第6章脂类代谢 学习要求 熟悉甘油磷脂的合成部位、原料。熟悉磷脂酶类 对甘油脂的水解及其产物。了解鞘碱脂的代谢。 了解脂类的概念、分类和主要生理功能。热悉必 掌握胆固醇合成的部位、原料、限速醇及胆固酷 需脂酸的概 的转 与排 了解胆固醇合成过程及调节 了解脂类的消化与吸收。 掌握血脂的概念。掌握血浆脂蛋白用电泳法和 掌握脂肪动员的概念及其限速酶。掌握脂酸B 超速离心法分类的种类、主要组成成分和功能。了解 氧化的概念、脂酸的活化.脂酰CA进入线粒体的载 血浆脂蛋白的结构载脂蛋白的功能。了解血浆脂蛋 体、脂酸B氧化的主要步屋，能量的生成。了解脂酸 白的代谢。了解血浆脂蛋白代谢异常 的其他氧化方式。掌握酮体的概念，酮体生成和利用 的部位，酮体生成的生理意义。 了解下 用体生成的调 讲义要点 节。掌握脂酸合成的部位、原料辅助因子和限速酶 熟悉柠檬酸丙酮酸循环。热悉脂酸合成酵系的特 （一)概述 点，了解脂酸合成过程及其调节。了解脂酸碳链的加 1脂类的概念分类和主要生理功能 长和不饱和脂酸的合成。了解前列腺素等几种多不 )脂类的概念：脂类是脂肪及类脂的总称，是 饱和脂酸的重要衍生物及其生理功能。堂握甘油三 类非均 物理和化学性 质相近 并能为机体利用的 机化合物，不溶于水而易溶于乙醚等非极性有机溶剂。 (2)脂类的分类和主要生理功能（表6-1） 表61脂类的分类、含量及主要生理功能 分米 脂防即甘油三 供能，提供心需酸促进溶性生素吸收热垫作用，保护垫作用 类脂包括胆固醇及其酯、磷脂、 占5% 是生物膜的重要组分、参与细胞识别及信息传递、是体内多种生理活性物 糖脂等 质的前体等 2.不饱和脂酸的分类及命名 (3)必需脂酸的概念：多不饱和脂酸又称为营养 (1)脂酸的系统命名遵循有机酸命名的原则：系统 必需脂酸，机体自身不能合成，必须由食物提供，是动 命名法标示出贴酸的腾原子数和双键的数目及位置 物不可缺少的营养素包括亚油酸亚底酸和花生四 编码体系有2种：△编码体系从脂酸羧基碳原子 杀酸 开始，或码体系则从脂酸甲基碳原子开始 (二)脂类的消化与吸收 (2)脂酸主要根据其碳链长度和饱和度分类（表62 1.脂类的消化 一发生在脂水界面，且需胆汁 表62 脂酸的分类 酸盐参与 分类依据 分类 特点 (1)部位：主要在小肠上段 按碳链长度分类短链脂酸 碳链长度≤10 (2)消化方式：脂类通过胆汁酸盐等的乳化作用 中链脂酸 10<碳链长度<20 被乳化为微团，在脂酶、轴脂醇、，磷脂酶A,及胆固酷 长特脂酸 碳样长度220 醇等多种酶共同作用下，脂类被水解为脂酸、甘油 按饱和度分类饱和脂酸碳链不合双健 及一些不完全水解产物。 不饱和脂酸 单不的和脂酸（碳结含 铺脂酶是装脂酶对脂肪消化不可缺少的蛋白质 本了接1 袖因子 辅脂酵在胰腺泡中以醇原形式合成，随胰液 多不的和脂酸（碳结含两 分泌入十 二指肠，进入肠 个或两个以上双键) 控后，被胰蛋白从其 切下一个五肽而被活。脂酶本身不具脂肪酶的 .64
