7第七章脂类代谢
生物化学第七章 脂代谢
（一）、酮体的生成
▪部位：肝线粒体 ▪原料：乙酰CoA，主要来自脂肪酸的-氧化 ▪关键酶：HMG CoA合成酶
HSCoA
2CH3COSCoA 乙酰CoA
硫解酶
CH3COCH2COSCoA 乙酰乙酰CoA
HMG-CoA合酶 CH3COSCoA
HSCoA
OH
乙酰CoA
HOOCCH2-C-CH2COSCoA 裂解酶CH3 HMG-CoA
脂解激素
受体
AC
G蛋白
ATP cAMP
脂周蛋白 P
P P P P
HSL
PKA P HSL HSL
储脂颗粒
FFA
甘油 脂肪细胞
血液
脂酸转运体
氧化分解 ATP
CO2 清蛋白
肌细胞
一、甘油(Glycerol)的分解
CH2 OH ATP ADP
CH2 OH
NAD+
NADH+H +
磷酸二
HO C H
脱氢 加水 再脱氢 硫解
O
=
RCH2CH2C~SCoA
脂酰CoA
FAD
脱氢酶 β αO
FADH2
=
RCH=CHC~SCoA
⊿2--烯脂酰CoA 水化酶
H2O
β
αO
=
RCHOHCH2C~SCoA
L(+)-β羟脂酰
NAD+
CoA脱氢酶
NADH+H+
βα O
=
RCOCH2C~SCoA
β酮脂酰CoA
硫解酶
CH3COCH2COOH 乙酰乙酸
NADH+H+
β-羟
NAD+
动物生物化学 第七章 脂类代谢
CH2OH甘油激酶 CH2OPO23- 磷酸甘油脱氢酶 CH2OPO23-
CHOH
CHOH
CO
CH2OHATP ADP CH2OH NAD+ NADH+ H+ CH2OH
2．脂肪酸的分解代谢
（1）脂肪酸的-氧化
• 脂肪酸的-氧化作用是指脂肪酸在氧化 分解时，碳链的断裂发生在脂肪酸的位，即脂肪酸碳链的断裂方式是每次切 除2个碳原子。脂肪酸的-氧化是含偶数 碳原子或奇数碳原子饱和脂肪酸的主要 分解方式。
• 胰脂肪酶是一种非专一性水解酶，对脂肪酸碳 链的长短及饱和度专一性不严格。但该酶具有 较好的位置选择性，即易于水解甘油酯的1位 及3位的酯键，主要产物为甘油单酯和脂肪酸。 甘油单酯则被另一种甘油单酯脂肪酶水解，得 到甘油的脂肪酸。
1.脂肪的动员
1．甘油的代谢
• 甘油经血液输送到肝脏后，在ATP存在下，由甘油激 酶催化，转变成-磷酸甘油。这是一个不可逆反应过 程。-磷酸甘油在脱氢酶（含辅酶NAD+）作用下， 脱氢形成磷酸二羟丙酮。磷酸二羟丙酮是糖酵解途径 的一个中间产物，它可以沿着糖酵解途径的逆过程合 成葡萄糖及糖原；也可以沿着糖酵解正常途径形成丙 酮酸，再进入三羧酸循环被完全氧化。
• （2）许多类脂及其衍生物具有重要生理作用。脂类代 谢的中间产物是合成激素、胆酸和维生素等的基本原 料，对维持机体的正常活动有重要影响作用。
• （3）人类的某些疾病如动脉粥样硬化、脂肪肝和酮尿 症等都与脂类代谢紊乱有关。
7.1 脂肪的分解代谢
• 脂肪在脂肪酶催化下水解成甘油和脂肪酸，它 们在生物体内将沿着不同途径进行代谢。
• 由于软脂酸转化成软脂酰CoA时消耗了1分子ATP中的两个 高能磷酸键的能量（ATP分解为AMP, 可视为消耗了2个 ATP），因此，1分子软脂酸完全氧化净生成 131 – 2 = 129 个ATP。
第七章脂类代谢
