生化12脂类代谢.docx

第四章 脂类代谢第一节 概述一、生理功能（一）储存能量，是水化糖原的6倍（二）结构成分，磷脂、胆固醇等（三）生物活性物质，如激素、第二信使、维生素等二、消化吸收（一）消化：主要在十二指肠，胰脂肪酶有三种：甘油三酯脂肪酶，水解生成2-单脂酰甘 油需胆汁和共脂肪酶激活，否则被胆汁酸盐抑制；胆固醇酯酶，生成胆固醇和脂肪酸； 磷脂酶A2,生成溶血磷脂和脂肪酸食物中的脂肪主要是甘油三酯，与胆汁结合生成胆 汁酸盐微团，其中的甘油三酯70%被胰脂肪酶水解，20%被肠脂肪酶水解成甘油和脂肪酸 微团逐渐变小， 95%的胆汁酸盐被回肠重吸收二） 吸收：水解产物经胆汁乳化，被动扩散进入肠粘膜细胞，在光滑内质网重新酯化， 形成前乳糜微粒，进入高尔基体糖化，加磷脂和胆固醇外壳，形成乳糜微粒，经淋巴系 统进入血液甘油和小分子脂肪酸（12个碳以下）可直接进入门静脉血液三） 转运：甘油三酯和胆固醇酯由脂蛋白转运在脂蛋白中，疏水脂类构成核心，外面 围绕着极性脂和载脂蛋白，以增加溶解度载脂蛋白主要有 7种，由肝脏和小肠合成， 可使疏水脂类溶解，定向转运到特异组织1. 乳糜微粒转运外源脂肪，被脂肪酶水解后成为乳糜残留物2. 极低密度脂蛋白转运内源脂肪，水解生成中间密度脂蛋白，（IDL或LDL1），失去载 脂蛋白后转变为低密度脂蛋白，3. 低密度脂蛋白又称B脂蛋白，转运胆固醇到肝脏。

B脂蛋白高易患动脉粥样硬化4. 高密度脂蛋白由肝脏和小肠合成，可激活脂肪酶，有清除血中胆固醇的作用LDL/HDL称冠心病指数，正常值为2.0+_0.75. 自由脂肪酸与清蛋白结合，构成极高密度脂蛋白而转运第二节 甘油三酯的分解代谢一、 甘油三酯的水解（一） 组织脂肪酶有三种，脂肪酶、甘油二酯脂肪酶和甘油单酯脂肪酶，逐步水解R3、R1、 R2，生成甘油和游离脂肪酸二） 第一步是限速步骤，肾上腺素、肾上腺皮质激素、高血糖素通过:AMP和蛋白激酶激 活，胰岛素和前列腺素E1相反，有抗脂解作用二、 甘油代谢 脂肪细胞没有甘油激酶，所以甘油被运到肝脏，由甘油激酶磷酸化为3-磷酸甘油，再由磷酸甘油脱氢酶催化为磷酸二羟丙酮，进入酵解或异生，并生成N ADH三、 脂肪酸的氧化（一） 饱和偶数碳脂肪酸的氧化1. 脂肪酸的活化：脂肪酸先生成脂酰辅酶A才能进行氧化，称为活化由脂酰辅酶A 合成酶（硫激酶）催化，线粒体中的酶作用于4-10个碳的脂肪酸，内质网中的酶 作用于12个碳以上的长链脂肪酸生成脂酰AMP中间物乙酰ace tyl;脂酰acyl2. 转运：短链脂肪酸可直接进入线粒体，长链脂肪酸需先在肉碱脂酰转移酶I催化下 与肉碱生成脂酰肉碱，再通过线粒体内膜的移位酶穿过内膜，由肉碱转移酶II催 化重新生成脂酰辅酶A。

最后肉碱经移位酶回到细胞质3. B -氧化：粒体基质进行，每4步一个循环，生成一个乙酰辅酶A•脱氢：在脂酰辅酶A脱氢酶作用下，a、B位生成反式双键，即△ 2反式烯脂酰辅 酶A酶有三种，底物链长不同，都以FAD为辅基生成的FADH2上的氢不能直接氧 化，需经电子黄素蛋白（ETF）、铁硫蛋白和辅酶Q进入呼吸链•水化：由烯脂酰辅酶A水化酶催化，生成L-B -羟脂酰辅酶A此酶只催化△ 2双键， 顺式双键生成D型产物•再脱氢：L-B -羟脂酰辅酶A脱氢酶催化生成B -酮脂酰辅酶A和NADH，只作用于L 型底物•硫解：由酮脂酰硫解酶催化，放出乙酰辅酶A,产生少2个碳的脂酰辅酶A酶有三 种，底物链长不同，有反应性强的巯基此步放能较多，不易逆转4. 要点：活化消耗2个高能键，转移需肉碱，场所是线粒体，共四步每个循环生成 一个NADH和一个FADH2，放出一个乙酰辅酶A软脂酸经|3 -氧化和三羧酸循环，共 产生5*7+12*8-2=129个ATP,能量利用率为40%二） 不饱和脂肪酸的氧化1. 单不饱和脂肪酸的氧化：油酸在9位有顺式双键，三个循环后形成△ 3顺烯脂酰辅 酶A在4 3顺△ 2反烯脂酰辅酶A异构酶催化下继续氧化。