６４ 第 ６ 章 脂 类 代 谢 学 习 要 求 了解脂类的概念、分类和主要生理功能ꎮ 熟悉必 需脂酸的概念ꎮ 了解脂类的消化与吸收ꎮ 掌握脂肪动员的概念及其限速酶ꎮ 掌握脂酸 β￣ 氧化的概念、脂酸的活化、脂酰 ＣｏＡ 进入线粒体的载 体、脂酸 β￣氧化的主要步骤、能量的生成ꎮ 了解脂酸 的其他氧化方式ꎮ 掌握酮体的概念、酮体生成和利用 的部位、酮体生成的生理意义ꎮ 了解酮体生成的调 节ꎮ 掌握脂酸合成的部位、原料、辅助因子和限速酶ꎮ 熟悉柠檬酸￣丙酮酸循环ꎮ 熟悉脂酸合成酶系的特 点ꎬ了解脂酸合成过程及其调节ꎮ 了解脂酸碳链的加 长和不饱和脂酸的合成ꎮ 了解前列腺素等几种多不 饱和脂酸的重要衍生物及其生理功能ꎮ 掌握甘油三 酯合成的部位、原料和基本过程ꎮ 熟悉磷脂的分类、甘油磷脂的组成和分类ꎮ 熟悉甘油磷脂的合成部位、原料ꎮ 熟悉磷脂酶类 对甘油磷脂的水解及其产物ꎮ 了解鞘磷脂的代谢ꎮ 掌握胆固醇合成的部位、原料、限速酶及胆固醇 的转化与排泄ꎮ 了解胆固醇合成过程及调节ꎮ 掌握血脂的概念ꎮ 掌握血浆脂蛋白用电泳法和 超速离心法分类的种类、主要组成成分和功能ꎮ 了解 血浆脂蛋白的结构、载脂蛋白的功能ꎮ 了解血浆脂蛋 白的代谢ꎮ 了解血浆脂蛋白代谢异常ꎮ 讲 义 要 点 (一) 概述 １ 脂类的概念、分类和主要生理功能 (１) 脂类的概念:脂类是脂肪及类脂的总称ꎬ是一 类非均一、物理和化学性质相近ꎬ并能为机体利用的有 机化合物ꎬ不溶于水而易溶于乙醚等非极性有机溶剂ꎮ (２) 脂类的分类和主要生理功能(表 ６￣１) 表 ６￣１ 脂类的分类、含量及主要生理功能 分类 含量 主要生理功能 脂肪即甘油三酯 占 ９５％ 储脂供能、提供必需脂酸、促进脂溶性维生素吸收、热垫作用、保护垫作用等 类脂包括胆固醇及其酯、磷脂、 糖脂等 占 ５％ 是生物膜的重要组分、参与细胞识别及信息传递、是体内多种生理活性物 质的前体等 ２ 不饱和脂酸的分类及命名 (１) 脂酸的系统命名遵循有机酸命名的原则:系统 命名法标示出脂酸的碳原子数和双键的数目及位置ꎮ 编码体系有 ２ 种:△编码体系从脂酸羧基碳原子 开始ꎬω 或 ｎ 编码体系则从脂酸甲基碳原子开始ꎮ (２) 脂酸主要根据其碳链长度和饱和度分类(表６￣２) 表 ６￣ ２ 脂酸的分类 分类依据 分类 特点 按碳链长度分类 短链脂酸 碳链长度≤１０ 中链脂酸 １０<碳链长度 <２０ 长链脂酸 碳链长度≥２０ 按饱和度分类 饱和脂酸 碳链不含双键 不饱和脂酸 单不饱和脂酸( 碳链含一 个双键) 多不饱和脂酸( 碳链含两 个或两个以上双键) (３) 必需脂酸的概念:多不饱和脂酸又称为营养 必需脂酸ꎬ机体自身不能合成ꎬ必须由食物提供ꎬ是动 物不可缺少的营养素ꎬ包括亚油酸、亚麻酸和花生四 烯酸ꎮ (二) 脂类的消化与吸收 １ 脂类的消化———发生在脂￣水界面ꎬ且需胆汁 酸盐参与 (１) 部位:主要在小肠上段ꎮ (２) 消化方式:脂类通过胆汁酸盐等的乳化作用 被乳化为微团ꎬ在胰脂酶、辅脂酶、磷脂酶 Ａ２及胆固醇 酯酶等多种酶共同作用下ꎬ脂类被水解为脂酸、甘油 及一些不完全水解产物ꎮ 辅脂酶是胰脂酶对脂肪消化不可缺少的蛋白质 辅因子ꎮ 辅脂酶在胰腺泡中以酶原形式合成ꎬ随胰液 分泌入十二指肠ꎬ进入肠腔后ꎬ被胰蛋白酶从其 Ｎ 端 切下一个五肽而被激活ꎮ 辅脂酶本身不具脂肪酶的
