第九章脂类代谢
生化要点脂代谢
第九单元脂类代谢一、脂类的消化、吸收和转运（一）脂类的消化（主要在十二指肠中）胃的食物糜（酸性）进入十二指肠，刺激肠促胰液肽的分泌，引起胰脏分泌HCO-3 至小肠（碱性）。
脂肪间接刺激胆汁及胰液的分泌。
胆汁酸盐使脂类乳化，分散成小微团，在胰腺分泌的脂类水解酶作用下水解。
（二）脂类的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。
小分子脂肪酸水溶性较高，可不经过淋巴系统，直接进入门静脉血液中。
（三）脂类转运和脂蛋白的作用甘油三脂和胆固醇脂在体内由脂蛋白转运。
脂蛋白是由疏水脂类为核心、围绕着极性脂类及载脂蛋白组成的复合体，是脂类物质的转运形式。
载脂蛋白（已发现18种，主要的有7种）：在肝脏及小肠中合成分泌至胞外，可使疏水脂类增溶，并且具有信号识别、调控及转移功能，能将脂类运至特定的靶细胞中。
（四）贮脂的动用皮下脂肪在脂肪酶作用下分解，产生脂肪酸，经血浆白蛋白运输至各组织细胞中。
血浆白蛋白占血浆蛋白总量的50%，是脂肪酸运输蛋白，血浆白蛋白既可运输脂肪酸，又可解除脂肪酸对红细胞膜的破坏。
贮脂的降解受激素调节。
促进：肾上腺素、胰高血糖素、肾上腺皮质激素；抑制：胰岛素；植物种子发芽时，脂肪酶活性升高，能利用脂肪的微生物也能产生脂肪酶。
二、甘油三酯的分解代谢（一）甘油三酯的水解甘油三酯的水解由脂肪酶催化。
组织中有三种脂肪酶，逐步将甘油三酯水解成甘油二酯、甘油单酯、甘油和脂肪酸。
这三种酶是：脂肪酶（激素敏感性甘油三酯脂肪酶，是限速酶）；甘油二酯脂肪酶；甘油单酯脂肪酶。
肾上腺素、胰高血糖素、肾上腺皮质激素都可以激活腺苷酸环化酶，使cAMP浓度升高，促使依赖cAMP的蛋白激酶活化，后者使无活性的脂肪酶磷酸化，转变成有活性的脂肪酶，加速脂解作用。
脂类的代谢
A、NAD+ B、NADP+ C、CoA
D、TPP E、FAD
4、同工酶
A、催化的化学反应相同 B、酶蛋白的分子结构相同
C、酶蛋白的理化性质相同 D、电泳行为相同 E、Km值相同 5、通常既不见于RNA，也不见于DNA的含氮碱基是
对于任一偶数碳原子的长链脂肪酸，其净生成的 ATP 数目可按下式计算：
（四）不饱和脂肪酸的氧化
不饱和脂酸
β氧化
顺3 -烯酰CoA
3顺-2反烯酰CoA 异构酶
反2-烯酰CoA
顺2-烯酰CoA
H2O D(-)-β羟脂酰CoA
D(-)-β羟脂酰CoA 表构酶
β氧化
L(+)-β羟脂酰CoA
（五）奇数碳脂肪酸的氧化
OH CH3CHCH2COOH
D(-)-β -羟丁酸
β-羟丁酸脱氢酶
O O CH3CCH2COH
乙酰乙酸
=
=
NAD+
NADH+H+
(2) 乙酰乙酸在琥珀酰CoA转硫酶或乙酰乙酸硫激酶的催化下转变为
乙酰乙酰CoA。
O O CH3CCH2COH
乙酰乙酸
琥珀酰CoA转硫酶
O O CH3CCH2CSCoA (乙酰乙酰CoA)
肉毒碱 (3-羟基-4-三甲氨基丁酸)
脂酰CoA进入线粒体的过程
胞液 外膜 肉碱 内膜 基质
RCO~SCoA
RCO-肉碱 HSCoA
脂酰转 移酶Ⅰ
HSCoA
*
RCO-肉碱
脂酰转 移酶Ⅱ RCO~SCoA 转位酶 肉碱
第九章 脂类代谢
