生物化学-第11章 脂代谢.pdf

第十一章脂类代谢内容提要第一节脂类概述第二节甘油三酯的分解脂肪酸代谢第三节脂肪酸和甘油三酯的生物合成、脂类的概念脂类是生物体中所有能够溶于有机溶剂的多 种化合物的总称。它们的共同特性：1）不溶于水、易溶于乙醛、氯仿、苯等非极性 溶剂。2）是脂肪酸与醇所组成的酯类。脂类具有重要的生物功能：(1)是构成细胞膜的重要物质。(2)脂类中的油脂是机体代谢所需燃料的储 存形式和运输形式(9.3kcal/g=9.3 x 4.18kj/g)o(3)脂类物质也可以为动物机体提供溶于其 中的脂溶性维生素和必需脂肪酸。(4)在机体表面的脂类物质有防止机体损伤 与防止热量散发等保护作用。(5)脂类作为细胞的表面物质，与细胞识别、种特异性和组织免疫等密切相关。二、脂类化合物的种类根据分子组成和结构特点可分为：+简单脂类（simpl e l ipids 单脂，中性脂 neutr al l ipids）仅仅由脂肪酸与醇（甘油醇、高级一元醇）构成的酯。主要有 甘油三酯和蜡+复合脂类（c o mpl ex l ipids 复脂，极性脂 po l ar l ipids）由脂肪酸与醇（甘油醇、鞘氨醇）所生成的酯，同时含有其它 非脂性物质，如糖、磷酸及氮碱等。菇类、类固醇及其衍生物一般不含脂肪酸衍生脂指上述脂类的水解产物。脂类r油脂：甘油的脂肪酸酯r脂(fat)单脂 I油(o il)1蜡(w ax):高级醇的脂肪酸酯复脂 磷脂(ph o sph o l ipids)、糖脂(gl yc o l ipids)磷脂：含有磷酸、氮碱的单脂衍生物。甘油醇磷 脂、鞘氨醇磷脂。复脂糖脂：含糖分子的单脂衍生物。分甘油醇糖脂、N-酰基鞘氨醇糖脂。三、甘油三酯（单纯脂）ch9 o c R2 II 10CH 0CR2 甘油三脂是油脂的主要成分，2 含量占到油脂的98%以上。CH.-0 C Ro4 II。0三酰甘油玲、R2 R3为脂肪酸链当Ri、R2 R3相同时称简单甘油三酯；Ri、R2 R3不相同时称混合甘油三酯。自然界的脂肪多为混合甘油三酯的混合物，由一种简单甘 油三酯所组成的天然油脂极少，仅橄榄油和猪油含三油酸甘 油酯较高，约70%。1、脂肪酸天然脂肪酸的分子结构存在一些共同规律：1）一般都是碳数为偶数的长链脂肪酸，1420 个碳原子的占多数，最常见的是16或18碳 原子酸。如：软脂酸（16：0）、硬脂酸（18：0）、和油 酸（18：1A9）OMyristic acid 豆蔻酸(HKIQROOH 卜忖+Palmitic acid 软脂酸 C%(CH?)12clMH(O()H h川+Stearic hid 硬脂酸 CoollArachidu add 花生酸 C%(C&)CH(IHH CH2(H2CH2COo|Behenic acid 山.酸 四叫)12cHjCH2cHzCHjCHfH2cH CH COOH.Iihheni hid 掬焦油酸H(UCHULlllU)OH 2IhCerotic acid 蜡酸CH3(CH2)12CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2COOH 26:01,饱和脂肪酸（QH加名称英文名丁酸（酪酸）butyne ac id己酸（羊油酸）c apr o ic ac id辛酸（羊脂酸）c apr yl ic ac id癸酸（羊蜡酸）c apr ic ac id十二酸（月桂酸）l aur ic ac id十四酸（豆蔻酸）myr istic ac id十六酸（棕桐酸）pal mitic ac id卜八酸”（硬脂酸）stear ic ac id二I酸山（花生酸）ar ac h idic ac id二卜酸（山箭酸）beh enic ac id_i四酸工l igr iDc er ic ac id二十六酸（蜡酸）c er o tic ac id二卜八酸（褐煤酸）mo ntanic ac id分子式熔点/c存在C3HtCOOH7.9奶油CHhCOOH-3.4奶油、羊脂、可可油等c.h15cooh16.7奶油、羊脂、可可油等CNCOOH32挪了油、奶油ChH2,COOH44鲸蜡、椰子油C-H21c o OH54肉豆蔻脂、椰子油cm1c o OH63动植物油Cg7H；,COOH70动植物油c,h39cooh75花生油c2Ih4Jcooh80山蔚、花生油CzLOOH84花生油C25Hsic OOH87.7蜂蜡、羊毛脂C27HCOOH蜂蜡 2)高等动植物的不饱和脂肪酸一般都是顺 式结构(ds),反式很少(trans)。