生物化学(2)第四章--脂类的代谢.ppt

第四章第四章脂类的代谢脂类的代谢一、脂肪的酶促水解一、脂肪的酶促水解三、脂肪酸的分解代谢三、脂肪酸的分解代谢二、甘油的分解代谢二、甘油的分解代谢五、酮体的生成和利用五、酮体的生成和利用四、四、脂肪酸氧化的其他途径脂肪酸氧化的其他途径六、脂肪的合成代谢六、脂肪的合成代谢七、脂肪代谢的调节七、脂肪代谢的调节八、磷脂代谢八、磷脂代谢九、胆固醇代谢九、胆固醇代谢 第四章第四章脂类的代谢脂类的代谢一、脂肪的酶促水解一、脂肪的酶促水解 脂脂肪肪酶酶广广泛泛存存在在于于动动物物、植植物物和和微微生生物物中中，它它能能催催化化脂脂肪肪水水解解产产生生脂脂肪肪酸酸和甘油。和甘油。脂脂肪肪在在三三脂脂酰酰甘甘油油脂脂肪肪酶酶作作用用下下水水解为解为二脂酰甘油二脂酰甘油；后后者者在在二二脂脂酰酰甘甘油油脂脂肪肪酶酶作作用用下下水水解成解成一脂酰甘油一脂酰甘油；再再在在一一脂脂酰酰甘甘油油脂脂肪肪酶酶作作用用下下水水解解生成生成甘油和脂肪酸甘油和脂肪酸。三三种种酶酶中中，三三脂脂酰酰甘甘油油脂脂肪肪酶酶活活力力最最小小，故故该该酶是脂肪水解的酶是脂肪水解的限速酶。限速酶。该酶对激素很敏感。该酶对激素很敏感。二、甘油的分解代谢二、甘油的分解代谢（实（实线为线为甘油的分解，虚线为甘油的合成甘油的分解，虚线为甘油的合成)甘油激酶甘油激酶磷酸甘油脱氢酶磷酸甘油脱氢酶异构酶异构酶磷酸酶磷酸酶 甘甘油油激激酶酶：肌肌肉肉和和脂脂肪肪细细胞胞中中该该酶酶活活性性很很低低，所所以以无无法法利利用用脂脂肪肪水水解解所所产产生生的的甘甘油油，只只有有通通过过血血液液循环运输到循环运输到肝脏肝脏才能发生氧化分解。才能发生氧化分解。磷磷酸酸二二羟羟丙丙酮酮是是联联系系甘甘油油代代谢谢与与糖代谢糖代谢的关键物质。的关键物质。三、脂肪酸的分解代谢三、脂肪酸的分解代谢（一）机理提出背景（一）机理提出背景1904年年德德国国生生化化学学家家FranzKnoop用用化化学学标标记记法法（苯苯环环作作标标记记），动动物物实实验验，检检测测尿液发现：尿液发现：凡凡偶偶数数碳碳原原子子的的苯苯脂脂酸酸均均变变成成苯苯乙乙尿尿酸酸，凡凡奇数碳原子奇数碳原子的苯脂酸均变成马尿酸。的苯脂酸均变成马尿酸。脂脂肪肪酸酸在在体体内内氧氧化化时时在在羧羧基基端端的的-碳碳原原子子上上进进行行氧氧化化，即即与与碳碳原原子子之之间间断断裂裂，碳碳链链逐逐次次断断裂裂，每每次次切切下下一一个个二二碳碳单单位位，即即乙乙酰酰CoACoA，该过程该过程称为称为“-氧化氧化”。-氧化概念氧化概念 R1CH2CH2CH2CH2 CH2COOH（二）途径（二）途径 除除成成熟熟的的红红细细胞胞外外，体体内内各各组组织织都都能利用脂肪酸。能利用脂肪酸。线粒体线粒体 脂脂肪肪酸酸经经过过活活化化、转转运运进进入入线线粒粒体体，然然后后经经脱脱氢氢、水水化化、再再脱脱氢氢、硫硫解解等等步步骤骤，最最后后产产生生乙乙酰酰CoACoA，进进入入三三羧羧酸酸循循环，被彻底分解。环，被彻底分解。脂肪酸的脂肪酸的-氧化进行部位氧化进行部位 1 1、脂肪酸的活化脂肪酸的活化 脂脂肪肪酸酸的的化化学学性性质质比比较较稳稳定定，在在进进行行-氧氧化化分分解解前前必必须须经经过过活活化化，活活化化过过程程是是脂脂肪肪酸酸转变为转变为脂酰脂酰CoACoA的过程。的过程。脂脂酰酰CoACoA的的水水溶溶性性比比游游离离脂脂肪肪酸酸大大得得多多，且且细细胞胞内内分分解解脂脂肪肪酸酸的的酶酶只只能能氧氧化化分分解解脂脂酰酰CoACoA，而不能氧化分解游离脂肪酸。而不能氧化分解游离脂肪酸。原因原因 2 2、脂酰脂酰CoACoA转运入线粒体转运入线粒体 催催化化脂脂酰酰CoACoA氧氧化化分分解解的的酶酶全全部部分分布布于于线线粒粒体体内内，但但游游离离脂脂肪肪酸酸及及长长链链脂脂酰酰CoACoA均均不不能能透透过过线线粒粒体体内内膜膜，脂脂酰酰CoACoA必必需需借借助助于于脂脂酰酰CoACoA载载体体肉肉毒毒碱碱(carnitine)才才能能转转运运到到线线粒粒体体内。内。线线粒粒体体内内膜膜两两侧侧存存在在着着两两种种肉肉毒毒碱碱脂脂酰酰转转移移酶酶和和（同同工工酶酶），其其中中肉肉毒毒 碱碱 脂脂 酰酰 转转 移移 酶酶(carnitine acyl transferase)位位于于线线粒粒体体内内膜膜外外侧侧，催催化化脂脂酰酰CoACoA转转变变为为脂脂酰酰肉肉毒毒碱碱，使使其其进进入入膜膜内内；肉肉毒毒碱碱脂脂酰酰转转移移酶酶(carnitine acyl transferase)位位于于线线粒粒体体内内膜膜内内侧侧，催化脂酰肉毒碱转变为脂酰催化脂酰肉毒碱转变为脂酰CoACoA。