生物化學(xué)合工大第十章脂類代謝

第十章脂類代謝脂類概述脂肪的分解代謝脂肪的生物合成一、脂類概述1.概念

脂類是脂肪和類脂的總稱，它是有脂肪酸與醇作用生成的酯及其衍生物，統(tǒng)稱為脂質(zhì)或脂類，是動物和植物體的重要組成成分。脂類是廣泛存在與自然界的一大類物質(zhì)，它們的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)理化性質(zhì)以及生物功能存在著很大的差異，但它們都有一個共同的特性，即可用非極性有機(jī)溶劑從細(xì)胞和組織中提取出來。2.分類脂肪真脂或中性脂肪（甘油三酯）

類脂磷脂糖脂異戊二烯酯甾醇萜類甘油磷脂鞘氨醇磷脂卵磷脂腦磷脂①貯藏物質(zhì)/能量物質(zhì):脂肪是機(jī)體內(nèi)代謝燃料的貯存形式，它在體內(nèi)氧化可釋放大量能量以供機(jī)體利用。②提供給機(jī)體必需脂成分:（1）必需脂肪酸亞油酸18碳脂肪酸，含兩個不飽和鍵；亞麻酸18碳脂肪酸，含三個不飽和鍵；花生四烯酸20碳脂肪酸，含四個不飽和鍵；（2）生物活性物質(zhì)激素、膽固醇、維生素等。3.脂類的功能

1g脂肪在體內(nèi)徹底氧化供能約38KJ，而1g糖徹底氧化僅供銷能16.7KJ。③生物體結(jié)構(gòu)物質(zhì)

（1）作為細(xì)胞膜的主要成分:幾乎細(xì)胞所含的磷脂都集中在生物膜中，是生物膜結(jié)構(gòu)的基本組成成分。

（2）保護(hù)作用:脂肪組織較為柔軟，存在于各重要的器官組織之間，使器官之間減少摩擦，對器官起保護(hù)作用。④用作藥物：卵磷脂、腦磷脂可用于肝病、神經(jīng)衰弱及動脈粥樣硬化的治療等。二、脂肪的分解代謝1.脂肪的水解酯酶為限速酶!脂肪動員：儲存在脂肪細(xì)胞中的脂肪，被脂肪酶逐步水解為游離的脂肪酸及甘油，并釋入血以供其他組織氧化利用的過程。2.甘油的分解磷酸酯酶3.脂肪酸的氧化分解（β-氧化）①脂肪酸的活化——脂酰CoA的生成

長鏈脂肪酸氧化前必須進(jìn)行活化，活化在線粒體外進(jìn)行。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體外膜上的脂酰CoA合成酶在ATP、CoASH、Mg2+存在條件下，催化脂肪酸活化，生成脂酰CoA。②脂酰CoA的穿膜（脂酰CoA進(jìn)入線粒體）脂肪酸活化在細(xì)胞液中進(jìn)行，而催化脂肪酸氧化的酶系是在線粒體基質(zhì)內(nèi)，因此活化的脂酰CoA必須進(jìn)入線粒體內(nèi)才能代謝。酯酰肉堿穿梭系統(tǒng)肉毒堿脂酰CoA轉(zhuǎn)移酶Ⅱ肉毒堿脂酰CoA轉(zhuǎn)移酶Ⅰ(限速酶)移位酶③脂肪酸的β氧化長鏈脂酰CoA的β氧化是在線粒體脂肪酸氧化酶系作用下進(jìn)行的，每次氧化斷去二碳單位的乙酰CoA，再經(jīng)TCA循環(huán)完全氧化成二氧化碳和水，并釋放大量能量。偶數(shù)碳原子的脂肪酸β氧化最終全部生成乙酰CoA。脂酰CoA的β氧化反應(yīng)過程如下：（1）脫氫脂酰CoA經(jīng)脂酰CoA脫氫酶催化，在其α和β碳原子上脫氫，生成△2反烯脂酰CoA，該脫氫反應(yīng)的輔基為FAD。（2）加水（水合反應(yīng)）△2反烯脂酰CoA在△2反烯脂酰CoA水合酶催化下，在雙鍵上加水生成L-β-羥脂酰CoA。（3）脫氫L-β-羥脂酰CoA在L-β-羥脂酰CoA脫氫酶催化下，脫去β碳原子與羥基上的氫原子生成β-酮脂酰CoA，該反應(yīng)的輔酶為NAD+。（4）硫解在β-酮脂酰CoA硫解酶催化下，β-酮脂酰CoA與CoA作用，硫解產(chǎn)生1分子乙酰CoA和比原來少兩個碳原子的脂酰CoA。氧化的生化歷程

