脂 肪 酸 胰 脏 分 泌 的 脂 肪 酶 原 要 在 小 肠 中 激 活 ) 2 磷 脂 酶 A 2 ( 水 解 磷 脂, 产 生 溶 血 磷 酸 和 脂 肪 酸 ) 3 胆 固 醇 脂 酶 ( 水 解 胆 固 醇 脂, 产 生 胆 固 醇 和 脂 肪 酸 ) 4 辅 脂 酶 (Colipase)

Chapter 8 Lipid Metabolism (7h) 教 学 目 的 通 过 本 章 教 学, 使 学 生 掌 握 脂 肪 酸 的 β- 氧 化 及 其 氧 化 过 程 中 能 量 的 计 算 ; 酮 体 的 生 成 和 利 用 熟 悉 脂 肪 酸 的 合 成 及 其 与 脂 肪 酸 分 解 的 区 别 ; 甘 油 磷 脂 的 降 解 和 合 成 了 解 脂 类 的 分 类 和 生 理 功 能 ; 消 化 和 吸 收 ; 胆 固 醇 合 成 的 基 本 过 程 及 其 转 化 重 点 难 点 重 点 : 脂 肪 酸 氧 化 分 解 的 全 部 过 程, 酮 体 的 生 成 及 利 用, 脂 酰 CoA 的 跨 线 粒 体 膜 运 输 难 点 : 脂 肪 酸 的 合 成 代 谢, 磷 脂 的 代 谢 教 学 内 容 Overview: 1. 脂 类 是 脂 肪 和 类 脂 的 总 称, 是 一 大 类 不 溶 于 水 而 易 溶 于 有 机 溶 剂 的 化 合 物 按 其 化 学 组 成 可 分 为 : 单 纯 脂, 复 合 脂 和 非 皂 化 脂 ( 油 脂 的 碱 水 解 变 成 甘 油 和 脂 肪 酸 称 皂 化 ) 单 纯 脂 --- 是 脂 肪 酸 和 醇 类 所 形 成 的 脂 它 无 极 性, 又 称 中 性 脂 主 要 包 括 脂 肪 和 蜡 ( 蜡 是 长 链 脂 肪 酸 和 长 链 一 元 醇 或 固 醇 形 成 的 酯, 如 蜂 蜡 白 蜡 羊 毛 脂 等 ) 复 合 脂 --- 由 单 纯 脂 和 非 脂 溶 性 物 质 所 构 成 的 化 合 物, 包 括 磷 脂 和 糖 脂 2. Biological function of lipids: 1. 生 物 体 的 重 要 能 源 ;9.3kcal/g 脂 肪 2. 构 成 生 物 膜 的 基 本 物 质, 其 中 磷 脂, 糖 脂 及 胆 固 醇 是 膜 脂 类 的 三 种 重 要 类 型 ; 3. 某 些 萜 类 ( 多 个 异 戊 二 烯 单 位 ) 及 类 固 醇 类 物 质 如 VA,D,E,K, 及 固 醇 类 激 素 具 有 营 养 代 谢 及 调 节 功 能 ; 4. 促 进 食 物 中 脂 溶 性 维 生 素 及 必 需 脂 肪 酸 的 吸 收 ; 5. 作 为 细 胞 表 面 物 质, 与 细 胞 识 别, 种 特 异 性 及 组 织 免 疫 等 有 密 切 关 系 第 一 节 脂 类 的 酶 促 水 解 (Hydrolyses of lipids) 脂 类 的 消 化 ( 主 要 在 十 二 指 肠 中 ) 食 物 中 的 脂 类 主 要 是 甘 油 三 酯 80-90% 还 有 少 量 的 磷 脂 6-10% 胆 固 醇 2-3% 胃 的 食 物 糜 ( 酸 性 ) 进 入 十 二 指 肠, 刺 激 肠 促 胰 液 肽 的 分 泌, 引 起 胰 脏 分 泌 HCO - 3 至 小 肠 ( 碱 性 ) 脂 肪 间 接 刺 激 胆 汁 及 胰 液 的 分 泌 胆 汁 酸 盐 使 脂 类 乳 化, 分 散 成 小 微 团, 在 胰 腺 分 泌 的 脂 类 水 解 酶 作 用 下 水 解 胰 腺 分 泌 的 脂 类 水 解 酶 : 1 三 脂 酰 甘 油 脂 肪 酶 ( 水 解 三 酰 甘 油 的 C 1 C 3 酯 键, 生 成 2- 单 酰 甘 油 和 两 个 游 离 的 13-10-12 1

