G 脂质和脂肪酸代谢
脂肪酸的代谢
• 脂肪酸概述 • 脂肪酸的消化和吸收 • 脂肪酸的分解代谢 • 脂肪酸的合成代谢 • 脂肪酸代谢的调节 • 脂肪酸代谢异常与疾病
01
脂肪酸概述
脂肪酸的种类和结构
01
02
03
饱和脂肪酸
碳氢化合物完全饱和，如 硬脂酸和软脂酸。
不饱和脂肪酸
碳氢化合物中存在双键， 如油酸、亚油酸和亚麻酸。
脂肪酸首先在脂酶的作用下水解成游离脂肪酸和甘油，然后甘油在甘油 激酶的作用下转变为3-磷酸甘油。
游离脂肪酸和3-磷酸甘油在线粒体中通过β-氧化过程被逐步降解，最终 生成乙酰CoA。
脂肪酸氧化产生的能量
01
在β-氧化过程中，每分子脂肪酸可 产生3分子乙酰CoA，每个乙酰 CoA进入三羧酸循环释放10个ATP。
脂肪酸代谢异常不仅会导致 肥胖症的发生，还可能引发 其他健康问题，如心血管疾 病、糖尿病等。因此，了解 脂肪酸代谢异常与肥胖症的 关系，有助于预防和治疗肥 胖症及其相关疾病。
糖尿病与脂肪酸代谢
• 糖尿病：糖尿病是一种常见的慢性疾病，其特征是胰岛素分泌不足或作用受损 ，导致血糖升高。脂肪酸代谢异常与糖尿病的发生和发展密切相关。
05
脂肪酸代谢的调节
激素的调节作用
胰岛素
胰岛素能够促进脂肪酸的摄取和储存，抑制脂肪 酸的分解和氧化。
胰高血糖素
胰高血糖素能够促进脂肪酸的分解和氧化，抑制 脂肪酸的摄取和储存。
肾上腺素
肾上腺素能够促进脂肪酸的分解和氧化，同时也 能抑制脂肪酸的摄取和储存。
营养状态的调节作用
能量摄入
能量摄入过多或过少都会影响脂肪酸的代谢。过多的能量 摄入会导致脂肪堆积，过少的能量摄入会导致脂肪分解加 速。
生物化学脂质代谢知识点总结
生物化学脂质代谢知识点总结脂质代谢是生物体中一系列与脂类物质的合成、降解和调节相关的生化过程。
脂质是生物体中重要的结构和功能分子，参与细胞膜的组成、能量储存、信号传导等生理过程。
以下是关于生物化学脂质代谢的几个重要知识点的总结：1. 脂质的分类：脂质包括甘油三酯、磷脂、固醇等多种类别。
甘油三酯是主要的能量储存形式，磷脂是细胞膜的主要组成成分，固醇则参与胆汁酸合成和激素合成。
2. 脂质合成：脂质合成发生在细胞质中的内质网和高尔基体。
甘油三酯合成通过甘油磷酸酯化反应，将甘油与三个脂肪酸酯化生成甘油三酯。
磷脂合成主要通过甘油磷酸酰化和酰基转移反应来完成。
3. 脂质降解：脂质降解主要发生在细胞质中的脂质滴。
甘油三酯降解通过脂肪酸的β氧化途径进行，其中脂肪酸在线粒体内通过一系列酶的作用逐步分解为乙酰辅酶A，进而进入三羧酸循环产生能量。
磷脂降解则通过磷脂酶的作用将磷酸酯键水解。
4. 脂质调节：脂质代谢的调节是通过多种调控机制实现的。
例如，脂质合成受到胰岛素的正调控，而脂质降解则受到激素敏感脂酶等酶的调控。
此外，转录因子、信号通路和代谢产物等也参与了脂质代谢的调控过程。
5. 脂质与疾病：脂质代谢紊乱与多种疾病有关。
例如，高脂血症与动脉粥样硬化的发生密切相关；脂肪酸代谢紊乱可导致脂肪肝的发生；固醇代谢异常则与高胆固醇血症和冠心病等疾病有关。
6. 脂质代谢与药物研发：研究脂质代谢对于药物研发具有重要意义。
许多药物通过调节脂质代谢来治疗相关疾病，如胆固醇降低药物和抗肥胖药物等。
脂质代谢是生物体中一系列与脂类物质的合成、降解和调节相关的生化过程。
了解脂质代谢的知识点可以帮助我们更好地理解生物体内脂质的功能和相关疾病的发生机制，为药物研发提供参考。
脂肪酸代谢
混合功能氧化酶
NADPH+H+ NAPD +
HOCH2(CH2)n COO醇酸脱氢酶