本章主要介绍脂类物质（主要是脂肪）在生物体内的分解和合成代谢。
重点掌握脂肪酸在生物体内的氧化分解途径—脂肪酸的β-氧化和从头合成途径，了解脂类物质的其它氧化分解途径和功能。
思考?第九章脂类代谢目录第一节生物体内的脂类第二节脂肪的分解代谢第三节乙醛酸循环第四节脂肪的生物合成第五节磷脂和胆固醇的代谢CR 2O CR 1O CR 3O 脂肪酸形成的酯。
多存在于植物的叶、茎和果实的表皮部分。
动物所产生的蜡有蜂蜡、羊毛脂等。
烃，虽不属于酯类，因其性质与蜡相似，也称为蜡磷脂酸磷脂酰胆碱磷脂酰乙醇胺磷脂酰肌醇磷脂酰丝氨酸磷脂酰甘油脂肪的酶促水解甘油激酶磷酸甘油磷酸酯酶脱氢酶异构酶磷酸酶乙醛酸循环1、乙醛酸循环的生化历程2、乙醛酸循环总反应式及其糖异生的关系3、乙醛酸循环的生理意义植物种子萌发的脂肪转化为糖微生物发酵产物重新氧化的途径4、脂肪代谢和糖代谢的关系草酰乙酸顺乌头酸酶酶CoASH COO-CH2CH2羧化酶变位酶ATP、CO 生物素CoB甲基丙二酸单酰CoA 琥珀酰CoA酮体的代谢•酮体的生成•酮体的分解•生成酮体的意义脂肪酸β-氧化产物乙酰CoA,在肌肉中进入TCA 循环；然而在肝细胞中乙酰CoA可形成乙酰乙酸、β-羟丁酸、丙酮,这三种物质统称为酮体。
乙酰乙酰CoAβ--氧化乙酰乙酸+乙酰CoAβ--羟丁酸脂肪酸的生物合成1、十六碳饱和脂肪酸的从头合成2、线粒体和内质网中脂肪酸碳链的延长3、不饱和脂肪酸的合成（自学)乙酰CoA从线粒体内至胞液的运转脂肪酸合酶系统（fatty acid synthase system，FAS）①②③④⑤⑥外围巯基⑥①②③④⑤ACP乙酰CoA:ACP转移酶④β-酮脂酰-ACP 丙二酸单酰CoA:ACP转移酶⑤β-羟脂酰-ACP SHSHACP •不同生物体中的ACP十分相似：大肠杆菌中的ACP是一个由77个氨基酸残基组成的热稳定蛋白质，在它的第36位丝氨酸残基的侧链上，连有辅基4-磷酸泛酰巯基乙胺。
第九章脂类代谢脂类是脂肪和类脂（磷脂、糖脂、固醇和固醇酯）的总称
第九章脂类代谢脂类是脂肪和类脂（磷脂、糖脂、固醇和固醇酯）的总称。
因为脂肪是非极性分子，以高度还原和无水的形式存在，所以是高度浓缩的代谢燃料分子。
氧化1 g脂肪放出的能量相当于氧化1 g水合糖原所放热量的6倍，许多脂类含有维持机体健康所必需的不饱和脂肪酸，如亚油酸等，所以脂肪在体内主要起贮存和供给能量的作用；同时还可以作为生物体对外界环境的屏障，防止机体热量过多散失，也是许多组织器官的保护层；此外，脂肪还能帮助食物中脂溶性维生素的吸收。
第一节脂类的消化、吸收和转运一、脂类的消化动物食物中的脂类主要是甘油三酯，同时还有少量胆固醇和磷脂，其消化主要在十二指肠中进行。
胃的酸性食物糜运至十二指肠时，引起胰脏分泌酶原颗粒和胆囊收缩，从而引起胆汁分泌。
1．三酯酰甘油脂肪酶它可水解甘油三酯（Triacyl glycerol）的C1，C3酯键，而产生二个游离脂肪酸和2 —单酯酰甘油。
2. 胆固醇酯酶（Cholesterol Esterase）它水解胆固醇酯产生胆固醇和脂肪酸。
胆固醇+ H2O —→胆固醇+ 脂肪酸3. 磷脂酶和磷酸酶可水解磷脂为甘油、脂肪酸、无机磷酸和胆碱等。
二、脂类的吸收上述脂类水解产物，在胆汁酸帮助下，在十二脂肠的下部和空肠的上部被吸收。