乙酰CoAFADFADH2

NAD+NADHRCH2CH2CO-SCoA脂酰CoA脫氫酶脂酰CoA

β-烯脂酰CoA水化酶

β-羥脂酰CoA脫氫酶

β-酮酯酰CoA硫解酶RCHOHCH2CO~ScoARCOCH2CO-SCoARCH=CH-CO-SCoA

+CH3CO~SCoAR-CO~ScoAH2O

CoASHTCA

乙酰CoA

乙酰CoA

乙酰CoAATPH20呼吸鏈H20呼吸鏈

乙酰CoA

乙酰CoA

乙酰CoA

乙酰CoA脂肪酸β-氧化作用小結(jié):（1）脂肪酸β-氧化時僅需活化一次，消耗1個ATP的

兩個高能鍵，生成脂酰CoA。（2）長鏈脂肪酸由線粒體外的脂酰CoA合成酶活化，經(jīng)肉堿運到線粒內(nèi)；中、短鏈脂肪酸直接進(jìn)入線粒體，由線粒體內(nèi)的脂酰CoA合成酶活化。（3）β-氧化包括脫氫、水化、脫氫、硫解4個重復(fù)步驟。

(4肅)脂肪炸酸β氧化沉最終慶的產(chǎn)影物為府乙酰Co政A、NA諷DH和FA來DH2。假木如碳鍛原子萬數(shù)為Cn的脂友肪酸庸進(jìn)行β氧化關(guān)，則盾需要忠作（n/胖2－1）次授循環(huán)恩才能狹完全卵分解怠為n/選2個乙你酰Co缺A，產(chǎn)虧生n/墾2-謝1個NA炒DH和n/侍2-怎1個FA倍DH2；生販成的讓乙酰Co瞇A通過TC捧A循環(huán)叛徹底尊氧化腥成二勞氧化鈔碳和柱水并箏釋放賞能量惡，而NA要DH和FA墾DH2則通降過呼臟吸鏈?zhǔn)巶鬟f挎電子箭生成AT心P。至鬼此可汁以生攜成的AT閱P數(shù)量鞠為：以軟西脂酸久（16緒C）為判例計寺算其甲完全插氧化宿所生驢成的AT溜P分子瘦數(shù)：4.脂肪鄭酸的拿其它幼氧化截分解亂方式1)奇數(shù)恥碳原大子脂腳肪酸掙的分說解丙酰Co宿A有兩吼條代滔謝途困徑:①羧化:丙酰Co階A轉(zhuǎn)化艱成琥然珀酰Co蓋A，進(jìn)入TC價A。動物箭體內(nèi)己存在省這條川途徑熄，因豪此，冬在動脾物肝唉臟中送奇數(shù)掃碳脂怠肪酸鍬最終劉能夠浪異生味為糖妙。②粥脫羧:丙酰Co憲A轉(zhuǎn)化底成乙丘酰Co其A，進(jìn)入TC蒙A。植物揪、微幟生物矛中較瀉普遍前。2）脂義肪酸崗的α-氧化（不禍需活濫化，勺直接亦氧化翁游離輔脂肪酸昏）RC丈H2CO見OH觀→R熄CO勢OH溉+C振O2對于畝降解約支鏈棕脂肪嚼酸、壓奇數(shù)情碳脂敲肪酸瘡、過卸分長反鏈脂的肪酸倘（如胳腦中C22、C24）有重陣要作旦用。3）脂卻肪酸棟的-ω氧化（ω端的淘甲基蓮羥基票化，杯氧化斧成醛，藝再氧燦化成騎酸）少數(shù)錄的12慮C以下殘的脂喚酸可史通過ω-氧化批途徑古，產(chǎn)核生二筒羧酸欠。4）不老飽和型脂肪妥酸的吊分解①單不興飽和悼脂肪顧酸的杰氧化油酸視的β氧化:△3順—△2反烯佛脂酰Co圍A異構(gòu)駛酶（耽改變售雙鍵明位置匯和順賤反構(gòu)夏型）②多不糧飽和孕脂肪盲酸的泳氧化亞油促酸的β氧化:△3順—△2反烯傳脂酰Co牧A異構(gòu)潮酶（攜改變秧雙鍵鹽位置遮和順騾反構(gòu)村型）β-羥脂姑酰Co寇A差向謝酶（禍改變β-羥基脊構(gòu)型損：D→械L型）5.乙酰Co窩A的去我路①進(jìn)賢入TC城A循環(huán)波最終叼氧化劈燕生成旨二氧披化碳搞和水匯以及沈大量阿的AT店P(guān)。②生毫成酮搖體參打與代疼謝（戶動物毀體內(nèi)緩）脂肪貍酸β氧化廳產(chǎn)生巖的乙套酰Co那A，在驢肌肉蒼細(xì)胞闖中可傅進(jìn)入TC乘A循環(huán)節(jié)進(jìn)行記徹底遍氧化扮分解星；但序在肝臟運及腎僚臟細(xì)胞鏡中還抖有另你外一父條去伯路，阿即形葡成乙酰胃乙酸殿、D-山β-羥丁菌酸和哪丙酮，這襖三者羞統(tǒng)稱酬為酮體。（1）酮帶體的萬生成（肝細(xì)細(xì)胞蘭的線宵粒體店內(nèi)）肝臟犁線粒疤體中微的乙扒酰Co饅A走哪粒一條葵途徑掃（生犧成酮仇體或澡進(jìn)入TC布A），搜主要俱取決蘋于草蓋酰乙遲酸的兼可利哈用性織。饑餓用狀態(tài)棉下，噸草酰暮乙酸輔離開TC察A，用于看異生斑合成命葡萄龍?zhí)?。只有跌少量護(hù)乙酰Co鈔A進(jìn)入TC墊A，大多墊數(shù)乙建酰Co聯(lián)A用于葛合成脾酮體吐。酮體籌的生烘成過吧程：6.酮體技的代查謝圖酮體穿的生領(lǐng)成-1①2分子菌的乙金酰Co盈A在肝糖臟線種粒體β-酮酯消酰硫鄭解酶的作蹤蝶用下捏，縮憲合成乙酰術(shù)乙酰Co插A，并粱釋放1分子亂的Co生AS陡H。圖酮體翅的生騙成-2②乙酰雖乙酰Co騙A與另類一分額子乙活酰Co忙A縮合徒成羥甲口基戊性二酰Co浴A（HM功GCo嫁A），并釋秧放1分子Co迷AS瓜H。圖酮體哀的生猾成-3③HM抄GCo慌A在HM慨GCo瀉A裂解踩酶催侍化下裂卵解生閃成乙酰篇乙酸和乙僵酰Co咸A。圖酮體僅的生俯成-4④乙酰禮乙酸扎在線竄粒體差內(nèi)膜β-羥丁礎(chǔ)酸脫時氫酶作用術(shù)下，劍被還責(zé)原成β-羥丁湖酸。圖酮體撒的生確成-5⑤部分馬乙酰通乙酸距可自瀉動脫堵羧而唱成為丙酮。CH3COCH2CO~SCoA乙酰乙酰CoACH3CO~SCoA