肉毒碱脂酰转移酶肉毒碱脂酰转移酶脂肪酸氧化的限速酶脂肪酸氧化的限速酶脂酰CoA进入线粒体的过程胞液胞液胞液胞液外膜外膜外膜外膜内内内内膜膜膜膜基质基质基质基质*脂酰转脂酰转脂酰转脂酰转移酶移酶移酶移酶RCOSCoA HSCoA 肉碱肉碱RCO-肉碱肉碱 转位酶转位酶转位酶转位酶RCO-肉碱肉碱 脂酰转脂酰转脂酰转脂酰转移酶移酶移酶移酶RCOSCoA 肉碱肉碱HSCoA 3、脂肪酸的、脂肪酸的-氧化氧化脂脂酰酰CoA进进入入线线粒粒体体后后，逐逐步步氧氧化化降降解解，氧氧化化过过程程发发生生在在脂脂酰酰基基的的-碳碳原原子子上上，故称为故称为-氧化作用氧化作用。具体步骤具体步骤（1）脱氢）脱氢脂脂酰酰CoA在在脂脂酰酰CoA脱脱氢氢酶酶催催化化下下，在在与与碳碳原原子子上上各各脱脱去去一一个个氢氢原原子子，生生成成、-烯脂酰烯脂酰CoA。（2 2）水化水化 、-烯烯脂脂酰酰CoACoA在在水水化化酶酶作作用用下下，加一分子水生成加一分子水生成-羟烯脂酰羟烯脂酰CoACoA。（3 3）再脱氢）再脱氢 -羟羟烯烯脂脂酰酰CoACoA在在-羟羟烯烯脂脂酰酰CoACoA脱脱氢氢酶酶作作用用下下，脱脱去去两两个个氢氢原原子子，再再生生成成-酮脂酰酮脂酰CoACoA。（4 4）硫解硫解 -酮酮脂脂酰酰CoACoA在在-酮酮脂脂酰酰CoACoA硫硫解解酶酶作作用用下下，与与一一分分子子辅辅酶酶A A作作用用，生生成成一一分分子子乙乙酰酰CoACoA和和比比原原来来少少两两个个碳碳原原子子的的脂脂酰酰CoACoA。脂脂酰酰CoACoA每每进进行行一一次次-氧氧化化就就缩缩短短两两个个碳碳原原子子，生生成成比比原原来来少少两两个个碳碳原原子子的的脂脂酰酰辅辅酶酶A A和和一一分分子子乙乙酰酰CoACoA，新新生生成成的的脂脂酰酰CoACoA又又经经脱脱氢氢、加加水水、再再脱脱氢氢和和硫硫解解四四步步反反应应，再再一一次次经经历历-氧氧化化过过程程。如如此此多多次次重重复复后后到到最最后后生生成成两两分分子子乙酰乙酰CoACoA。总结总结4 4、脂、脂酰酰CoACoA彻底氧化彻底氧化 -氧氧化化生生成成的的乙乙酰酰CoACoA通通过过三羧酸循环三羧酸循环彻底氧化彻底氧化成成COCO2 2和和H H2 2O O。（三）能量（三）能量1 1、每每次次-氧氧化化有有两两次次脱脱氢氢过过程程，产产生生1 1分分子子FADH2和和1 1分子分子NADH。其中：其中：FADH2 2 ATP5 ATPNADH3 ATP2 2、乙酰乙酰CoACoA参加参加三羧酸循环三羧酸循环，每次，每次1212ATP。一一分分子子软软脂脂酸酸通通过过-氧氧化化彻彻底底分分解解生生成成ATPATP数量：数量：7 7次次-氧化：氧化：7 75=35ATP 8 8分子分子乙酰乙酰CoACoA：8 812=96ATP 活化时活化时消耗消耗2 2个个高能磷酸键；高能磷酸键；净生成净生成:129129个个ATPATP。硬脂酸：硬脂酸：？ATP。例子例子问题问题（四）不饱和脂肪酸的氧化（四）不饱和脂肪酸的氧化 与与饱饱和和脂脂肪肪酸酸氧氧化化途途径径基基本本相相同同，多多需要两个酶：需要两个酶：1 1、顺顺-反反-烯脂酰烯脂酰CoACoA异构酶异构酶 将将不不饱饱和和脂脂肪肪酸酸分分解解产产物物中中的的顺顺式式结结构构变变成成反反式式结结构构，从从而而成成为为-氧氧化化中中烯烯脂脂酰酰CoACoA水水合合酶酶的的正正常常底底物物（要要求求反反式式结构）；结构）；2 2、含含一一个个以以上上双双键键的的脂脂肪肪酸酸，还还需需要要-羟羟脂脂酰酰CoACoA差差向向异异构构酶酶（变变位位酶酶，表表异异构构酶酶）：将将D-D-羟羟脂脂酰酰CoACoA转转变变为为L-L-羟羟脂酰脂酰CoACoA。例例如如：油油脂脂酰酰CoACoA经经3 3次次-氧氧化化产产生生3 3分分子子乙乙酰酰CoACoA后后，剩剩余余部部分分为为3 3，4 4-顺顺烯烯月月桂桂酰酰CoACoA，该该底底物物在在3 3，4 4-顺-2 2，3 3-反反-烯烯脂脂酰酰CoACoA异异构构酶酶作作用用下下，将将3 3，4 4-顺顺式式转转化化为为2 2，3 3-反反式式结结构构，进进行行-氧氧化化。