脂 肪 酸 胰 脏 分 泌 的 脂 肪 酶 原 要 在 小 肠 中 激 活 ) 2 磷 脂 酶 A 2 ( 水 解 磷 脂, 产 生 溶 血 磷 酸 和 脂 肪 酸 ) 3 胆 固 醇 脂 酶 ( 水 解 胆 固 醇 脂, 产 生 胆 固 醇 和 脂 肪 酸 ) 4 辅 脂 酶 (Colipase)( 它 和 胆 汁 共 同 激 活 胰 脏 分 泌 的 脂 肪 酶 原 ) 第 二 节 甘 油 三 酯 的 分 解 代 谢 (Catabolism of Triacylglycerol) 由 脂 肪 酶 催 化 脂 肪 酶 ( 激 素 敏 感 性 甘 油 三 酯 脂 肪 酶, 是 限 速 酶 ) 甘 油 二 酯 脂 肪 酶 甘 油 单 酯 脂 肪 酶 肾 上 腺 素 胰 高 血 糖 素 肾 上 腺 皮 质 激 素 都 可 以 激 活 腺 苷 酸 环 化 酶, 使 camp 浓 度 升 高, 促 使 依 赖 camp 的 蛋 白 激 酶 活 化, 后 者 使 无 活 性 的 脂 肪 酶 磷 酸 化, 转 变 成 有 活 性 的 脂 肪 酶, 加 速 脂 解 作 用 胰 岛 素 前 列 腺 素 E 1 作 用 相 反, 可 抗 脂 解 油 料 种 子 萌 发 早 期, 脂 肪 酶 活 性 急 剧 增 高, 脂 肪 迅 速 水 解 一 甘 油 的 氧 化 分 解 (Oxidation of Glycerol) 在 脂 肪 细 胞 中, 没 有 甘 油 激 酶, 无 法 利 用 脂 解 产 生 的 甘 油 甘 油 进 入 血 液, 转 运 至 肝 脏 后 才 能 被 甘 油 激 酶 磷 酸 化 为 3- 磷 酸 甘 油, 再 经 磷 酸 甘 油 脱 氢 酶 氧 化 成 磷 酸 二 羟 丙 酮, 进 入 糖 酵 解 途 径 或 糖 异 生 途 径 二 脂 肪 酸 的 β 氧 化 (β-oxidation Pathway) There are several different pathways of fatty acid oxidation in organisms, ainly including:β -oxidation,α-oxidation,ω-oxidation ( 一 ) β-oxidation of saturated fatty acids 饱 和 偶 数 碳 脂 肪 酸 的 β 氧 化 1. β 氧 化 学 说 早 在 1904 年,Franz 和 Knoop 就 提 出 了 脂 肪 酸 β 氧 化 学 说 用 苯 基 标 记 含 奇 数 碳 原 子 的 脂 肪 酸, 饲 喂 动 物, 尿 中 是 苯 甲 酸 衍 生 物 马 尿 酸 用 苯 基 标 记 含 隅 数 碳 原 子 的 脂 肪 酸, 饲 喂 动 物, 尿 中 是 苯 乙 酸 衍 生 物 苯 乙 尿 酸 结 论 : 脂 肪 酸 的 氧 化 是 从 羧 基 端 β- 碳 原 子 开 始, 每 次 分 解 出 一 个 二 碳 片 断 产 生 的 终 产 物 苯 甲 酸 苯 乙 酸 对 动 物 有 毒 害, 在 肝 脏 中 分 别 与 Gly 反 应, 生 成 马 尿 酸 和 苯 乙 尿 酸, 排 出 体 外 β- 氧 化 发 生 在 肝 及 其 它 细 胞 的 线 粒 体 内 2. 