哺乳动物和人体不能合成亚油酸和亚麻酸，而它们又是生长所必需的，需要由食物供给,故称为必需脂肪酸。人造奶油中的“反式脂肪酸”是植物油氢化 过程中造成的Palmitoleic acid棕桐油酸UNSATURA1ED FATTY ACIDSCH3(CH2)5C=C(CH2)7COOHH HyOleic acid油酸ch 式 CH)C=C(CH2)7CO()H18俨Vaccenic acid 油酸.tJnoleic acid5 亚油酸 r-l.iiiolenic acida-亚麻酸Arachidonic acid花生四烯酸H HI ICH3(CH2)5C=C(CH2)9C()()H 8:PhH H H HI I I ICH3(CH2)4C=C C%C=C(CH2)7COOH 18:2 2H H H H H HI I I I I ICHH=C-CH C=C CH.C=C(CH2)7COC)H 18:：严壮”(T 0CH3(CH2)3-C=C/(CH2)3COOH 21:4 112,不饱和脂肪酸名称英文名分子式熔点/c1 存在十八碳-、一烯酸（油酸）o l eic ac idCH3(CH2)7CH-CH 一(CH2)7COOH13.4:动植物油脂（橄榄油、猪油含量较高）2十八嘏-/立_烯酸（亚油酸）l ino l eic ac idCHKCH2)H=CHCH,CH=CH(CH2)7COOH-5棉杼油、亚麻仁油f八碳十；,，二烯酸（亚麻酸）l ino l enic ac idch,ch2ch=chCH2CH=CHCH2 CH=CH(CHCOOH71亚麻仁油十碳在必”巴四烯酸（花生四烯酸）ar ac h ido nic ac idCHKCH?h CH=CHCH2 CH=CHCH2CH=CH CH2CH=CH(CHHCOOH-50磷脂酰胆臧、磷酯酰 乙醇胺_十碳A-f J五熔酸eico sapen taeno ic acid(ERA)ch3ch2(ch=chch,),(CHCOOH鱼油一十一磔力03M%六嫌酸do c o sah exeno ic ac id(DHA)H H1 tCH3 CH2-eC=C CH5-H H1 1C-=C(CH2)2 COOH鱼油33）不饱和脂肪酸的双键位置有一定的规律：一个 双键者，位置在9和10碳原子之间，多个双键者,也常看9位的双键，其余双键在C9与碳链甲基末 端之间，两个双键之间有亚甲基间隔。如：油酸(18：如9,c is)亚油酸(18:2A9,12,ds)亚麻酸(18：3A9,12,15,c is)花生四烯酸（20：4A5,8,11,4）一般动物脂肪中含饱和脂肪酸多；而高等植 物和在低温条件下生长的动物的脂肪中，不 饱和脂肪酸的含量高于饱和脂肪酸。饱和脂肪酸最普遍的是：软脂酸和硬脂酸不饱和脂肪酸中最普遍的是：油酸63脂肪酸叱3是指双键甲基末端的第三个碳开始具。有很多种，其中有两种最重要的叱3脂肪酸是：EPA（Eic o sapentaeno ic ac id,20碳，含5个不饱和键）DHA（Do c o sah exaeno ic ac id,22碳，含6个不饱和键）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。(3)皂化与皂化值皂化：当用碱水解甘油三酯时，则得到甘油和脂肪 酸的盐类，这种盐类称皂，这种碱水解脂 肪的作用称为皂化作用。皂化所需的碱的数量称皂化价或皂化值。皂化值：皂化1克脂肪所需的KOH的毫克数。皂化值=3X56 X1000/M皂化值与脂肪（或脂肪酸）的相对分子量成反比。(4)酸败与酸值酸败：天然油脂暴露在空气中经相当时间后 即败坏而发生臭味，这种现象称为酸败。酸败的原因：1）水解：脂类经光、热或微生物的作用而被水解，产 生游离脂肪酸，低分子的脂肪酸有臭味。2）氧化：因空气中的氧使不饱和脂肪酸氧化，产生的 醛和酮也有臭味。酸败程度的大小通常用酸价来表示酸价：中和1克脂类的游离脂肪酸所需的KOH的毫克数。(5)油脂的不饱和脂肪酸的双键可以和卤素发生加成反 应，生产卤代脂肪酸，这一作用称为卤化作用。碘值：指100克油脂所能吸收的碘的克数。该数值可用 于推测油脂的不饱和程度。