乙酰CoACH3—C—CH2CO~SCoAOHCH2COOH

β-羥β-甲基戊二酸單酰CoACH3—C—CH2COOHOHβ-羥丁酸CH3COCH2COOH乙酰乙酸CH3COCH3丙酮CH3CO~SCoA乙酰CoACo士A-S搬H乙酰蝦乙酰硫解臨酶Co泊A-S叢HHM除G-Co圖A合酶HM宰G-Co斜A裂解遵酶NA訊DH默+H+NA說D+β零-羥丁起酸脫氫甜酶CO2乙酰罩乙酸脫羧覆酶關(guān)鍵陸酶酮體材的生伍成途春徑（2）酮就體的雅分解(肝外贏）肝臟爪是生起成酮朝體的閉器官識，但津不能愉使酮哀體進(jìn)冊一步溪氧化舟分解斑，而覆是采搭用酮僻體的疏形式殿將乙稻酰Co殺A經(jīng)血略液運政送到肝外渴組織，作蕩為它聯(lián)們的團(tuán)能源螺，尤星其是腎、車心肌扁、腦等組匙織中辦主要筍以酮費體為說燃料披分子夢。在轉(zhuǎn)這些忘細(xì)胞老中，嗓酮體分進(jìn)一鄉(xiāng)豐步分景解成乙酰Co脾A參加北三羧久酸循淘環(huán)。A.乙酰樹乙酸在肌者肉線沾粒體督中經(jīng)β-酮脂壤酰Co截A轉(zhuǎn)移村酶催釋化，蘿能被吐琥珀舅酰Co壁A活化旺成乙眾酰乙警酰Co亞A。B.乙酰翁乙酰Co涉A被β氧化杜酶系吉中的段硫解塔酶裂啞解成歡乙酰Co擺A進(jìn)入性三羧笛酸循滋環(huán)。C.β-羥丁皮酸在β-羥丁諒酸脫扮氫酶能作用歌下，堤脫氫夫生成較乙酰迅乙酸認(rèn)，然赤后再軌轉(zhuǎn)變乓成乙括酰Co款A(yù)而被奔氧化妻。D.丙酮可在齒一系膜列酶旗作用號下轉(zhuǎn)使變成龍丙酮友酸或桶乳酸墻，進(jìn)勞而異杰生成東糖。心、源腎、煉腦、責(zé)骨骼始肌細(xì)尺胞心、筑腎、菌腦細(xì)軌胞酮體繩的氧波化過止程（3）酮針體生慣成的灶生理艙意義酮體戲是肝栗輸出鐵能量茅的一捉種形于式,為肝右外組蘿織提殊供可苦利用嶺的能狐源。酮體摔溶于歲水，秋分子嘩小，褲能通丟過血飯腦屏邊障及秀肌肉亭毛細(xì)蔑管壁率。腦里組織脊細(xì)胞刑不能掛氧化米脂肪范酸，趴但能愈利用丟酮體紹。長奸期饑?yán)橡I，蛋糖供紗應(yīng)不辦足時奶，酮奔體可料以代干替葡亮萄糖，成為訓(xùn)腦組示織及座肌肉眉的重帖要能巡壽源。饑餓環(huán)、糖架供給才不足褲或糖刻尿病久：脂肪詳動員士加強(qiáng)虎，酮傻體生綢成增乳加，阿超過京肝外滾組織敘氧化舒能力仍，“酮魚血癥賺”、古“酮伯尿癥享”?？杀Ｒ鸱炙嶂刑幎尽?.脂肪荷酸的宿生物棒合成生物億機(jī)體豆內(nèi)脂部類的冰合成耳是十直分活逮躍的斬，特驚別是訂在高珍等動棚物的輪肝臟蔥、脂晉肪組姐織和季乳腺歉中占愉優(yōu)勢便。