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1、 第五章 脂类代谢脂肪分子的结构通式三酰甘油：一个甘油与三个脂肪酸通过脂键相连组成 脂类降解一.分解代谢：脂类的酶促水解 CH2OH R1COOH CH2O-C-R1 脂酶脂酶 CHOH + R2COOH CHO-C-R2 + 3H2O CH2OH R3COOH CH2O-C-R3丙三醇（甘油）丙三醇（甘油） 脂肪酸脂肪酸 脂肪（脂肪（三酰甘油）脂键：-C-O- 磷脂：在3位上CH2-P-X O 脂类降解磷脂（细胞膜的主成分）的代谢结构特点结构特点 X X 脂类降解 水解产物甘油的去路：在甘油磷酸激酶、ATP作用下形成甘油-3-磷酸，其在甘油磷酸脱氢酶作用下生成磷酸二羟丙酮，进入糖循环。水解产
2、物脂肪酸的去路：进行以-氧化为主的氧化降解，产能。 脂类代谢磷脂的降解-酶解由磷脂酶催化，磷脂酶有多种，包括A1、A2、C和D。不同的酶水解磷脂的部位不同，产物也不同。P264，不同的磷脂酶攻击磷脂分子的不同部位。酶解的主要产物脂肪酸可进入-氧化途径，甘油、磷酸进入糖代谢等。 脂类降解脂肪酸的降解氧化1）-氧化作用在细胞质中，脂肪酸首先被活化。在脂酰辅酶A合酶作用下，脂肪酸与辅酶A形成脂酰辅酶A，此为脂肪酸的活化形式。这个过程需要ATP提供能量。脂肪酸+ATP+HS-CoA 脂酰辅酶A+AMP+PPi 脂酰辅酶脂酰辅酶A A合酶合酶 脂类代谢-氧化作用脂酰辅酶A通过一个穿梭系统（脂酰肉碱）进入
3、线粒体中，进行-氧化降解。-氧化降解：脂肪酸在一系列酶的作用下于、碳原子之间断裂形成乙酰辅酶A和少二个碳原子的脂酰辅酶A（脂肪酸）的过程，其重复进行，最后使脂肪酸降解为二碳化合物，叫脂肪酸的-氧化降解。） 脂类代谢-氧化作用 脂类降解-氧化降解的反应式（以软脂酸为例，16C）：软脂酸 + 8CoA + 7H2O + 7FAD + 7NAD+ + 2ATP 8乙酰CoA + 2AMP + 2PPi + 7FADH2 + 7NADH + 7H+-氧化过程看P268。 脂类降解 关于-氧化的要点：1）在线粒体中进行。2）是脂肪酸降解的主要途径。3）产生大量的能量。4）一般底物是饱和脂肪酸，但不饱和脂
4、肪酸也可进行-氧化降解，但需更多的酶参与。5）奇数碳链脂肪酸同样可进行-氧化降解，但降解的最终产物中含有三碳化合物。 脂类降解-氧化作用产生ATP的计算（以软脂酸为例，16C）由反应式来看，一个软脂酰辅酶A彻底氧化可形成7个FADH2、7个NADH和8个乙酰辅酶A。形成的ATP数为108个，如果从软脂酸开始为106个（脂肪酸活化时用去二个ATP）。8个乙酰辅酶A=80个7个FADH2=10.5个7个NADH=17.5个 脂类降解-氧化作用产生ATP的计算12C饱和脂肪酸完全降解产生的ATP数是多少？（看反应式的规律，形成NADH等的数是多少进行计算）-氧化作用的产物乙酰辅酶A在代谢中具有极其重
5、要的作用，是一个重要的碳架、能量供体。脂肪酸的降解氧化2）脂肪酸的-氧化和-氧化-氧化: 在脂肪酸碳原子上断裂，产生奇数的脂肪酸。也可使奇数脂肪酸成为偶数态，利于进行-氧化。或使一些有修饰的脂肪酸底物变成更好的-氧化的底物。CH3（CH2）n CH2COOH 脂类降解 脂类降解脂肪酸的降解氧化-氧化：是使脂肪酸末端（开始端）羧酸化，使-氧化能从两端同时进行，加快氧化降解速度。CH3（CH2）n COOH HOOC(CH2)n COOH-氧化和-氧化的结果有利于加快脂肪酸的降解。 脂类降解 -氧化和-氧化 脂类降解脂肪酸降解示意图 -氧化脂肪酸 乙酰辅酶A -氧化 少一个碳的脂肪酸 -氧化 -氧
