第七章脂代谢

第七章脂代谢 Metabolism of Lipid

脂类概述 脂肪和类脂的总称定义分类脂肪 (fat)：三脂酰甘油 (triacylglycerols,TAG) 或甘油三酯 (triglyceride, TG) 类脂(lipoid)：胆固醇 (cholesterol, CH) 胆固醇酯 (cholesterol ester, CE) 磷脂 (phospholipid, PL) 鞘脂 (sphingolipids)

FA 甘油 FA 甘油 FA FA FA Pi X 鞘氨醇 FA 胆固醇 FA 脂类物质的基本构成甘油三酯 X = 胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等甘油磷脂 (phosphoglycerides) 鞘脂胆固醇酯

鞘磷脂和鞘糖脂

脂类的分类、含量、分布及生理功能

脂酸和不饱和脂酸的结构

饱和脂肪酸 单不饱和脂肪酸不饱和脂肪酸多不饱和脂肪酸游离脂肪酸自身合成多数饱和脂酸和单不饱和脂酸食物供给必需脂酸

常见的不饱和脂酸

甘油三酯的消化与吸收

第一节 甘油三酯的代谢 Metabolism of Triglyceride

甘油三酯结构

Triglyceride (TG) or triacylglycerol (TAG) Glycerol

酮体活化，-氧化 TAC 氧化供能乙酰CoA FFA 氧化磷酸化甘油三酯脂肪动员糖酵解或糖异生途径磷酸二羟丙酮甘油激酶 3-磷酸甘油甘油乙酰CoA NADPH ATP CO2 葡萄糖软脂酸甘油二酯途径 3-磷酸甘油甘油三酯代谢概况

一、甘油三酯的分解代谢 （一）脂肪动员（二）脂肪酸的-氧化（三）脂肪酸的其他氧化方式（四）酮体的生成和利用

（一）脂肪动员 储存在脂肪细胞中的脂肪，被肪脂酶逐步水解为FFA及甘油，并释放入血以供其他组织氧化利用的过程。在脂肪动员中，脂肪细胞内的甘油三酯脂肪酶是限速酶，它受多种激素的调控，因此称为激素敏感性脂肪酶（HSL）。

脂肪动员

+ + + 甘油二酯脂肪酶 FFA FFA 甘油一酯脂肪酶 FFA ATP AC 脂解激素-受体 G蛋白 HSLa(无活性) cAMP PKA HSLb(有活性) 甘油一酯甘油二酯（DG） TG 关键酶甘油 • HSL-----激素敏感性甘油三酯脂肪酶

脂肪动员产物的去向 • 甘油直接运至肝、肾、肠等组织。主要在肝、肾进行糖异生。 • 脂肪细胞及骨骼肌等组织因甘油激酶活性很低，故不能很好利用甘油。

脂肪酸在血中由清蛋白运输。主要由心、肝、骨骼肌等摄取利用。脂肪酸在血中由清蛋白运输。主要由心、肝、骨骼肌等摄取利用。

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）（二）脂肪酸的-氧化β-氧化作用的概念及试验证据脂肪酸在体内氧化时在羧基端的β-碳原子上进行氧化，碳链逐次断裂，每次断下一个二碳单位，即乙酰CoA，该过程称作β-氧化。 概念 试验证据 1904年F.Knoop根据用苯环标记脂肪酸饲喂狗的实验结果，推导出了β-氧化学说。

（二）脂肪酸的-氧化 • 部位：肝及肌肉最活跃。 • 细胞定位：胞液、线粒体 • 步骤：　　脂酸的活化——脂酰CoA的生成　　脂酰CoA进入线粒体　　脂酸的-氧化　　脂酸氧化的能量生成

+ CoA-SH 脂酰CoA合成酶 ATP AMP PPi • 脂酸的活化 • ——脂酰 CoA 的生成（胞液）

2. 脂酰CoA进入线粒体 在肉碱（carnitine）的协助下。

FAD FADH2 脂酰CoA 脱氢酶反⊿2-烯酰CoA H2O ⊿2--烯脂酰CoA 水化酶 NAD+ L(+)-β羟脂酰 CoA脱氢酶 NADH+H+ β酮脂酰CoA 硫解酶 CoA-SH 3. 脂酸的β氧化脂酰CoA 脱氢加水 L(+)-β羟脂酰CoA 再脱氢 β酮脂酰CoA 硫解脂酰CoA+乙酰CoA

脂酸-氧化的四步反应：脱氢、加水、再脱氢、硫解脂酸-氧化的四步反应：脱氢、加水、再脱氢、硫解 • 第一次脱氢由FAD 接受；第二次脱氢由NAD+接受。 • 脂酸-氧化产物：乙酰CoA

2ATP 脂酰CoA 脱氢酶 FAD FADH2 AMP PPi H2O 呼吸链脂酰CoA 合成酶 ATP CoASH H2O 2 ⊿--烯酰CoA 水化酶 3ATP L(+)-β羟脂酰 CoA脱氢酶 H2O NAD+ 呼吸链 NADH+H+ CoA-SH β酮脂酰CoA 硫解酶 TAC 肉碱转运载体线粒体膜