脂 肪 酸 的 β 氧 化 过 程 脂 肪 酸 进 入 细 胞 后, 首 先 被 活 化 成 酯 酰 CoA, 然 后 再 入 线 粒 体 内 氧 化 (1) 脂 肪 酸 的 活 化 ( 细 胞 质 ) RCOO- + ATP + CoA-SH RCO-S-CoA + AMP + PPi 生 成 一 个 高 能 硫 脂 键, 需 消 耗 两 个 高 能 磷 酸 键, 反 应 平 衡 常 数 为 1, 由 于 PPi 水 解, 反 应 不 可 逆 细 胞 中 有 两 种 活 化 脂 肪 酸 的 酶 : 内 质 网 脂 酰 CoA 合 成 酶, 活 化 12C 以 上 的 长 链 脂 肪 酸 线 粒 体 脂 酰 CoA 合 成 酶, 活 化 4~10C 的 中 短 链 脂 肪 酸 (2) 脂 肪 酸 向 线 粒 体 的 转 运 中 短 链 脂 肪 酸 (4-10C) 可 直 接 进 入 线 粒 体, 并 在 线 粒 体 内 活 化 生 成 脂 酰 CoA 13-10-12 2

长 链 脂 肪 酸 先 在 胞 质 中 生 成 脂 酰 CoA, 经 肉 碱 转 运 至 线 粒 体 内 肉 ( 毒 ) 碱 :L-β 羟 基 -r- 三 甲 基 铵 基 丁 酸 脂 酰 CoA 进 入 线 粒 体 后, 在 基 质 中 进 行 β 氧 化 作 用 (3)β 氧 化 4 个 循 环 的 步 骤 脂 酰 CoA 脱 氢 生 成 β- 反 式 烯 脂 酰 CoA 脂 酰 CoA 脱 氢 酶 2 反 式 烯 脂 酰 CoA 水 化 生 成 L-β- 羟 脂 酰 CoA β- 烯 脂 酰 CoA 水 化 酶 L-β- 羟 脂 酰 CoA 脱 氢 生 成 β- 酮 脂 酰 CoA L-β 羟 脂 酸 CoA 脱 氢 酶 β- 酮 脂 酰 CoA 硫 解 生 成 乙 酰 CoA 和 (n-2) 脂 酰 CoA 酮 脂 酰 硫 解 酶 3. 脂 肪 酸 β- 氧 化 作 用 小 结 脂 肪 酸 β- 氧 化 时 仅 需 活 化 一 次, 其 代 价 是 消 耗 1 个 ATP 的 两 个 高 能 键 (1) 长 链 脂 肪 酸 由 线 粒 体 外 的 脂 酰 CoA 合 成 酶 活 化, 经 肉 碱 运 到 线 粒 体 内 ; 中 短 链 脂 肪 酸 直 接 进 入 线 粒 体, 由 线 粒 体 内 的 脂 酰 CoA 合 成 酶 活 化 (2) β- 氧 化 包 括 脱 氢 水 化 脱 氢 硫 解 4 个 重 复 步 骤 (3) β- 氧 化 的 产 物 是 乙 酰 CoA, 可 以 进 入 TCA 4. 脂 肪 酸 β- 氧 化 产 生 的 能 量 以 硬 脂 酸 为 例,18 碳 饱 和 脂 肪 酸 胞 质 中 : ⑴ 活 化 : 消 耗 2ATP, 生 成 硬 脂 酰 CoA 线 粒 体 内 : ⑵ 脂 酰 CoA 脱 氢 :FADH 2, 产 生 2ATP ⑶β- 羟 脂 酰 CoA 脱 氢 :NADH, 产 生 3ATP ⑷β- 酮 脂 酰 CoA 硫 解 : 乙 酰 CoA TCA,12ATP (n-2) 脂 酰 CoA 第 二 轮 β 氧 化 活 化 消 耗 : -2ATP β 氧 化 产 生 : 8 (2+3)ATP = 40 9 个 乙 酰 CoA: 9 12 ATP = 108 净 生 成 : 146ATP 饱 和 脂 酸 完 全 氧 化 净 生 