四、脂肪酸氧化的其他途径四、脂肪酸氧化的其他途径（一）奇数碳链饱和脂肪酸的氧化（一）奇数碳链饱和脂肪酸的氧化 许许多多植植物物和和海海洋洋生生物物体体内内的的脂脂类类含含有有奇奇数数碳碳原原子子脂脂肪肪酸酸，石石油油酵酵母母脂脂类类中中含有大量含有大量1515和和1717碳脂肪酸。碳脂肪酸。奇奇数数碳碳原原子子的的脂脂肪肪酸酸依依偶偶数数碳碳原原子子脂脂肪肪酸酸相相同同的的方方式式进进行行氧氧化化，但但在在氧氧化化的的最最后后一一轮轮产产物物是是丙丙酰酰辅辅酶酶A A和和乙乙酰酰辅辅酶酶A A。脂脂酰酰CoA脱脱氢氢酶酶对对丙丙酰酰CoA不不起起作作用，用，丙酰丙酰CoA有两条途径：有两条途径：1、丙丙酰酰CoA经经其其它它代代谢谢途途径径转转变变成成乳乳酸酸及及乙酰辅酶乙酰辅酶A进行氧化；进行氧化；2、丙丙酰酰辅辅酶酶A在在丙丙酰酰辅辅酶酶A羧羧化化酶酶、甲甲基基丙丙二二酰酰辅辅酶酶A表表异异构构酶酶、甲甲基基丙丙二二酰酰辅辅酶酶A变变位位酶酶的的作作用用下下生生成成琥琥珀珀酰酰辅辅酶酶A。琥珀酰辅酶琥珀酰辅酶A可进入可进入三羧酸循环三羧酸循环被氧化。被氧化。ATP、CO2 生物素生物素羧化酶羧化酶 甲基丙二酸单酰甲基丙二酸单酰CoA 变位酶变位酶 琥珀酰琥珀酰CoA三羧酸循环三羧酸循环（二）（二）-氧化和氧化和-氧化氧化 -氧氧化化最最早早发发现现于于植植物物种种子子及及叶叶组组织织中中，后后来来发现发现动物肝脏动物肝脏及及脑脑中也存在这种氧化方式。中也存在这种氧化方式。脂脂肪肪酸酸的的-碳碳在在单单加加氧氧酶酶的的催催化化下下氧氧化化成成羟羟基基生生成成-羟羟脂脂酸酸，羟羟脂脂酸酸可可转转变变成成酮酮脂脂酸酸，然然后后氧氧化化脱羧脱羧转变为转变为少一个碳原子少一个碳原子的的脂肪酸脂肪酸。使分子氧的使分子氧的一个氧原子一个氧原子加入到一加入到一 个化合物中。个化合物中。-氧化概念氧化概念单加氧酶单加氧酶RCH2COOH单加氧酶单加氧酶RCH(OH)COOHRCH(OH)COOHRCOCOOHRCOCOOHRCOOHRCOOHNAD+NADH+H+NAD+NADH+H+COCO2 2 -氧氧化化：动动物物肝肝脏脏微微粒粒体体中中含含有有一一种种酶酶系系，能能催催化化长长链链脂脂肪肪酸酸末末端端的的碳碳原原子子（即即-碳碳原原子子），先先在在单单加加氧氧酶酶催催化化下下生生成成-羟羟脂脂肪肪酸酸，再再氧氧化化成成，-二二羧羧酸酸，二二羧羧酸酸转转移移到到线线粒粒体体内内，从从分分子子的的任任意意末末端端继继续续进进行行-氧氧化化，最后余下的最后余下的琥珀酰琥珀酰CoACoA直接参与三羧酸循环直接参与三羧酸循环。肝肝脏脏和和某某些些需需氧氧细细菌菌中中存存在在（清清除除海海洋洋浮油污染）。浮油污染）。存在存在五、酮体的生成和利用五、酮体的生成和利用1、酮体的生成、酮体的生成 脂脂肪肪酸酸-氧氧化化所所生生成成的的乙乙酰酰CoACoA 在在肝肝外外组组织织中中，大大部部分分可可迅迅速速通通过过三三羧羧酸酸循循环环氧氧化化成成二二氧氧化碳和水，并产生能量或被某些反应所利用化碳和水，并产生能量或被某些反应所利用。但但在在肝肝脏脏中中脂脂肪肪酸酸的的氧氧化化不不很很完完全全，通通过过一一些些途途径径生生成成乙乙酰酰乙乙酸酸(acetoacetateacetoacetate)、-羟羟丁丁酸酸(-hydroxybutyratehydroxybutyrate)和和丙丙酮酮(acetone)(acetone)，统称为酮体统称为酮体(ketoneketone bodies)bodies)。肝脏肝脏是生成酮体的主要器官。是生成酮体的主要器官。（肝肝细细胞胞线线粒粒体体中中含含有有活活性性很很强强的的生生成成酮酮体的酶系）。体的酶系）。酮体生成的部位酮体生成的部位2、酮体的生成过程、酮体的生成过程 羟甲基戊二酸单酰羟甲基戊二酸单酰CoA（HMGCoA）硫解酶硫解酶2CH3COSCoACH3COCH2COSCoA乙酰乙酰乙酰乙酰CoAHOOCCH2-C-CH2COSCoA|CH3OH|HMGCoA裂解酶裂解酶HMGCoA合成酶合成酶CH3COSCoACoASHCH3COCH2COOHCH3CHOHCH2COOH乙酰乙酸乙酰乙酸丙酮丙酮-羟丁羟丁酸酸脱氢酶脱氢酶CO2NADH+H+NAD+CH3COCOOH脱羧酶脱羧酶CoASH 二二分分子子乙乙酰酰CoACoA可可以以缩缩合合成成乙乙酰酰乙乙酰酰CoACoA；乙乙酰酰乙乙酰酰CoACoA再再与与一一分分子子乙乙酰酰CoACoA缩缩 合合 成成-羟羟-甲甲 基基 戊戊 二二 酰酰CoACoA（HMGCoAHMGCoA），后后 者者 再再 裂裂 解解 成成 乙乙 酰酰 乙乙 酸酸；乙乙酰酰乙乙酸酸在在肝肝脏脏线线粒粒体体中中还还原原生生成成-羟羟丁酸丁酸。