第6章脂类代谢·6的·9 活性，但它具有与脂肪及胰脂酶结合的结构域。它与 1)脂肪动员概念：脂肪动员是指储存在脂肪细 胰脂酶通过氢键进行结合：它与脂肪通过疏水键进行 胞中的脂肪经脂肪率逐步水解为游离脂酸和甘油并 结合。 释放人血，通过血液运输至其他组织氧化利用的 2.吸收饮食脂防在小肠被吸收 过程 )部位：主要在十二指肠下段及空肠上段 2)脂肪动员限速酶：激素敏感性甘油三酯脂肪前 (2)吸收方式：吸收的甘油及中，短链脂酸，经门 是脂肪动员的限速酵。 静脉进入血循环。长链脂酸与2甘油一酯在小肠黏 3)脂解激索：能促进脂肪动员的激素称为脂解 膜细胞内再合成为脂肪，并与磷脂、胆固醇、载脂蛋白激素，如肾上腺素、胰高血糖素、促肾上腺皮质激 等形成乳糜微粒后经淋巴进入血循环。 (三)甘油三酯代谢 4)抗脂解激素，能抑制脂肪动员的激素称为抗 1.甘油三酯是甘油的脂酸酯甘油三酯是脂酸 脂解素，如胰岛素、前列腺素E,等。 的主要储存形式，是机体的主要能量储存形式，主要 5)脂肪动员过程（图 6 作用是为机体提供能量 (2)甘油经糖代谢途径代谢：甘油磷酸化生成3 2.甘油三酯的分解代谢主要是脂酸的氧化 磷酸甘油，再脱氢生成磷酸二羟内铜，进入糖代谢途 (1)脂肪动员是甘油三分解的起始步骤 径进行分解或异生为糖。甘油代谢途径见图62。 散素敏性甘油三酯 之甘油二酯一甘油二商防酶→甘袖一后甘袖意动鹰一甘神一 H0脂肪酸 HO脂肪酸 H,0脂防酸 图61脂肪动员 CHOH ATP CH.OH NAD NADHH CH.OH HO-CH -HO-CH →糖香解途径 CH.OH 甘油激酶 CH0-② 碎酸甘袖脱氨俐=0· CH,O-② 甘油 3稍酸甘油 磷酸二羟丙闹 肝、肾、肠等组级 图62甘油经糖代谢途径代谢 (3)脂酸经B-氧化分解供能 酰肉碱转变为脂酰CA和肉碱。在肉碱脂酰肉碱转 )组织部位：除脑组织外，大多数组织均可进 可再利用。 行，其中肝、肌肉最活 2)亚细胞定位：胞液和线粒体 C.脂酸的B.氧化的最终产物主要是乙酰CoA 3)脂酸B.氢化分解的反应时程，脂酸是人及铺 在线粒体中，经脂酸B-氧化多酶复合体的有序催化， 乳类动物的重要能源物质。在氧供充足的条件下，脂 从脂酰基的B碳原子开始，经脱氢，加水，再脱氢和硫 酸可在体内分解生成CO.及日O并释放出大量能 解四步连续的反脂其断生成1分子乙C。A1 以ATP形式供机体利用。 分子比原来少2个碳原子的脂酰CA,I分子NADH 脂酸B-氧化分前 的反 应过程见图63 H及1分子FADH。B-氧化循环进行，最终将偶数碳 A.脂酸的活化形式为脂酰CoA:由脂酰CoA合 原子脂酸的脂酰基全部氧化为乙酰CA 成酶催化，胞液中进行，消耗2个高能磷酸键。 D.脂酸氧化是体内能量的重要来源.以软脂酸 且脂群C。A经肉碱转云排入线数体.线数K外 (16C)为例，经过7次B.氧化.生成7分子FADH,及7 膜存在肉碱脂酰转移酶】，催化长链脂酰C。A与肉碱 分解净生成 脂酰肉时 通过内膜进 ATP数为：(7×1.5+7×2.5+8×10)-2=106 于线粒体内膜内侧面的肉碱脂酰转移酶Ⅱ作用下，脂 软脂酸B-氧化分解的总反应式为：