在肠粘膜细胞中，游离脂肪酸被转化成脂酰CoA，首先合成二脂酰甘油，然后合成三脂酰甘油，再形成质点直径为0.5～1.0 μm的乳糜微粒，被释放在粘膜细胞外空间。
它再根据分子大小和形状，分别进入肝门静脉或淋巴。
三、脂类的转运无论是从肠道吸收的食物脂类，或是由肝脏合成的脂类及脂肪动员出来的贮存脂肪，都必须通过血液循环才能转运到其它组织。
食物中的甘油三酯经小肠消化吸收，以乳糜微粒的形式转运到脂肪组织中贮存起来，也可运到肝脏进行改造和利用；在肝内经改造过的或由糖等其它物质合成的脂肪则以极低密度脂蛋白形式运至脂肪组织贮存。
当体内能源缺乏时，脂肪组织中的脂肪再水解成自由脂肪酸，经血液运输至肝脏或其组织被氧化利用。
第九章 脂类代谢
β-羟基-r-三甲基铵基丁酸
转运的条件 ：
肉毒碱 （L-β-羟基-γ-三甲基丁酸）
——（脂酰基的载体） 肉毒碱脂酰转移酶 ： 酶Ⅰ（肉毒碱脂酰转移酶 I）：位于线粒体内 膜的外侧。催化长链脂酰CoA与肉毒碱合成脂酰肉
毒碱（acyl carnitine），从而使脂酰CoA入膜内。
第九章 脂类代谢
内容 第一节 生物体内的脂类及其功能
第二节 脂类的分解代谢
第三节 脂类的合成代谢 第四节 甘油磷脂的酶促降解与生物合成(自学)
教学目的和要求
1.了解脂类的生理功能 2.掌握脂肪酸的β-氧化过程及能量释放 3.了解脂肪酸的其它氧化途径 4.掌握酮体的生成及利用 5.掌握脂肪酸的合成代谢
4. 识别、免疫、保护和保温作用。
5. 合成一些生物活性物质，如类固醇激素、肾
上腺皮质 激素、维生素及胆汁酸等。磷脂代
谢中间物如甘油二酯、磷酸肌醇等可作为信号
分子参与细胞代谢的调节过程。
第二节 脂肪的分解代谢
一、脂肪的酶促水解
脂肪动员：指脂肪组织中脂肪在激素的调节下，被一系列脂 肪酶水解为脂肪酸和甘油并释放入血供其它组织利用的过程。 肾上腺素、胰高血糖素都可以激活腺苷酸环化酶，使cAMP浓 度升高，促使依赖cAMP的蛋白激酶活化，后者使无活性的脂 肪酶磷酸化，转变成有活性的脂肪酶，加速脂解作用。
（4）每个脂肪酸有通俗名、系统名和简写符号
其中棕榈酸（16：0）、硬脂酸（18：0）、棕榈
油酸（16：1 ，△9 ）、油酸（18：1 ，△9 ）、芥
子酸（22：1, △13 ）、亚油酸（18：2）、α-亚麻
酸（18：3，△9，12，15 ）、γ-亚麻酸（18：3，△6，
生物化学第九章脂代谢
SH
H2O
HOOCCH2CO-S CH3CO-S CH3COCH2CO-S
SH
③
CO2
④
NADP+ NADPH
2.线粒体中的合成
碳链的延长发生在线粒体和内质网中。与脂肪酸β-氧化的逆 向过程相似，使得一些脂肪酸碳链（C16）加长。 延长是独立于脂肪酸合成之外的过程，是乙酰单元的加长和 还原，恰恰是脂肪酸降解过程的逆反应。光面内质网中的延 长更为活跃。
酮体的生成
HMGCoA裂 解酶 CH3COCH2COOH
乙酰乙酸 脱氢酶
HMGCoA 合成酶
NADH+H+ NAD+
脱羧酶 CO2
OH | HOOCCH2-C-CH2COSCoA | CH3 羟甲基戊二酸单酰CoA （HMGCoA）
CH3CHOHCH2COOH
--羟丁酸
CH3COCOOH
丙酮