6、化 -氧化二羧酸 乙酰辅酶A 脂类降解酮体的概念及其病症-氧化作用的产物乙酰辅酶A在代谢中具有极其重要的作用，是一个重要的碳架、能量供体。其中，它可作为原料在肝脏中形成酮体-乙酰乙酸、D-羟丁酸和丙酮。酮体合成于肝脏后可流入肝脏外组织或血液作为燃料。肝脏中乙酰辅酶A往哪个方向走受很多因素影响，酮体合成只是一个方向。但在不正常情况下，如患糖尿病时，酮体含量大增，尿液中酮体量增高，称为“酮病”，严重时会发生血液“酸中毒”引起死亡。 脂类降解胆固醇的降解代谢胆固醇也称甾醇化合物，结构式看P264，核心结构为4个烃环合为一体（3个6C环，1个5C环）。是体内许多生理活性分子的前体。降解代谢示意图： 胆
7、汁酸胆汁酸 胆汁酸盐（用于脂肪的乳化）胆汁酸盐（用于脂肪的乳化） 紫外光紫外光 胆钙化醇（胆钙化醇（V VD3D3） 胆固醇 肾上腺皮质激素肾上腺皮质激素雄性激素雄性激素 细菌细菌 雌性激素雌性激素 + +脂肪酸脂肪酸 粪固醇粪固醇体外 胆固醇酯胆固醇酯 脂肪酸代谢的调控这是一个复杂的过程。总的来说，与体内能量代谢相关，这是一个复杂的过程。总的来说，与体内能量代谢相关，当能量已满足要求，合成脂肪酸（脂肪）。不满足要当能量已满足要求，合成脂肪酸（脂肪）。不满足要求，则分解脂肪酸（脂肪）以获得能量。求，则分解脂肪酸（脂肪）以获得能量。1 1）激素调控：胰高血糖素和肾上腺素多有利于糖原和脂）激素调控
8、：胰高血糖素和肾上腺素多有利于糖原和脂肪的降解代谢，而胰岛素含量高有利于糖原和脂肪的肪的降解代谢，而胰岛素含量高有利于糖原和脂肪的积累。这几种激素的比例调控着脂肪的代谢。积累。这几种激素的比例调控着脂肪的代谢。2 2）饮食平衡调控：进食过量，脂肪积累。（不爱动且食）饮食平衡调控：进食过量，脂肪积累。（不爱动且食欲好，易胖。与遗传有一定关系？）欲好，易胖。与遗传有一定关系？） 脂类代谢 脂类合成二. 生物合成1. 3-磷酸甘油的合成 由糖酵解的中间产物而来。 磷酸二羟丙酮在甘油磷酸脱氢酶的作用下变成3磷酸甘油（可逆反应），这是合成脂肪的原料。 脂类合成2. 脂肪酸的合成1 1）饱和脂肪酸从头合成
9、途径）饱和脂肪酸从头合成途径以以乙酰辅酶乙酰辅酶A A为原料，在酰基载体蛋白（为原料，在酰基载体蛋白（ACPACP）及一系列及一系列酶（脂肪酸合酶等）的作用下合成酶（脂肪酸合酶等）的作用下合成1616碳饱和脂肪酸的碳饱和脂肪酸的过程。过程。在线粒体生成的乙酰辅酶在线粒体生成的乙酰辅酶A A通过一个穿梭系统到达细胞质通过一个穿梭系统到达细胞质中，在中，在乙酰辅酶乙酰辅酶A A羧化酶羧化酶作用下变为作用下变为丙二酸单酰辅酶丙二酸单酰辅酶A A，这是合成的起始反应。，这是合成的起始反应。脂肪酸合酶包含脂肪酸合酶包含7 7种酶活性种酶活性和和1 1个个酰基载体蛋白酰基载体蛋白（ACPACP）。）。 脂
10、类合成ACP的结构与作用蛋白质，含辅基蛋白质，含辅基磷酸泛酸巯基乙胺磷酸泛酸巯基乙胺（辅酶（辅酶A A的一部分），的一部分），所以具有辅酶所以具有辅酶A A的功能（携带酰基，由磷酸泛酸巯基的功能（携带酰基，由磷酸泛酸巯基乙胺的巯基与脂酰基形成硫脂键），成为酰基载体蛋乙胺的巯基与脂酰基形成硫脂键），成为酰基载体蛋白，可把脂酰基从一个酶反应转移到另一酶反应。是白，可把脂酰基从一个酶反应转移到另一酶反应。是脂肪酸合成的中心物质。脂肪酸合成的中心物质。饱和脂肪酸从头合成途径看P276。 脂类合成饱和脂肪酸从头合成途径特点：A.基本上是脂肪酸氧化降解的逆反应。B.主要在细胞质中进行。C.以乙酰辅酶A为原