乙酰乙酸还可以乙酰乙酸还可以脱羧脱羧生成生成丙酮丙酮。HMGCoAHMGCoA是是脂脂肪肪酸酸、酮酮体体、胆胆固固醇醇代代谢谢的的共共同同中中间间产产物物，但但胆胆固固醇醇的的合合成成在在内内质质网网内内进进行行，所所以以体体内内存在存在两个两个不同的不同的HMGCoAHMGCoA代谢池。代谢池。HMGCoA合成酶是酮体生成的调节酶合成酶是酮体生成的调节酶 3、酮体的氧化、酮体的氧化 肝肝脏脏中中缺缺乏乏分分解解酮酮体体的的酶酶，所所以以酮酮体在肝脏生成后，体在肝脏生成后，不能不能在肝中氧化。在肝中氧化。酮酮体体分分子子小小，溶溶于于水水中中，易易透透出出细细胞胞进进入入血血液液循循环环运运输输到到肝肝外外组组织织（主主要要是心脏、肾脏、脑及肌肉中）氧化。是心脏、肾脏、脑及肌肉中）氧化。（1）乙酰乙酸）乙酰乙酸 在在琥琥珀珀酰酰辅辅酶酶A转转硫硫酶酶或或乙乙酰酰乙乙酸酸硫硫激激酶酶催催化化下下活活化化成成乙乙酰酰乙乙酰酰辅辅酶酶A，在在硫硫解解酶酶催催化化下下分分解解为为两两分分子子乙乙酰酰辅辅酶酶A，后者进入三羧酸循环彻底氧化。后者进入三羧酸循环彻底氧化。心脏、肾脏、脑及肌肉。心脏、肾脏、脑及肌肉。主要进行部位主要进行部位（2 2）-羟丁酸羟丁酸 -羟羟丁丁酸酸首首先先氧氧化化成成乙乙酰酰乙乙酸酸，然然后后乙乙酰酰乙乙酸酸在在琥琥珀珀酰酰CoA转转硫硫酶酶（心心肌肌、骨骨肌肌、脑脑、肾肾等等）或或乙乙酰酰乙乙酸酸硫硫激激酶酶（心心、脑脑及及肾肾组组织织）作作用用下下，生生成成乙乙酰酰乙乙酰酰CoA，再再按按上上述述乙乙酰酰乙乙酸酸过过程程进进行氧化。行氧化。（3）丙酮）丙酮 一部分随一部分随尿尿排出；一部分从排出；一部分从肺肺部呼部呼出；再转化为出；再转化为丙酮酸丙酮酸，丙酮酸可以直接，丙酮酸可以直接氧化，也可以合成糖原。氧化，也可以合成糖原。4、酮体生成的生理意义、酮体生成的生理意义 肝肝脏脏把把碳碳链链很很长长的的脂脂肪肪酸酸分分裂裂成成分分子子较较小小，易易溶溶于于水水的的酮酮体体，为为肝肝外外组组织织提提供供了易被利用的了易被利用的能量能量。肝肝脏脏是是生生成成酮酮体体的的主主要要器器官官，但但由由于于肝肝脏脏缺缺乏乏琥琥珀珀酰酰辅辅酶酶A转转硫硫酶酶或或乙乙酰酰乙乙酸酸硫硫激激酶酶，故故不不能能氧氧化化酮酮体体。而而肝肝外外组组织织则则相相反反，在在脂脂肪肪酸酸氧氧化化过过程程中中不不生生成成酮酮体体，却能利用酮体。却能利用酮体。酮酮体体是是肝肝外外第第二二能能源源物物质质，特特别别是是细细胞胞内内供供能能不不足足时时，大大多多数数组组织织（大大脑脑、肌肉等）先利用酮体。肌肉等）先利用酮体。脑脑线线粒粒体体利利用用三三脂脂酰酰甘甘油油氧氧化化供供能能的的能能力力很很差差，却却能能很很好好地地利利用用酮酮体体。由由于于酮酮体体分分子子小小，溶溶于于水水，便便于于通通过过血血液液运运输输，并并通通过过大大脑脑及及肌肌肉肉等等组组织织的的毛毛细细血管，是血管，是大脑和肌肉大脑和肌肉等组织的重要能源。等组织的重要能源。酮体是酮体是脑组织脑组织的主要供能物质。的主要供能物质。长期饥饿时长期饥饿时 5、酸中毒、酸中毒 在在正正常常情情况况下下，人人体体血血液液中中含含有有少少量量酮酮体体（78.4489.7mol/L），但但在在某某些些情情况况下下，如如胃胃炎炎、饥饥饿饿、糖糖尿尿病病等等由由于于脂脂肪肪动动员员增增强强，肝肝中中酮酮体体的的生生成成超超过过肝肝外外组组织织氧氧化化利利用用酮酮体体的的能能力力，就就会会出出现现血血中中酮酮体体含含量量过过多多，出出现现血血中中酮酮体体含含量量较较高高（酮酮血血症症）；严严重重者者尿尿中中有有酮酮体体，呼呼气气有有酮酮味味（烂苹果味），称为（烂苹果味），称为“酮尿症酮尿症”。由由于于酮酮体体中中的的乙乙酰酰乙乙酸酸、-羟羟丁丁酸酸是是酸酸性性物物质质，可可导导致致血血液液中中pH下下降降，导导致致酸中毒酸中毒。六、脂肪的合成代谢六、脂肪的合成代谢(一一)原料、来源原料、来源 1、脂肪合成原料、脂肪合成原料 脂肪酸和甘油脂肪酸和甘油 包括：包括：甘油的合成甘油的合成 脂肪酸的合成脂肪酸的合成 二者分别转变为二者分别转变为3 3磷酸甘油磷酸甘油和和脂酰脂酰CoACoA后的连接。