成 ATP 的 数 量 :(8.5n-7)ATP (n 为 偶 数 ) 硬 脂 酸 燃 烧 热 值 : 2651 kcal β- 氧 化 释 放 :146ATP (-7.3Kcal)=-1065.8Kcal 转 换 热 效 率 1065.8 40.2% 2651 ( 二 ) Oxidation of unsaturated fatty acids( 不 饱 和 脂 肪 酸 的 β- 氧 化 ) Unsaturated fatty acids require some additional processing before they can be degraded complete. 1. 单 不 饱 和 脂 肪 酸 的 氧 化 油 酸 的 β 氧 化 3 顺 2 反 烯 脂 酰 CoA 异 构 酶 ( 改 变 双 键 位 置 和 顺 反 构 型 ) (146-2)ATP 2. 多 不 饱 和 脂 酸 的 氧 化 亚 油 酸 的 β 氧 化 3 顺 2 反 烯 脂 酰 CoA 异 构 酶 ( 改 变 双 键 位 置 和 顺 反 构 型 ) β- 羟 脂 酰 CoA 差 向 酶 ( 改 变 β- 羟 基 构 型 :D L 型 ) (146 2 2)ATP 13-10-12 3

3. 奇 数 碳 脂 肪 酸 的 β 氧 化 奇 数 碳 脂 肪 酸 经 反 复 的 β 氧 化, 最 后 可 得 到 丙 酰 CoA, 丙 酰 CoA 有 两 条 代 谢 途 径 : (1) 丙 酰 CoA 转 化 成 琥 珀 酰 CoA, 进 入 TCA 动 物 体 内 存 在 这 条 途 径, 因 此, 在 动 物 肝 脏 中 奇 数 碳 脂 肪 酸 最 终 能 够 异 生 为 糖 反 刍 动 物 瘤 胃 中, 糖 异 生 作 用 十 分 旺 盛, 碳 水 化 合 物 经 细 菌 发 酵 可 产 生 大 量 丙 酸, 进 入 宿 主 细 胞, 在 硫 激 酶 作 用 下 产 丙 酰 CoA, 转 化 成 琥 珀 酰 CoA, 参 加 糖 异 生 作 用 (2) 丙 酰 CoA 转 化 成 乙 酰 CoA, 进 入 TCA 这 条 途 径 在 植 物 微 生 物 中 较 普 遍 有 些 植 物 酵 母 和 海 洋 生 物, 体 内 含 有 奇 数 碳 脂 肪 酸, 经 β 氧 化 后, 最 后 产 生 丙 酰 CoA ( 三 ) 脂 酸 的 其 它 氧 化 途 径 1. α 氧 化 ( 不 需 活 化, 直 接 氧 化 游 离 脂 酸 ) 植 物 种 子 叶 子 动 物 的 脑 肝 细 胞, 每 次 氧 化 从 脂 酸 羧 基 端 失 去 一 个 C 原 子 RCH 2 COOH RCOOH+CO 2 α 氧 化 对 于 降 解 支 链 脂 肪 酸 奇 数 碳 脂 肪 酸 过 分 长 链 脂 肪 酸 ( 如 脑 中 C 22 C 24 ) 有 重 要 作 用 2. ω 氧 化 (ω 端 的 甲 基 羟 基 化, 氧 化 成 醛, 再 氧 化 成 酸 ) 动 物 体 内 多 数 是 12C 以 上 的 羧 酸, 它 们 进 行 β 氧 化, ω 氧 化 涉 及 末 端 甲 基 的 羟 基 化, 生 成 一 级 醇, 并 继 而 氧 化 成 醛, 再 转 化 成 羧 酸 ω 氧 化 在 脂 肪 烃 的 生 物 降 解 中 有 重 要 作 用 泄 漏 的 石 油, 可 被 细 菌 ω 氧 化, 把 烃 转 变 成 脂 肪 酸, 然 后 经 β 氧 化 降 