这样一个双键少2个ATP2. 多不饱和脂肪酸的氧化：亚油酸在9位和12位有两个顺式双键，4个循环后生成△ 2 顺烯脂酰辅酶A,水化生成D-产物，在B -羟脂酰辅酶A差向酶作用下转变为L型， 继续氧化三） 奇数碳脂肪酸的氧化奇数碳脂肪酸经B氧化可产生丙酰辅酶A,某些支链氨基酸也生成丙酸丙酸有下列两条 代谢途径：1. 丙酰辅酶A在丙酰辅酶A羧化酶催化下生成D-甲基丙二酸单酰辅酶A,并消耗一个 ATP在差向酶作用下生成L-产物，再由变位酶催化生成琥珀酰辅酶A,进入三羧 酸循环需腺苷钴胺素作辅酶2. 丙酰辅酶A经脱氢、水化生成B -羟基丙酰辅酶A,水解后在B -羟基丙酸脱氢酶催 化下生成丙二酸半醛，产生一个NADH丙二酸半醛脱氢酶催化脱羧，生成乙酰辅 酶A,产生一个N ADPH四） 脂肪酸的a -氧化 存在于植物种子、叶子，动物脑和肝脏以游离脂肪酸为底物，涉及分子氧或过氧化氢，对支链、奇数和过长链（22）脂肪酸的降解有重要作用哺乳动物叶绿素代谢时，经 过水解、氧化，生成植烷酸，其B位有甲基，需通过a氧化脱羧才能继续B氧化a 氧化有以下途径：1. 脂肪酸在单加氧酶作用下a羟化，需Fe2+和抗坏血酸，消耗一个NADPH。

经脱氢生 成a -酮脂肪酸，脱羧生成少一个碳的脂肪酸2. 在过氧化氢存在下，经脂肪酸过氧化物酶催化生成D-a -氢过氧脂肪酸，脱羧生成 脂肪醛，再脱氢产生脂肪酸或还原五） w-氧化12个碳以下的脂肪酸可通过w -氧化降解，末端甲基羟化，形成一级醇，再氧化成醛和羧 酸一些细菌可通过w-氧化将烷烃转化为脂肪酸，从两端进行w-氧化降解，速度快四、酮体代谢乙酰辅酶A在肝和肾可生成乙酰乙酸、B -羟基丁酸和丙酮，称为酮体肝通过酮体将 乙酰辅酶A转运到外周组织中作燃料心和肾上腺皮质主要以酮体作燃料，脑在饥饿时也 主要利用酮体平时血液中酮体较少，有大量乙酰辅酶A必需代谢时酮体增多，可引起代 谢性酸中毒，如糖尿病一）合成1. 两个乙酰辅酶A被硫解酶催化生成乙酰乙酰辅酶AB -氧化的最后一轮也生成乙酰 乙酰辅酶A2. 乙酰乙酰辅酶A与一分子乙酰辅酶A生成B -羟基-B -甲基戊二酰辅酶A,由HMG辅酶 A合成酶催化3. HMG辅酶A裂解酶将其裂解为乙酰乙酸和乙酰辅酶A4. D-B -羟丁酸脱氢酶催化，用NADH还原生成B羟丁酸，反应可逆，不催化L-型底物5. 乙酰乙酸自发或由乙酰乙酸脱羧酶催化脱羧，生成丙酮。

二）分解1. 羟丁酸可由羟丁酸脱氢酶氧化生成乙酰乙酸，在肌肉线粒体中被3-酮脂酰辅酶A 转移酶催化生成乙酰乙酰辅酶A和琥珀酸也可由乙酰乙酰辅酶A合成酶激活，但 前者活力高且分布广泛，起主要作用乙酰乙酰辅酶A可加入B -氧化2. 丙酮代谢较复杂，先被单加氧酶催化羟化，然后可生成丙酮酸或乳酸、甲酸、乙 酸等大部分丙酮异生成糖，是脂肪酸转化为糖的一个可能途径第三节 甘油三酯的合成代谢一、软脂酸的合成（一） 乙酰辅酶A的转运合成脂肪酸的碳源来自乙酰辅酶A,乙酰辅酶A是粒体形成的，而脂肪酸的合成场所在 细胞质中，所以必需将乙酰辅酶A转运出来乙酰辅酶A粒体中与草酰乙酸合成柠檬酸， 通过载体转运出线粒体，在柠檬酸裂解酶催化下裂解为乙酰辅酶A和草酰乙酸，后者被苹 果酸脱氢酶还原成苹果酸，再氧化脱羧生成丙酮酸和NADPH，丙酮酸进入线粒体，可脱氢 生成乙酰辅酶A，也可羧化生成草酰乙酸二） 丙二酸单酰辅酶A的生成乙酰辅酶A以丙二酸单酰辅酶A的形式参加合成乙酰辅酶A与碳酸氢根、ATP反应，羧化生 成丙二酸单酰辅酶A，由乙酰辅酶A羧化酶催化此反应是脂肪酸合成的限速步骤，被柠檬 酸别构激活，受软脂酰辅酶A抑制此酶有三个亚基：生物素羧化酶（BC）、生物素羧基 载体蛋白（BCCP）和羧基转移酶（CT）。

