第八章 脂代谢

1. 第八章　脂代谢

2. 概念：脂类是生物体内不溶于水而溶于有机溶剂概念：脂类是生物体内不溶于水而溶于有机溶剂 的一大类物质的总称，包括脂肪和类脂。 脂肪：又称三酯酰甘油或甘油三脂 (triglyceride,TG) 脂类 磷脂(phospholipid,PL) 类脂 固醇类：如胆固醇(cholesterol) 糖脂(glycolipides)

3. 脂类的主要生理功能 （一）储能和供能的主要物质 脂肪组织储存脂肪, 约占体重10～20% . 1g 脂肪在体内彻底氧化供能约38KJ，而1g糖 彻底氧化仅供销能 16.7KJ 合理饮食 脂肪氧化供能占 15～25% 空腹 脂肪氧化供能占 50% 以上 禁食1～3天 脂肪氧化供能占 85% 饱食、少动 脂肪堆积，发胖

4. (二)参与代谢调控 花生四烯酸 前列腺素等生物活性物质 三磷酸肌醇、甘油二酯 磷脂酰肌醇 胆固醇 类固醇激素、VD3

5. (三)生物膜的重要结构成分 (四)防止机械损伤或热量散失

6. 第二节　脂肪的分解代谢 一、脂肪动员 二、甘油代谢 三、脂肪酸的氧化 返回

7. /n系编码 系编码 不饱和脂肪酸的命名 • 系统命名法：需标示脂肪酸的碳原子数和双键的位置。 • ω或n编码体系：从脂肪酸的甲基碳起计算其碳原子顺序。 • △编码体系：从脂肪酸的羧基碳起计算碳原子的顺序。 CH3-(CH2)5-CH=CH-(CH2)7-COOH 十六碳-7-烯酸 十六碳-9-烯酸

8. 一、脂肪动员 概念：储存于脂肪细胞中的脂肪，在3种脂肪酶(激素敏感脂肪酶)作用下逐步水解为游离脂肪酸和甘油，释放入血供其它组织利用的过程，称脂肪动员。

9. （第一信使） 受体 修饰受体 腺苷酸环化酶（有活性） 腺苷酸环化酶（无活性） ATP cAMP 蛋白质激酶（无活性） 蛋白质激酶（有活性） 激素敏感性脂酶（无活性） 脂肪动员激素 （肾上腺素、生长激素等） 激素对脂代谢的调节 （第二信使） 激素敏感性脂酶 （有活性） 甘油三脂 脂肪酸+甘油

10. 甘油三酯 ↓激素敏感脂肪酶 脂肪酸+甘油二酯 ↓甘油二酯酶 脂肪酸+甘油一酯 ↓甘油一酯酶 脂肪酸+甘油

11. 激素敏感脂肪酶(HSL)：甘油三酯脂肪酶是脂肪动员的限速酶，其活性受多种激素调节，故名。激素敏感脂肪酶(HSL)：甘油三酯脂肪酶是脂肪动员的限速酶，其活性受多种激素调节，故名。 脂解激素：促进脂肪动员的激素如肾上腺素、胰 高血糖素、促肾上腺皮质激素、生长素等。 抗脂解激素：抑制脂肪动员的激素如胰岛素、 前列腺素E2、烟酸等。

12. ATP ADP CH2OH CH2OH 甘油激酶 HO CH P HO CH P P （肝、肾、肠） 甘油 3-磷酸甘油 CH2OH CH2O NAD+ CH2OH 磷酸甘油脱氢酶 O C 磷酸二羟丙酮 NADH+H+ CH2O CHO HO CH CH2O 糖氧化 二氧化碳(CO2)+H2O 3-磷酸甘油醛 二、甘油代谢 甘油二酯 磷脂

13. 三、脂肪酸的氧化★ （一）饱和脂肪酸的氧化★★ （二）不饱和脂肪酸的氧化 （三）酮体的代谢

15. （一） 饱和脂肪酸的β －氧化 过程： 　活化（线粒体外膜） 　转运（进入线粒体） β －氧化（线粒体） (脱氢、水化、再脱氢、硫解)

