第二节脂肪的代谢

第二节脂肪的代谢 一. 脂肪的分解代谢（一）脂肪水解与脂肪的动员 1. 脂肪水解

2. 脂肪的动员 在脂肪细胞中的甘油三酯，被脂肪酶逐步水解为游离脂肪酸（free fatty acid，FFA ）和甘油，并释放入血,供其他组织氧化利用，这一过程称为脂肪的动员。

反应特点： ⑴ 甘油三酯脂肪酶为限速酶因为甘油脂肪酶活性比甘油二酯脂肪酶和甘油一酯脂肪酶低影响脂肪动员的速度。 ⑵ 由于甘油三酯脂肪酶受多种激素的调控，又被称为激素敏感性脂肪酶。

脂肪动员

（二）甘油的代谢 1. 甘油的反应部位主要是在肝脏及肾脏中进行。 2. 甘油的反应过程

3. 甘油的反应特点： ⑴ 在肝脏及肾脏中，甘油在甘油激酶（glycerokinase）的作用下，转变成为３-磷酸甘油；然后脱氢生成磷酸二羟丙酮,经糖代谢途径进行分解或转变为糖。 ⑵ 在脂肪细胞及骨骼肌等组织中，因甘油激酶的活性很低，故不能利用甘油。须入血运送到肝脏氧化利用。

⑶ 在合成甘油三酯时，脂肪细胞及 骨骼肌等组织需要的3-磷酸甘油由葡萄糖代谢提供合成脂肪。肝、肾等组织由于含有甘油激酶，能利用游离甘油。使之磷酸化生成 3-磷酸甘油合成脂肪。

（三）脂肪酸的β-氧化——偶数饱和脂肪酸的氧化（三）脂肪酸的β-氧化——偶数饱和脂肪酸的氧化 1. 脂肪酸氧化的部位及方式 ⑴ 氧化部位以肝脏及肌肉组织最为活跃,在细胞的线粒体内进行。 ⑵ 氧化方式——主要是β-氧化.

2. 脂肪酸β-氧化过程 根据脂肪酸β-氧化特点可分为3个阶段： I 阶段脂肪酸的活化生成脂酰CoA II 阶段脂酰基的转移 III 阶段脂酰基进行β-氧化

I .阶段脂肪酸的活化 指脂肪酸转变成脂酰 CoA的过程。

此反应阶段的特点； ⑴ 脂肪酸活化是在线粒体外进行的,因为脂酰CoA合成酶存在线粒体外膜上。 ⑵ 反应过程中生成的焦磷酸（PPi）立即被细胞内的焦磷酸酶水解，阻止了逆向反应的进行。故１分子脂肪酸活化，实际上消耗了２个高能磷酸健。

II 阶段脂酰基的转移脂酰基须要借用肉碱（camitine) 、肉碱脂酰转移酶Ⅰ、肉碱脂酰转移酶Ⅱ、及肉碱脂酰肉碱转位酶。肉碱作为脂酰基载体。其结构：L-(CH3)N+CH2CH(OH)CH2COOH L- β羟-r-三甲氨基丁酸

此阶段反应的特点： ⑴ 肉碱脂酰转移酶Ｉ是脂肪酸β氧化的限速酶。它影响脂酰基转移的速度，受丙二酰CoＡ竞争性抑制。 ⑵ 10个碳以下的活化脂肪酸直接进入线粒体内进行氧化,不需经此途径。

III 阶段脂酰基的β-氧化 脂酰基进入线粒体基质后，在脂肪酸 β- 氧化多酶复合体的催化下，从脂酰基的α、β-碳原子开始，进行脱氢、加水、再脱氢及硫解等四步连续反应，脂酰基断裂后生成１分子比原来少２个碳原子的脂酰CoA。

此反应阶段的特点： ⑴ 脂酰基β-氧化一次，生成1分子乙酰CoA 1分子FADH2 1分子NADH＋Ｈ+ ⑵ 参与脂酰CoA氧化反应的四种酶疏松形成复合体，从而使反应连续进行，直至碳链断裂为乙酰CoA为止。