脂淋肪酸佛合成乖的碳椅源主騾要來偶自糖頸酵解黎產(chǎn)生姑的乙認(rèn)酰Co宗A。脂拔肪酸悅合成劇步驟述與氧楊化降菠解步驅(qū)驟完稼全不役同。曠脂肪杯酸的繞生物嘴合成居是在構(gòu)細(xì)胞紋液中看進(jìn)行申，需茂要CO撥2和檸業(yè)檬酸暖參加斗；而咳氧化朽降解蘭是在丹線粒畜體中魂進(jìn)行煤的。三、場脂肪秩的生毯物合懶成合成專過程綿可以畜分為稈三個部階段梳：（1）原瞎料的同準(zhǔn)備——乙酰Co筐A羧化烘生成耍丙二悶酸單重酰Co臣A（在補(bǔ)細(xì)胞秘液中積進(jìn)行重），喜由乙而酰Co屈A羧化隊酶催密化，苦輔基歸為生豪物素權(quán)，是靠一個粉不可瓣逆反腦應(yīng)。乙酰Co春A羧化愉酶可烘分成襖三個扶不同影的亞罪基：生物難素羧旋化酶及（BC）生物猶素羧喇基載恨體蛋維白（BC敘CP）羧基揭轉(zhuǎn)移翅酶（CT）乙酰Co伐A的穿捐膜轉(zhuǎn)遮運：檸檬尤酸穿牽梭系睡統(tǒng)肉毒刺堿轉(zhuǎn)系運（2）合傷成階另段——欲—以軟挪脂酸山（16碳）諷的合靠成為屠例（槳在細(xì)峰胞液犬中進(jìn)螺行）衫。催循化該柳合成床反應(yīng)火的是返一個賀多酶肌體系區(qū)，共勻有七道種蛋魚白質(zhì)談參與保反應(yīng)先，以泡沒有紙酶活理性的憲脂酰睬基載籮體蛋壘白（AC資P）為余中心供，組船成一杰簇。原初寨反應(yīng)滴（初竿始反晶應(yīng)）原初馬反應(yīng)縮合壇反應(yīng)還原粉反應(yīng)脫水吼反應(yīng)還原倡反應(yīng)至此古，生禾成的障丁酰-A旬CP比開雕始的漢乙酰-A擠CP多了燈兩個利碳原櫻子；恭然后籌丁酰胞基再欺從AC系P上轉(zhuǎn)昌移到β-酮脂塊酰合嘗成酶撥的-S染H上，她再重寧復(fù)以初上的萍縮合年、還逝原、柿脫水諒、還蛾原4步反命應(yīng)，啞每次攔重復(fù)西增加串兩個希碳原超子，枕釋放晶一分剃子CO扔2，消末耗兩距分子NA儀DP握H，經(jīng)答過7次重挖復(fù)后眉合成鑰軟脂雙酰-A已CP，最渴后經(jīng)銅硫脂練酶催殲化脫償去AC把P生成承軟脂藥酸（16碳）托。（3）延默長階曾段（雀在線麻粒體貫和微鞏粒體傅中進(jìn)等行）生物龜體內(nèi)迎有兩袍種不寫同的體酶系椅可以槐催化財碳鏈銜的延記長，設(shè)一是陵線粒墊體中團(tuán)的延長挽酶系，另醋一個給是粗魔糙內(nèi)面質(zhì)網(wǎng)避中的延長鋤酶系。