后的连接。生生物物体体能能利利用用糖糖类类或或简简单单碳碳原原物物质质转化为脂肪酸。转化为脂肪酸。油油料料作作物物利利用用CO2作作碳碳原原合合成成脂脂肪肪酸酸，微微生生物物利利用用糖糖或或乙乙酸酸作作碳碳原原合合成成脂脂肪肪酸酸，动动物物及及人人主主要要利利用用糖糖来来合合成成脂脂肪肪酸。酸。例如例如 乙酰辅酶乙酰辅酶A和和NADPH+H+-磷酸甘油磷酸甘油合成脂肪酸的原料合成脂肪酸的原料参与三脂酰甘油合成的甘油参与三脂酰甘油合成的甘油2、脂肪酸合成方式、脂肪酸合成方式 “从从无无到到有有”途途径径（全全程程合合成成途径）：途径）：细胞浆细胞浆中进行。中进行。在在已已有有脂脂肪肪酸酸链链上上加加上上二二碳碳物物使使碳碳链链增增长长：线线粒粒体体或或微微粒粒体体中中进进行。行。（1）乙酰）乙酰CoA的来源的来源主主要要来来源源于于糖糖分分解解、丙丙氨氨酸酸脱脱氨氨、乳乳酸酸脱脱氢氢等等产产生生的的丙丙酮酮酸酸，经经氧化脱羧氧化脱羧而成。而成。乙乙酰酰辅辅酶酶A都都是是在在线线粒粒体体内内生生成成的的，而而脂脂肪肪酸酸合合成成的的有有关关酶酶却却存存在在于于细细胞胞液液中中，乙乙酰酰辅辅酶酶A必必须须转转运运到到细胞液中才能参与脂肪酸的合成。细胞液中才能参与脂肪酸的合成。乙乙酰酰辅辅酶酶A本本身身不不能能通通过过线线粒粒体体内内膜膜，而是通过而是通过柠檬酸柠檬酸-丙酮酸循环丙酮酸循环进入细胞液。进入细胞液。乙酰辅酶乙酰辅酶A（线粒体）线粒体）乙酰辅酶乙酰辅酶A（细胞液）细胞液）柠檬酸柠檬酸-丙酮酸循环丙酮酸循环 在在线线粒粒体体内内，乙乙酰酰辅辅酶酶A先先与与草草酰酰乙乙酸酸缩缩合合成成柠柠檬檬酸酸，通通过过线线粒粒体体内内膜膜上上的的载载体体转转运运到到细细胞胞液液中中；经经柠柠檬檬酸酸裂裂解解酶酶催催化化柠柠檬檬酸酸分分解解为为乙乙酰酰辅辅酶酶A和和草草酰酰乙乙酸酸；乙乙酰酰辅辅酶酶A在在细细胞胞液液内内合合成成脂脂肪肪酸酸，而而草草酰酰乙乙酸酸则则还还原原成成苹苹果果酸酸，苹苹果果酸酸经经脱脱羧羧、脱脱氢氢生生成成丙丙酮酮酸酸，丙丙酮酮酸酸再再进进入入线线粒体粒体羧化为羧化为草酰乙酸草酰乙酸。除了除了“柠檬酸柠檬酸-丙酮酸循环丙酮酸循环”外，还外，还有有两种两种转运机制：转运机制：-酮戊二酸转运：酮戊二酸转运：在在动物肝脏动物肝脏和和脂脂肪肪组织中，由谷氨酸氧化脱氨产生或三组织中，由谷氨酸氧化脱氨产生或三羧酸循环中的羧酸循环中的-酮戊二酸酮戊二酸，通过线粒体，通过线粒体膜上的二羧酸转运系统，由膜上的二羧酸转运系统，由线粒体内线粒体内转转运到运到细胞浆细胞浆中，然后由细胞浆中的异柠中，然后由细胞浆中的异柠檬酸脱氢酶催化还原为异柠檬酸（檬酸脱氢酶催化还原为异柠檬酸（NADPHNADPH供氢），后者再转变为供氢），后者再转变为柠檬酸柠檬酸为脂肪酸为脂肪酸合成提供乙酰合成提供乙酰CoACoA。此外，异柠檬酸也可此外，异柠檬酸也可从线粒体内转运到线粒体外，参与脂肪从线粒体内转运到线粒体外，参与脂肪酸合成。酸合成。肉毒碱转运：肉毒碱转运：肉毒碱除了可将脂肉毒碱除了可将脂酰酰CoA转运到线粒体内，还可将转运到线粒体内，还可将线线粒体内的乙酰粒体内的乙酰CoA，以以“乙酰肉毒乙酰肉毒碱碱”形式通过线粒体内膜转运到线形式通过线粒体内膜转运到线粒体外。粒体外。在细胞浆中在细胞浆中乙酰肉毒碱乙酰肉毒碱被被乙酰乙酰肉毒碱水解酶肉毒碱水解酶催化，水解释放乙酸，催化，水解释放乙酸，再由再由乙酰乙酰CoA合成酶合成酶使乙酸活化成使乙酸活化成乙酰乙酰CoA。（。（本转运提供的乙酰本转运提供的乙酰CoA非常少）。非常少）。（2）NADPH+H+的来源的来源NADPH+H+是脂肪酸合成的是脂肪酸合成的供供氢体氢体，主要来自，主要来自磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径，也，也可由可由柠檬酸柠檬酸-丙酮酸循环丙酮酸循环中的中的苹果酸苹果酸转化为丙酮酸转化为丙酮酸时提供。时提供。由糖代谢而来由糖代谢而来 糖代谢过程中产生的糖代谢过程中产生的磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮经经-磷磷酸甘油脱氢酶酸甘油脱氢酶催化还原成催化还原成-磷酸甘油磷酸甘油。脂肪组织、肝脏及肌肉脂肪组织、肝脏及肌肉中主要是以此种方中主要是以此种方式生成式生成-磷酸甘油。