NAD(P) + NAD(P)H+H+
OHC(CH2)n COO醛酸脱氢酶
-OOC(CH )n 2
NAD(P) + NAD(P)H+H+
COO-
（一）乙酰-CoA的代谢结局 （二）肝脏中酮体的形成 （三）酮体的利用 （四）酮体生成的生理意义 （五）酮体生成的调节
软酯酰-CoA+7FAD+7CoA 8乙酰-CoA+7FADH2+7NADH 可得到： 10 ATP 8 乙酰CoA 80 ATP
2.5 ATP 7 NADH
1.5 ATP 7 FADH2
17.5 ATP
108 ATP
10.5 ATP
但软脂酸活化过程中消耗了2个高能磷酸键， 净算下来，1分子软脂酸可生成106个ATP。
β-氧化在酯酰-CoA脱氢酶的作用下生成 乙 酰-CoA，随后进入TCA循环，在线粒体中被 氧化最后脱出CO2，并产生还原型的NADH 和FADH2，将电子送至呼吸链，伴随电子流 ADP转化为ATP。
Ｏ
Ｏ
RCH2CH2C-SCoA 脂酰CoA
酯酰CoA脱氢酶
FAD FADH2
RCH=CH-C-SCoA β-烯脂酰CoA △2-烯酰 CoA水合酶
胰腺分泌的脂类水解酶：
① 三脂酰甘油脂肪酶（水解三酰甘油的C1、 C3酯键，生成2-单酰甘油和两个游离的脂肪 酸。胰脏分泌的脂肪酶原需要在小肠中激 活）；
②磷脂酶A2（水解磷脂，产生溶血磷脂和脂 肪酸）； ③胆固醇酯酶(水解胆固醇酯，产生胆固醇 和脂肪酸); ④辅脂酶（Colipase）（它和胆汁共同激活 胰脏分泌的脂肪酶原）
生物化学脂质代谢
血循环
淋巴管
乳糜微粒
(chylomicron, CM)
目录
甘 油 三 酯 的 消 化 与 吸 收
第三节 甘油三酯的代谢
Metabolism of Triglyceride
目录
本
节
甘油三酯的合成代谢
主
脂肪酸的合成代谢
要
甘油三酯的分解代谢
内
容
脂肪动员
甘油进入糖代谢
脂酸的β氧化
脂酸的其他氧化方式
酮体的生成和利用
第七章
脂质代谢
Metabolism of Lipids
目录
第一节
脂质的构成、功能及分析
The composition, function and analysis of lipids
目录
一、脂质
定义: 脂肪和类脂总称为脂质 lipids ，
分类:
脂肪 fat
三脂酰甘油 triacylglycerol, TAG ,也 称为甘油三酯 triglyceride, TG
三个结构域：
•底物进入缩合单位 •还原单位 •软脂酰释放单位
目录
软脂酸合成的总反应:
CH3COSCoA
+
7 HOOCH2COSCoA
+
14NADPH+H+
CH3 CH2 14COOH +
7 CO2 +
6H2O +
8HSCoA
+ 14NADP+
目录
二 软脂酸延长在内质网和线粒体内进行
1. 脂肪酸碳链在内质网中的延长
胆固醇酯 胆固醇酯酶 胆固醇 + FFA
目录
➢ 消化的产物
生化2017-脂类代谢
高密度脂蛋白 high density lipoprotein (HDL)
70
71
血浆脂蛋白的组成
CM VLDL
密度
＜0.95
0.95~1.006
脂类 含TG最多， 含TG
组
80~90%
成 蛋白 最少, 1%
质
50~70% 5~10%
L-甘油3-P
甘油
甘油激酶
55
从 甘油-3-磷酸和3个脂酰-CoAs形成三酰甘油
56
甘油三酯的合成代谢
甘油三酯 （肝脏、脂肪组织）
磷酸甘油
脂肪酸
磷酸二羟丙酮
甘油的磷酸化
糖代谢
乙酰CoA
脂肪酸氧化
