第十三节：脂肪酸的氧化及合成 考研生物化学精编辅导讲义

第十三节：脂肪酸的氧化及合成
脂类代谢
5.1 脂类概述
脂类的分类（P3）脂肪（甘油三脂TG）,类脂（鞘脂（磷脂PL,糖脂GL），胆固醇CH,胆淄醇酯CHE）
TG的结构：1甘油＋3脂肪酸链
甘油磷脂的结构：1甘油＋2脂肪酸链＋1磷酸基团和1极性头部
鞘脂：鞘氨醇＋1脂肪酸链＋1极性头
脂类的生理功能
➢供能与贮能
➢机体的重要结构成分
➢转变为各种衍生物参与代谢活动
脂肪作为储能物质的优缺点:
➢脂肪具有高度还原性，彻底氧化释放的能量是同等重量的糖或蛋白质的两倍多（~38kJ/g vs 18kJ/g）。

➢
重量。

但消化需要乳化，运输需要其他蛋白质协助。

➢脂肪具有化学惰性，不易产生副反应。

但C-C键的断裂需要激活（脂酰辅酶A）。

5.2
消化因素：胆汁酸盐（bile salts）：乳化作用;
辅脂酶（colipase）：帮助胰脂酶起作用；
脂肪酶（lipase）：TG(胰脂酶)――》2单酰甘油＋脂肪酸；CHE(胆固醇脂酶)——》CH（胆固醇）＋脂肪酸；PL（磷脂酶A2）——》HLB（溶血磷脂）＋脂肪酸）
吸收部位：空肠（小肠）；短链：直接通过门静脉进入血循环；
长链：重新合成TG（甘油三脂）—（载脂蛋白）—乳糜微粒——乳糜管——淋巴管——血液在毛细血管中，脂肪又被水解为游离脂肪酸和甘油。

FA（脂肪酸）被细胞吸收。

5.3 脂肪的代谢
甘油的氧化
➢主要部位在肝、肾、肠。

➢甘油氧化通过三步反应转化为3-磷酸甘油醛。

➢脂肪和骨骼肌组织中甘油激酶活性很低，所以不能很好地利用甘油。

脂肪酸氧化的理论：脂肪酸降解时，BetaＣ被氧化，每一轮氧化中释放出一个二碳单位
饱和偶数碳脂肪酸的氧化：
部位: 以肝脏和肌肉组织最为活跃。

➢整个过程可分为三个阶段：
第一阶段：脂肪酸的活化；脂肪酸与HSCoA（辅酶A）结合生成脂酰CoA（高能化合物）的过程
RCOOH+ATP+HSCoA ―――》RCO~SCoA+AMP+PPi 催化反应的是脂酰CoA合成酶在细胞内分别有内质网脂酰CoA合成酶和线粒体脂酰CoA合成酶，前者活化12个碳原子以上的长链脂肪酸，后者活化中链或短链脂肪酸。

✓
transporter
重新生成脂酰CoA。

✓限速步骤。

✓是肉碱脂酰移位酶Ⅰ的抑制剂。

第三阶段：β-氧化。

✓所有脂肪酸β-
✓ -生成1个乙酰CoA、1个少2C的脂酰CoA以及1个FADH2、1个NADH。

✓按软脂酸计算，经过7轮反应，生成8个乙酰CoA、7个FADH2和7个NADH。

软脂
酸的氧化可产生
单不饱和脂肪酸的使顺式△3双键转变为β-氧化酶系所需的反式△2双键。

多不饱和脂肪酸的β-氧化除顺△3-反△2-烯酰CoA异构酶外，还需
，将反△2-顺△4结构转变为反△3结构。

奇数碳脂肪酸的β-氧化
➢
➢奇数碳脂肪酸经β
➢丙酰CoA
其他物质。

➢Vit B12（维生素B12）是甲基丙二酸单酰CoA变位酶的辅酶。

➢Vit B12
量的Vit B12。

如果由于吸收障碍缺乏Vit B12 ，，如红细胞减少、血红蛋白水平降低和一些中枢神经系统的功能紊乱等。

在一些病例
中，服用大剂量Vit B12 可减轻这些症状。

过氧化物（酶）体/乙醛酸（循环体）体中脂肪酸的氧化途径与线粒体的相似，但不完
H2O2马上转化为H2O和O2
（酶）体产生的乙酰CoA 进入胞浆，用于合成其他代谢产物，如胆固醇等。

当高脂肪膳食时，肝脏过氧化物（酶）体中脂肪酸β-氧化的酶合成增加，产生的乙酰CoA一部分进入线粒体
➢植物中脂肪酸β-氧化只发生在叶组织的过氧化物体以及种子的乙醛酸体中（植物线粒体不存在β-氧化的酶）。

