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1、第十章第十章 脂质代谢脂质代谢l第一节第一节 脂质的分解代谢脂质的分解代谢l第二节第二节 脂质的合成代谢脂质的合成代谢学习脂质代谢的意义学习脂质代谢的意义 随着人们生活节奏的加快、饮食习惯的改变及快餐文随着人们生活节奏的加快、饮食习惯的改变及快餐文化的出现，高脂肪、高热量、高胆固醇饮食给我们带来化的出现，高脂肪、高热量、高胆固醇饮食给我们带来的血脂异常疾病已经日益成为威胁人类健康的重要疾病。的血脂异常疾病已经日益成为威胁人类健康的重要疾病。血脂升高给人体带来的影响血脂升高给人体带来的影响冠冠状状动动脉脉粥粥样样硬硬化化冠冠心心病病第一节第一节 脂质的分解代谢脂质的分解代谢l一、脂肪的消化吸收与
2、水解一、脂肪的消化吸收与水解l二、甘油的代谢二、甘油的代谢l三、脂肪酸的分解代谢三、脂肪酸的分解代谢l四、酮体的代谢四、酮体的代谢1.脂肪的消化吸收与水解脂肪的消化吸收与水解脂肪的消化主要在脂肪的消化主要在小肠小肠中进行中进行参与脂类消化的主要酶类参与脂类消化的主要酶类甘油三酯甘油三酯2-2-甘油单酯甘油单酯 +2 FFA+2 FFA磷磷 脂脂溶血磷脂溶血磷脂 +FFA+FFA磷脂酶磷脂酶A2A2胆固醇酯胆固醇酯胆固醇酯酶胆固醇酯酶胆固醇胆固醇 +FFA+FFA 胰脂肪酶胰脂肪酶 胆囊胆囊Emulsification&digestionabsorption毛细血管中，毛细血管中，激素敏感甘激素
3、敏感甘油三酯脂肪油三酯脂肪酶激活酶激活 脂肪的消化、吸收和转运脂肪的消化、吸收和转运脂酶水解脂酶水解TG胆汁乳化胆汁乳化肠粘膜吸收脂肪酸和肠粘膜吸收脂肪酸和甘油并重新生成脂肪甘油并重新生成脂肪小肠小肠小肠粘膜细胞小肠粘膜细胞 毛细管毛细管乳糜微粒乳糜微粒脂蛋白脂肪酶脂蛋白脂肪酶l 生物体内脂肪酸的氧化分解存在不同的途生物体内脂肪酸的氧化分解存在不同的途径，包括有径，包括有氧化氧化、氧化和氧化和氧化途径氧化途径3.脂肪酸的分解代谢（重点）脂肪酸的分解代谢（重点）19041904年德国年德国KnoopKnoop：1-5C 1-5C 苯脂酸苯脂酸 喂狗喂狗马尿酸马尿酸苯乙尿酸苯乙尿酸-氧化的发现氧化
4、的发现-氧氧化化学学说说：脂脂肪肪酸酸无无论论长长短短，其其降降解解都都从从羧羧基基端端的的-C开开始始，-C被被氧氧化化，裂裂解解一一个个2C单位，碳链依次断裂。单位，碳链依次断裂。部部位位原原核核生生物物细细胞胞质质、各各种种真真核核生生物物线粒体线粒体基质基质内内 脂肪酸的脂肪酸的氧化氧化A.脂肪酸的活化脂肪酸的活化A 每活化每活化1分子脂肪酸，需分子脂肪酸，需1分子分子ATPAMP，在体内，在体内PPi易发生水解，使反应正向进行，不可逆。易发生水解，使反应正向进行，不可逆。B 细胞中细胞中两种脂酰两种脂酰CoA合成酶合成酶:内质网脂酰内质网脂酰CoA合成酶合成酶(硫激酶硫激酶)：活化：
5、活化12C以上的以上的 FA线粒体脂酰线粒体脂酰CoA合成酶合成酶：活化：活化4-10C（中短链）的（中短链）的 FAB.脂肪酸的转运脂肪酸的转运中、短链脂肪酸可直接穿过线粒体内膜，中、短链脂肪酸可直接穿过线粒体内膜，长链脂肪酸需依靠长链脂肪酸需依靠肉碱肉碱携带，以携带，以脂酰肉碱脂酰肉碱的形式跨越内膜进入基质，故称的形式跨越内膜进入基质，故称肉碱转运肉碱转运。肉碱肉碱红颜色羟基红颜色羟基为连接脂酰为连接脂酰CoA的地方的地方3-羟基羟基-4-三甲氨基丁酸三甲氨基丁酸脂肪酸的转运脂肪酸的转运活化的脂酰辅酶活化的脂酰辅酶A由由肉碱肉碱带进带进线粒体线粒体脂酰脂酰-CoA进入线粒体是进入线粒体是脂