57
第四节
胆固醇代谢
58
59
一、胆固醇的合成
• 合成部位：肝细胞质基质及光面内质网 • 合成原料：
血液 新生CM
FFA
外周组织
成熟CM
CM残粒
LPL
脂蛋白脂肪酶 肝细胞摄取
74
2. 极低密度脂蛋白(VLDL) ——运输内源性TG
• 由肝细胞合成，将肝细胞合成的TG、磷脂、胆固 醇及其酯转运至其他组织，不断脱脂，转变为 LDL。
VLDL
VLDL
残粒
FFA
FFA
外周组织
LDL
75
3. 低密度脂蛋白(LDL) ——转运内源性胆固醇至肝外 组织
第十一章 脂类代谢及其调节
宋崴
1
第一节 脂肪酸代谢
2
一、脂肪酸的分解代谢
脂肪动员
甘油（glycerol)
脂肪酸(fatty acid)
脂肪酸代谢途径概述
脂肪酸代谢途径概述脂肪酸是构成生物体脂质的重要成分，它们不仅是能量的来源，也参与了细胞结构的构建和一系列生物过程。
脂肪酸的代谢途径对于维持机体的能量平衡和正常生理功能至关重要。
本文将概述脂肪酸的代谢途径，包括合成、β氧化和调控。
一、脂肪酸的合成脂肪酸的合成主要发生在细胞质内，它由乙酰辅酶A与丙酮酸等底物通过一系列酶反应生成。
合成过程主要由以下几个步骤组成：1. 乙酰辅酶A与丙酮酸反应生成丙酰辅酶A，这是脂肪酸合成的起始物质。
2. 丙酰辅酶A与乙酰辅酶A经过酶羧化反应生成羟基丁酸。
3. 羟基丁酸经过一系列的还原、脱水和酶羧化反应，最终合成出长链脂肪酸。
脂肪酸合成途径主要受到胰岛素的调控，当血糖升高时，胰岛素水平上升，促进脂肪酸的合成。
而代谢状态不佳、饥饿或胰岛素抵抗等情况会导致脂肪酸合成的降低。
二、脂肪酸的β氧化脂肪酸的β氧化是指将脂肪酸分解为乙酰辅酶A，并释放出能量。
这一过程主要发生在线粒体内，分为四个步骤：1. 第一步是脂肪酸与辅酶A结合，生成酯化物。
2. 酯化物进入线粒体内，与辅酶A分子裂解成酰辅酶A和游离的辅酶A。
3. 酰辅酶A经过一系列的加氢和氧化反应，不断地缩短脂肪酸链的长度，同时产生乙酰辅酶A和NADH。
4. 乙酰辅酶A进入三羧酸循环，通过进一步的氧化反应产生ATP。
β氧化是脂肪酸代谢的主要途径，它提供了细胞所需的能量。
当血糖水平下降时，机体将依赖脂肪酸进行能量供应，并加快脂肪酸的β氧化过程。
三、脂肪酸代谢的调控脂肪酸合成和β氧化是相互调节的过程。
细胞内乙酰辅酶A的浓度和NADH/NAD+比例是调控这两个途径的关键因素。
1. AMP激活蛋白激酶（AMPK）：当细胞内能量水平降低时，AMPK会被活化，抑制脂肪酸合成途径，同时促进β氧化途径的运转。
2. 只要脂肪酸浓度升高，细胞内的胆固醇浓度就会升高，此时细胞中的胆固醇用抑制脂肪酸合成途径。
脂肪酸代谢途径的调控受到多种因素的影响，包括营养状态、激素水平以及细胞内环境等。
生物体内脂质合成与代谢的机制
生物体内脂质合成与代谢的机制脂质是生物体内一类重要的生物大分子，其包括甘油三酯、磷脂、胆固醇等多种类型。
脂质在能量存储、细胞膜组成、信号传导和内分泌等重要生理过程中起重要作用。
然而，在生物体内，因为脂质具有易于氧化的特性，一旦过多的脂质沉积在细胞中，就会引起细胞膜的损伤、导致代谢疾病如肥胖症、脂肪肝、动脉粥样硬化等疾病的发生，因此生物体内脂质的合成和代谢十分重要。
1. 脂质合成的基本过程（1）脂肪酸合成：生物体内脂肪酸合成主要发生在肝脏、脂肪组织和乳腺等器官中。
脂肪酸的合成需要能量和reducing power，ATP 和 NADPH是生物体内供能的重要物质。