酮血症？
5.不饱和脂肪酸的氧化
与脂肪酸的β-氧化相同，但需增加异构酶 和 还原酶:
（三）脂肪酸氧化的其它途径
1.奇数碳原子脂肪酸的氧化 如17个碳直链脂肪酸： 先经β-氧化至3碳的丙酰-CoA ，产生7个乙酰CoA和一个丙酰-CoA 。 丙酰-CoA经3步反应转化为琥珀酰-CoA然后进入 三羧酸循环进一步进行代谢。
第九章脂类的代谢
β- 氧化反应过程
β-氧化发生于线粒体中，共5步反应： ①活化（activation）； ②氧化（oxidation）； ③水化（hydration）； ④氧化（oxdidation)； ⑤硫解(断裂)（cleavage） 脂酰-COA脱氢酶催化的第2步反应发生在羧基邻位，是
成乙酰-S-ACP和丙二酸单酰- S-ACP；
2 第二阶段反应
（1） 乙酰-S-ACP和丙二酸单酰- S-ACP经4步反应， 合成得到丁酰-S-ACP；
丁酰-S-ACP是4碳化合物； 反应耗能； （2）两步还原反应所需的NADPH + H+来源： ①三羧酸转运系统中苹果酸转化为丙酮酸过程 （脂 肪组
β-氧化反应，是脂肪酸氧化的独特途径；
1.脂肪酸激活化
脂
肪
酸
2.脂酰-COA氧化
β-
3.烯脂酰-COA水化
氧 化
4.羟脂酰-COA氧化
反
5.酮脂酰-COA硫解
应
步
多轮重复
骤
P192
2. 肉毒碱的作用
P193
负责将脂酰-COA从细胞质中转运到线粒体内；
脂酸的合成和氧化的比较
3. 脂肪酸β-氧化过程中能量变化
脂肪酸氧化在线粒体中进行； 共三大主要步骤：
脂肪酸β- 氧化的三大步骤
1.β-氧化（经历5步反应）：
以饱和16碳软脂酸：经过7轮的一系列氧化，每一轮切 下两个碳原子单元（乙酰-COA），共形成8分子乙酰COA； 每形成1个乙酰-COA失去4个H+和2对电子，产生NADH 和FADH2，酯酰-COA脱氢酶催化各步反应； 2. 形成的乙酰-COA去路： 进入柠檬酸循环继续被氧化，脱出CO2； 3. 产生ATP：
第九章.脂代谢
生物膜的结构
脂代谢
脂类的消化、吸收和转运 甘油三酯的分解代谢
脂肪酸的氧化
脂肪酸的合成
甘油三酯的合成
胆固醇代谢
第二节 甘油三酯的分解代谢
一、甘油三酯的酶促水解
甘油三酯的分解是经脂肪酶催化逐步水解的。 组织中有三种脂肪酶： 甘油三酯脂肪酶（三脂酰甘油脂肪酶） 甘油二酯脂肪酶（二脂酰甘油脂肪酶） 甘油单酯脂肪酶（单脂酰甘油脂肪酶） 它们一步步地将甘油三酯水解成甘油和脂肪酸。
（1）脂酰CoA的α、β-脱氢作用（脱氢）
脂酰CoA脱氢酶
R-CH2-CH2-CH2-C~S-CoA O FAD 脂酰CoA
H R-CH2-C＝C-C~S-CoA FADH2 H O Δ2-反式烯脂酰CoA
（2）Δ2-反式烯脂酰CoA的水化（水合）
H O H 2O OH O R-CH2-C＝C-C~S-CoA R-CH2-C-CH2-C~S-CoA 烯脂酰CoA水化酶 H H Δ2-反式烯脂酰CoA L-β-羟脂酰CoA
（二）饱和奇数碳脂肪酸的β-氧化降解 与饱和偶数碳脂肪酸的β-氧化降解过程基本相 同，只是最后产生的丙酰CoA的去路不同。
（三）不饱和脂肪酸的β-氧化