三） 脂肪酸合成酶体系 有7种蛋白，以脂酰基载体蛋白为中心，中间产物以共价键与其相连载体蛋白含巯基， 与辅酶A类似，可由辅酶A合成四） 脂肪酸的合成1. 起始：乙酰辅酶A在ACP-酰基转移酶催化下生成乙酰ACP，然后转移到B -酮脂酰 -ACP合成酶的巯基上2. ACP与丙二酸单酰辅酶A生成丙二酸单酰ACP，由ACP：丙二酸单酰转移酶催化3. 缩合：B -酮脂酰ACP合成酶将乙酰基转移到丙二酸单酰基的a -碳上，生成乙酰乙 酰ACP，并放出CO2所以碳酸氢根只起催化作用，羧化时储存能量，缩合时放出， 推动反应进行4. 还原：NADPH在B -酮脂酰ACP还原酶催化下将其还原为D-P -羟丁酰ACPB -氧化 的产物是L-型5. 脱水：羟脂酰ACP脱水酶催化生成△ 2反丁烯酰ACP，即巴豆酰ACP6. 再还原：烯脂酰ACP还原酶用NADPH还原为丁酰ACP［3 -氧化时生成FADH2，此时是 为了加速反应7. 第二次循环从丁酰基转移到3 -酮脂酰ACP合成酶上开始7次循环后生成软脂酰 ACP,可被硫酯酶水解，或转移到辅酶A上，或直接形成磷脂酸3 -酮脂酰ACP合 成酶只能接受14碳酰基，并受软脂酰辅酶A反馈抑制，所以只能合成软脂酸。

五）软脂酸的合成与氧化的区别有 8点：部位、酰基载体、二碳单位、辅酶、羟脂酰构 型、对碳酸氢根和柠檬酸的需求、酶系、能量变化二、 其他脂肪酸的合成（一） 脂肪酸的延长1. 线粒体酶系：在基质中，可催化短链延长基本是3 -氧化的逆转，但第四个酶是 烯脂酰辅酶A还原酶，氢供体都是N ADPH2. 内质网酶系：粗糙内质网可延长饱和及不饱和脂肪酸，与脂肪酸合成相似，但以 辅酶A代替ACP可形成C24（二） 不饱和脂肪酸的形成1. 单烯脂酸的合成：需氧生物可通过单加氧酶在软脂酸和硬脂酸的9位引入双键，生 成棕榈油酸和油酸消耗NADPH厌氧生物可通过3 -羟脂酰ACP脱水形成双键2. 多烯脂酸的合成：由软脂酸通过延长和去饱和作用形成多不饱和脂肪酸哺乳动 物由四种前体转化：棕榈油酸57）、油酸（n9）、亚油酸（n6）和亚麻酸（n3）, 其中亚油酸和亚麻酸不能自己合成，必需从食物摄取，称为必需脂肪酸其他脂 肪酸可由这四种前体通过延长和去饱和作用形成三、 甘油三酯的合成：肝脏和脂肪组织（一） 前体合成：包括L-a -磷酸甘油和脂酰辅酶A细胞质中的磷酸二羟丙酮经a -磷酸 甘油脱氢酶催化，以NADH还原生成磷酸甘油。

也可由甘油经甘油激酶磷酸化生成，但 脂肪组织缺乏有活性的甘油激酶二） 生成磷脂酸：磷酸甘油与脂酰辅酶A生成单脂酰甘油磷酸，即溶血磷脂酸，再与脂 酰辅酶A生成磷脂酸都由甘油磷酸脂酰转移酶催化磷酸二羟丙酮也可先酯化，再 还原生成溶血磷脂酸三） 合成：先被磷脂酸磷酸酶水解，生成甘油二酯，再由甘油二酯转酰基酶合成甘油三 酯四、 各组织的脂肪代谢脂肪组织脂解的限速酶是脂肪酶，生成的游离脂肪酸进入血液，可用于氧化或合成， 而甘油不能用于合成肝脏可将脂肪酸氧化或合成酮体或合成甘油三酯第四节 磷脂代谢一、分解：（一） 磷脂酶有以下4类：1. 磷脂酶A1 :水解C12. 磷脂酶A2 :水解C23. 磷脂酶C：水解C3,生成1, 2-甘油二酯，与第二信使有关4. 磷脂酶D：生成磷脂酸和碱基5. 磷脂酶B：同时水解C1和C2,如点青霉磷脂酶二） 溶血磷脂：只有一个脂肪酸，是强去污剂，可破坏细胞膜，使红细胞破裂而发生溶 血某些蛇毒含溶血磷脂，所以有剧毒溶血磷脂酶有L1和L2,分别水解C1和C2三）产物去向：甘。