第七章脂类代谢一、内容提要脂类包括脂肪和类脂。
脂肪又称甘油三酯，类脂包括胆固醇及其酯、磷脂、糖脂等。
脂肪是体内重要的储能和供能物质，而类脂除构成生物膜的重要成份外，还可转化为体内某些生物活性物质、参与细胞识别及信息传递等。
储存在脂肪组织中的甘油三酯在脂肪酶的催化下逐步水解为游离脂肪酸和甘油并释放入血，以供其它组织氧化利用的过程称为脂肪动员。
激素敏感性甘油三酯脂肪酶（HSL）为脂肪动员限速酶，其活性受多种激素的调节。
脂肪酸的氧化可分为脂肪酸的活化、脂酰CoA进入线粒体、脂肪酸的β-氧化及乙酰CoA彻底氧化四个阶段。
存在于内质网及线粒体外膜上的脂酰CoA合成酶，催化脂肪酸与HSCoA反应生成脂酰CoA，反应由ATP供能；催化脂肪酸氧化的酶存在于线粒体基质内，胞液中活化的脂酰CoA需要线粒体外膜和内膜内侧的肉碱脂酰转移酶I和肉碱脂酰转移酶Ⅱ及肉碱脂酰转位酶的作用，由肉碱携带进入线粒体，肉碱脂酰转移酶I是脂肪酸β-氧化的限速酶；脂肪酸的β-氧化是从脂酰基的β-碳原子开始，进行脱氢、加水、再脱氢、硫解四步连续的反应，将脂酰基断裂生成一分子乙酰CoA和比原来少二个碳原子的脂酰CoA的过程，脂酰基可继续进行β-氧化，最终可将脂酰基生成乙酰CoA；乙酰CoA经三羧酸循环彻底氧化，生成的FADH2和NADH+H+可经氧化磷酸化产生能量。
酮体包括乙酰乙酸、β-羟丁酸及丙酮。
肝细胞线粒体存在活性较强的合成酮体酶类，尤其是羟甲基戊二酰CoA（HMG-CoA）合酶，利用脂肪酸β-氧化生成的大量乙酰CoA 缩合为HMG-CoA，经HMG-CoA裂解后生成乙酰乙酸，乙酰乙酸还原生成β-羟丁酸或脱羧生成丙酮。
肝没有利用酮体的酶，而肝外组织具有活性很强的利用酮体的酶，如琥珀酰CoA转硫酶、乙酰乙酰硫激酶，可将酮体转化为乙酰CoA，再经三羧酸循环彻底氧化。
甘油主要在甘油激酶的催化下，生成α-磷酸甘油，参与糖代谢。
脂肪酸合成的主要原料为乙酰CoA，合成部位在胞液，肝是合成脂肪酸的主要场所。
7脂类代谢
R –CH＝CH-CO～SCoA
脱氢
α ,β -烯脂酰CoA
H 2O
硫 解
NADH+H+ NAD+
水 化
R –C－CH2-CO～SCoA ｜ ｜ O β -酮脂酰CoA
再脱氢
R –CH－CH2-CO～SCoA ｜ OH β -羟脂酰CoA
β-氧化小结:
a. β-氧化包括脱氢、加水、再脱氢、硫解4步反 应，每步均可逆行，但全过程趋向分解。 b. 含偶数碳原子的脂酰CoA，每经β-氧化一次， 生成一分子乙酰CoA，1分子FADH2 、1分子 NADH+H+，其本身碳链缩短两个碳原子，如此 反复进行，直至最后全部转变为乙酰CoA。 c. 脂酰CoA每经β-氧化一次，可生成5分子ATP。
肉毒碱脂酰转移酶Ⅰ
肉毒碱脂酰转移酶Ⅱ
CoA-SH
R-CO-肉毒碱
膜间隙 线粒体内膜
R-CO-肉毒碱
基质
CoA-SH
(三)脂肪酸的氧化分解
2．脂酰CoA的β -氧化（脱氢、水化、再脱氢、硫解）
FAD FADH2
R –CH2-CH2-CO～SCoA 脂酰CoA R –CO～SCoA
CH3-CO～SCoA
(三)脂肪酸的氧化分解
1.1 脂肪酸活化(胞液)
脂酰CoA合成酶
R-CH2-CH2-COOH
脂肪酸
ATP+HSCoA Mg2+
