第九章.脂代謝

第九章脂類(lèi)代謝第一節(jié)脂類(lèi)概述第二節(jié)甘油三酯的分解代謝第三節(jié)甘油三酯的生物合成第一節(jié)脂類(lèi)概述一、脂類(lèi)的概念 脂類(lèi)是生物體中所有難溶于水而易溶于非極性有機(jī)溶劑如：乙醚、氯仿、苯等的多種化合物的總稱。

脂類(lèi)主要由C、H、O元素組成，有的還含有N、P等元素，也可與Pr或糖類(lèi)結(jié)合形成復(fù)合物。 二、脂的分類(lèi)根據(jù)脂類(lèi)的化學(xué)結(jié)構(gòu)和組成，可分為簡(jiǎn)單脂類(lèi)（單脂）、復(fù)合脂類(lèi)和類(lèi)脂。（一）單脂僅僅由脂肪酸和醇形成的脂類(lèi)，符合‘酯’的定義。包括甘油酯（脂肪）和蠟。1、脂肪：由1～3分子脂肪酸與1分子甘油形成的酯，最常見(jiàn)的是甘油三酯。2、蠟：由高級(jí)脂肪酸和高級(jí)一元醇形成的酯。（二）復(fù)合脂類(lèi)由脂肪酸與醇（甘油醇、鞘氨醇）所生成的酯，同時(shí)含有其它非脂性物質(zhì)，如糖、磷酸及氮堿等。1、磷脂：含有磷酸、氮堿的單脂衍生物。分甘油醇磷脂、鞘氨醇磷脂。鞘氨醇CH3(CH2)12CH＝CH-CHOH-CHNH2-CH2OH2、糖脂：含糖分子的單脂衍生物。（三）類(lèi)脂這類(lèi)物質(zhì)結(jié)構(gòu)極其多樣，在有機(jī)化學(xué)中分屬不同門(mén)類(lèi)，因具有相似的物理性質(zhì)與物態(tài)而歸為脂類(lèi)。1、衍生脂：上述脂類(lèi)的水解產(chǎn)物，如：甘油三酯的水解產(chǎn)物甘油、脂肪酸也屬脂類(lèi)。2、固醇、類(lèi)胡蘿卜素（萜類(lèi)）等。固醇：含有環(huán)戊烷多氫菲的結(jié)構(gòu)類(lèi)胡蘿卜素：異戊二烯的衍生物P265－266膽固醇三、脂類(lèi)的生物功能 1、是構(gòu)成生物膜的重要物質(zhì)。 2、脂類(lèi)中的油脂是機(jī)體代謝所需燃料的儲(chǔ)存形式和運(yùn)輸形式。 3、脂類(lèi)物質(zhì)也可作為生物體內(nèi)脂溶性物質(zhì)如脂溶性維生素和必需脂肪酸的溶劑。 4、在機(jī)體表面的脂類(lèi)物質(zhì)有防止機(jī)體損傷與防止熱量散發(fā)等保護(hù)作用。 5、脂類(lèi)作為細(xì)胞的表面物質(zhì)，與細(xì)胞識(shí)別、種特異性和組織免疫等密切相關(guān)。四、甘油三酯脂肪由1～3分子脂肪酸和1分子甘油組成。甘油與1分子脂肪酸形成單脂酰甘油(甘油單酯)甘油與2分子脂肪酸形成二脂酰甘油(甘油二酯)甘油與3分子脂肪酸形成三脂酰甘油(甘油三酯)其中甘油三酯是脂肪的主要存在形式。CH2OH CH2-O-CO-R1CHOH R2-COO-CHCH2OH CH2-O-CO-R3甘油（丙三醇）甘油三酯脂肪（三酰基甘油）按甘油三酯中脂肪酸的相同與否，把相同脂肪酸構(gòu)成的甘油三酯稱為簡(jiǎn)單甘油三酯，命名為三某脂酰甘油；不同脂肪酸構(gòu)成的甘油三酯稱為混合甘油三酯，命名為α-某脂酰-β-某脂酰-α’-某脂酰甘油。自然界存在的大多是混合甘油三酯。1、脂肪酸