3．脂肪酸氧化的能量生成— 以软脂肪酸(16C)为例

（四）奇数饱和脂肪酸的氧化—丙酸的氧化

（五）不饱和脂肪酸的氧化 机体中脂肪酸约一半以上为不饱和脂肪酸，它也在线粒体中进行β-氧化。不同的是：天然不饱和脂肪酸中的双键均为顺式，而生物体内催化的反应是反式结构。因此β-氧化进行到顺式时受阻。必须将顺式转变为反式结构才能进行。它需2种酶参与，一种是△3顺→△2反烯脂酰CoA异构酶或D(－) - β-羟脂酰表构酶。

O β - 氧化 9 油酸（ △ - 1 8 C ） R - C H = C H - C H - C ~ S C o A 2 3 △ - 顺式烯脂酰 C o A 3 2 △ 顺 → △ - 反烯脂酸 C o A 异构酶 O H β - 氧化 RCH2-C C - C ~ S C o A = H 2 △ - 反烯脂酸 C o A

（六）酮体的生成及利用 1.酮体（ketone bodies）的结构

2．酮体的生成 ⑴ 酮体的合成原料脂肪酸经β-氧化生成的大量乙酰CoA。 (2) 酮体的合成部位肝脏的线粒体。 ⑶ 酮体的合成过程

⑷ 酮体合成的反应特点： ① HMGCoA合成酶是酮体合成的关键酶，它存在于肝脏的线粒体中，故只有肝脏能生成酮体。 ② 由于肝脏氧化酮体的酶活性低，因此生成的酮体被释放入血，供肝外组织利用。

3．酮体的利用 肝外许多组织具有活性很强利用酮体的酶。利用酮体的酶有：琥珀酰CoA硫激酶乙酰乙酰CoA硫解酶乙酰乙酰硫激酶

酮体的利用反应特点： ⑴ 酮体是能源物质，净生成ATP数：乙酰乙酸22 or 24 β-羟丁酸25 or 27。 ⑵ 丙酮不按上述方式进行氧化。它可随尿排出，也可以由肺直接呼出；丙酮易挥发，还可以在体内转变成甲酰基、乙酰基、丙酮酸。

4．酮体生成的生理意义 ⑴酮体是肝输出能源的一种形式。它是易溶于水的小分子物质，能通过血脑屏障及肌肉毛细血管壁。脑组织不能氧化脂肪酸，却能利用酮体。

⑵ 正常情况下，血中含有少量酮体，为0.03— 0.5mmol/L(0.3—5mg/dl)。也就是肝脏生成的酮体被及时利用。在饥饿、高脂低糖膳食及糖尿病时，脂肪酸动员加强，酮体生成增加。如果酮体生成超过肝外组织利用的能力时，方可引起血中酮体升高，导致酮症酸中毒，并随尿排出，引起酮尿。

二、三脂酰甘油的合成代谢 (一) 脂肪酸的合成——饱和脂肪酸 1. 脂肪酸的合成部位主要是在肝脏和肌肉组织中，在胞液中进行。

2. 合成原料： 乙酰CoA、ATP、NADPH、HCO3-。乙酰CoA是合成脂肪酸的主要原料，它主要来自葡萄糖。细胞内的乙酰CoA全部在线粒体内产生，而合成脂肪酸的酶体系存在于细胞液。因此，线粒体内的乙酰CoA 须进入胞液才能作为合成脂肪酸的原料。实验证明，乙酰COA不能自由透过线粒体内膜，需借用柠檬酸一丙酮酸循环（citrate pyruvate cycle）来完成。