磷酸甘油。（3）-磷酸甘油的来源磷酸甘油的来源 两方面：两方面：肝外组织肝外组织由于甘油激酶活性很低，三脂由于甘油激酶活性很低，三脂酰甘油分解产生的甘油不能被再利用，通常酰甘油分解产生的甘油不能被再利用，通常随血液运输到随血液运输到甘油激酶甘油激酶活性高的活性高的肝、肾肝、肾等组等组织中，形成织中，形成-磷酸甘油。磷酸甘油。甘油的再利用甘油的再利用（二）（二）脂肪酸的生物合成脂肪酸的生物合成1、细细胞胞浆浆中中“从从头头合合成成”途途径径（合合成成饱和脂肪酸）饱和脂肪酸）（1）丙二酸单酰）丙二酸单酰CoA的生成的生成 乙乙酰酰CoA在在乙乙酰酰辅辅酶酶A羧羧化化酶酶的的催催化化下下，加加上上CO2转转变变成成丙丙二二酸酸单单酰辅酶酰辅酶A。（。（耗能反应）耗能反应）乙乙酰酰辅辅酶酶A羧羧化化酶酶是是脂脂肪肪酸酸合合成的成的调节酶调节酶。它它受受柠柠檬檬酸酸和和乙乙酰酰CoA的的别别构构激激活活，同同时时受受软软脂脂酰酰CoA的的别别构构抑抑制制，高高糖糖低低脂脂饮饮食食会会促促进进此此酶酶的的合合成。成。（2）脂肪酸的合成）脂肪酸的合成 一一分分子子乙乙酰酰CoA和和7分分子子丙丙二二酸酸单单酰酰CoA在在脂脂肪肪酸酸合合成成酶酶系系催催化化下下，由由NADPH和和H+供氢供氢合成合成脂肪酸脂肪酸。软软脂脂酸酸所所需需的的8个个乙乙酰酰CoA单单位位中中，只只有有碳碳链链末末端端的的15和和16两两个个碳碳直直接接来来自自乙乙酰酰CoA，其其余余7个个二二碳碳单单位位均均以以丙丙二二酸酸单酰单酰CoA的形式参与合成。的形式参与合成。在在脂脂肪肪酸酸合合成成中中，一一分分子子乙乙酰酰CoA只起只起“引物引物”作用。作用。脂脂肪肪酸酸合合成成酶酶系系由由7种种蛋蛋白白质质组组成成，以以没没有有酶酶活活性性的的脂脂酰酰基基载载体体蛋蛋白白（acyl carrier protein，ACP）为为中中心心，周周围围有有序序排排布布着着具具有有催催化化活活性性的的酶酶。ACP将将底底物物转转送送到到各各个个酶酶活性位点活性位点上，使脂肪酸合有序进行。上，使脂肪酸合有序进行。有有催催化化活活性性的的酶酶分分别别催催化化酰酰基基转转移移、缩缩合合、加加氢氢、脱脱水水和和硫硫解解反反应。应。脂肪酸合成酶系结构模式脂肪酸合成酶系结构模式中央巯基中央巯基SHSH外围巯基外围巯基SHSH乙酰乙酰CoA:ACP转移酶转移酶丙二酸单酰丙二酸单酰CoA:ACP转移酶转移酶-酮脂酰酮脂酰-ACP合酶合酶-酮脂酰酮脂酰-ACP还原酶还原酶-羟脂酰羟脂酰-ACP脱水酶脱水酶烯脂酰烯脂酰-ACP还原酶还原酶酰基转移反应：酰基转移反应：乙酰乙酰CoA和和丙二酸单酰丙二酸单酰CoA分别由分别由乙酰乙酰CoA酰基转移酶酰基转移酶和和丙二酸单酰丙二酸单酰CoA转移酶转移酶催化生成催化生成乙酰乙酰-ACP和和丙丙二酸单酰二酸单酰-ACP。ACPCoASHACPCoASH 缩合反应：缩合反应：乙酰乙酰-ACP和和丙二酸单酰丙二酸单酰-ACP在在-酮脂酰酮脂酰ACP合成酶合成酶作用下缩合生成作用下缩合生成-酮脂酰酮脂酰-ACP（乙酰乙酰（乙酰乙酰-ACP）。第一次加氢反应：第一次加氢反应：-酮脂酰酮脂酰-ACP在在-酮脂酰酮脂酰-ACP还原酶还原酶催化下，催化下，由由NADPH+H+提供提供2H，还原为，还原为-羟丁酰羟丁酰-ACP。-酮脂酰酮脂酰-ACP还原酶还原酶NADPHNADP+脱水反应：脱水反应：-羟丁酰羟丁酰-ACP在在-羟脂酰羟脂酰-ACP脱水酶脱水酶作作用下，其用下，其与与碳原子间碳原子间脱去一分子水生脱去一分子水生成成烯丁酰烯丁酰-ACP（反式）。（反式）。-羟脂酰羟脂酰-ACP脱水酶脱水酶H2O 第二次加氢反应：第二次加氢反应：-烯丁酰烯丁酰-ACP在在-烯脂酰烯脂酰-ACP还原还原酶酶作用下，接受作用下，接受NADPH+H+提供的提供的2H生成生成丁酰丁酰-ACP。-烯脂酰烯脂酰-ACP还原酶还原酶NADPHNADP+丁酰丁酰-ACP是脂肪酸合成的第是脂肪酸合成的第一轮产物，通过此轮反应，延长了一轮产物，通过此轮反应，延长了两个碳原子；两个碳原子；丁酰丁酰-ACP又可以在又可以在-酮脂酰酮脂酰ACP合成酶合成酶催化下，与催化下，与丙二酸单酰丙二酸单酰-ACP缩合，再缩合，再经过上述步骤，经过上述步骤，增增加两个碳原子加两个碳原子，如此重复生成，如此重复生成软脂软脂酰酰-ACP（重复（重复6次）。次）。