脂肪酸合成的过程主要是通过一个十二步的反应归纳为以下四个步骤：将二氧化碳转化成乙酰辅酶A（acetyl-CoA）；将乙酰辅酶A转化成丙酰辅酶A（malonyl-CoA）；将乙酰辅酶A和丙酰辅酶A缩合；不断地将C2的丙酰辅酶A添加到脂肪酸的碳链中成为一个长链脂肪酸，同时释放出CO2。
脂肪酸合成终止的条件包括，（1）C16长链脂肪酸的合成（2）反馈抑制。
（2）甘油三酯合成：甘油三酯合成是将三个脂肪酸与甘油醇缩合而成的一种反应。
在此反应中，甘油醇三羧酸既可以来自营养摄入，也可以通过糖酵解途径产生的三羧酸循环中的产物稍加修饰而来。
在肝脏和肠道，脂肪酸酯化是通过酰基转移酶完成的，这类酶包括甘油三酯合成酶（DGAT）和磷脂酰肌醇三磷酸 3-酯化酶（PlsEtn/Chol/Con使用酯化酶）等。
它们负责将甘油醇和脂肪酸缩合，形成三酰甘油和酯化磷脂。
磷脂酰肌醇三磷酸3-酯化酶（PlsEtn/Chol/Con使用酯化酶）则利用磷酸基而不是甘油醇基团，将脂肪酸与甘油分子缩合成磷脂酰肌醇或胆固醇脂。
（3）胆固醇合成：胆固醇是一种重要的脂类成分，虽然它是不可溶性的，但却是生物体内其他多种生物分子的原料。
胆固醇可以从乙酰辅酶A出发、经由3-羟基-3-甲基戊二酸的去羧反应最终产生。
第十一单元脂代谢 脂肪酸的分解代谢
第十一单元脂代谢28章脂肪酸的分解代谢29章脂类的生物合成脂肪酸的空间构象三酰甘油的结构示意图28章脂肪酸的分解代谢线粒体中脂肪酸氧化的化学步骤可分为三步：1 ）长链脂肪酸降解为两个碳原子单元--乙酰CoA2 ）乙酰CoA经过柠檬酸循环氧化成CO23 ) 从还原的电子载体到线粒体呼吸链的电子传递1 脂质的消化、吸收和传送2 脂肪酸的氧化3 不饱和脂肪酸的氧化4 酮体5 磷脂的代谢6 鞘脂类的代谢7 甾醇的代谢8 脂肪酸代谢的调节1 脂质的消化、吸收和传送1.1 脂肪的消化发生在脂质—水的界面处脂类先进行消化，在小肠内的各种脂类水解酶的作用下水解成较小的简单化合物--甘油和脂肪酸。
由于脂类是水不溶性的，而消化作用的酶却是水溶性的，因此脂类的消化是在脂质—水的界面处发生的。
消化的速度取决于界面的表面积。
在小肠蠕动的“剧烈搅拌下”，在胆汁盐的乳化作用下，消化量大幅增加。
1.2 胆汁盐促进脂类在小肠中被吸收包括胆酸、甘氨胆酸和牛黄胆酸胆汁盐对于脂类的乳化作用可以增加脂类的消化吸收。
脂类的消化产物，甘油单脂、脂肪酸、胆固醇、溶血磷脂可与胆汁酸乳化成更小的混合微团（20nm），这种微团极性增大，易于穿过肠粘膜细胞表面的水屏障，被肠粘膜的拄状表面细胞吸收。
1.3 吸收脂类的消化产物，甘油单脂、脂肪酸、胆固醇、溶血磷脂可与胆汁酸乳化成更小的混合微团（20nm），这种微团极性增大，易于穿过肠粘膜细胞表面的水屏障，被肠粘膜的拄状表面细胞吸收。
被吸收的脂类，在柱状细胞中重新合成甘油三酯，结合上蛋白质、磷酯、胆固醇，形成乳糜微粒（CM），经胞吐排至细胞外，再经淋巴系统进入血液。
在脂肪组织和骨骼肌毛细血管中，在脂蛋白脂肪酶（lipoprotein lipase,LPL)作用下，乳糜微粒中的三酰甘油被水解为游离脂肪酸和甘油，游离脂肪酸被这些组织吸收，甘油被运送到肝脏和肾脏，经甘油激酶和甘油-3-磷酸脱氢酶作用，转化为磷酸磷酸二羟丙酮2 脂肪酸的氧化2.1 脂肪酸的活化2.2 脂肪酸转入线粒体2.3 β-氧化2.4 脂肪酸氧化是高度的放能过程2.5 甘油的氧化2.1 脂肪酸的活化脂肪酸的分解（代谢）发生于原核生物的细胞溶胶及真核生物的线粒体基质中。