6、肪酸氧化的限速反应脂肪酸氧化的限速反应。当饥饿时，机体不能利用糖，需脂肪酸供能，肉当饥饿时，机体不能利用糖，需脂肪酸供能，肉碱脂酰转移酶碱脂酰转移酶活性增加，脂肪酸氧化加强；活性增加，脂肪酸氧化加强；饱食时，脂肪合成增加，抑制肉碱脂酰转移酶饱食时，脂肪合成增加，抑制肉碱脂酰转移酶活性，因而脂肪酸的氧化被抑制。活性，因而脂肪酸的氧化被抑制。活化活化水化水化脱氢脱氢硫酯解硫酯解硫酯解硫酯解乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoACoACoA脱氢脱氢线粒体膜线粒体膜转运转运细胞质细胞质线粒体基质线粒体基质产物产物-氧化氧化C.-氧化的反应过程氧化的反应过程脂肪酸脂肪酸 乙酰辅酶乙酰辅酶A在在线粒体基质线粒体基质
7、进行，每进行，每4步一个循环，生成一步一个循环，生成一个个乙酰辅酶乙酰辅酶A-氧化氧化,-烯脂酰烯脂酰 CoA烯脂酰烯脂酰CoA水合酶水合酶脂酰 CoA脂酰脂酰CoA脱氢酶脱氢酶L-(+)-羟脂酰羟脂酰CoAL-羟脂酰羟脂酰CoA脱氢酶脱氢酶-酮脂酰酮脂酰CoA-酮脂酰酮脂酰CoA硫解酶硫解酶脱氢脱氢水化水化硫解硫解脱氢脱氢脂酰脂酰CoA脂酰脂酰CoA乙酰乙酰CoATCA循环循环下一轮下一轮-氧化氧化烯脂酰烯脂酰CoACoA水合酶水合酶脂酰脂酰CoACoA脱氢酶脱氢酶羟脂酰羟脂酰CoACoA脱氢酶脱氢酶酮脂酰酮脂酰CoACoA硫解酶硫解酶（4）-氧化的化学计量氧化的化学计量试计算试计算1分子软
8、脂酸彻底氧化分解产生的分子软脂酸彻底氧化分解产生的ATP?脂肪酸的脂肪酸的-氧化氧化线粒体中脂肪酸彻底氧化线粒体中脂肪酸彻底氧化的三大步骤的三大步骤软脂酸软脂酸脂肪酸氧化的高度放能脂肪酸氧化的高度放能软脂酸每次每次-氧化产生：氧化产生：1NADH、1FADH2软脂酸经软脂酸经7次次-氧化共产生：氧化共产生：8 CH3COSCoA （=8*10=80ATP）7NADH （=7*1.5=10.5ATP）7FADH2 （=7*2.5=17.5ATP）Total=108ATP减去脂肪酸活化消耗的减去脂肪酸活化消耗的2个高能磷酸键个高能磷酸键Net=106ATP不饱和脂肪酸的氧化不饱和脂肪酸的氧化l不饱
9、和脂肪酸的氧化也发生在不饱和脂肪酸的氧化也发生在线粒体线粒体中，它的中，它的活化与跨膜与饱和脂肪酸一样，也是经过氧化活化与跨膜与饱和脂肪酸一样，也是经过氧化而降解，但它需要而降解，但它需要另外二个酶另外二个酶的参与：的参与：烯脂酰烯脂酰CoACoA异构酶异构酶（参与单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸的氧化）（参与单不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸的氧化）2,4-2,4-二烯脂酰二烯脂酰CoACoA还原酶还原酶（仅参与多不饱和脂肪酸的氧化）（仅参与多不饱和脂肪酸的氧化）还原酶还原酶还原酶还原酶 将一将一反式反式-2，顺式，顺式-4结构结构转化成转化成反式反式-3结构结构反式反式-3结构再进一步被结构再进
10、一步被异异构酶构酶转化成转化成反式反式-2 结构。结构。2,4-2,4-烯脂酰烯脂酰-CoA-CoA还原酶还原酶单不饱和脂肪酸的氧化单不饱和脂肪酸的氧化棕榈油酰棕榈油酰CoA经过经过3次次-氧化后氧化后3-顺顺-十烯脂酰十烯脂酰CoA3-顺顺-十烯脂酰十烯脂酰CoA异构酶异构酶2-反反-十烯脂酰十烯脂酰CoA先经烯酰先经烯酰CoA水合酶后经水合酶后经5次次-氧化氧化5 CH3COSCoA少一次脂酰少一次脂酰CoA脱氢酶的脱氢反应，少脱氢酶的脱氢反应，少生成生成1FADH2它不是它不是烯脂酰烯脂酰CoA水合酶水合酶的底物，的底物，因此需要异构化成反式的因此需要异构化成反式的2位烯位烯酰酰CoA。