4. 脂酸氧化的能量生成 ——以16碳软脂酸的氧化为例活化：消耗2个高能磷酸键 β氧化： • 每轮循环 • 四个重复步骤：脱氢、水化、再脱氢、硫解 • 产物：1分子乙酰CoA • 1分子少两个碳原子的脂酰CoA • 1分子NADH+H+ • 1分子FADH2

7 轮循环产物：8分子乙酰CoA 7分子NADH+H+ 7分子FADH2 能量计算：生成ATP 8×12 + 7×3 + 7×2 = 131 净生成ATP 131 – 2 = 129 脂肪酸β-氧化本身并不生成能量。只能生成乙酰CoA和供氢体，它们必须分别进入三羧酸循环和氧化磷酸化才能生成ATP。

（三）脂肪酸的其他氧化方式 1.不饱和脂酸的氧化 • 在线粒体中进行-氧化； • 还需△3-顺→△2-反烯脂酰CoA异构酶和表构酶。 2.ω氧化 3.α氧化 4.丙酰CoA的氧化

β氧化 不饱和脂酸顺⊿3-烯酰CoA 顺⊿2-烯酰CoA H2O D(-)-β羟脂酰CoA 表构酶 D(-)-β羟脂酰CoA L(+)-β羟脂酰CoA 1. 不饱和脂酸的氧化 ⊿3顺-⊿2反烯酰CoA 异构酶反⊿2-烯酰CoA β氧化

CH3(CH2)n COO- O2 混合功能氧化酶 NADPH+H+ NAPD + HOCH2(CH2)n COO- NAD(P) + 醇酸脱氢酶 NAD(P)H+H+ OHC(CH2)n COO- NAD(P) + 醛酸脱氢酶 NAD(P)H+H+ -OOC(CH2)n COO- 2、脂肪酸的ω氧化作用脂肪酸的ω-氧化指脂肪酸的末端甲基（ω-端）经氧化转变成羟基，继而再氧化成羧基，从而形成α，ω-二羧酸的过程。

3、脂肪酸的α氧化 植醇植烷酸

脂肪酸的α氧化 降植烷酸

羧化酶 （ATP、生物素） CO2 消旋酶 4、丙酸的氧化 Ile Met Thr Val 奇数碳脂酸胆固醇侧链 CH3CH2CO~CoA L-甲基丙二酰CoA D-甲基丙二酰CoA 5-脱氧腺苷钴胺素变位酶琥珀酰CoA TAC

（四）酮体的生成和利用 　　酮体是脂酸在肝分解氧化时特有的中间代谢产物。是乙酰乙酸、-羟丁酸和丙酮三者的统称。 1. 酮体的生成 • 部位：肝线粒体 • 原料：乙酰CoA，主要来自脂酸的-氧化。 • 关键酶：HMG CoA合成酶

CO2 1.酮体的生成 HMGCoA 合酶 CoASH 乙酰乙酰CoA硫解酶 CoASH HMGCoA 裂解酶 NADH+H+ NAD+ β-羟丁酸脱氢酶

2.酮体的利用 琥珀酰CoA转硫酶（心、肾、脑及骨骼肌的线粒体） NAD+ NADH+H+ 琥珀酰CoA CoASH+ATP PPi+AMP 琥珀酸 CoASH 乙酰乙酰CoA硫激酶（肾、心和脑的线粒体）乙酰乙酰CoA硫解酶（心、肾、脑及骨骼肌线粒体）

酮体的生成和利用的总示意图 2乙酰CoA 乙酰乙酰CoA 乙酰CoA HMGCoA 乙酰乙酰CoA D(-)-β-羟丁酸乙酰乙酸丙酮琥珀酰CoA 琥珀酸 2乙酰CoA

3. 酮体生成的生理意义 * 是肝脏输出能源的一种形式。尤其是长期饥饿时的脑组织的重要能源。 * 酮体利用的增加可减少糖的利用，有利于维持血糖水平恒定，节省蛋白质的消耗。酮尿酮症酸中毒

二、甘油三酯的合成代谢 （一）脂酸的合成代谢（二）甘油三酯的合成代谢

（一）脂酸的合成代谢 • 软脂酸的合成 • 脂酸碳链的加长 • 不饱和脂酸的合成

1、软脂酸的合成 （1）合成部位 • 组织：肝、脂肪为主 • 细胞定位： • 胞液：主要合成16碳的软脂酸（棕榈酸） • 肝线粒体、内质网：碳链延长

G（主要） 乙酰CoA 氨基酸（2）合成原料乙酰CoA、ATP、HCO3﹣、NADPH、Mn2+ 乙酰CoA主要来源 NADPH的主要来源？

CO2 CO2 苹果酸酶 NADP+ 草酰乙酸 H2O 乙酰CoA NADPH+H+ AMP PPi 柠檬酸合酶 ATP柠檬酸裂解酶 ATP CoA CoA 柠檬酸－丙酮酸循环线粒体基质胞液丙酮酸丙酮酸乙酰CoA 线粒体膜苹果酸苹果酸草酰乙酸柠檬酸柠檬酸

第七章脂代谢