16. 奇数碳原子： -CH2-(CH2)2n+1-COOH -CH2-(CH2)2n-COOH -COOH（苯甲酸） 偶数碳原子： -CH2COOH（苯乙酸） 3. 脂酰CoA的β-氧化过程 Knoop的重要发现 :

17. 1. 脂肪酸活化为脂酰CoA（胞液） 位于内质网和线粒体外膜的脂酰CoA合成酶催化脂肪酸与CoA-SH生成活化的脂酰CoA。 脂酰CoA合酶/硫激酶 RCOOH CoA—SH RCO~SCoA + 脂肪酸 脂酰CoA Mg2+ ATP AMP+PPi H2O 2Pi

18. 2.脂酰CoA进入线粒体 (CH3)3N+ (CH3)3N+ CH2CH CH2COOH CH2CH CH2COOH RCO-O OH 脂酰肉碱 肉碱 脂肪酸氧化的酶系存在线粒体基质内，但胞液中活化的长链脂酰CoA（12C以上） 却不能直接透过线粒体内膜，必须与肉碱(carnitine)，L-β-羟-γ-三甲氨基丁酸) 结合成脂酰肉碱才能进入线粒体基质内。 反应由肉碱脂酰转移酶(CAT-Ⅰ和CAT-II)催化,其中 Ⅰ是脂肪酸-氧化的关键酶： RCO-SCoA CoA-SH 肉碱脂酰 转移酶

19. 肉碱转运脂酰辅酶A 进入线粒体 此过程为脂肪酸β-氧化的限速步骤，CAT-Ⅰ是限速 酶，丙二酸单酰CoA 是强烈竞争性抑制剂。

20. 胞液 外膜 内膜 基质 肉碱 RCO-肉碱 RCO~SCoA HSCoA * 酶Ⅰ 酶Ⅱ RCO~SCoA HSCoA RCO-肉碱 肉碱 转位酶 脂酰CoA进入线粒体的过程

21. 脂酰CoA进入线粒体基质后，经脂肪酸β-氧化酶系的催化作用，在脂酰基α,β-碳原子上依次进行脱氢、加水、再脱氢及硫解4步连续反应，使脂酰基在α与β-碳原子间断裂，生成1分子乙酰CoA和少2个碳原子的脂酰CoA 具体步骤如下:

22. 脂酰CoA的β-氧化过程

23. β-氧化（1） RCH2CH2CH2CO~SCoA 脂酰CoA(16C) FAD 脂酰CoA脱氢酶 FADH2 H C CO~CoA RCH2C 反Δ2-烯酰CoA H H2O 反Δ2-烯酰CoA水化酶 OH RCH2 CH CH2 CO~SCoA L-β-羟脂酰CoA (1) 脱氢 1.5ATP 呼吸链 (2) 加水

24. β-氧化（2） OH L-β-羟脂酰CoA NAD+ L-β-羟脂酰CoA脱氢酶 NADH+H+ O CH2CO RCH2C ~SCoA β-酮脂酰CoA RCH2 CH CH2 CO~SCoA RCH2CO~SCoA CH3CO~SCoA 乙酰CoA 酰CoA(14C) 脂 (3) 再脱氢 2.5ATP (4) 硫解 呼吸链 CoA-SH β-酮脂酰 CoA硫解酶 （1）（2）（3）（4） 重复反应

25. ①脱氢 FADH2 FAD R-CH2-CH2-CH2-CO~SCoA R-CH2-CH=CH-CO~SCoA 脂酰CoA脱氢酶 -2C H2O CH3-CO~SCoA 硫解酶 水化酶 ④硫解 ②水化 HSCoA L-β-羟脂酰 CoA脱氢酶 R-CH2-CH(OH)-CH2-CO~SCoA R-CH2-CO-CH2-CO~SCoA NAD+ NADH + H+ ③再脱氢 -氧化循环的反应过程