四、磷脂类甘油醇磷脂 磷脂鞘氨醇磷脂1、甘油醇磷脂结构(1IIRyC()0X SubstituentName of X-OHFormula of XName of PhospholipidPh o sph atl dic ac id 磷脂酸WaterHCholine-ch2ch2n(ch)3 胆碱Phosphatidylcholine(lecithin)磷脂酰胆碱（卵磷脂）Ethanolaminech2ch2nh3Phosphatidylethanolaminc(cephalin)NH.磷脂酰乙醇胺/Serine-CH,-CH 1丝氨酸Phosphatidylserinec o o-磷脂酰丝氨酸 4Glycerolp-och2ch2n+ch3磷脂酰胆碱ch3卵磷脂o II c_ooch2oIIch2 opoch2 ch2nh3磷脂酰乙醇胺()(a)0 II coo ch2II ICOCH OZX/X/X/XZX/X/X/XZ|IICH20POX:Icr疏水区 亲水区(b)2、鞘氨醇磷脂(a)神经鞘氨醇HO二百二二，谛二6兀;；O!|脂肪酸2(：II-N-|-CH -、_z_I0I.：0ch2ch2 n（ch3）3n-胆碱脂酰鞘氨醇脂酰鞘氨醇的结构(b)神经鞘磷脂的结构神经鞘磷脂是生物膜的主要成分之一 对于维持膜的结构和正常的功能十分重要26 cH325ch227ch324 cH223 cH2|-烷基恻链22 cH2第三节甘油三酯的分解 和脂肪酸代谢、脂肪的消化、吸收和传送当生物体动用体内的储存脂肪，或高等动物从食 物中摄取脂肪时，大都需要将其进行酶水解，生成 甘油和脂肪酸，才能被细胞吸收利用。催化脂肪水解的酶称为脂肪酶。甘油三酯的分解是经脂肪酶水解的。1.膳食中的脂 肪在小肠中被 胆汁酸盐乳 化，形成微粒。2.小肠中的脂 肪酶降解甘油 三酯。3.脂肪酸和其 他降解产物由 小肠粘膜摄取 并转化成甘油 三酯。Fats ingestedGallbladder毛细血管ApoC-II胆囊Capillary Fatty acids and other breakdown products are taken up by the intestinal mucosa and converted into triacylglycerols.Intestinal lipases degrade triacylglycerols.Intestinal mucosa/Bile salts emulsify dietary fats in the small intestine,forming mixed micelles.J小肠Small intestine小肠粘膜 Fatty acids are oxidized as fuel or reesterified for storage.Myocyte or adipocyte脂蛋白脂肪酶 Chylomicrons move through the lymphatic system and bloodstream to tissues.ATP脂肪酸作 为燃料氧 化或重新 酯化后储 存。肌肉细胞或 脂肪细胞7.脂肪酸进入细胞 Fatty acids enter cells.-Lipoprotein lipase Lipoprotein lipase,activated by apoC-II in the capillary,releases fatty acids and glycerol.6.在毛细血 管中被 apo C-II 激 活脂蛋白脂 肪酶使脂肪 酸和甘油释 放。Chylomicron Triacylglycerols are incorporated,with cholesterol and apoproteins,into chylomicrons.5.CM通过 淋巴系统 和血液进 入组织。4.甘油三酯与胆固醇和载脂 蛋白（Apo）掺合在一起形 成乳糜微粒（CM）。脂蛋 白 Apolipoproteins乳糜微粒的分子结构Triacylglycerols and cholesteryl esters磷脂C holesterol胆固醇脂蛋白 是摄取 和代谢 的信号三酰基甘油和胆固醇酯 1、小肠上段是脂质消化的主要场所胰脂（肪）酶、磷脂酶A2、胆固醇酯酶以及辅脂酶 胰脂酶特异催化甘油三酯的1、3位酯键水解，生成2-甘油一酯 及2分子游离脂肪酸。胰磷脂酶A2催化磷脂2位酯键水解，生成脂肪酸及溶血磷脂 辅脂酶的作用是将胰脂酶“锚定”到油水界面层，从而解除胆汁 酸盐对胰脂酶的抑制。