是長(zhǎng)鏈羧酸，以線性為主，很少有分支，其烴鏈有的是飽和的，不含碳碳雙鍵，稱為飽和脂肪酸，如：硬脂酸、軟脂酸；有的含碳碳雙鍵，不飽和，稱為不飽和脂肪酸，如：油酸。脂肪酸的簡(jiǎn)單表示方法：硬脂酸CH3(CH2)16COOH簡(jiǎn)寫(xiě)18:0軟脂酸CH3(CH2)14COOH簡(jiǎn)寫(xiě)16:0油酸簡(jiǎn)寫(xiě)18:1Δ9

CH3(CH2)7CH＝CH(CH2)7COOH亞油酸簡(jiǎn)寫(xiě)18:2Δ9,12

CH3(CH2)4CH＝CHCH2CH＝CH(CH2)7COOH亞麻酸簡(jiǎn)寫(xiě)18:3Δ9,12,15花生四烯酸簡(jiǎn)寫(xiě)20:4Δ5,8,11,14

天然脂肪酸的分子結(jié)構(gòu)存在一些共同規(guī)律：（1）一般是碳數(shù)為偶數(shù)的長(zhǎng)鏈脂肪酸，14-20個(gè)碳原子的占多數(shù)，最常見(jiàn)的是16或18碳原子酸。如∶軟脂酸(16∶0)、硬脂酸(18∶0)、和油酸(18∶1Δ9)。（2）不飽和脂肪酸的熔點(diǎn)比相同鏈長(zhǎng)的飽和脂肪酸低，短鏈脂肪酸熔點(diǎn)比長(zhǎng)鏈脂肪酸低。脂肪酸的鏈長(zhǎng)、飽和程度決定了脂肪的熔點(diǎn)。（3）單不飽和脂肪酸的雙鍵位置一般在9和10碳原子之間，多不飽和脂肪酸的第一個(gè)雙鍵一般在9號(hào)位，其余在C9與碳鏈末端之間，兩個(gè)雙鍵之間往往隔了一個(gè)亞甲基，不具有共軛結(jié)構(gòu)。如∶油酸（18∶1Δ9）

亞油酸（18∶2Δ9,12） 亞麻酸（18∶3Δ9,12,15）

花生四烯酸（20∶4Δ5,8,11,14） （4）高等動(dòng)植物的不飽和脂肪酸一般都是順式結(jié)構(gòu)(cis)，反式很少(trans)。油酸＝亞油酸＝＝（5）哺乳動(dòng)物和人體不能合成亞油酸和亞麻酸等多不飽和脂肪酸，而它們又是生長(zhǎng)所必需的，需要由食物供給，故稱為必需脂肪酸。HHCOOHHHCOOHHH(a)硬脂酸（b）亞麻酸花生四烯酸（Cis)20:42、甘油三酯的理化性質(zhì)(1)溶解性∶不溶于水(2)光學(xué)活性∶當(dāng)甘油C1和C3上的脂肪酸不同時(shí)，C2為不對(duì)稱碳原子，這時(shí)甘油三酯具有光學(xué)活性（旋光性）。CH2-O-CO-R1 R2-COO-CH CH2-O-CO-R3(3)皂化與皂化值皂化:當(dāng)用堿水解甘油三酯時(shí)，則得到甘油和脂肪酸的鹽類(lèi)，這種鹽類(lèi)稱皂，而這種堿水解脂肪的作用稱為皂化作用。皂化值（皂化價(jià)）：皂化1克脂肪所需的KOH的毫克數(shù)。 皂化值=3×56×1000/M皂化值與脂肪(或脂肪酸)的相對(duì)分子量成反比。(4)酸敗與酸值酸?。禾烊挥椭┞对诳諝庵邪l(fā)生敗壞而產(chǎn)生臭味，這種現(xiàn)象稱為酸敗。酸敗的原因：1)水解：脂類(lèi)經(jīng)光、熱或微生物的作用而被水解，產(chǎn)生游離脂肪酸，低分子的脂肪酸有臭味。2)氧化：因空氣中的氧使不飽和脂肪酸氧化，產(chǎn)生的醛和酮也有臭味。酸敗程度的大小通常用酸價(jià)來(lái)表示。酸價(jià)：中和1克脂類(lèi)的游離脂肪酸所需KOH的毫克數(shù)。(5)碘值