软脂酰软脂酰-ACP在在硫酯酶硫酯酶催化下催化下水解释放出软脂酸。水解释放出软脂酸。1分子分子乙酰乙酰CoA和和7分子分子丙二酸单酰丙二酸单酰CoA在在脂肪酸合成酶系脂肪酸合成酶系催化下，由催化下，由NADPH+H+供氢合成供氢合成软脂酸软脂酸。总结总结总反应式：总反应式：脂肪酸的脂肪酸的氧化和从头合成的异同氧化和从头合成的异同 2、线粒体和微粒体中的合成、线粒体和微粒体中的合成 在在线线粒粒体体和和微微粒粒体体中中，脂脂肪肪酸酸的的合合成成主主要要是是碳碳链链的的延延长长。在在线线粒粒体体中中可可以以进进行行与与脂脂肪肪酸酸-氧氧化化相相似似的的逆逆过过程程，将将细细胞胞浆浆中中合合成成的的软软脂脂酸酸在在线线粒粒体体和和微微粒粒体体中中延延长长成成C C1818、C C2222、C C2424 等脂肪酸。等脂肪酸。动物体细胞浆中最多只能合成动物体细胞浆中最多只能合成C C1616脂肪酸脂肪酸。原原因因：-酮酮脂脂酰酰ACP合合成成酶酶对对14碳碳以以上上的的酯酯酰酰基基催催化化能能力力很很弱弱；硫硫酯酯酶酶对对16碳碳原原子脂酰基活性子脂酰基活性最大最大。首首先先缩缩合合酶酶催催化化脂脂酰酰CoA与与乙乙酰酰CoA形形成成-酮酮脂脂酰酰CoA，再再经经还还原原型型辅辅酶酶和和还还原原型型辅辅酶酶供供氢氢还还原原产产生生比比原原来来多多2个个碳碳原原子子的的脂脂酰酰辅辅酶酶A，后后者者尚尚可可通过类似过程，并重复多次而加长碳链。通过类似过程，并重复多次而加长碳链。微粒体微粒体中的合成：与线粒体相似，中的合成：与线粒体相似，利用利用丙二酰丙二酰CoA加长碳链；加长碳链；还原过程需还原过程需还原型辅酶还原型辅酶供氢；供氢；酶不以酶不以ACPACP为酰基载体。为酰基载体。不同点不同点（三）不饱和脂肪酸的合成（三）不饱和脂肪酸的合成在在脂酰脂酰CoA去饱和酶去饱和酶作用下，分别作用下，分别将将软脂酸软脂酸和和硬脂酸硬脂酸氧化得到氧化得到棕榈酸棕榈酸和和油油酸酸。哺乳动物哺乳动物只具有引入只具有引入C-9位的双键位的双键的酶，所以亚油酸和亚麻酸不能自身合的酶，所以亚油酸和亚麻酸不能自身合成成必需脂肪酸。必需脂肪酸。特别说明特别说明不不 饱饱 和和 脂脂 肪肪 酸酸 的的 合合 成成（四）脂肪的合成（四）脂肪的合成脂酰脂酰CoA和和-磷酸甘油。磷酸甘油。具体步骤：具体步骤：脂肪酸与脂肪酸与CoA 在在脂肪酸硫激酶脂肪酸硫激酶作用作用下生成下生成脂酰脂酰CoA；-磷酸甘油与磷酸甘油与2分子分子脂酰脂酰CoA在在磷磷酸甘油酯酰转移酶酸甘油酯酰转移酶作用下作用下形成形成磷脂酸磷脂酸；磷脂酸在磷脂酸在磷酸酶磷酸酶作用下生成作用下生成甘油二甘油二酯酯；甘油二酯再与一分子的脂酰甘油二酯再与一分子的脂酰CoA缩缩合生成合生成甘油三酯甘油三酯。原原 料料磷酸甘油酯酰转移酶磷酸甘油酯酰转移酶磷酸甘油酯酰转移酶磷酸甘油酯酰转移酶 磷酸酶磷酸酶二酰甘油酯酰转移酶二酰甘油酯酰转移酶七、七、脂肪代谢的调节脂肪代谢的调节（一）糖代谢对脂肪代谢的调节（一）糖代谢对脂肪代谢的调节1、糖供应充足时对脂肪酸代谢的影响、糖供应充足时对脂肪酸代谢的影响 糖糖供供应应充充足足时时，糖糖分分解解产产生生的的乙乙酰酰辅辅酶酶A及及柠柠檬檬酸酸别别构构激激活活脂脂肪肪酸酸合合成成的的调调节节酶酶乙乙酰酰辅辅酶酶A羧羧化化酶酶，促促进进丙丙二二酸酸单单酰酰辅辅酶酶A的的合合成成，三三脂脂酰酰甘甘油油的的合成代谢加强。合成代谢加强。另另外外，丙丙二二酸酸单单酰酰CoA又又可可与与脂脂酰酰CoA竞竞争争脂脂肪肪分分解解的的调调节节酶酶-肉肉毒毒碱碱酰酰基基转转移移酶酶，阻阻碍碍脂脂酰酰CoA进进入入线线粒粒体体进行进行-氧化。氧化。所所以以，糖糖供供应应充充分分，氧氧化化分分解解正正常常时，脂肪时，脂肪合成代谢加强合成代谢加强，分解代谢减慢分解代谢减慢。2、糖供应不充分时对脂肪代谢的影响、糖供应不充分时对脂肪代谢的影响 糖糖供供应应不不足足，脂脂肪肪动动员员加加快快，肝肝细细胞胞内内脂脂酰酰CoA增增多多，后后者者可可别别构构抑抑制制乙乙酰酰CoA羧羧化化酶酶，从从而而抑抑制制了了脂脂肪肪合成。脂肪酸的合成。脂肪酸的-氧化明显。氧化明显。（二）激素对脂肪代谢的影响（二）激素对脂肪代谢的影响1、有利于脂肪分解的激素、有利于脂肪分解的激素 肾肾上上腺腺素素、生生长长素素、甲甲状状腺腺素素等等能能促促进进脂脂肪肪水水解解的的调调节节酶酶三三脂脂酰酰甘甘油油脂肪酶活性，从而脂肪酶活性，从而促进脂肪分解促进脂肪分解。