第 ６ 章 脂 类 代 谢 ６５ 活性ꎬ但它具有与脂肪及胰脂酶结合的结构域ꎮ 它与 胰脂酶通过氢键进行结合ꎻ它与脂肪通过疏水键进行 结合ꎮ ２ 吸收———饮食脂肪在小肠被吸收 (１) 部位:主要在十二指肠下段及空肠上段ꎮ (２) 吸收方式:吸收的甘油及中、短链脂酸ꎬ经门 静脉进入血循环ꎮ 长链脂酸与 ２￣甘油一酯在小肠黏 膜细胞内再合成为脂肪ꎬ并与磷脂、胆固醇、载脂蛋白 等形成乳糜微粒后经淋巴进入血循环ꎮ (三) 甘油三酯代谢 １ 甘油三酯是甘油的脂酸酯 甘油三酯是脂酸 的主要储存形式ꎬ是机体的主要能量储存形式ꎬ主要 作用是为机体提供能量ꎮ ２ 甘油三酯的分解代谢主要是脂酸的氧化 (１) 脂肪动员是甘油三酯分解的起始步骤 １) 脂肪动员概念:脂肪动员是指储存在脂肪细 胞中的脂肪ꎬ经脂肪酶逐步水解为游离脂酸和甘油并 释放入血ꎬ通过血液运输至其他组织氧化利用的 过程ꎮ ２)脂肪动员限速酶:激素敏感性甘油三酯脂肪酶 是脂肪动员的限速酶ꎮ ３) 脂解激素:能促进脂肪动员的激素称为脂解 激素ꎬ 如肾上腺素、 胰高血糖素、 促肾上腺皮质激 素等ꎮ ４) 抗脂解激素:能抑制脂肪动员的激素称为抗 脂解激素ꎬ如胰岛素、前列腺素 Ｅ２等ꎮ ５) 脂肪动员过程(图 ６￣１) (２) 甘油经糖代谢途径代谢:甘油磷酸化生成 ３￣ 磷酸甘油ꎬ再脱氢生成磷酸二羟丙酮ꎬ进入糖代谢途 径进行分解或异生为糖ꎮ 甘油代谢途径见图 ６￣ ２ꎮ 图 ６￣１ 脂肪动员 图 ６￣ ２ 甘油经糖代谢途径代谢 (３) 脂酸经 β￣氧化分解供能 １) 组织部位:除脑组织外ꎬ大多数组织均可进 行ꎬ其中肝、肌肉最活跃ꎮ ２) 亚细胞定位:胞液和线粒体 ３) 脂酸 β￣氧化分解的反应过程:脂酸是人及哺 乳类动物的重要能源物质ꎮ 在氧供充足的条件下ꎬ脂 酸可在体内分解生成 ＣＯ２及 Ｈ２Ｏ 并释放出大量能量ꎬ 以 ＡＴＰ 形式供机体利用ꎮ 脂酸 β￣氧化分解的反应过程见图 ６￣３ꎮ Ａ 脂酸的活化形式为脂酰 ＣｏＡ:由脂酰 ＣｏＡ 合 成酶催化ꎬ胞液中进行ꎬ消耗 ２ 个高能磷酸键ꎮ Ｂ 脂酰 ＣｏＡ 经肉碱转运进入线粒体:线粒体外 膜存在肉碱脂酰转移酶Ⅰꎬ催化长链脂酰 ＣｏＡ 与肉碱 合成脂酰肉碱ꎮ 在线粒体内膜的肉碱￣脂酰肉碱转位 酶作用下ꎬ脂酰肉碱通过内膜进入线粒体基质ꎮ 在位 于线粒体内膜内侧面的肉碱脂酰转移酶Ⅱ作用下ꎬ脂 酰肉碱转变为脂酰 ＣｏＡ 和肉碱ꎮ 在肉碱￣脂酰肉碱转 位酶作用下ꎬ肉碱从线粒体基质转运出去可再利用ꎮ 肉碱脂酰转移酶 Ｉ 是脂酸 β￣氧化的限速酶ꎮ Ｃ 脂酸的 β￣氧化的最终产物主要是乙酰 ＣｏＡ: 在线粒体中ꎬ经脂酸 β￣氧化多酶复合体的有序催化ꎬ 从脂酰基的 β￣碳原子开始ꎬ经脱氢、加水、再脱氢和硫 解四步连续的反应ꎬ脂酰基断裂生成 １ 分子乙酰 ＣｏＡ、１ 分子比原来少 ２ 个碳原子的脂酰 ＣｏＡ、１ 分子 ＮＡＤＨ＋ Ｈ ＋及 １ 分子 ＦＡＤＨ２ ꎮ β￣氧化循环进行ꎬ最终将偶数碳 原子脂酸的脂酰基全部氧化为乙酰 ＣｏＡꎮ Ｄ 脂酸氧化是体内能量的重要来源:以软脂酸 (１６Ｃ)为例ꎬ经过 ７ 次 β￣氧化ꎬ生成 ７ 分子 ＦＡＤＨ２及 ７ 分子 ＮＡＤＨ＋Ｈ ＋ 、８ 分子的乙酰 ＣｏＡꎮ 活化时消耗 ２ 个 高能磷酸键ꎮ 故 １ 分子软脂酸彻底氧化分解净生成 ＡＴＰ 数为:(７×１ ５＋７×２ ５＋８×１０)－２ ＝ １０６ 软脂酸 β￣氧化分解的总反应式为:
·6·生物化学与分子生物学学习纲要与同步练习 CH,(CH,)CO-SCoA+7HSCoA+7NAD"+7FAD+7H,O 一→8CH,C0-SCaA+7NADH+7H+7FADH RCH.CH, RCH.CH. 败装 FADH. 吸链儿0 转运载体 RCH-CHC-SCOA H.O -OH -SCOA NAD 授 25ATP NADH+H' 呼吸维→H,0 线粒体内 CoA -CoASH 三酸循环 RC-SCoA+CH.C-SCo 图63脂酸的B-氧化分解 (4)脂酸的其他氧化方式 丙酰CoA经羧化麝及异构爵作用转变为琥珀酰C®A 1)不的和脂酸的氧化，也在线粒体中排行B.氧 可通过三羧酸循环等进一步代谢。 化，只是氧化过程中生成的顺式烯酰CA要转变为反 (5)酮体的生成及利用：酮体的概念：酮体是脂 式烯酰CoA才能继续B-氧化。 酸在肝脏氧化分解代谢时产生的特有的中间代谢物 2)过氧化酶体的B氧化：通过过氧化酶体中的 包括乙酰乙酸，B-羟丁酸和丙丽。 脂酸B-氧化酶系(FAD为铺基)的作用，能将极长链 代谢定位：肝线粒体中生成，肝外组织（心、肾 脂酸氧化成较短链脂酸，再进入线粒体内分解氧化。 脑、骨酪肌等)线粒体中利用。 3)奇数碳原子脂酸的氧化：奇数碳原子脂酸B 1)酮体在肝细胞中生成：脂酸在肝细胞氧化产生的 氧化后会生成多个乙酰CoA分子和1分子丙酰CoA。 乙酰CoA是合成酮体的原料。酮体的生成见图64。 CoASH. ASH CH.CSCoA 0H0 HOCCH.CCH.CSCO MGCOA 经甲基戊二酸单酰Co 04 OH CH.CCH- ADH+H NAD 乙酰乙酸 D-B-羟丁酸 CO CH B羟丁酸脱氢酶 图6-4酮体的生成
６６ 生物化学与分子生物学学习纲要与同步练习 ＣＨ３(ＣＨ２)１４ＣＯ~ＳＣｏＡ＋７ＨＳＣｏＡ＋７ＮＡＤ ＋ ＋ ７ＦＡＤ＋７Ｈ２Ｏ → ８ＣＨ３ＣＯ~ＳＣｏＡ＋７ＮＡＤＨ＋７Ｈ ＋ ＋ ７ＦＡＤＨ２ 图 ６￣３ 脂酸的 β￣氧化分解 (４) 脂酸的其他氧化方式 １) 不饱和脂酸的氧化:也在线粒体中进行 β￣氧 化ꎬ只是氧化过程中生成的顺式烯酰 ＣｏＡ 要转变为反 式烯酰 ＣｏＡ 才能继续 β￣氧化ꎮ ２) 过氧化酶体的 β￣氧化:通过过氧化酶体中的 脂酸 β￣氧化酶系(ＦＡＤ 为辅基)的作用ꎬ能将极长链 脂酸氧化成较短链脂酸ꎬ再进入线粒体内分解氧化ꎮ ３) 奇数碳原子脂酸的氧化:奇数碳原子脂酸 β￣ 氧化后会生成多个乙酰 ＣｏＡ 分子和 １ 分子丙酰 ＣｏＡꎮ 丙酰 ＣｏＡ 经羧化酶及异构酶作用转变为琥珀酰 ＣｏＡꎬ 可通过三羧酸循环等进一步代谢ꎮ (５) 酮体的生成及利用:酮体的概念:酮体是脂 酸在肝脏氧化分解代谢时产生的特有的中间代谢物ꎬ 包括乙酰乙酸、β￣羟丁酸和丙酮ꎮ 代谢定位:肝线粒体中生成、肝外组织(心、肾、 脑、骨骼肌等)线粒体中利用ꎮ １) 酮体在肝细胞中生成:脂酸在肝细胞氧化产生的 乙酰 ＣｏＡ 是合成酮体的原料ꎮ 酮体的生成见图 ６￣ ４ꎮ 图 ６￣ ４ 酮体的生成