脂肪中的不飽和脂肪酸的雙鍵可以和鹵素發(fā)生加成反應(yīng)，生產(chǎn)鹵代脂肪酸，這一作用稱為鹵化作用。碘值∶指100克油脂所能吸收的碘的克數(shù)。該數(shù)值可用于推測(cè)油脂的不飽和程度。

1.250mg純橄欖油樣品完全皂化需47.5mgKOH，計(jì)算橄欖油中三?；视偷钠骄肿恿?。橄欖油～3KOHMW3×5625047.5MW=884.22.上題中橄欖油與碘反應(yīng)，680mg油剛好吸收碘578mg，試問(wèn)⑴.一個(gè)三脂酰甘油分子平均有多少個(gè)雙鍵？⑵.該油的碘值是多少？解：⑴三脂酰甘油：碘＝＝1：3（摩爾比）所以一個(gè)三脂酰甘油分子含3個(gè)雙鍵。(2)（6）乙?；涤椭泻u基的脂肪酸可以與乙酸酐或其他酰化劑作用，形成相應(yīng)的酯，因此測(cè)定油脂的乙酰化值可以反映脂肪的羥基化程度。乙?；怠弥?克乙?；挠椭纸獬龅囊宜嵊肒OH中和時(shí)所需KOH的毫克數(shù)。五、磷脂磷脂是含磷酸、氮堿的單脂衍生物。根據(jù)分子中所含醇的種類(lèi)分為甘油醇磷脂（磷酸甘油酯）和鞘氨醇磷脂（磷鞘脂）。

甘油磷脂通式X基團(tuán)種類(lèi)甘油磷脂名稱膽堿HO-CH2-CH2-N+(CH3)3磷脂酰膽堿（卵磷脂）乙醇胺HO-CH2-CH2-NH2磷脂酰乙醇胺（腦磷脂）絲氨酸HO-CH2-CH(NH2)-COOH磷脂酰絲氨酸鞘氨醇磷脂結(jié)構(gòu)通式鞘磷脂磷脂的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是具有一個(gè)由磷酸基及氮堿組成的極性（親水性）頭部和一個(gè)由兩條長(zhǎng)的烴鏈組成的非極性（疏水性）尾部。R1-CO-O-CH2OR2-CO-O-CH-CH2-O-P-O-CH2-CH2-N+(CH3)3

疏水尾部O-親水頭部磷脂的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其能形成穩(wěn)定的雙分子層，構(gòu)成生物膜。在雙分子層中，親水頭部向外，疏水尾部在中間。生物膜的結(jié)構(gòu)脂類(lèi)的消化、吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)甘油三酯的分解代謝脂肪酸的氧化脂肪酸的合成甘油三酯的合成膽固醇代謝脂代謝第二節(jié)甘油三酯的分解代謝一、甘油三酯的酶促水解甘油三酯的分解是經(jīng)脂肪酶催化逐步水解的。組織中有三種脂肪酶：甘油三酯脂肪酶（三脂酰甘油脂肪酶）甘油二酯脂肪酶（二脂酰甘油脂肪酶）甘油單酯脂肪酶（單脂酰甘油脂肪酶）它們一步步地將甘油三酯水解成甘油和脂肪酸。甘油三酯甘油三酯脂肪酶甘油二酯甘油二酯脂肪酶甘油單酯甘油單酯脂肪酶總反應(yīng)式為：其中甘油三酯脂肪酶（脂肪酶）是限制脂肪水解速度的限速酶。脂肪酶受激素調(diào)節(jié)：1)腎上腺素、胰高血糖素、甲狀腺素和腎上腺皮質(zhì)激素等對(duì)脂肪酶起正調(diào)節(jié)作用。2)胰島素等對(duì)其有負(fù)調(diào)節(jié)作用。二、甘油的代謝