同时，可以防止胰脂酶在油水界面变性 失活，促进脂肪的消化I 脂肪的消化发生在脂质一水的界面处 2、胆汁酸盐促进脂类在小肠中的吸收胆汁酸盐包括胆酸、甘氨胆酸和牛磺胆酸，它们是胆 固醇的氧化产物，具有亲水和亲油两性。以胆汁酸盐形成的微团为载体将脂肪从小肠腔移送到 上皮细胞，然后被吸收。3、吸收与转移脂质消化产物的吸收主要在十二指肠下段和空肠上段脂肪经消化后的产物脂肪酸和2单酰甘油由小肠上皮 细胞吸收，随后又经黏膜细胞转化为三脂酰甘油，后 者与蛋白质一起包装成乳糜微粒，释放到血液，又通 过淋巴系统运送到各组织。乳糜微粒中的脂肪在肌肉、脂肪等组织的毛细血管的 上皮细胞的脂蛋白脂肪酶（LPL）的作用下，水解成 甘油和游离脂肪酸，进入血液后，脂肪酸与清蛋白结 合被转运。脂质的转运由载脂蛋白完成F 血浆中所含的脂质统称为血脂(bl o o d l ipid)甘油三酯：55-150mg/100ml磷脂：以卵磷脂为主(70%),110-210mg/100ml胆固醇及其酯：130250mg/100ml醇型胆固醇占1/3,酯型占2/3游离脂肪酸：6-16mg/100ml除游离脂肪酸与血清白蛋白结合运输外，其 他脂质物质与血浆中一类特殊的运载蛋白一 载脂蛋白(apo l ipo pro tein,apo)结合，以 脂蛋白形式运输。No代号项目名称参考值单位1ALT谷丙转氨酶0-64U/L2AST谷草转募酶0-42U/L3ALP碱性磷酸酶32-121U/L4GGTy-谷氨酰转移酶7-64U/L5CHOL总胆固醇2.9-5.98mmol/L6TG甘油二脂0.4-1.65mmol/L|7GLU3.9-6.1mmol/L8UA尿酸160-430umol/L9BUN尿素2.5-7.1mmol/L10CREA肌酊53-135umol/L11HDL-C高密厨旦固醇0.9-2.1mmol/L12LDL-C低密团旦固醇1.6-3.4mmol/L13AFP甲胎球蛋白阻性（-）14CEA癌胚抗阻性（-）TBIL总胆红素3-25umol/LDBIL直接胆红素0-8.5umol/LIDBIL间接胆红素0-17umol/LTP总蛋白55-80g/LALB白蛋白35-53g/LA/G白球比1.25-2.5GLO球蛋白17-33.5g/LLDH乳脱氧酶109-245U/LHBDHa-羟丁酸95-250U/LAPOA载脂蛋白A1-1.6g/LAPOB载脂蛋白B0.6-1.1g/LAPOE载脂蛋白E27-45a/LTBA总胆汁酸0-15umol载脂蛋白的种类和它们的结构特征血浆中的载脂蛋白种类较多，已从人血浆中分离 出18种主要包括apo A、B、C、D、E等五类载脂蛋白分子的结构特点含有较多的双性a.螺旋（即由疏水氨基酸残基组成螺 旋岛非极性面和由亲水氨基酸组成品螺旋区性面），表现出两面性。分子的一侧极性较高，可与水、磷脂或胆固醇极性区 结合，构成脂蛋白的亲水面；分子的另一侧极性较 低，可与非极性的脂质结合，构成脂蛋白的疏水核心 区。血浆脂蛋白的分类由于不同的血浆脂蛋白所含脂类的种类、数量 以及载脂蛋白的质量不同，表现出密度、颗粒 大小、电荷、电泳行为和免疫原性不同，因此 可利用电泳或超速离心的方法将其分开。利用电泳可分为:I 乳糜微粒(CM)B脂蛋白 前B脂蛋白 a脂蛋白CM,B 前B aI 血浆脂蛋白琼脂糖凝胶电泳图利用密度梯度超速离心技术，血浆脂蛋白可分为四类:r 乳糜微粒(c h yl o mic r o n,CM)极低密度脂蛋白(ver y l o w density l ipo pr o tein，VLDL)低密度脂蛋白(l o w density l ipo pr o tein 9 LDL)高密度月旨蛋 白(h igh density l ipo pr o tein，HDL)CM脂蛋白%Phosphol ipid monol ayerApo B-100VLDLTriacyl giycerol ttFree unestenfied)chol esterol Chol esteryl estcn胆固醇磷脂三酰基甘油和胆固醇酯Chylomicronfi LhL i HDL i IMCiQWi血浆中各种脂蛋白具有相似的基本结构它们都具有微团结构，非极性的甘油三酯、胆固 醇酯等位于脂蛋白的内核，外周为亲水性的载脂 蛋白、胆固醇和磷脂等的极性基团这样使脂蛋白颗粒具有较强的水溶性，可以在血液中 运输。CM和VLDL主要以甘油三酯为内核;LDL和HDL则以胆固醇酯等为内核。