３.脂肪酸合成的过程 根据脂肪酸合成的特点，可分为3个阶段: I 阶段乙酰COA活化——丙二酰CoA的生成 Ⅱ 阶段软脂酸的合成 Ⅲ 阶段碳链加长

I 阶段乙酰COA活化——丙二酰CoA的生成

此阶段的反应特点: ⑴ 消耗1分子ATP，反应不可逆。 ⑵ 乙酰CoA羧化酶是脂肪酸合成的限速酶，其辅基为生物素。它受双重调节，乙酰 CoA、柠檬酸、胰岛素激活乙酰CoA羧化酶的活性；长链脂酰CoA、胰高血素、肾上腺素抑制乙酰CoA羧化酶的活性。

II 阶段软脂酸的合成 此阶段是在脂肪酸合成酶复合体的催化下进行的过程。 ⑴ 脂肪酸合成酶复合体的特点：脂肪酸合成酶复合体是由7种酶和一种酰基载体蛋白聚集在一起。

烯脂酰还原酶—E6 7种酶有：乙酰转移酶—E1 丙二酰转移酶—E2 β-酮脂酰合成酶—S′ β-酮脂酰还原酶—E4 β-羟脂酰脱水酶—E5 H—E3 硫解酶—E7

酰基载体蛋白（acyl camer protein,ACP） 它是一种低分子量的蛋白质，其辅基为: 4’磷酸泛酰氨基乙硫醇（4-phosphopantetheine）。 SH-CH2CH2NHCOCH2CH2NHCOCHOHC(CH3)2-OPO32- 它是脂肪酸合成过程中脂酰基的载体，脂肪酸合成的各步反应都在ACP的辅基上进行。

⑵ 合成过程主要进行四步反应： 缩合、还原、脱水、再还原。 4. 软脂酸合成的总反应式：乙酰CoA+7丙二酰CoA+14（NADPH+H+）软脂酰CoA+8HSCoA+14NADP++7CO2

III 阶段碳链加长 对较长碳链的脂肪酸的合成是在软脂肪酸的基础上进行加工，使其碳链延长。 ⑴ 碳链延长的部位肝脏的内质网或线粒体。 ⑵ 内质网脂肪酸碳链的延长

内质网存在脂肪酸碳链延长酶体系，催化软脂酰CoA与丙二酰CoA进行缩合、加氢、脱水、再加氢，生成硬脂酰CoA。

此反应特点： ① 其合成过程与软脂酸的合成相似。 ② 每重复一次可增加２个碳原子，一般可延长脂肪酸碳链至24或26个碳原子，而以硬脂肪酸最多。 ③ 脂酰基连在CoASH上，而不是ACP载体。 ④ 以丙二酰CoA作为二碳单位体,NADPH+H+ 作为供氢体。

⑶ 线粒体脂肪酸碳链延长 线粒体也存在脂肪酸碳链延长酶体系，催化软脂酰CoA与乙酰CoA进行缩合、还原、脱水、再还原成硬脂酰CoA。

此反应特点： ① 其过程与β-氧化的逆反应基本相似。 ② 每次重复反应可增加２个碳原子，一般可延长脂肪酸碳链至24或26个碳原子，而以硬脂肪酸最多。 ③ 以乙酰CoA作为二碳单位的供体,NADPH+H+ 作为供氢体。还需α、β烯脂酰还原酶。

（二）不饱和脂肪酸的合成 人体含有的不饱和脂肪酸主要有2种： 1. 非必需脂肪酸——由人体自身合成。有：软油酸（16：1；Δ9）油酸（18：1；Δ9） 2. 必需脂肪酸——必须从食物摄取。有：亚油酸（18：2；Δ9、12）亚麻酸（18：3；Δ9、12、15）花生四烯酸（20：4；Δ5、8、11、14）

这是因为动物只有Δ4、Δ5、Δ8及Δ9去饱和酶(desaturase)，缺乏Δ9以上的去饱和酶，而植物则含有Δ9、Δ12及Δ15去饱和酶。这是因为动物只有Δ4、Δ5、Δ8及Δ9去饱和酶(desaturase)，缺乏Δ9以上的去饱和酶，而植物则含有Δ9、Δ12及Δ15去饱和酶。

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