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顺式异构体的熔点比反式异构体低 。 如 油酸和反油酸《生物化学》P87
Hale Waihona Puke 反式构型使不饱和 FA的分子构象更接
近于饱和FA的
cis double bond
trans double bond
•10
3.2 FA的理化性质取决 于其饱和度和链长
- 硬脂酸：因C-C单键可以自由 旋转而呈伸展构象，易聚集 成晶格状并经由多点疏水互 作而得以稳定(饱和FA的熔点
第九章 脂类
•1
脂质
简单脂
① FFA： R-COOH
脂肪：三酰甘油、 甘油三酯
复合脂
② FFA+醇=酯 蜡 甘油磷脂：甘油是骨架；
① 磷脂：
鞘磷脂：鞘氨醇是骨架； ② 糖脂： 甘油糖脂
① 萜：
鞘糖脂
② 脂溶性维生素： 异戊二烯 ③ 类固醇：如胆固醇等
一、脂类
1)定义：亦译为脂质或类脂，是一类不（低）溶于水 而易溶于非极性溶剂的有机生物大分子。
油酸 亚油酸
亚麻酸 花生四烯酸，可转化为前列腺素
棕榈油酸
EFA 哺乳类不能 向FA引入∆9 之后的•双6 键
饱和脂肪酸：软脂酸（16C）、硬脂酸（18C）
①
脂
含1个双键（油酸）
肪
酸
含2个双键（亚油酸）
不饱和脂肪酸
含3个双键（亚麻酸）
含4个双键（花生四烯酸）
1）脂肪酸的简写法：软脂酸：16：0，亚油酸：18：2Δ9，12或18：2（9，12）
•16
2） 三酰甘油的理化性质
物 1) 一般无色、无嗅、无味;天然的颜色来自溶
理
于其中的色素物质（如类胡萝卜素）；
性 2) 能被乳化剂（胆汁盐）所乳化；
质 3) 中性非极性分子，多有旋光性(混合型为主)
1）水解、皂化： 在酸、碱或酶作用下可逐步水解成
化 二酰及单酰甘油，直至甘油和脂肪酸(盐)
2) 化学本质: 脂肪酸和醇所形成的酯类及其衍生物。
脂肪酸多为4碳以上的长链一元羧酸 醇成分包括甘油、鞘氨醇、高级一元醇和固醇元素组成
主要是C、H、O,有些尚含N、S、P。
•3
3）脂类的分类（一） ：
1.单纯脂质 ：R1=R2=R3 由脂肪酸和甘油形成的酯。又可分为：
（1）三酰甘油或称甘油三酯： 由3分子脂肪酸和1分子甘油组成
离子化(但游离态的极少)
5） 标准命名：将羧基C指定为 C1，其余的依次编号；
6）普通命名：则将与羧基 毗邻的C指定为C，其余 类推(离羧基最远的末端C 被特指为Cω)
极性头
非 极 性 尾
•5
(cf. Tab. 7-1) 最常见的多为具有偶数C、链长12~24C的直链脂肪酸
t11-1
软脂酸 硬脂酸
2）自然界主要是偶数脂肪酸；不饱和FFA（free fatty acid）绝大多 数是顺式的。可增加膜的流动性；
2010-13．按照脂肪酸的分类，
油酸应该属于哪一类脂肪酸? A．软脂肪酸 B. 花生四烯酸 C．硬脂肪酸 D．不饱和脂肪酸
(1分) ( D )
软脂酸： C16H32O2
硬脂酸：
C18H36O2
③ 深海鱼类有不饱和的DHA。
1） 三酯酰甘油是脂肪酸的甘油酯=脂肪
- R1 = R2 = R3 时为单纯 三酯酰甘油，反之为 混合型的(常见)
- C1和C3位的FA不同时 C2即为C*
- 三酯酰甘油为中性的 非极性分子：甘油的-OH 和FA的-COOH均以酯键 形式结合而不再解离
硬酯酰
亚油酰
软酯酰
3.4 必须多不饱和脂肪酸
1）亚油酸、亚麻酸 属于多不饱和脂肪酸（PUFA）家族
2）W-6(亚油酸) W-3(亚麻酸) 是分别指第一个双键离甲基 末端6个碳和3个碳的PUFA.