R-CH2-CH2-CO～SCoA
AMP+PPi
脂酰CoA
(三)脂肪酸的氧化分解
1.2 脂肪酸转运
R-CO～SCoA 肉毒碱
肉毒碱 载体
肉毒碱
R-CO～SCoA
第七章脂类代谢
小肠粘膜 细胞内
酯化 载脂蛋白
乳糜微粒
门静脉
肝脏
淋巴管
血液循环
第二节 血脂及其代谢
血脂 ：血浆中所含脂类的总称，主要包 括甘油三酯、磷脂、胆固醇、胆 固醇酯及游离脂肪酸等。血浆中 以脂蛋白（脂＋载脂蛋白 ）形式
存在和运输。
血脂来源：
①外源性 ：食物脂类的消化吸收；
②内源性 ：组织合成后释放入血；
肾、小肠等组织的 胞浆
合成原料： 乙酰 CoA
1.软脂酸（ 16C) 的合成 (1) 合成部位
肝（主要）、 脂肪组织 等胞浆
(2) 合成原料 乙酰 CoA 、ATP、HCO3﹣、NADPH ＋H+、Mn2+
合成脂肪酸
的供氢体
(3) 合成过程
（1）乙酰 CoA的转移
乙酰 CoA 全部在线粒体内产生， 通过柠檬酸 -丙酮酸循环 出线粒体。 NADPH 的来源：主要来自磷酸戊
脂肪
脂肪酶
甘油
α－磷酸甘油
脂肪酰 CoA
磷酸二羟丙酮 糖原
β－氧化
乙酰 CoA
三羧酸循环
丙酮酸 酮体(乙酰乙酸、 丙酮、β－羟基丁酸 )
H2O、CO2、ATP
二、甘油三酯的合成代谢
（一）合成部位：
肝脏： 合成能力最强，但不能储存脂肪
脂肪组织： 合成、储存、动员
小肠： 利用脂肪消化产物合成
(二)合成原料 甘油、脂肪酸
4.酮体的生成过程
CoASH
OO
==
CH3CCH2CSCoA
(乙酰乙酰 CoA)
HMGCoA 合酶
乙酰乙酰
CoA 硫解酶
O
=
CH3CSCoA
O
第7章脂类代谢
1.酮体的生成途径
CoA-SH
CH3COCH2CO~SCoA
CoA-SH
乙酰乙酰
乙酰乙酰CoA
HMG-CoA
硫解酶
CH3CO~SCoA
合酶
乙酰CoA
OH
CH3CO~SCoA 乙酰CoA 关键酶 HMG-CoA
裂解酶
CH3—C—CH2CO~SCoA
CH2COOH β-羟β-甲基戊二酸单酰CoA
乙酰乙酸 脱羧酶
返回
5.酮体生成的调节
（1）脂肪动员的影响
饥饿或糖尿病时
胰岛素 / 胰高血糖素↑
脂肪动员
入肝脂肪酸
肝内脂肪酸β-氧化
肝内乙酰CoA
酮体生成 饱食及糖供应充足时，则相反。
（2）肉碱脂酰转移酶活性
饱食及糖供应充足
胰岛素 / 胰高血糖素↓
糖有氧氧化
乙酰CoA、柠檬酸
变构激活 乙酰CoA羧化酶
乙酰CoA生成丙二酸单酰CoA
H2
少二碳原子的脂酰CoA 乙酰CoA
β氧化
乙酰CoA
？
三羧酸循环
丙
草酰乙酸
H 3C C O C O O H
N A D+
CoASH
+ NADH + H
(1)
CO 2
C H 3C O ~ S C o A 乙酰 CoA
OC COOH
(10)
C COOH
H
H2
L-苹果酸 H O C C O O H
N AD H +H +
CH 2
(5) 草酰琥珀酸
COCOOH CO 2
(6)
CO 2
CoASH
α-酮戊二酸
脂类代谢
Triacylglycerol,TG
蜡 wax
磷脂
phospholipid,PL
含有脂肪酸
脂类
lipids
复合脂类
complex lipid