26. 1.5ATP 脂酰CoA 脱氢酶 FAD FADH2 AMP PPi H2O 肉碱转运载体 呼吸链 脂酰CoA 合成酶 ATP CoASH H2O 反2-烯酰CoA 水化酶 2.5ATP L(+)-β羟脂酰 CoA脱氢酶 H2O NAD+ 呼吸链 NADH+H+ CoA-SH 线粒体膜 β酮脂酰CoA 硫解酶 TAC

27. (4) 彻底氧化： • 生成的乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化分解并释放出大量能量，并生成ATP。

28. 4.脂肪酸β-氧化的能量生成 1分子软脂酸(16C)活化生成的软脂酰 CoA 经7次β-氧化.总反应式如下: 软脂酰CoA + 7FAD+7NAD+ + 7CoA-SH + 7H2O 8乙酰CoA + 7FADH2 + 7(NADH + H+) 1分子软脂酸彻底氧化共生成: (1.5×7)+(2.5×7)+(10×8)=108分子ATP 减去脂肪酸活化时消耗 ATP 的 2 个高能磷酸键净生成 106 分子ATP。

29. 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：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： 4 10

30. 脂肪酸-氧化循环的特点 ① -氧化循环过程在线粒体基质内进行； ② -氧化循环由脂肪酸氧化酶系催化，反应不可逆； ③ 需要FAD，NAD+，CoA为辅助因子； ④ 每循环一次，生成一分子FADH2，一分子NADH，一分子乙酰CoA和一分子减少两个碳原子的脂酰CoA。

31. -氧化 奇数碳脂肪酸 CH3CH2CO~CoA ATP+CO2 丙酰CoA羧化酶 （生物素） ADP+Pi 消旋酶 L-甲基丙二酸单酰CoA D-甲基丙二酸单酰CoA 变位酶 5-脱氧腺苷钴胺素 经三羧酸循环途径→丙酮酸羧化支路→糖有氧氧化途径彻底氧化分解 琥珀酰CoA 奇数碳脂肪酸的氧化

32. （二）不饱和脂肪酸的氧化 1.单不饱和脂肪酸的氧化 体内不饱和脂肪酸约占脂肪酸总量的一半以上。也在线粒体中进行β-氧化。当遇到双键后，还需要另一个特异性的酶：烯酰CoA－异构酶催化： 如油酸=18:1Δ9 如下图所示

33. 　烯酰CoA － 异构酶 β氧化 不饱和脂酸 顺3-烯酰CoA 反2-烯酰CoA 顺2-烯酰CoA β氧化 H2O D(-)-β羟脂酰CoA 表构酶 D(-)-β羟脂酰CoA L(+)-β羟脂酰CoA 二、单不饱和脂肪酸的氧化

34. 单不饱和脂肪酸的氧化

35. 2.多不饱和脂肪酸的氧化 多不饱和脂肪酸如亚油酸(18:2Δ9,12 )的氧化需要增加两个酶： Δ3-顺，Δ2-反烯酰CoA异构酶 2,4-二烯酰CoA还原酶. H H H | | | H3C-(CH2)7-C=C-CH2CO～SCoA H3C-(CH2)7-CH2-C=C-CO～SCoA 4 3 2 1 | H 4 3 2 1

37. αω氧化 • -氧化：在植物种子萌发时，脂肪酸的-碳被氧化成羟基，生成-羟基酸。-羟基酸可进一步脱羧、氧化转变成少一个碳原子的脂肪酸。上述反应由单氧化酶催化，需要有O2、Fe2+和抗坏血酸等参加。 • -氧化：在动物体中，C10 或C11脂肪酸的碳链末端碳原子（-碳原子）可以先被氧化，形成二羧酸。二羧酸进入线粒体内后，可以从分子的任何一端进行-氧化，最后生成的乙酰CoA或琥珀酰CoA可直接进入三羧酸循环。