11、l不不饱饱和和脂脂肪肪酸酸的的氧氧化化产产生生的的ATP数数目目比比同同碳碳数数的的饱饱和脂肪酸产生的和脂肪酸产生的ATP数目少。数目少。l每每多多一一个个双双键键，-氧氧化化就就少少一一步步以以FAD为为辅辅酶酶的的脱脱氢反应，少产生氢反应，少产生1.5个个ATP。l所所以以亚亚油油酸酸C18比比同同碳碳原原子子数数饱饱和和脂脂肪肪酸酸硬硬脂脂酸酸C18少生成少生成3个个ATP。Tips奇数碳原子脂肪酸的氧化奇数碳原子脂肪酸的氧化大多数哺乳动物中奇数碳原子的脂肪酸是罕见的，大多数哺乳动物中奇数碳原子的脂肪酸是罕见的，但在反刍动物中如牛中，也提供约但在反刍动物中如牛中，也提供约25%25%能量
12、。能量。1717个个碳的直链脂肪酸碳的直链脂肪酸经经 氧化氧化后产生后产生7 7个乙酰个乙酰CoACoA和和1 1个个丙酰丙酰CoACoA丙酰丙酰-CoA去路包括两条：去路包括两条：甲基丙二酸单酰甲基丙二酸单酰CoA途径途径 经经3步酶促反应步酶促反应转化为转化为琥珀酰琥珀酰-CoA进入进入TCA循环循环-羟丙酸支路羟丙酸支路 经经5步反应生成步反应生成乙酰乙酰CoA丙酰丙酰CoA转化成琥珀酰转化成琥珀酰CoA，进入，进入TCA。在动物肝脏中奇数碳脂肪酸最终能够异生为糖。-羟丙酸支路（羟丙酸支路（5步）步）v-氧化氧化：在植物种子萌发时，脂肪酸的：在植物种子萌发时，脂肪酸的-碳被碳被氧化成羟基
13、氧化成羟基，生成，生成-羟基酸。羟基酸。-羟基酸可进一羟基酸可进一步脱羧、氧化转变成少一个碳原子的脂肪酸。步脱羧、氧化转变成少一个碳原子的脂肪酸。上述反应由上述反应由单氧化酶单氧化酶催化，需要有催化，需要有O O2 2、FeFe2+2+和和抗坏血酸等参加。抗坏血酸等参加。v-氧化在植物组织、动物的肝脏和脑组织中都氧化在植物组织、动物的肝脏和脑组织中都有发现。有发现。-氧化氧化加单氧酶加单氧酶脱氢酶脱氢酶脱羧酶脱羧酶-氧化氧化-氧氧化化：在在动动物物体体中中，C C10 10 或或C C1111脂脂肪肪酸酸的的碳碳链链末末端端碳碳原原子子（-碳碳原原子子）可可以以先先被被氧氧化化，形形成成二二羧
14、羧酸酸。二二羧羧酸酸进进入入线线粒粒体体内内后后，可可以以从从分分子子的的任任何何一一端端进进行行-氧氧化化，最最后后生生成成的的琥琥珀珀酰酰CoACoA可直接进入三羧酸循环。可直接进入三羧酸循环。石油中的石油中的脂肪烃脂肪烃先先被微生物被微生物氧化为脂肪酸氧化为脂肪酸,进进一步通过一步通过脂肪酸氧化途径脂肪酸氧化途径被降解。被降解。乙酰辅酶乙酰辅酶A的代谢结局的代谢结局1.进入TCA循环以及进一步的电子传递系统，最终完全氧化为CO2和H2O;2.作为类固醇的前体，生成胆固醇；3.作为脂肪酸合成的前体；4.转化为酮体（乙酰乙酸、D-羟丁酸和丙酮）4 酮体的代谢酮体的代谢酮体是脂肪酸在肝分解氧化
15、时特有的中间代酮体是脂肪酸在肝分解氧化时特有的中间代谢产物。是谢产物。是乙酰乙酸、乙酰乙酸、-羟丁酸和丙酮羟丁酸和丙酮三者的三者的统称。统称。酮体的生成酮体的生成l 部位：部位：肝线粒体肝线粒体l 原料：乙酰原料：乙酰CoACoA，主要来自，主要来自脂酸的脂酸的-氧化。氧化。l 关键酶：关键酶：HMG CoAHMG CoA合成酶合成酶特殊的酶特殊的酶特殊的酶特殊的酶CHCH3 3CSCoACSCoA=OOCHCH3 3CSCoACSCoA=OOCHCH3 3CCHCCH2 2C CSCoASCoA (乙酰乙酰乙酰乙酰乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA)=OO=OOHOCCHHOCCH2 2CCHCC