CH2OHCH2OHCH2OHHO－C－HHO－C－HC＝OCH2OHCH2OPCH2OP甘油被磷酸化和氧化生成磷酸二羥丙酮，再經(jīng)異構(gòu)化生成3-磷酸甘油醛，然后可經(jīng)糖酵解途徑轉(zhuǎn)化成丙酮酸繼續(xù)氧化，或經(jīng)糖異生途徑生成葡萄糖。 甘油激酶磷酸甘油脫氫酶ATPADPNAD＋NADH＋H＋三、脂肪酸的氧化分解（一）飽和偶數(shù)碳脂肪酸的β-氧化作用β-氧化是脂肪酸分解的主要代謝途徑。該途徑于1904年由努普（Knoop）根據(jù)實(shí)驗(yàn)提出。該途徑的酶系存在于線粒體的基質(zhì)中。脂肪酸進(jìn)入細(xì)胞后，首先被活化，形成脂酰輔酶A，然后再進(jìn)入線粒體內(nèi)氧化。1、脂肪酸的活化脂肪酸進(jìn)入細(xì)胞后，必須先生成脂酰CoA，才能進(jìn)入線粒體進(jìn)行β-氧化，反應(yīng)由脂酰輔酶A合成酶（又稱脂肪酸硫激酶）催化，ATP供能。

反應(yīng)中ATP斷裂成AMP和PPi，實(shí)際上消耗了兩個(gè)高能磷酸鍵，即認(rèn)為消耗了兩分子ATP。腺苷酸激酶催化以下反應(yīng)：AMP+ATP2ADP2、脂酰CoA的跨膜運(yùn)輸

在細(xì)胞質(zhì)中合成的脂酰CoA不能自由穿過(guò)線粒體內(nèi)膜進(jìn)入線粒體，肉毒堿(L-β-羥基-γ-三甲基胺基丁酸)可以作為載體，將脂?；D(zhuǎn)運(yùn)至線粒體內(nèi)。

3、脂酰CoA的β-氧化降解在線粒體內(nèi)，脂酰CoA進(jìn)行β-氧化，該途徑由4個(gè)重復(fù)步驟組成：脫氫、水合、脫氫、硫解，每輪β-氧化生成1分子乙酰CoA、1分子FADH2和1分子NADH。（1）脂酰CoA的α、β-脫氫作用（脫氫）

HR-CH2-CH2-CH2-C~S-CoAR-CH2-C＝C-C~S-CoA

OFADFADH2HO

脂酰CoAΔ2-反式烯脂酰CoA（2）Δ2-反式烯脂酰CoA的水化（水合）HOH2OOHOR-CH2-C＝C-C~S-CoAR-CH2-C-CH2-C~S-CoAHHΔ2-反式烯脂酰CoAL-β-羥脂酰CoA脂酰CoA脫氫酶烯脂酰CoA水化酶（3）L-β-羥脂酰CoA脫氫（脫氫）OHONAD＋NADH＋H＋OOR-CH2-C-CH2-C~S-CoAR-CH2-C-CH2-C~S-CoAHL-β-羥脂酰CoAβ-酮脂酰CoA（4）β-酮脂酰CoA的硫解（硫解）OOOOR-CH2-C-CH2-C~SCoA+CoASHR-C~SCoA+CH3C~SCoAβ-酮脂酰CoA脂酰CoA乙酰CoA（比原先的脂酰CoA縮短了一個(gè)二碳單位）L-β-羥脂酰CoA脫氫酶硫解酶4、脂肪酸β-氧化過(guò)程中ATP的合成以軟脂酸為例1分子軟脂酰CoA經(jīng)7次β-氧化，可完全降解成8個(gè)乙酰CoA、7分子的FADH2、7分子的NADH：軟脂酰CoA＋7CoASH＋7FAD＋7NAD＋＋7H2O8乙酰CoA＋7FADH2＋7NADH＋7H＋則1分子軟脂酸完全氧化產(chǎn)生ATP分子數(shù)：8×12＋7×2＋7×3－2＝1291分子硬脂酸完全氧化產(chǎn)生146分子ATP。（二）飽和奇數(shù)碳脂肪酸的β-氧化降解 與飽和偶數(shù)碳脂肪酸的β-氧化降解過(guò)程基本相同，只是最后產(chǎn)生的丙酰CoA的去路不同。 （三）不飽和脂肪酸的β-氧化

該過(guò)程與飽和脂肪酸的β-氧化降解過(guò)程基本相同，只是不飽和脂肪酸分子中含有順式雙鍵，所以在氧化過(guò)程需要有另外的酶參加（Δ3-順-Δ2-反烯脂酰CoA異構(gòu)酶）。