糖脂 glucolipid,GL 萜类
terpenes sterol
非皂化脂类
不含脂肪酸
甾醇类
（一）单 纯 脂 类
1.概念
单纯脂类是 由脂肪酸和 醇形成的酯
（1）酰基甘油酯 2.种类 （2）蜡
（1）、脂类的消化
（2）、脂类的吸收
脂类的消化 (Digestion of lipid)
小肠(small intestine)：胆汁酸盐(bile)、胰脂酶 (pancreatic lipase)、辅酯酶(colipase)、胰磷脂酶 A2(phospholipase A2)、胆固醇酯酶(cholesteryl esterase)
3、β-氧化过程
a、脂肪酸的活化-----脂酰CoA(acyl-CoA)的形成
活化部位-----胞液(cytosol)
－－活化后的acyl-CoA的水溶性增加，有 利于反应的进行；
－－β-氧化的酶类对acyl-CoA有专一性
脂肪酸仅需活化一次，消耗一个ATP的
两个高能键；
O R-C-OH O
+
CoA-SH
烯酯酰CoA 水化酶
OH
CH3(CH2)7CH2-C-CH2-CO ~SCoA H 再开始β-氧化
• 抗脂解激素（－）：胰岛素、前列腺素E、 烟酸及腺苷
二、甘 油 的 转 化
甘油
（肝 肾 肠）
3－磷酸甘油
磷酸二羟丙酮 糖酵解
糖异生
丙酮酸
葡萄糖
第七章脂质代谢
中毒，破坏机体水盐代谢平衡
严重饥饿和未经治疗的糖尿病人体内可产生大量的酮体， 血液中出现大量丙酮（有毒但不是酸性），血液中出现的 乙酰乙酸和羟丁酸是酸性物质，使血液pH降低，发生“酸 中毒”，另外，尿中酮体显著升高，称为“酮病”。
脂肪酸硫激酶
O
O
RCH2CH2CH2C AMP＋CoA SH
RCH2CH2CH2C SCoA+ AM
（二）脂酰CoA转运入线粒体 10碳以上的脂酰CoA只能透过线粒体外膜，但
不能透过线粒体内膜 •脂酰CoA载体
肉毒碱(3-羟基-4-三甲氨基丁酸)
脂酰肉碱转移酶Ⅰ
脂酰肉碱转移酶Ⅱ
（三）脂肪酸的β氧化
三酰甘油脂肪酶
R2-C-O-CH CH2OH
--
O=
H2O
R1COOH
CH2OH H2O
R2COOH CH2OH
二酰甘油脂肪酶
R2-C-O-CH CH2OH
单酰甘油脂肪酶
HCOH CH2OH
一．甘油的代谢
• 甘油在肝脏（存在甘油激酶）后，由甘油激酶催 化，转变成-磷酸甘油。
• -磷酸甘油在脱氢酶（含辅酶NAD+）作用下， 脱氢形成磷酸二羟丙酮。
106 个ATP
脂肪酸-氧化的生理意义
•为机体提供比糖氧化更多的能量 •乙酰CoA还可作为脂肪酸和某些AA的合成原料 •产生大量的水可供陆生动物对水的需要
大灰熊
Unlike most hibernating species, the bear maintains a body temperature of between 32 and 35ºC, close to the normal (nonhibernating) level. Although expending about 25,000 kJ/day (6,000 kcal/day), the bear does not eat, drink, urinate, or defecate for months at a time.