16、H2 2CSCoACSCoA (HMGCoA)(HMGCoA)CHCH3 3OHOH羟甲基戊二酸单酰羟甲基戊二酸单酰羟甲基戊二酸单酰羟甲基戊二酸单酰CoACoA=OO=OOCHCH3 3CCHCCH2 2COHCOH乙酰乙酸乙酰乙酸乙酰乙酸乙酰乙酸=OO=OOCHCH3 3CCHCCH3 3丙酮丙酮丙酮丙酮=OOCOCO2 2CHCH3 3CHCHCHCH2 2COOHCOOHD(-)-羟丁酸羟丁酸OHOHCoASHCoASH NAD NAD+NADH+HNADH+H+-羟丁酸羟丁酸脱氢酶脱氢酶HMGCoA 合成酶合成酶乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA硫解酶硫解酶HMGCoAHMGCoA 裂解酶裂
17、解酶酮体的生成酮体的生成肝内合成肝内合成肝外分解肝外分解乙酰乙酸乙酰乙酸-羟基丁酸羟基丁酸乙酰乙酰-CoA硫解酶硫解酶乙酰乙酰乙酰乙酰-CoA-酮脂酰酮脂酰-CoA 转移酶转移酶产生的能量提产生的能量提供给肝外组织供给肝外组织琥珀酰琥珀酰CoA酮体的利用酮体的利用-羟基丁酸脱氢酶羟基丁酸脱氢酶注意：注意：l-羟基丁酸可以按照上述途径进行分解羟基丁酸可以按照上述途径进行分解l丙酮可通过呼吸或随尿排出，部分丙酮可在一丙酮可通过呼吸或随尿排出，部分丙酮可在一系列酶作用下生成丙酮酸或乳酸，进一步氧化系列酶作用下生成丙酮酸或乳酸，进一步氧化分解或异生为葡萄糖分解或异生为葡萄糖l肝是生成酮体的器官，但不能
18、利用酮体；肝是生成酮体的器官，但不能利用酮体；l肝外组织中不能生成酮体，但却可以利用酮体肝外组织中不能生成酮体，但却可以利用酮体肝细胞肝细胞糖异生糖异生乙酰乙酸乙酰乙酸脂肪酸脂肪酸乙酰乙酰-CoA输出的酮体运输到输出的酮体运输到肝外，供给骨骼肌，肝外，供给骨骼肌，心、脑等能量心、脑等能量输出的输出的G供给脑和供给脑和其他组织作为能量其他组织作为能量来源来源酮体氧化的生理和病理意义酮体氧化的生理和病理意义l1.酮酮体体是是脂脂肪肪酸酸在在肝肝正正常常的的中中间间代代谢谢产产物物，是是肝肝脏脏输输出出能能源源的的一一种种形形式式，特特别别在在饥饥饿饿、禁禁食食等等糖糖供应不足时，成为肌肉尤其是脑组
19、织的主要能源；供应不足时，成为肌肉尤其是脑组织的主要能源；l2.正正常常情情况况下下，肝肝脏脏产产生生的的酮酮体体被被肝肝外外组组织织迅迅速速利利用用，当当饥饥饿饿、禁禁食食、糖糖尿尿病病等等情情况况下下，脂脂肪肪酸酸分分解解加加强强，酮酮体体生生成成增增多多。会会出出现现酮酮尿尿症症、酮酮血血症以及酮症酸中毒（乙酰乙酸、症以及酮症酸中毒（乙酰乙酸、-羟基丁酸羟基丁酸等）等）第二节第二节 脂质的合成代谢脂质的合成代谢v合成原料：合成原料：乙酰CoA为主要原料NADPH主要来自磷酸戊糖途径。v合成部位合成部位细胞质细胞质v以下内容自学以下内容自学本章重点本章重点l1.脂肪酸的跨线粒体转运（肉碱穿梭，同时也脂肪酸的跨线粒体转运（肉碱穿梭，同时也注意酶）注意酶）l2.脂肪酸的氧化及产能分析（脂肪酸的氧化及产能分析（-氧化，饱和、氧化，饱和、不饱和脂肪酸、奇数脂肪酸氧化分解途径）不饱和脂肪酸、奇数脂肪酸氧化分解途径）l3.酮体的合成和分解及生物学意义酮体的合成和分解及生物学意义