2、促进脂肪合成的激素、促进脂肪合成的激素 胰胰岛岛素素是是调调节节脂脂肪肪合合成成的的主主要要激激素素。它它诱诱导导乙乙酰酰CoA羧羧化化酶酶、脂脂肪肪酸酸合合成成酶酶以以及及柠柠檬檬酸酸裂裂解解酶酶等等酶酶的的合合成成，从从而而促促进脂肪合成进脂肪合成。脂肪酸合成的调节脂肪酸合成的调节脂肪代谢与糖代谢的关系脂肪代谢与糖代谢的关系八、磷脂代谢（八、磷脂代谢（Metabolismofhospholipids）磷脂是构成生物体生物膜的重要物质。磷脂是构成生物体生物膜的重要物质。磷脂酶磷脂酶 C磷脂酶磷脂酶 D磷脂酶磷脂酶 A2磷脂酶磷脂酶 A1（一）磷脂的分解代谢（一）磷脂的分解代谢参与磷脂分解的酶主要有参与磷脂分解的酶主要有磷脂酶磷脂酶A1、A2、C、D，它们作用于磷脂中的不同化，它们作用于磷脂中的不同化学键。学键。1、磷脂酶磷脂酶A：作用于磷脂中：作用于磷脂中脂酰基脂酰基的酶称的酶称为磷脂酶为磷脂酶A。其中水解键其中水解键1的叫做磷脂酶的叫做磷脂酶A1，水解，水解键键2的叫做磷脂酶的叫做磷脂酶A2。来源：来源：动物肝、肾，蛇毒、蜂毒等。动物肝、肾，蛇毒、蜂毒等。2、磷脂酶磷脂酶C：分解键分解键3，使，使磷酸甘油磷酸甘油酯键酯键断裂。断裂。主要存在于微生物主要存在于微生物中，动物脑中也有。中，动物脑中也有。来来 源源3、磷脂酶磷脂酶D：作用于键作用于键4（磷酸胆碱磷酸胆碱或胆胺酯键或胆胺酯键），游离出胆碱或胆胺。），游离出胆碱或胆胺。其中：其中：甘油甘油和和磷酸磷酸进入糖代谢，进一步氧进入糖代谢，进一步氧化成化成CO2和水；和水；胆碱胆碱经氧化或脱甲基生成甘氨酸；经氧化或脱甲基生成甘氨酸；甘油、磷酸、胆碱甘油、磷酸、胆碱也可参与磷脂的也可参与磷脂的合成；合成；脂肪酸脂肪酸进行进行-氧化。氧化。（二）磷脂的合成代谢（二）磷脂的合成代谢1、合成部位合成部位 生生物物体体几几乎乎所所有有组组织织中中都都能能合合成成磷磷脂，但以脂，但以肝、肠肝、肠等组织最活跃。等组织最活跃。2、合成原料合成原料 主要有主要有甘油甘油、脂肪酸脂肪酸、磷酸胆碱磷酸胆碱等。等。脂肪酸：由脂肪酸合成途径产生；脂肪酸：由脂肪酸合成途径产生；甘油：糖代谢产生。甘油：糖代谢产生。3、卵磷脂的、卵磷脂的合成合成卵磷脂可以由卵磷脂可以由二脂酰甘油二脂酰甘油与与磷酸胆磷酸胆碱碱直接合成。直接合成。（1）二脂酰甘油的生成二脂酰甘油的生成 主要来自于主要来自于磷脂酸磷脂酸；也也可可由由磷磷酸酸甘甘油油和和脂脂酰酰CoA反反应应生生成。成。磷脂酸磷脂酸二脂酰甘油二脂酰甘油H2OPi脂酰脂酰CoA2+二脂酰甘油二脂酰甘油脂酰转移酶脂酰转移酶磷酸酶磷酸酶2CoASH+Pi（2）磷酸胆碱的生成）磷酸胆碱的生成由由胆碱胆碱的的磷酸化磷酸化产生。产生。胆碱来源于胆碱来源于食物食物；也可由也可由丝氨酸丝氨酸脱羧和甲脱羧和甲基化生成。基化生成。ATPADP胆碱激酶胆碱激酶（3）卵磷脂（或脑磷脂）的生成）卵磷脂（或脑磷脂）的生成二脂酰甘油二脂酰甘油与与磷酸胆碱磷酸胆碱（或（或磷酸磷酸胆胺胆胺）缩合形成）缩合形成卵磷脂卵磷脂（或（或脑磷脂脑磷脂）。）。磷酸胆碱磷酸胆碱磷酸胆碱胞苷酸转移酶磷酸胆碱胞苷酸转移酶CTPPPi二脂酰甘油二脂酰甘油+磷酸胆碱二酰甘油磷酸胆碱二酰甘油转移酶转移酶CMP九、胆固醇代谢（九、胆固醇代谢（MetabolismofCholesterol）（一）胆固醇的合成代谢（一）胆固醇的合成代谢 1、概述、概述 胆胆固固醇醇是是生生物物膜膜的的重重要要组组成成成成分分，在在维维持持膜膜的的流流动动性性和和正正常常功功能能中中起起着着重重要作用。要作用。胆胆固固醇醇又又是是类类固固醇醇激激素素、胆胆汁汁酸酸及及维生素维生素D的前体。的前体。人体含胆固醇约人体含胆固醇约2g/kg体重。体重。2、体内胆固醇的来源体内胆固醇的来源 来自于来自于动物性食物动物性食物（占少量）；（占少量）；机体合成机体合成（每天（每天1克）克）外源性胆固醇外源性胆固醇内源性胆固醇内源性胆固醇3、合成部位合成部位 生生物物体体各各组组织织几几乎乎都都能能合合成成胆胆固固醇醇（除除脑脑组组织织和和成成熟熟的的红红细细胞胞），肝肝脏脏和和小小肠肠的的合合成成能能力力最最强强，肝肝脏脏合合成成的的胆胆固固醇醇占占全全身身总总合合成成量量的的70%-80%，其此是小肠。其此是小肠。细胞液和内质网。细胞液和内质网。进行部位进行部位4、合成原料合成原料（1）乙乙酰酰辅辅酶酶A：大大多多数数来