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第七章脂类代谢
一、填空题
1．脂酰CQA的β—氧化经过_________、_________、、_________、和_________四个连续反应步骤，每次β—氧化生成一分子_________和比原来少两个碳原子的脂酰CoA，脱下的氢由____和携带，进入呼吸链被氧化生成水。
2．脂肪酸合成的主要原料是_________，递氢体是_________，它们主要来源于____和___。
3．脂肪酸合成酶系主要存在于_________，_________内的乙酰CoA需经_________穿梭转运至_________而用于合成脂肪酸。
4.脂肪酸氧化和葡萄糖氧化途径中的第一个共同的中间代谢产物是。
5.脂肪酸分解过程中，长链脂酰C O A进入线粒体需要_________携带，脂肪酸合成过程中，线粒体中的乙酰C O A运出线粒体需要与_________结合成。
6.一分子14碳饱和脂肪酸经次β氧化，生成分子乙酰C O A，产生分子ATP.
7.脂肪酸合成在中进行，合成原料中碳源是，并以形式参与合成；供氢体是，它主要来自和。
二、选择题
A型题
1．下列与脂肪酸β—氧化的无关的酶是A．脂酰CoA脱氢酶
B．β—羟脂酰CoA脱氢酶
C．β—酮脂酰CoA转移酶
D．烯酰CoA水化酶
E．β—酮脂酰CoA硫解酶
2．下列脱氢酶，不以FAD为辅助因子的是A．琥珀酸脱氢酶 B．脂酰CoA脱氢酶C．β—羟脂酰CoA脱氢酶
3．一摩尔软脂酸经一次β—氧化后，其产物彻底氧化生成CO2和H2O，可净生成ATP的摩尔数是
A．5 B．9 C．12 D.14 E.17
4．乙酰CoA用于合成脂肪酸时，需要由线
粒体转运至胞液的途径是
A.三羧酸循环 B．α—磷酸甘油穿梭
C.苹果酸-天冬氨酸穿梭 D．柠檬酸穿
梭
E．肉碱穿梭
5．不参与脂肪酸合成的物质是
A.乙酰CoA B．丙二酰CoA C.NADPH D．ATP E．FADH
6.下列化合物中哪一个不是β氧化过程中所
需要酶的辅助因子：
A.NAD+ B．CoA C. FAD D．NADP+
7.缺乏FAD时，脂肪酸氧化过程中哪一个中间
产物的形成出现障碍：
A.β烯脂酰CoA B．β酮脂酰CoA
C.脂酰CoA D．β羟脂酰CoA
8.脂肪酸氧化过程中，将长链脂酰CoA载入
线粒体的是：
A.ACP B．肉毒碱
C. 柠檬酸 D．乙酰CoA
9.由乙酰CoA在细胞质中合成1分子硬脂酸需要NADPH的数目是：
A.14 B．16 C. 17 D．18
B型题
(1_4)
A.乙酰CoA B．肉碱C．NADPH2 D． FAD+
1．脂肪酸β—氧化需要
2．脂肪酸β—氧化可生成
3.脂肪酸合成需要
4．活化的脂酸转移进入线粒体需要
多选题
5．下列有关脂肪酸氧化的叙述正确的是A．脂肪酸在胞液中被活化并消耗ATP B．β—氧化过程包拓脱氢、加水、再脱氢、硫解四个连续的反应步骤
C．反应过程需要FAD和NADP+参与
D．生成的乙酰CoA可进入三羧酸循环被氧化
E．除脂酰CoA合成酶外，其余所有的酶都属于线粒体酶
三．计算题
1.1分子硬脂酸彻底氧化共需要消耗多少O2分子？。