表16-1 血浆脂蛋白的分类、化学组成与功能分类HDLLDLVLDLCM性质密度 1.063 1.210 1.006 1.063 0颗粒直径/nm 7.5-10 _ 2025.95 1.00625 800.9580 500组成/%载脂蛋白 组成/%合成部位蛋白质 脂质 50甘油三酯 5磷脂 25胆固醇 20游离 5酯化 1517apoA I 6570apoA U 2025apo AIV 一apoBioo apoB.18 apoC I 6apoC n 1apoCI 02 4apoD 3apoE 2肝、肠、血浆20 75 80102045 50840 4295微量5 血浆510“90 9550 70X_15155-710-121,21转运胆固醇酯0.19i0.05APTP69000?HDL,dL21转运磷脂?血浆脂蛋白的主要功能各种不同密度的脂蛋白在转运脂质 物质时具有不同的分工90%TG 被HDL水解 HDL 1、乳糜微粒（CM）C M是最大的脂蛋白。在小肠粘膜上皮细胞中形成，主要转运外源性（食物）甘油三酯（TG）及胆固醇酯（C E）o CM经淋巴进入血液后，在肌肉、脂肪等组织毛细血管内皮细胞表面的 脂蛋白脂肪酶（l ipo pr o tein l ipase LPL）作用下，逐步水解甘油三酯，所释 放的脂肪酸和甘油为心肌、骨髓肌、脂肪组织及肝等摄取利用。将外源性甘油三酯转运至心、肌肉和脂肪等肝外组织而利用，同时将食物中 胆固醇转运至肝。其特点：含有大量脂肪（98%）,而蛋白质含量很少。C M中的脂肪来自食物，它是外源性脂肪的主要运输形式HMCCoA 还原福,肝oCE8LDLHTGLIDLVLDLLDL受体I-51.受体溶胸体氨基酸游离ACAT*胆冏静胆固静磨-dr 清道夫受体/细胞88结合一内乔一溶第体水解-游离胆固a固弊H-mga还埠燃 ACATSL受体合成j人血浆中的LDL是由VLDL转变而 来的。内源性VLDL和LDL的代谢巨噬细胞 内皮细胞LDL是转运肝合成的内源性胆固醇(C E)的主要形式。2、极低密度脂蛋白(VLDL)主要在肝生成，是转运内源性甘油三酯的主要形式。肝细胞含有的甘油三酯，加上apoBl OO、a poE以及磷脂、胆固醇等形成VLDL.VLDL分泌进入血液，经血液运送，到达肌肉、脂肪等组织毛细血管。在内皮细胞表面的LPL作用下，甘油三酯逐步水解，同时其表面的磷脂、胆固醇等向 HDL转移，而随后HDL的胆固醇酯又转移到VLDL主要成分也是甘油三酯，但磷脂和胆固醇的含量比C M多。VLDL的甘油三酯可以由糖在肝脏中转化而来，也可以由脂肪动员而来，它 是内源性脂肪的主要运输形式。3、低密度脂蛋白（LDL；*LDL是将肝合成的（即内源性）胆固醇转到肝外组织的 主要形式，以保证组织细胞对胆固醇的需求 血浆中形成的LDL主要通过LDL受体途径降解 LDL受体广泛分布于肝、肾上腺、动脉壁细胞等组织的细胞 膜上。当血浆中的LDL与LDL受体结合后，则受体聚集成 簇，内吞入细胞并与溶酶体融合 在溶酶体蛋白水解酶作用下，LDL中的载脂蛋白被水解为氨基 酸，胆固醇酯被胆固醇酯酶水解为游离胆固醇和脂肪酸。LDL受体突变将导致LDL不能有效地被细胞吸收利 用，血浆中LDL会严重超标，加速或诱发动脉粥样硬化。由于LDL中的胆固醇与动脉粥样硬化有关，通常称为“坏胆 固醇”。它的主要功能是运输胆固醇。血浆卵磷脂胆固醇脂酰基转移酶（LC AT）,催化HDL表面卵磷脂2 位的酰基向胆固醇转移，形成胆固 醇酯和溶血卵磷脂。AJ是其激活剂，也是胆固醇的接 受体。4、高密度脂蛋白（HDL）HDL主要在肝脏合成，也可在小肠合成。主要功能是将肝外组织中胆固醇转运至肝进行代谢（胆固醇逆向转运）。HDL除蛋白质含量最多外，磷脂（30%）和胆固醇（约20%）的含量也高。血浆中90%的胆固醇酯（C E）来自HDL 70%的CE在CETP的作用下由HDL转移至VLDL以及LDL后被清除；10%通过肝的HDL受体清除。HDL也是apo CII的贮存库。CM及VLDL形成进入血液后，需从HDL获得apoC激活LPL,CM及VLDL中的 甘油三酯（TG）才能水解，一旦TG完全水解后，apo Cl I又回到HDL。LJver 饮食中的脂被包成了乳糜微粒；CM中的三酰甘油部分在通过毛细管的运输时，被脂蛋白脂肪酶释放到脂肪组织和肌 肉组织。乳糜微粒残余物包含大量的蛋白质和胆固醇）被肝脏吸收。来自于肝脏的的内源脂和胆固醇通过VLDL被运送到脂肪组织和肌肉组织中。