该过程与饱和脂肪酸的β-氧化降 解过程基本相同，只是不饱和脂肪酸 分子中含有顺式双键，所以在氧化过 程需要有另外的酶参加（Δ3-顺-Δ2-反 烯脂酰CoA异构酶）。
花生四烯酸（Cis)
20:4
2、甘油三酯的理化性质
(1) 溶解性∶不溶于水
(2) 光学活性∶当甘油C1和C3上的脂肪酸 不同时，C2为不对称碳原子，这时甘 油三酯具有光学活性（旋光性）。
CH2-O-CO-R1 R2-COO-CH CH2-O-CO-R3
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② 在饥饿或患糖尿病时，乙酰乙酰CoA在乙酰乙酰CoA还 原酶、β-羟丁酸CoA脱酰基酶、 β-羟丁酸脱氧酶等 催化下， 生成乙酰乙酸；
第九章脂类代谢
2. 酮体的氧化
P195
酮体在肝脏中产生，但肝脏不能分解酮体，其分解在肝 外组织中进行；
（1）乙酰乙酸和β-羟丁酸：进入TCA彻底氧化； （2）丙酮： 1）随尿排除； 2）从肺部呼出。 3）可氧化成丙酮酸等。
第九章脂类代谢
阅读：机体中酮体积累过程和后果
在正常生理情况下，乙酰-CoA顺利进入TCA，脂酸的 合成作用也正常进行(合成脂酸需消耗乙酰-CoA)，肝脏 中的乙酰-CoA浓度不会增高，形成乙酰乙酸及其他酮 体的趋势不大，所以肝中累积的酮体很少；
P197
饱和脂酸的生物合成有两个途径： （1）从头合成：由非线粒体酶系（细胞浆酶系）合成16
碳软脂酸途径，在细胞浆中进行； （2）线粒体中的合成：由线粒体酶系在16碳软脂酸基础
上延长碳链途径，在线粒体中进行；
第九章脂类代谢
1. 从头合成：
P197
脂肪酸从头合成在细胞浆中进行； 起始物：乙酰-COA；
第九章 脂类的代谢
一、 脂类的酶促水解 二、脂肪的分解代谢 三、脂肪的合成代谢
第九章脂类代谢
第九章脂类代谢
一、 脂类的酶促水解
P189
第九章脂类代谢
第九章脂类代谢
二、 脂肪的分解代谢 P190
脂肪的分解代谢是对生物体提供能量的重要措施； （一）甘油的氧化
1. 甘油磷酸化：
第九章脂类代谢
2. 形成丙酮酸:
第九章脂类代谢
第九章脂类代谢
脂酸的合成和氧化的比较
第九章脂类代谢
3. 脂肪酸β-氧化过程中能量变化
P139
以饱和16碳软脂酸（即棕榈酸）为例：
第九章脂类代谢
（四）酮体的生成和利用
P195
1. 酮体的生成
脂酸在肝脏中氧化后可产生酮体：乙酰乙酸、β-羟丁酸 和丙酮；
酮体的形成主要有两种途径：
丙酮酸可进入TCA；
第九章脂类代谢
（二） 脂肪酸的β- 氧化作用 P191
脂肪酸氧化在线粒体中进行； 共三大主要步骤：ห้องสมุดไป่ตู้
第九章脂类代谢
脂肪酸β- 氧化的三大步骤
1.β-氧化（经历5步反应）： 以饱和16碳软脂酸：经过7轮的一系列氧化，每一轮切 下两个碳原子单元（乙酰-COA），共形成8分子乙酰COA；
应，重复6次，得16C软脂酸； 这是细胞浆酶系作用的终点； 脂肪酸的合成是与脂肪酸β-氧化相似的逆过程；
第九章脂类代谢
合成脂肪酸前体的来源
（1）乙酰-COA来源：丙酮酸，脂肪酸的β-氧化等； （2）丙二酸单酰-COA来源：乙酰-COA和碳酸氢盐在乙
酰-COA羧化酶（辅基是生物素）作用下羧化形成；
每形成1个乙酰-COA失去4个H+和2对电子，产生NADH 和FADH2，酯酰-COA脱氢酶催化各步反应；