3） W-6 PUFA能明显降低血清胆固醇水平，但降低 甘油三脂的效果一般；缺乏导致皮肤病变。
4） W-3 PUFA降低血清胆 固醇水平一般，但显著降低 甘油三脂的水平，缺乏导致神经和视觉疑难杂症 和心脏病。
（2） 蜡 主要由长链脂肪 酸和长链醇或固醇组成
（3）脂肪酸是碳氢化物的衍生物
basic structure of fatty acid (FA)
1）脂肪酸是通式为R-COOH的单羧酸 2） 天然(从动、植、微生物分离)约有100多种， 3） 主要区别为烃链长度、双键数目和位置 4）大多数脂肪酸的pK值为4.0~5.0，生理pH下可
花生四烯酸： C20H32O2
不饱和脂肪酸：含不饱和键的脂肪酸
•8
3.0 天然脂肪酸的结构特点
1）动物的脂肪酸结构比较简单 ， 碳骨架为线性，双键数目一般为1-4个，少数脂肪酸多达6个。
2）细菌： 脂肪酸绝大多数是饱和的，少数为单烯酸多于 一个双键的极少，有些含有分支的甲基，环丙烷环或环丙烯环。
3）植物：特别是高等植物中不饱和脂肪酸比饱和脂肪酸 丰富，植物脂肪酸除含烯键外，可含炔（que）键，羟基 酮基、环氧基或环戊烯基。
5）PUFA缺乏引起生长停滞，生殖衰退和肾、肝功能紊乱•13
1
2
判断1和2 分别是什么FFA?
③ DHA-二十二碳六烯酸
思考：正常健康人是否需要补充DHA，为什么？
正常健康人在必需FFA为前体下，可自身合成 DHA，不需要额外补充；
④动物油多饱和脂肪酸、植物油多不饱 和脂肪酸，解释原因。
1）植物具有合成不饱和FFA的酶，动物缺少 相应的酶； 2）植物不能移动，面对高温和低温-扛不饱和FFA流动性高，抗冻、抗高温能力 强；植物有细胞壁，可存液态油。 ① 动物可移动，离开不利环境； ② 固体动物油-脂利于保持形状，缓冲；
随其烃链长度增加而相应升高)
- 油酸：因顺式双键不能自由旋转而
呈弯曲构象，分子聚集受阻，稳定性 较低
•11
② 必需脂肪酸-E（essential）FA
1）人体必需脂肪酸是亚油酸和α-亚麻酸。机体不能合成，必须 从食物中摄取； 2）类比：必需氨基酸，有何异同？
① 都是针对动物、不能合成，植物和微生物都可合成。 ② 存在半必需氨基酸，Arg和His，不存在半必需脂肪酸。
4）天然脂肪酸骨架的碳原子数目几乎都是偶数 ，长度为436个C ，多数为12-24个C ,最常见的为16和18个C.如软脂酸 、硬脂酸和油酸。低于14碳的脂肪酸主要存在于乳脂中。
•9
3.1 脂肪酸的双键特点
- 单不饱和脂肪酸多在∆9
- 多不饱和脂肪酸一般在∆12,15添加
- 多不饱和脂肪酸的双键几乎都是非共轭的， 通常为-CH=CH-CH2-CH=CH-