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1、脂质代谢思考题1. 动物不能将偶数碳脂肪酸净转化成葡萄糖，相反，奇数碳脂肪酸的某些碳原 子能够作为葡萄糖异生的前体。请解释。解答：偶数碳脂肪酸降解的产物是乙酰CoA,乙酰CoA不是糖异生作用的前体， 它不能直接转变为丙酮酸，因为对于每个进入柠檬酸循环的二碳单位来说，只能 被降解以CO2的形式释放。但是奇数碳脂肪酸的最后三个碳原子是丙酰CoA，它 可以羧化，经过三个反应步骤能转变成柠檬酸循环的中间物琥珀酰CoA。柠檬酸 循环的中间物都是糖异生的前体。2. 试比较硬脂酸、油酸、亚油酸以及亚麻酸完全氧化产生的 ATP 数。解答：硬脂酸为18碳饱和脂肪酸，经8次P -氧化可产生8分子NADH、8分子
2、FADH2和9分子的乙酰CoA，故硬脂酸完全氧化产生的ATP数为：(2.5ATP/NADH) X8NADH + ( 2.5ATP/FADH2 ) X8FADH2 + ( 10ATP/ 乙酰 CoA ) X9 乙酰 CoA=20ATP+12ATP+90ATP=122ATP。但是，含有一个或多个不饱和双键的脂肪酸完全氧化除需要P -氧化的酶以外， 还需要A3-顺-反烯脂酰CoA异构酶、2， 4-二烯脂酰CoA还原酶和3， 2- 二烯脂酰CoA异构酶参与。这样就可以保证这类脂肪酸能进行氧化，因为一般认 为天然不饱和脂肪酸的双键的几何构型是顺式的。例如亚油酸的氧化。 从图中的反映可以看出，亚油酸含有两
3、个不饱和双键，相应的减少了两次酰基 CoA脱氢酶催化的脱氢反应，即减少了两分子FADH2的产生。因此，亚油酸完全 氧化产生的ATP数应是122-3=199，同理，油酸应产生122-1.5=120.5ATP，亚麻 酸应产生122-4.5=117.5ATP。(注：产生的ATP数按习惯方式计算)3. 某些微生物如Nocardia和Pseudomonus能生长在以碳氢化合物为唯一碳源的 环境里。这些细菌能把直链a -碳氢化合物氧化成相应的羧酸。例如：CH (CH ) CH +NAD+0 CH (CH ) C00H+NADH+H+32632326这类细菌为什么能够清楚石油污染？解答：由于这类细菌能够利用
4、直链碳氢化合物作为它们的能源和碳源，把碳氢化 合物氧化成相应的羧酸，羧酸可被其他生物利用，将其氧化成CO (经p -氧化2和柠檬酸循环)，最终结果是，碳氢化合物最后完全氧化成CO和H0。因此，原22 则上这些细菌应能清除石油污染。3. 在糖尿病人中，因组织不能利用葡萄糖，转而氧化大量的脂肪酸。虽然乙酰CoA是无毒的，但线粒体必须使乙酰CoA转变成酮体。请对此提出生化解释。解答：在糖尿病人中，因柠檬酸循环的活性很低，维持生存所需要的能量主要依 靠脂肪酸氧化的第一阶段（0 -氧化）生成的还原力经呼吸链产生。为了使P - 氧化适度的进行，就必须使线粒体内的 CoASH 不断的得到补充。然而，线粒体内
5、 膜对 CoASH 是不可通透的，且线粒体的 CoASH 库小。在这种情况下，酮体的形成 就为CoASH的再生创造了机会：乙酰CoA+乙酰CoA乙酰乙酰CoA+CoASH乙酰CoA+乙酰CoA+H O0 -羟基-0 -甲基戊二酸单酰CoA+CoASH 0 -羟基-0 -甲基戊二酸单酰CoA乙酰乙酸+乙酰CoA 总反应：2乙酰CoA+H O乙酰乙酸+ 2CoASH25. 乙酰CoA羧化酶是脂肪酸合成的一种关键调节酶，以两种可相互转变的形 式存在：有活性的纤维状的多聚体形式（去磷酸化）和无活性的原体形式（磷酸 化）。柠檬酸和软脂酰CoA可分别优先紧密结合和稳定乙酰CoA羧化酶的不同形 式以调节脂肪
6、酸的合成。请说明每种调节剂是怎样通过与该酶的相互作用起到调 节功能的。胰高血糖素和肾上腺素在调节脂肪酸的合成中起什么样的作用？解答：丰富的柠檬酸和ATP能启动脂肪酸的合成。柠檬酸是乙酰CoA羧化酶的 别构激活剂，当它结合到乙酰CoA羧化酶上的结合部位，引发无活性的原体聚合 成有活性的纤维状形式并使其稳定。相反，高水平的脂酰CoA表明没有进一步合 成更多脂肪酸的必要，故软脂酰CoA便同乙酰CoA羧化酶的纤维状聚合体结合， 使其解聚，转变成无活性的原体。胰高血糖素和肾上腺素这两种激素通过与靶 细胞膜上的受体结合，导致细胞内第二信使cAMP水平升高，cAMP激活蛋白激酶。 激活后的蛋白激酶使乙酰Co
7、A羧化酶磷酸化失去活性，使脂肪酶磷酸化被激活。 其结果是脂肪酸的合成被抑制，脂肪的降解被促进。6. 脂肪酸生物合成的限速步骤是由乙酰CoA羧化酶催化的乙酰CoA的羧化反应。 只有当乙酰CoA的供应很充足时，该酶的活性才会很高。乙酰CoA的充足供应怎 样激活这个酶呢？解答：当乙酰CoA的供应量很高时，丙酮酸羧化酶被激活，从而使线粒体内的草 酸乙酸的水平升高。于是就增高了柠檬酸循环的活性，随之亦增高了线粒体内的 柠檬酸的水平。线粒体内的柠檬酸经特殊的载体转运而进入到胞液中，于是胞液 柠檬酸水平亦随之升高。由于柠檬酸是乙酰CoA羧化酶的正调节效应物，因此柠 檬酸水平的升高必然会导致脂肪酸合成速度升高。