38. O2，NADPH+H+ R-CH-COOH R-C-COOH • RCH2COOH 单加氧酶 Fe2+，抗坏血酸 - OH O （L-α-羟脂肪酸） NAD+ 脱氢酶 NADH+H+ RCOOH+CO2 ATP，NAD+， 抗坏血酸 = （α-酮脂酸） 脱羧酶 2. α-氧化的可能反应历程 （少一个C原子）

39. 脂肪酸氧化小结 方式： αβω β过程：　活化　转运 　β －氧化 能量变化　　７N-６ 关键酶：　CAT-I 反应进行部位：线粒体

40. CH3COSCoA HMGCoA合成酶 CoASH HMGCoA裂解酶 CH3COCH2COOH 乙酰乙酸 OH | HOOCCH2-C-CH2COSCoA 脱羧酶 脱氢酶 | CH3 NADH+H+ 羟甲基戊二酸单酰CoA（HMGCoA） CO2 NAD+ CH3CHOHCH2COOH CH3COCOOH --羟丁酸 丙酮 （三）酮体的代谢 硫解酶 2CH3COSCoA CH3COCH2COSCoA 1.合成 乙酰乙酰CoA CoASH -羟丁酸约70％ 乙酰乙酸约30％ 丙酮含量极微

41. CO2 酮体的生成 Β-羟- Β-甲基戊二酸单酰CoA合成酶 HMGCoA 合成酶 CoASH 乙酰乙酰CoA硫解酶 CoASH HMGCoA 裂解酶 NADH+H+ NAD+ β-羟丁酸 脱氢酶

42. 2.分解 --氧化 脱氢酶 --羟丁酸 乙酰乙酸 NAD+ NADH+H+ 或乙酰乙酸硫激酶 转硫酶 琥珀酰CoA 琥珀酸 硫解酶 2 乙酰CoA CoASH 乙酰乙酰CoA

43. 意义及特点 酮体生成及利用的生理意义 意义 (1) 在正常情况下，酮体是肝脏输出能源的一种形式； (2) 在饥饿或疾病情况下，为心、脑等重要器官提供必要的能源。 特点: 肝脏内(肝细胞线粒体)合成 肝脏外利用

44. 酮体的利用 • 利用酮体的酶有两种，即 琥珀酰CoA转硫酶（主要存在于心、肾、脑和骨骼肌细胞的线粒体中） 乙酰乙酸硫激酶（主要存在于心、肾、脑细胞线粒体中）

45. 心、肾、脑细胞 心、肾、脑、骨骼肌细胞 β-羟丁酸彻底氧化净生成多少ATP? 乙酰乙酸彻底氧化净生成多少ATP?

47. 当由琥珀酰CoA转硫酶催化进行氧化利用时，乙酰乙酸可净生成2０分子ATP，β-羟丁酸可净生成2２.5分子ATP；当由琥珀酰CoA转硫酶催化进行氧化利用时，乙酰乙酸可净生成2０分子ATP，β-羟丁酸可净生成2２.5分子ATP； • 乙酰乙酸硫激酶催化进行氧化利用时，乙酰乙酸则可净生成18分子ATP， β-羟丁酸可净生成20.5分子ATP 。

48. 酮体代谢小结 特点:肝脏内合成 肝脏外利用 酮体的生成场所 ：肝脏 酮体的生成原料 ：乙酰辅酶A

49. O CH3-C~SCoA COO- CH2 CH2 COO- 琥珀酸 CoASH 乙醛酸循环反应历程 p159 柠檬酸合酶 草酰乙酸 草酰乙酸 NADH 顺乌头酸酶 苹果酸脱氢酶 NAD+ NAD + 苹果酸合成酶 异柠檬酸裂解酶 CoASH O CH3-C~SCoA OO H-C-C~ OH 乙醛酸

50. 第三节　脂肪酸的合成 一、甘油合成 二、脂肪酸合成 三、甘油三脂合成