2. 形成的乙酰-COA去路： 进入柠檬酸循环继续被氧化，脱出CO2；
3. 产生ATP： 产生的NADH和FADH2通过呼吸链产生ATP；
第九章脂类代谢
β- 氧化反应过程
β-氧化发生于线粒体中，共5步反应： ①活化（activation）； ②氧化（oxidation）； ③水化（hydration）； ④氧化（oxdidation)； ⑤硫解(断裂)（cleavage） 脂酰-COA脱氢酶催化的第2步反应发生在羧基邻位，是
终产物：软脂酸（16碳饱和脂肪酸）； 还原剂：NADPH；
第九章脂类代谢
从头合成反应要点
在细胞浆中进行，由非线粒体酶系(细胞浆酶系)催化； 合成反应分三个阶段： （1） 乙酰-COA → 丙二酸单酰-ACP（ACP：酰基载体
蛋白） （2） 丙二酸单酰-ACP → 丁酰-S-ACP （3）丁酰-S-ACP取代乙酰-COA与丙二酸单酰-ACP反
酮体中的乙酰乙酸和β-羟丁酸皆为酸性，患酮血症的病 人常有酸中毒的危险。
第九章脂类代谢
三、脂肪的合成代谢
P197
第九章脂类代谢
（一）甘油的生物合
合成脂肪所需要的L-α-甘油磷酸： 1）由糖酵解产生的二羟丙酮磷酸还原而成； 2）由脂肪水解产生的甘油与ATP作用而成：
第九章脂类代谢
（二） 脂酸的生物合成
待续；
第九章脂类代谢
当膳食中脂肪过多，或缺乏糖类,或糖、脂代谢紊乱(如 糖尿病)时，肝脏中的酮体就会增高，因摄食大量脂肪 后，脂的分解代谢随之增加，产生较多的乙酰-CoA。 缺糖或糖、脂代谢发生紊乱,就不可能有效地氧化糖和 脂肪，机体一方面须增加脂肪分解以补充维持生命所需 能量，一面因糖代谢受阻，脂酸合成随之降低，或氧化 酮体的能力下降，都会增加肝中的乙酰-CoA浓度，生 成乙酰乙酸，从而进一步产生其他酮体，使肝及血液中 累积较多的酮体,形成酮尿症或酮血症。
第九章脂类代谢
1 第一阶段反应 P368
（1）乙酰-COA由三羧酸转运系统由线粒体转移到细胞溶 胶中；
（2）丙二酸单酰- COA由乙酰-COA和碳酸氢盐在乙酰COA羧化酶（辅基是生物素）作用下羧化形成；
这一步是脂酸合成的限速反应； （3）乙酰-COA和丙二酸单酰- COA在转酰基酶催化下形
成乙酰-S-ACP和丙二酸单酰- S-ACP；
第九章脂类代谢
2 第二阶段反应
（1） 乙酰-S-ACP和丙二酸单酰- S-ACP经4步反应， 合成得到丁酰-S-ACP；
丁酰-S-ACP是4碳化合物； 反应耗能； （2）两步还原反应所需的NADPH + H+来源： ①三羧酸转运系统中苹果酸转化为丙酮酸过程 （脂 肪组
织中苹果酸酶反应） ； ②戊糖磷酸途径；
β-氧化反应，是脂肪酸氧化的独特途径；
第九章脂类代谢
1.脂肪酸激活化
脂
肪
酸
2.脂酰-COA氧化
β-
3.烯脂酰-COA水化
氧
4.羟脂酰-COA氧化
化
反
5.酮脂酰-COA硫解
应
步
多轮重复
骤
第九章脂类代谢
第九章脂类代谢
P192
第九章脂类代谢
第九章脂类代谢
2. 肉毒碱的作用
P193
负责将脂酰-COA从细胞质中转运到线粒体内；
第九章脂类代谢
3 第三阶段反应
（1）丁酰-ACP进入第二轮回的延伸： 在第二个轮回中，由丁酰-ACP（代替第一轮回的乙酰-