这一途径的生物学意义是利用脂肪提供生物合成的前体，
特别是在种子的发芽过程。

➢β-
脂肪酸的α-氧化对降解支链脂肪酸（如哺乳动物中植烷酸降解）有重要作用
脂肪酸的ω-氧化脊椎动物作用部位：肝肾内质网中，碳原子少于12的脂肪酸的氧化途径。

Mix-function oxidases（混合功能氧化酶）由细胞色素P-450还原酶和细胞色素P-450组成。

（一是降解反应解毒，二是激活反应，致癌。

细胞色素P-450最为重要,它与分子氧形
成“活性氧”复合体，能氧化进入肝、肺的外源性化学物质）
酮体过量产生可造成酮血症、酮尿症.正常代谢时血尿酮体含量很少。

在饥饿、糖尿病等异常情况下，酮体大量产生。

当超过肝外组织所能利用的限度时，血尿酮体含量升高。

血中酮体堆积称“酮血症”。

由于乙酰乙酸和β-羟丁酸降低血液pH，造成“酸中毒”。

酮体随尿排出称“酮尿症”.临床上把糖尿病患者血尿酮体的异常称为“酮症”（ketosis）。

➢
➢
➢
➢脂肪酸合酶（fatty acid synthase）只合成软脂酸（C16），进一步的延长和去饱和由其他酶体系完成。

脂肪酸合成可分为3个步骤:
①Acetyl-CoA从线粒体运输到胞浆。

②丙二酸单酰CoA（malonyl-CoA羧化酶是脂肪酸合成途径的限速
酶
③脂肪酸碳链的延伸。

乙酰基和丙二酸单酰基首先转移到脂肪酸合酶复合体的两个
一个循环，脂酰链延伸2个碳原子。

经过7轮的反应，生成palmitoyl-ACP（软脂酰-ACP即棕榈酰-ACP）, palmitoyl-ACP水解释放出游离的palmitate。

每合成1个软脂酸需要消耗7ATP和14NADPH
COA。

脂肪酸合酶复合体的作用机制×
脂肪酸合成受到严密调节（反馈调节、共价修饰调节）。

①乙酰CoA羧化酶催化的是脂肪酸合成的限速步骤。

链饱和脂肪酸由软脂酸合成，部位：光面内质网和线粒体，与软脂酸合成不同的是，不需
Fatty acyl-CoA is desaturated (oxidized) by O2 and NADPH.
（脂酰CoA借助O2和NADPH氧化去饱和）
合成部位：全身各组织细胞光面内质网（除红细胞外）
Aspirin（阿司匹林）、Ibuprofen prostglandins（前列腺素）和
thromboxanes
前列腺素、血栓噁烷、白三烯的生理功能
磷脂酶水解。

即Phospholipase A1、Phospholipase A2水解的产物
磷脂酶A1,A2,C,D不同的作用位点。

P95
甘油磷脂的合成代谢
➢合成部位在光面内质网或线粒体内膜。

➢合成以磷脂酸为合成前体。

➢合成有CDP-甘油二酯和CDP-极性头部基团两种策略。

首先，甘油二酯的-OH ( CDP-甘油二酯策略)或极性头部基团的-OH ( CDP-极性头部基团策略) ，通过与胞嘧啶核苷酸相连而激活。

醚脂如plasmalogens（缩醛磷脂）和platelet-activating factor（PAF，血小板活化因子）的合成涉及一个脂肪醇基替代脂酰基（形成醚键）的反应。

鞘脂的合成代谢
➢
➢
5.5 胆固醇的代谢
胆固醇的生物合成过程可以分为4个阶段:
的mevalonate (甲羟戊酸是关键中间产物) 。

Stage II: mevalonate 转变为活化的5C isoprene units (异戊二烯单位) 。

Stage III: 6个isoprene units 缩合生成线性的30C squalene(鲨烯) 。

Stage IV: Squalene 环化生成1个四环结构, 通过一系列复杂的反应最后转变为27C的胆固醇。

钙的水平。

胆固醇代谢的调节(胆固醇类似物抑制，磷酸化修饰调节)
➢胆固醇代谢调节的特点是受到细胞内胆固醇水平的调节，是生物合成途径和食物摄取的平衡。

➢HMG-CoA还原酶，催化胆固醇合成的限速步骤，其活性变化可达100倍。

它的调节包括:
❖
❖
5.6 血浆脂蛋白的代谢
(1)血脂：血浆所含的脂类。

包括TG(甘油三酯）、CH(胆固醇)、CHE（胆碱脂酶）、PL（磷脂酶）、FFA(游离脂肪酸)等。

来源：外源性脂类（食物摄取）内源性脂类（体内合成）
蛋白组成
④HDL：逆向运输CH（运往肝脏），清除血中CH。

不能进入细胞，血液中CH水平升高，而另一方面，细胞内CH合成继续进行，从而引起胆固醇摄取和合成代谢紊乱，造成家族性高胆固醇血症;
某些载脂蛋白基因突变引起HDL水平下降。