这些组织VLDL中的甘油三酯被逐步水解，使一些VLDL转变为LDLLDL运送胆固醇到肝外组织或再次被肝脏吸收。肝脏通过受体介导的胞吞作用吸收LDL、VLDL残余物和C M残余物。肝外组织中的过量胆固醇作为HDL被运送回肝脏。在肝脏中某些胆固醇被转化成胆汁酸盐。乳糜微粒-上 收 御吸 食物脂肪脂肪酸一清蛋白糖（氧化利用）脂肪动员(Fats mo bil izatio n)脂肪细胞adipo cytes 当饥饿、禁食时,血液中血糖浓度变低，体内激素（肾上腺素、胰高糖素）浓度升高，脂肪细胞中的 贮存脂在激素敏感脂肪酶 的作用下，水解成甘油和 游离脂肪酸，进入血液，该过程称为脂肪动员（Fats mo bil izatio n）。产物（甘油、脂肪酸）被 蛋白质载运通过在血液运 输。Horrnone Receptor.Adenylate cycl.血清白蛋白ATPSerum albuminCO2B oxidation,citric acid cycleMyocyte(muscle)ATPprotein kinase Fatty acidsGlycerolBlocxlstream肾上腺素、胰高血糖素 水平升高显示血糖水平 低，激活脂肪细胞中的 腺甘酸环化酶，后者催 化生成cAMP。cAMP(第二信使)激活蛋白激酶。蛋白激酶使激素敏感脂 肪酶(h o r mo ne-sensitive tr igl yc er ide l ipase,HSL)发 生磷酸化，而被激活脂解激索脂酸转运体氧化分解脂周蛋白ATP清蛋白储脂颗粒肌细胞G甘油脂肪细胞ATP cAMP/Y HSLHSL 一组织中有三种脂肪酶，一步一步地将甘油 三酯水解成甘油和脂肪酸。这三种脂肪酶是：I脂肪酶,甘油二酯脂肪酶I单脂酰甘油单酯脂肪酶。其中脂肪酶是限制脂肪水解速度的限速酶，因 此，脂肪水解是脂肪代谢的第一步是限速步骤。oXc HfC-OCR I IR i COC-HtCOC-R!甘油三酯甘油管一脂做甘油防防oIR(C OHo ch7ohRsC-O-CHCH,OH甘油一曲街献甘油用防，ORr-OHCHt CH I CHOHCHlOHit油耳过涉第胞0 I-Ol闺脂肪酶受激素调节:1）肾上腺素、胰高血糖素、甲状腺素和肾上 腺皮质激素等对脂肪酶起正调节作用。2）胰岛素等对其有负调节作用。八甘油的代谢在脂肪细胞中，因为没有甘油激酶，所以 无法利用脂解产生的甘油，只有通过血液运至 肝脏，甘油才能被磷酸化和氧化生成磷酸二羟 丙酮，再经异构化生成3-磷酸甘油醛，然后可 经糖酵解途径转化成丙酮酸继续氧化，或经糖 异生途径生成葡萄糖。甘油的氧化CH.OHI 2CHOHI ch2ohATP ADP CHpOH NAD+N r-甘油激酶：g丝口:脱氢酶 CH.OPOnadh+h+cH2OH3 磷酸甘油-C=0 糖代谢CH2OPO-磷酸二羟丙酮 活化T脱氢一糖代谢彻底氧化 目前发现只有肝脏细胞具有甘油激酶，这意味着什么?O 甘油只能在肝脏中氧化ATP ADP fHQH甘油立旭chq酸甘油葡椅就鼻酸甘油收氢一露原CH,OHC(k HQ、ATP三、脂肪酸的氧化分解转运脱氢A水化A脱氢A硫酯解IqA 细胞质线晶膜一 I线粒体基质|产物B氧化1、饱和偶碳脂肪酸的8-氧化降解作用：长链脂肪酸进入细胞后，首先被活化，形 成脂酰辅酶A,然后再进入线粒体内氧化。B-氧化是脂肪酸分解的主要代谢途径。该途径的酶系在线粒体的基质中中，每次氧 化降解由脱氢、加水、脱氢和硫解四步反应组 成。B 氧化部位原核生物细胞质各种真核生物线粒体基质内Fatty ac id o xidatio n w as fo und to o c c ur in mito c h o ndr ia Enzymes o f fatty ac id o xidatio n in animal c el l ar e l o c ated in th e mito c h o ndr ia;Reveal ed by Eugene Kennedy and Al ber t Leh ninger in 1948.Al ber t L.Leh ninger 1917-1986-2-A、脂肪酸的活化：-在细胞中有两类活化脂肪酸的酶：(1)内质网脂酰辅酶A合成酶(也称硫激酶)可活化具有12个碳原子以上的长链脂肪酸。(2)线粒体脂酰辅酶A合成酶可活化4-10个碳原子的中链或短链脂肪酸，它所催 化的反应需要ATP参加。