11、料转化为丙二酸单酰辅酶A 作为2C供体，每次过程延长2个碳原子合成偶碳数的脂肪酸，脂肪酸的最大碳数为16。 脂类合成饱和脂肪酸从头合成途径特点：D. 需ATP、NADPH参与。NADPH主要由戊糖磷酸途径合成提供。E. 此过程合成的饱和脂肪酸可进一步变化。（在其它酶系作用下可延长，或形成不饱和脂肪酸等） 脂类合成2) 16碳饱和脂肪酸的延长以以1616碳饱和脂肪酸为底物，在另一酶系作用下延长。碳饱和脂肪酸为底物，在另一酶系作用下延长。A.主要在线粒体中进行。主要在线粒体中进行。B.延长过程与脂肪酸的降解刚好相反，每次变化的单位延长过程与脂肪酸的降解刚好相反，每次变化的单位为为2C2C，所以形成
12、偶碳数的饱和脂肪酸。，所以形成偶碳数的饱和脂肪酸。3 3）不饱和脂肪酸的形成）不饱和脂肪酸的形成饱和脂肪酸在脂酰辅酶饱和脂肪酸在脂酰辅酶A A去饱和酶去饱和酶的催化下形成不饱和键。的催化下形成不饱和键。A.去饱和是一个氧化还原过程，需要电子传递相连。去饱和是一个氧化还原过程，需要电子传递相连。B.人体中去饱和酶种类有限，有些不饱和脂肪酸不能合人体中去饱和酶种类有限，有些不饱和脂肪酸不能合成，如亚麻酸、亚油酸，只能通过膳食获得，为必需成，如亚麻酸、亚油酸，只能通过膳食获得，为必需脂肪酸。脂肪酸。 脂类合成3. 脂肪（三酰甘油）的生物合成1) 1) 形成二酰甘油（书形成二酰甘油（书P278P278
13、）由由3 3磷酸甘油与二个磷酸甘油与二个脂肪酰辅酶脂肪酰辅酶A A在酰基转移酶催化下分在酰基转移酶催化下分步形成（先形成磷脂酸后脱磷形成二酰甘油）。其实，步形成（先形成磷脂酸后脱磷形成二酰甘油）。其实，这也是磷脂形成的过程。这也是磷脂形成的过程。脂肪酰辅酶脂肪酰辅酶A A就是脂肪酸的活化形式就是脂肪酸的活化形式。2 2）二酰甘油与另一脂肪酰辅酶）二酰甘油与另一脂肪酰辅酶A A在酰基转移酶作用下形成在酰基转移酶作用下形成三酰甘油。三酰甘油。二酰甘油是合成其他脂类的关键底物，如磷脂类的形成等。二酰甘油是合成其他脂类的关键底物，如磷脂类的形成等。具体合成过程不讲。具体合成过程不讲。 脂类合成4. 胆
14、固醇的生物合成人体中胆固醇的二个来源：膳食和生物合成。生物合成是以乙酰辅酶A为原料，其过程概况为：乙酰辅酶A甲羟戊酸异戊烯焦磷酸鲨烯羊毛固醇胆固醇。在细胞质或内质网中合成。 脂类代谢胆固醇是重要的生理活性物质，体内不能缺乏。但过多则会引起疾病。过多的胆固醇主要沉积于动脉中引起动脉粥样硬化，导致心血管病。 糖与脂肪的相互转变糖与脂肪的相互转变 糖容易转变成脂肪，主要是因为：1） 糖分解代谢产生的乙酰CoA、NADPH等可作为脂肪酸合成的原料。只要能量已满足要求，乙酰CoA就可转变为脂肪酸，合成脂肪。2）糖分解代谢的中间产物可转化为3-磷酸甘油，有利于脂肪的合成。3）糖分解产生的柠檬酸、异柠檬酸可
15、激活乙酰CoA羧化酶（使乙酰CoA 转化为丙二酸单酰辅酶A，启动脂肪酸合成），同时生成的ATP也可以激活乙酰CoA羧化酶，有利于脂肪的合成。 糖与脂肪的相互转变糖与脂肪的相互转变脂肪之所以难转变成糖，主要是因为：1）体内一分子脂肪（甘油三酯）可水解成一分子甘油和三分子脂肪酸，只有甘油部分经活化成-磷酸甘油，再脱氢成磷酸二羟丙酮后，可经糖异生途径转变（合成）为葡萄糖或糖原。2）脂肪酸（占大部分碳源）经-氧化作用变成乙酰辅酶A后，乙酰辅酶A不能逆行合成葡萄糖或糖原。 脂类代谢主要内容1.解释概念： -氧化作用， -氧化和-氧化，磷脂酶，甾醇化合物，饱和脂肪酸从头合成途径， ACP，去饱和酶，必需脂肪酸，脂酶。2. 一个12C饱和脂肪酸分子完全降解产生的ATP分子数是多少？3. 为何机体内糖容易转变成脂肪，而脂肪较难转变成糖？