第6章脂类代谢·67·公 2)酮体在肝外组织利用：肝脏不能利用酮体，产 3)酮体代谢的生理意义：酮体是脂酸在肝内正常 生的酮体主要经血运输到肝外组织。肝外许多组织的中间代谢产物，是肝输出能源的一种形式。酮体是 有活性很强的利用酮体的酶，可将酮体裂解成乙酰溶于水的小分子，能通过血脑屏障及肌肉毛细血管壁 CA,通过三羧酸循环彻底分解氧化供能。酮体的利 是肌肉尤其是脑组织的重要能源。饥饿、糖供不足时 用见图6-5。 酮体可代葡萄糖成为脑及肌肉等组织的主要能温 OH 当酮体生成量超过肝外组织的利用能力时，血中 CH.COOH 酮体升高，可导致酮血症。 D-B羟丁酸 NAD 4)翻体生成的调节： A.饥饿时，病高血糖素等脂解激素分泌增多，脂 人NADH+HH 肪动员加强有利于脂酸B氧化及雨体生成。饱食 时，胰岛素分泌增加，抑制脂肪动员，脂酸B-氧化及酮 CoASH+ATP、 CH OH ,或咱量CoA 体生成减少 乙酰乙酸硫激爵 珀酰CA转硫剧 B.糖供应不足时，糖代谢减弱，脂酸B-氧化和 PPi+AMP 就珀酸 体生成增多。糖代谢旺盛时，脂酸主要用于生成甘油 三酯和威脂 -CoASH C.丙二酰CA竟争性抑制肉碱脂酰转移酶I 钟制脂酰C。A排人线粒体」 CoA 3脂酸在脂酸合成酶系的催化下合成 合成 成反应不是脂酸B 图65酮体的利用 氧化的逆过程，二者的比较见表6-3。 表63脂酸B氧化分解与脂酸合成的比较 脂酸B氧化分解 脂酸的合成 反应的组织 除脑组织外，以肝，肌肉最活跃 大多数组织 亚细胞部位 指液和线粒体 收液 限速南 肉碱脂酰转移酶】 乙酰CaA化前 受氢体/供氢体 FAD NAD" NADPH 能量变化 产能 耗能 脂酰基霞体 CoASH ACP ADP/ATP比值彩 比值高，促进反成 比值低，促进反应 柠檬酸澈活作用 有 酯酰CaA抑制作用 有 1)合成部位：肝（主要）、肾、脑，肺、乳腺及脂肪 酶，辅基是生物素，M2“是其激活剂。其活性受别构 等组织胞液中进行。 周节和磷酸化、去硫酸化修饰调节」 2)合成原料：合成原料有乙酰CoA、NADPH B脂酸合成，从乙陆C。A及丙一陆CA合成长 ATP,C0,等。 链脂酸，是一个重复加成反应过程，每沙 延长2个 乙酰CoA主要来自于葡萄糖。 细胞内的乙酰 原子。反应过程见图6 CA全部在线粒体内产生，通过柠檬酸-丙酮酸循环运 大肠杆菌脂酸合成南是7种酶蛋白构成的多 到胞液中用于脂酸合成。 体系。酰基载体蛋白(ACP)的辅基与CoASH相同 NADPH主要来源于磷酸戊糖途径，胞液中异柠檬酸 脂酸合成的各步反应均在ACP的辅基上进行。哺 脱氢酶及苹果酸酶催化的反应也可提供少量的NADPH。. 动物脂酸合成醇属多功能醇，7种酵活性在一条多肽 3)脂酸合成酶系及反应过程： 链上，由一个基因编码，有活性的酶为两相同亚基首 A.丙 二酰CoA的合成：乙 CA羧化为丙二酰 尾相连组成的二 聚 CoA,由乙酰CA羧化酶催化，它是脂酸合成的限速 软脂酸合成的总反应式为：