中链或短链脂肪酸可以直接穿过线粒体膜进入线粒 体内膜。活化0 脂酰合成酶 0R-C-C-C-CC-pH-1-HhcoA+ATP RC-C-C-CCSCoAH2 H2 H2 H2 1Mg2+H2 H2 H2 H2.H20 脂酰-CoA高能化合物AMP+PPi消耗2高能键B、脂酰Co A的跨膜运输：在细胞质中合成的脂酰Co A不能自由穿过线粒 体内膜进入线粒体。肉毒碱可以作为载体，将脂酰基转运至线粒 体内。鞭毛.细胞壁细胞质膜细胞核物质藏物粒细胞质液泡荚膜菌毛Inner membraneOuter membraneMatrixCrl staeIntermembrane spaceGG20.1转运C4C10脂肪酸直 接穿越，线粒体内 活化C12以上的脂肪酸 细胞质中活化，转 运入Inner membraneOuter membraneMatrixCristaeIntermembrane spaceGG20.I外膜水腔内膜脂酰CoA溶解 差，难以逾越丫炉卡|上性质载体能完成由水腔进入内膜 的转运任务呢？两性肉毒胆碱（赖酸衍）物），|r-c4 SCoA0?厂1ch-ch2-c-Fo肉毒碱转酰葬骏性 I极性1 c=o i I OamitirreylcamitineCarrier proteinIntermombrane J space.Acyl-carmtneCoASHAcyl-S-CoAInner mitochondria)CarnitineMatrixmembrane脂酰Co A、一 j HSCo A肉毒碱转解基解 肉碱脂酰肉碱 腔；ch2 u;CH3，N CH.CH CH：1 C OCH OHCarnitine（肉碱）（肉毒碱简称肉碱，L-B 羟基.三甲基胺基丁酸）II.HCSCoA+(CHJ3N-CK CH-C%COHAcyl-CoA Carnitine脂酰C oA 肉碱_4.I|0(CH3),N-CH2CHCHjc+CoASH肉碱脂酰基转移酶 3C-0RAcyl carnhine脂酰肉碱C、脂酰Co A的B-氧化降解:经过脱氢(FADH，、水合、脱氢(NADH+H+)、硫解四步反应，完成一次B-氧化,生成一个乙酰Co A、一个FAD%)、和一个NADH+H+。脂肪酸的B氧化 脂酰SC。A oO R CH2-CH2一C z SCo AR-C-C-C-g 我-OH 、_ OH2 H2 H2 H2i*ATP AMP+PPi CH。CSCo AH20+2HSC oA FADH2+NADH+H+乙酰SCA根据反应方程：脂肪酸的B碳原子被氧化（形成好 基）,该处的共价键断开，分解出一个乙酰SCo A。脂肪酸的B氧化 a.脱氢B a?脱氢酶RC-|CCCSCoAH2 H?H?/、9 FAD FADH2 b水化（或水合）。0B a|R C CC C SCoA“2水化酶,1 c.脱氢曲|0 脱氢醐产 II _A FR 游 SCoA/2|_1 NADH+NADH+卜B a o II R-C-C=C CSCoAH2 1H HiB 烯月旨酰Co A?H?R C C-C C SCoA h2 h h2B-羟脂酰Co Ao H 0：II!T IICHfC!-CSCoA 1一J H21+B 酶脂酰Co A三竣酸循环一分子脂肪酸彻底氧化生成多少ATP?如：软脂酸经7次B-氧化，可完全降解成8个乙酰Co A、7分子的FAD4、7分子的NADH+H+。净生成：8X12+7X52=129jATP每活化一分子的脂肪酸需要2分子的ATP。软脂酸彻底氧化的总方程:C jASHCHJCHJB CH CS-CoA7-产能效率以软脂酸为例6H322H 飞%万 以 巴8乙酰Co A f0+7FADH2L次B氧化彻底转化 7+7NADH-+7H+当：乙酰CoA及脱下的氢经过三竣酸循环、氧化磷酸化彻底氧化 g 6H3202ATP净产率 16CO2+16H2O+131ATPG=-2340Kc al/mo l131-2（活化消耗 1X2）=129获能效率（129X7.3）/2340=40%f单位重量脂肪酸转化的ATP储能（k c al/k g）=23糖脂肪酸中H含量高3、脂肪酸的其它氧化途径：1)a-氧化：仅存在于植物组织、动物的脑和 神经细胞的微粒体中。2)3-氧化：脂肪酸的其他氧化途径 1.a氧化02a n、R-C-COOH AH2 单氧酶OH 02R-C-COOH A R-COOHH 脱氢酶、单氧酶主要是带支链的脂肪酸或奇数脂肪酸或过长的脂肪酸，机理不清。