以油酸（18：1Δ9）為例：

與硬脂酸相比，油酸的β-氧化中少產(chǎn)生了1分子FADH2，其余完全相同，所以1分子油酸完全氧化比1分子硬脂酸少產(chǎn)生2分子ATP，即144分子ATP。（四）脂肪酸的其它氧化途徑1、α-氧化僅存在于植物組織、動(dòng)物的腦和神經(jīng)細(xì)胞的微粒體中。2、ω-氧化α-氧化ω-氧化四、酮體的代謝

脂肪氧化中產(chǎn)生的乙酰乙酸、β-羥丁酸和丙酮統(tǒng)稱為酮體。以脂肪為主供能時(shí)，會(huì)使體內(nèi)酮體濃度升高，有些組織器官以酮體作為能源。

（1）酮體的合成（2）酮體的分解多不飽和脂肪酸的降解（補(bǔ)充說(shuō)明）

除需要異構(gòu)酶外還需2,4二烯酰-COA還原酶參與,以亞油酰-COA為例.

途徑見(jiàn)P241圖28-13第三節(jié)甘油三酯的生物合成外源：油脂的分解脂肪酸的來(lái)源 內(nèi)源：利用乙酰CoA合成生物體由乙酰CoA合成脂肪酸的主要途徑有：(1)非線粒體酶系合成途徑即胞漿酶系合成飽和脂肪酸途徑。該途徑的終產(chǎn)物是軟脂酸，故又稱為軟脂酸合成途徑，是脂肪酸合成的主要途徑。(2)線粒體酶系合成途徑又稱飽和脂肪酸碳鏈延長(zhǎng)途徑。一、軟脂酸的合成1、乙酰CoA的轉(zhuǎn)運(yùn)

脂肪酸的合成在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行，而原料乙酰CoA（通過(guò)Pyr脫氫或脂肪酸β-氧化獲得）大量存在于線粒體基質(zhì)中，必須先經(jīng)轉(zhuǎn)運(yùn)才能到達(dá)細(xì)胞質(zhì)。

三羧酸轉(zhuǎn)運(yùn)體系2、乙酰輔酶A的羧化 乙酰輔酶A作為原料參加脂肪酸合成之前必須羧化成丙二酸單酰CoA。 催化該反應(yīng)的乙酰輔酶A羧化酶，其輔基是生物素，該酶包括生物素羧基載體蛋白(BCCP)、生物素羧化酶(BC)和羧基轉(zhuǎn)移酶(CT)三個(gè)亞基。

乙酰輔酶A羧化酶是脂肪酸合成途徑中的一個(gè)調(diào)節(jié)酶?？刂粕锼氐牧靠筛淖兗?xì)胞膜的通透性。O乙酰CoA羧化酶CH3-C~S-CoA+ATP+HCO3－

OO

－O-C-CH2-C~S-CoA+ADP+Pi+H+

丙二酸單酰CoA3、脂肪酸合成酶系和?；d體蛋白（ACP） 該酶是由7種蛋白質(zhì)組成的多酶復(fù)合體，核心成分是?；d體蛋白(ACP)，其余6個(gè)酶分子按順序排列在ACP的周?chē)?/p>

ACP結(jié)合一個(gè)4′-磷酸泛酰巰基乙胺(4′-P-PaSH)，作為輔基的4′-P-PaSH有一個(gè)柔性長(zhǎng)鏈，其游離末端的-SH能與脂酰基以硫酯鍵結(jié)合。4、脂肪酸生物合成過(guò)程（1）初始反應(yīng)通過(guò)兩步連續(xù)反應(yīng)，乙酰CoA的乙?；D(zhuǎn)移到β-酮脂酰-ACP合成酶的Cys-SH上。

OOCH3C～SCoA＋HS-ACPCH3C～S-ACP＋CoASHOOCH3C～S-ACP＋HS-合成酶CH3C～S-合成酶＋ACP-SH至此脂肪酸合成酶系被啟動(dòng)。ACP-?；D(zhuǎn)移酶脂肪酸合成酶復(fù)合體催化連續(xù)反應(yīng)β-羥脂酰-ACP脫水酶（2）丙二酸單酰基的轉(zhuǎn)移

由乙酰CoA羧化酶催化生成的丙二酸單酰CoA，在丙二酸單酰轉(zhuǎn)移酶催化下，將丙二酸單酰基轉(zhuǎn)移到ACP-SH上。OOHOOC-CH2-C~SC