烟酸等目 录储存脂肪以储脂颗粒形式存在脂肪 细胞内，有一单层磷脂包裹，其外表面覆以的一类特殊蛋白，称为脂周蛋白脂周蛋白(perilipins) ：目 录脂肪动员过程PKA +脂解激素-受体G蛋白 AC ATPcAMP + 甘油二酯 （DG） FFA FFA 甘油二酯脂肪酶 甘油一酯 甘 油 FFA 甘油一酯脂肪酶 u HSL-激素敏感性甘油三酯脂肪酶 HSLa(无活性) HSLb(有活性)TG TG +Pi脂周蛋白 目 录甘油溶于水，直接由血液运送至肝、肾、肠等组织。
ATPADP甘油激酶(肝、肾、肠)NAD+NADH+H磷酸甘油脱氢酶酵解途径2脂肪分解的脂酸及甘油主要供心、肝、骨骼肌等利用 CH2OHCHHOCH2OH甘油CH2OHCHHOCH2OP3-磷酸甘油CH2OHCCH2O=OP磷酸二羟丙酮目 录（二）饱和脂酸氧化分4阶段进行 组 织：除脑组织外,大多数组织均可进 行， 其中肝、肌肉最活跃亚细胞：胞液、线粒体 部 位：目 录1脂酸活化为脂酰CoA* 脂酰CoA合成酶(acyl-CoA synthetase)存在于内质网及线粒体外膜上脂酰CoA合成酶 ATP AMP PPi 脂 肪 酸RCHRCH2 2CHCH2 2C C- -OH OH OO=OO=脂 酰SCoARCHRCH2 2CHCH2 2C CSCoA SCoA OO=OO=CoACoA-SH-SH2脂酰CoA进入线粒体关键酶 目 录目 录3脂酸经过多次-氧化转变为乙酰CoA脱氢 加水 再脱氢 硫解 L(+)-羟脂酰CoA脱氢酶 NAD+NADH+H+2-烯脂酰CoA 水化酶H2O 脂酰CoA 脱氢酶FADFADH2酮脂酰CoA 硫解酶CoA-SH 脂酰CoA RCH2CH2CSCoA O =反2-烯酰CoARCH=CHCSCoARCH=CHCSCoAO =L(+)-羟脂酰CoARCHOHCH2CSCoA O =酮脂酰CoARCOCH2CSCoA O =脂酰CoA+乙酰CoARCSCoA+ CH3COSCoA O =目 录CH3(CH2)7CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2COSCoAOCH3(CH2)7CH2CH2CH2CH2CH2CSCoACH3COSCoACH3(CH2)7CH2COSCoACH3(CH2)7CH2CH2CH2COCoACH3COSCoA5 5目 录目 录n对12C或12C以上的脂酰CoA，脂酸-氧化的后3步反应是由位于线粒体内膜的三功能蛋白(trifunction protein, TFP)多酶复合体催化完成的，此三酶的紧密结合，有利于底物高效率完成催化反应。
n当TFP使长链脂酸氧化缩短到12C以下时，则由线粒体基质中的一套四种可溶性酶催化其进一步氧化n 经过一次-氧化脂酰CoA生成1分子比原来少2个碳原子的脂酰CoA及1分子乙酰CoA，1分子的FADH2，1分子的NADH目 录4乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化 NADH + H+ FADH2 H2O 呼吸链 ATP H2O 呼吸链 ATP 乙酰CoA彻底氧化 三羧酸循环 生成酮体 肝外组织氧化利用 脂酰CoA脱氢酶L(+)-羟脂酰CoA脱氢酶 NAD+ NADH+H+ -烯酰CoA 水化酶2H2OFADFADH2 酮脂酰CoA 硫解酶CoA-SH脂酰CoA合成酶肉碱转运载体ATPCoASHAMP PPi线粒体膜TAC H2O呼吸链 ATP 目 录5脂酸氧化产生大量ATP 以16碳软脂酸的氧化为例活 化：消耗2个高能磷酸键 氧 化： 每轮循环 四个重复步骤：脱氢、水化、再脱氢、硫解 产物：1分子乙酰CoA1分子少两个碳原子的脂酰CoA1分子NADH+H+1分子FADH2 目 录7 轮循环产物：8分子乙酰CoA7分子NADH+H+7分子FADH2能量计算： 生成ATP： 810 + 72.5 + 71.5 = 108 净生成ATP： 108 2 = 106目 录软脂酸与葡萄糖在体内氧化产生ATP的比较软脂酸葡萄糖以1mol计106 ATP32 ATP以100g计41.4 ATP17.8ATP能量利用效率33%33%目 录（三）脂酸的其他氧化方式1不饱和脂酸进行-氧化时有构型变化 不饱和脂酸 氧化 顺3-烯酰CoA顺2-烯酰CoA 反2-烯酰CoA 3顺-2反烯酰CoA 异构酶 氧化 L(+)-羟脂酰CoA D(-)-羟脂酰CoA D(-)-羟脂酰CoA 表构酶H2O 亚油酰CoA（9顺，12顺）3次氧化 十二碳二烯脂酰CoA（3顺，6顺）十二碳二烯脂酰CoA（2反，6顺）13456CH3cOSCoA27CH3cOSCoA12345673顺,2反-烯脂酰 CoA异构酶CH3cOSCoA1812912次氧化。