2.3氧化co aHqCCC-CCOOH3 h2 h2 h2。2 邛速双向B军生J|hooc|-c-c-c-|cooh|H2H2H23氧化,+B氧化特殊微生物具有的途径脂肪酸的其它氧化途径：1CL.氧化4 2、R CH2-CH2-COOH-单氧酶胃 NAD+NADHR-CH2 C COOH-.脱氢酶OHRCH2 CHCOOH a-羟脂酸ORCH2CCXX)HCO 2A02单氧酶R CH2(jOOH3-氧化：I NADPH+H NADF(CH J-COO (K-HO-CHr-(CH：I-QM)H H：O!H(X)C (CH:L-COOH2、饱和奇碳脂肪酸的B-氧化降解：与饱和偶碳脂肪酸的B-氧化降解过程基本相 同，只是最后产生的丙酰Co A的去路不同。CH3CH2+HCOj IC-SCoAII0醯-CoAATP AMP+PPii j COO COO鲁J H-c创玄国一掷麟 Co-SCoA.甲基丙二酸单筋 Co-S-CoA_CoA 麟或-CoAC4ASH ATP AMP FTioh-ah-c-oHl“咐iw产r rnk内俄8?C-SCoA K-SCoA弋77。忡子久.MJ/.尸 c-ohFWW内触必亚-解CM酌哂 U傲3如道D押如二峥第飙 L十驰二舱领（M二 一/1?C-SCoA:0CH5C-SCoA|l9 一2CH|-C-OH-二及1ttM 耳1；*1收珀麻CMQ FAD FADHf Q RHjC-C Hr-C-SC oA 一%OC H-C-SC oALHOC HrC H:-C-SC oAflfilwC oA 惊由梏RlftC oA 脱布 丙烯酰C M a：黑/陋内酰C oAHQ HSYoA-HOC Ht-C HOO-，一经基异丁酰C oA水解脩6-邑基丙股NAD*NADH+M5y旧w AKIRNADP NADPH f H，收 7 1/5?2、-C HjC-SC oA 因二故半傕八上4、不饱和脂肪酸的氧化：不饱和脂肪酸的8-氧化降解过程与饱和脂肪 酸的氧化降解过程基本相同，只是因为不饱 和脂肪酸分子中含有顺式结构的双键，所以在 氧化过程需要有另外的酶参加（A 3-顺-2-反 烯脂酰Co A异构酶）。不饱和脂肪酸B氧化17 15 13 11 86423HSCOA3CH3COSCoACHO1 YSCoA烯脂酰Co ASC ASl o A型技研mCgA岫M，M胱Cq八MIL-A 人/7-他脂 IRC。/WWft/XZX/XX&yC-SCo A 3 C-*o A=i?Y.Y，YYY3HSCoA 3CH3COSCoA18 16 14VV17 15 13l 2 1T9 7、丁18 接二端脂酰 CA/0，/)f，2 10 S 5 2-1 7-r-一反一一脂胱CoA 即施?o A12碳二烯脂断CoA（A 一席 A，一顺）2Hseo A 2Cl l COSCoA12破二通脂酷CM（A$顺N反）VVVTSCM,烯脂酰CoA水化牌 OH。8孤烯舶酰Co A-廉）羟8碟脂酰CoAO式）4f脂酸CoA差向醐3HSCoA 3cHicOSCo ACHjCO.SCoA 乙酰CoA四、酮体(Keto ne bo dies)的代谢：酮体是脂肪在肝脏中氧化产生的乙酰乙酸、B-羟丁酸和丙酮的总称。(1)酮体的合成：(2)酮体的分解：酮体是肝输出能源的一种形式，是肌、脑组织的重 要能源之一4。正脏算有活性较强的酮体合成酶，但缺乏利用酮体 的酶系糖尿病人以月旨代谢维生呼出的气体一股甜味血内含有大量丙酮。?酮体的生成和利用部分 CH3c o sco A+CHgCOSCo A特殊的酶2丙豳（乙酰硫解酶）HSCo ACH3c o eH2c o sco A乙酰乙酰CoACH3COCH3Co直接或间接卜（HMGCo A合成酶）HSCo ACH3CHCH2COOH OH3 8 羟丁酸脱竣NADH+H+（8 羟丁酸脱氢酶）加NAD#CH3COCHopOOH乙酰%酸（HMG-Co A裂 解酶）酮体的合成途径2 cH3cCc AOCoASHCH3cCH,IIAcetoacetyl-CoA（乙酰硫解酶）CoASHS CoA（乙酰乙酰-Co A）（HMG-Co A合成酶）OHCoASHCHlCCH；c-S CoAi-Hydroxy-.methyl gl uta rybCoA（HMG-CoAP-羟-P-甲基戊三龌单酰Co A,（HMG-Co A）Acotoacetate（HMG-CjA裂解酶）NADAcetoneq c（乙