第 ６ 章 脂 类 代 谢 ６７ ２) 酮体在肝外组织利用:肝脏不能利用酮体ꎬ产 生的酮体主要经血运输到肝外组织ꎮ 肝外许多组织 有活性很强的利用酮体的酶ꎬ可将酮体裂解成乙酰 ＣｏＡꎬ通过三羧酸循环彻底分解氧化供能ꎮ 酮体的利 用见图 ６￣５ꎮ 图 ６￣５ 酮体的利用 ３) 酮体代谢的生理意义:酮体是脂酸在肝内正常 的中间代谢产物ꎬ是肝输出能源的一种形式ꎮ 酮体是 溶于水的小分子ꎬ能通过血脑屏障及肌肉毛细血管壁ꎬ 是肌肉尤其是脑组织的重要能源ꎮ 饥饿、糖供不足时ꎬ 酮体可代替葡萄糖成为脑及肌肉等组织的主要能源ꎮ 当酮体生成量超过肝外组织的利用能力时ꎬ血中 酮体升高ꎬ可导致酮血症ꎮ ４) 酮体生成的调节: Ａ 饥饿时ꎬ胰高血糖素等脂解激素分泌增多ꎬ脂 肪动员加强ꎬ有利于脂酸 β￣氧化及酮体生成ꎮ 饱食 时ꎬ胰岛素分泌增加ꎬ抑制脂肪动员ꎬ脂酸 β￣氧化及酮 体生成减少ꎮ Ｂ 糖供应不足时ꎬ糖代谢减弱ꎬ脂酸 β￣氧化和酮 体生成增多ꎮ 糖代谢旺盛时ꎬ脂酸主要用于生成甘油 三酯和磷脂ꎮ Ｃ 丙二酰 ＣｏＡ 竞争性抑制肉碱脂酰转移酶Ⅰꎬ 抑制脂酰 ＣｏＡ 进入线粒体ꎮ ３ 脂酸在脂酸合成酶系的催化下合成 (１) 软脂酸的合成:脂酸的合成反应不是脂酸 β￣ 氧化的逆过程ꎬ二者的比较见表 ６￣３ꎮ 表 ６￣３ 脂酸 β￣氧化分解与脂酸合成的比较 脂酸 β￣氧化分解 脂酸的合成 反应的组织 除脑组织外ꎬ以肝、肌肉最活跃 绝大多数组织 亚细胞部位 胞液和线粒体 胞液 限速酶 肉碱脂酰转移酶Ⅰ 乙酰 ＣｏＡ 羧化酶 受氢体/ 供氢体 ＦＡＤ、ＮＡＤ ＋ ＮＡＤＰＨ 能量变化 产能 耗能 脂酰基载体 ＣｏＡＳＨ ＡＣＰ ＡＤＰ / ＡＴＰ 比值影响 比值高ꎬ促进反应 比值低ꎬ促进反应 柠檬酸激活作用 无 有 脂酰 ＣｏＡ 抑制作用 无 有 １) 合成部位:肝(主要)、肾、脑、肺、乳腺及脂肪 等组织胞液中进行ꎮ ２) 合成原料:合成原料有乙酰 ＣｏＡ、 ＮＡＤＰＨ、 ＡＴＰ、ＣＯ２等ꎮ 乙酰 ＣｏＡ 主要来自于葡萄糖ꎮ 细胞内的乙酰 ＣｏＡ 全部在线粒体内产生ꎬ通过柠檬酸￣丙酮酸循环运 到胞液中用于脂酸合成ꎮ ＮＡＤＰＨ 主要来源于磷酸戊糖途径ꎬ胞液中异柠檬酸 脱氢酶及苹果酸酶催化的反应也可提供少量的 ＮＡＤＰＨꎮ ３) 脂酸合成酶系及反应过程: Ａ 丙二酰 ＣｏＡ 的合成:乙酰 ＣｏＡ 羧化为丙二酰 ＣｏＡꎬ由乙酰 ＣｏＡ 羧化酶催化ꎬ它是脂酸合成的限速 酶ꎬ辅基是生物素ꎬＭｎ ２＋ 是其激活剂ꎮ 其活性受别构 调节和磷酸化、去磷酸化修饰调节ꎮ Ｂ 脂酸合成:从乙酰 ＣｏＡ 及丙二酰 ＣｏＡ 合成长 链脂酸ꎬ是一个重复加成反应过程ꎬ每次延长 ２ 个碳 原子ꎮ 反应过程见图 ６￣ ６ꎮ 大肠杆菌脂酸合成酶是 ７ 种酶蛋白构成的多酶 体系ꎮ 酰基载体蛋白(ＡＣＰ) 的辅基与 ＣｏＡＳＨ 相同ꎬ 脂酸合成的各步反应均在 ＡＣＰ 的辅基上进行ꎮ 哺乳 动物脂酸合成酶属多功能酶ꎬ７ 种酶活性在一条多肽 链上ꎬ由一个基因编码ꎬ有活性的酶为两相同亚基首 尾相连组成的二聚体ꎮ 软脂酸合成的总反应式为:
·68·生物化学与分子生物学学习纲要与同步练习 CH,CO-SCoA+7HOOCCH,CO-SCoA+14NADPH+14H-CH,(CH).COOH+7CO,+6H,O+8HSCoA+14NADP 乙能CoA CoA. /丙二酰CoA、 Cn岫②○转移至D 乙酰转移酶 转酰基酶 ①D半胱-s-C-CH,(C,或C) 阝刚脂酰合成①缩合 ②能酶乙能乙酸南 -CH NADPH+H B酮脂酰还原酶②加氢 NADP -半一SH OH )-衫 C-CH.CH-CH NADPH产生机制 B羟脂酰酶 H,0 水化酶 ③脱水 D-半一S 2-泛 1-CH-CH, -烯脂酰酶 NADPH+H B烯脂还原酶①加氢 NADP 硫酯酶门 半胱 0 -泛-5 图66软脂酸的生物合成 (2)脂酸碳链的加长 表64乙酰CoA羧化酶的调节 1)脂酸碳链在内质网中的延长：以丙二酰CoA 为二碳单位供体，由NADPH+H供氢，合成过程类似 乙酰CoA骏化南活乙酰CoA羧化酶活 上升（促进脂形 软脂酸合成，但脂酰基连在CoASH上进行反应。 性下降（抑制脂而 合成 合成)】 2)脂酸碳链在线粒体中的延长：以乙酰CA为 形式 有活性的多聚体 无活性的单体 二碳单位供体，由NADPH+H供氢，过程与B-氧化的 共价修饰去疏酸化使酶活性磷酸化使酶活性失活 逆反应基本相似 恢复 (3)不饱和脂酸的合成：由去饱和酶催化。人体 变构节 只能合成软油酸，油酸单不饱和脂酸。 柠檬酸，异柠檬酸，乙脂能C(包搭软脂 酰、长链脂酰CA (4)脂酸合成的调节：以限速酶 乙酰CoA羧 酷食影响高糖食物 高脂肪食物 化酶为例，通过代谢物和激素进行调节，见表64。 激素影响胰岛素 胰高血糖素生长激素
６８ 生物化学与分子生物学学习纲要与同步练习 ＣＨ３ＣＯ~ＳＣｏＡ＋７ＨＯＯＣＣＨ２ＣＯ~ＳＣｏＡ＋１４ＮＡＤＰＨ＋１４Ｈ ＋→ＣＨ３(ＣＨ２)１４ＣＯＯＨ＋７ＣＯ２ ＋６Ｈ２Ｏ＋８ＨＳＣｏＡ＋１４ＮＡＤＰ ＋ 图 ６￣ ６ 软脂酸的生物合成 (２) 脂酸碳链的加长 １) 脂酸碳链在内质网中的延长:以丙二酰 ＣｏＡ 为二碳单位供体ꎬ由 ＮＡＤＰＨ＋Ｈ ＋供氢ꎬ合成过程类似 软脂酸合成ꎬ但脂酰基连在 ＣｏＡＳＨ 上进行反应ꎮ ２) 脂酸碳链在线粒体中的延长:以乙酰 ＣｏＡ 为 二碳单位供体ꎬ由 ＮＡＤＰＨ＋Ｈ ＋供氢ꎬ过程与 β￣氧化的 逆反应基本相似ꎮ (３) 不饱和脂酸的合成:由去饱和酶催化ꎮ 人体 只能合成软油酸、油酸单不饱和脂酸ꎮ (４) 脂酸合成的调节:以限速酶———乙酰 ＣｏＡ 羧 化酶为例ꎬ通过代谢物和激素进行调节ꎬ见表 ６￣ ４ꎮ 表 ６￣ ４ 乙酰 ＣｏＡ 羧化酶的调节 乙酰 ＣｏＡ 羧化酶活 性上升(促进脂酸 合成) 乙 酰 ＣｏＡ 羧 化 酶 活 性下降( 抑制脂酸 合成) 形式 有活性的多聚体 无活性的单体 共价修饰 去磷 酸 化 使 酶 活 性 恢复 磷酸化使酶活性失活 变构调节 柠檬酸、异柠檬酸、乙 酰 ＣｏＡ 脂酰 ＣｏＡ ( 包 括 软 脂 酰、长链脂酰 ＣｏＡ) 膳食影响 高糖食物 高脂肪食物 激素影响 胰岛素 胰高血糖素、生长激素