解 第 三 节 酮 体 代 谢 (Metabolism of Ketone Bodies) 脂 肪 酸 β- 氧 化 产 生 的 乙 酰 CoA, 在 肌 肉 和 肝 外 组 织 中 直 接 进 入 TCA, 然 而 在 肝 肾 脏 细 胞 中 还 有 另 外 一 条 去 路 : 生 成 乙 酰 乙 酸 D-β- 羟 丁 酸 丙 酮, 这 三 种 物 质 统 称 酮 体 酮 体 在 肝 中 生 成 后, 再 运 到 肝 外 组 织 中 利 用 一 酮 体 的 生 成 (Formation of Ketone Bodies) 酮 体 的 合 成 发 生 在 肝 肾 细 胞 的 线 粒 体 内 形 成 酮 体 的 目 的 是 将 肝 中 大 量 的 乙 酰 CoA 转 移 出 去, 乙 酰 乙 酸 占 30%,β 羟 丁 酸 70%, 少 量 丙 酮 ( 丙 酮 主 要 由 肺 呼 出 体 外 ) 肝 脏 线 粒 体 中 的 乙 酰 CoA 走 哪 一 条 途 径, 主 要 取 决 于 草 酰 乙 酸 的 可 利 用 性 饥 饿 状 态 下, 草 酰 乙 酸 离 开 TCA, 用 于 异 生 合 成 Glc 当 草 酰 乙 酸 浓 度 很 低 时, 只 有 少 量 乙 酰 CoA 进 入 TCA, 大 多 数 乙 酰 CoA 用 于 合 成 酮 体 当 乙 酰 CoA 不 能 再 进 入 TCA 时, 肝 脏 合 成 酮 体 送 至 肝 外 组 织 利 用, 肝 脏 仍 可 继 续 氧 化 脂 肪 酸 肝 中 酮 体 生 成 的 酶 类 很 活 泼, 但 没 有 能 利 用 酮 体 的 酶 类 因 此, 肝 脏 线 粒 体 合 成 的 酮 体, 迅 速 透 过 线 粒 体 并 进 入 血 液 循 环, 送 至 全 身 二 酮 体 的 利 用 (Oxidation of Ketone Bodies) 肝 外 许 多 组 织 具 有 活 性 很 强 的 利 用 酮 体 的 酶 乙 酰 乙 酸 被 琥 珀 酰 CoA 转 硫 酶 (β- 酮 脂 酰 CoA 转 移 酶 ) 活 化 成 乙 酰 乙 酰 CoA 心 肾 脑 骨 骼 肌 等 的 线 粒 体 中 有 较 高 的 酶 活 性, 可 活 化 乙 酰 乙 酸 13-10-12 4

乙 酰 乙 酸 + 琥 珀 酰 CoA 乙 酰 乙 酰 CoA+ 琥 珀 酸 然 后, 乙 酰 乙 酰 CoA 被 β 氧 化 酶 系 中 的 硫 解 酶 硫 解, 生 成 2 分 子 乙 酰 CoA, 进 入 TCA β 羟 基 丁 酸 由 β 羟 基 丁 酸 脱 氢 酶 催 化, 生 成 乙 酰 乙 酸, 然 后 进 入 上 述 途 径 丙 酮 可 在 一 系 列 酶 作 用 下 转 变 成 丙 酮 酸 或 乳 酸, 进 入 TCA 或 异 生 成 糖 肝 脏 氧 化 脂 肪 时 可 产 生 酮 体, 但 不 能 利 用 它 ( 缺 少 β 酮 脂 酰 CoA 转 移 酶 ), 而 肝 外 组 织 在 脂 肪 氧 化 时 不 产 生 酮 体, 但 能 利 用 肝 中 输 出 的 酮 体 在 正 常 情 况 下, 脑 组 织 基 本 上 利 用 Glc 供 能, 而 在 严 重 饥 饿 状 态,75% 的 能 量 由 血 中 酮 体 供 应 三 酮 体 生 成 的 生 理 意 义 酮 体 是 肝 内 正 常 的 中 间 代 谢 产 物, 是 肝 输 出 能 量 的 一 种 形 式 酮 体 溶 于 水, 分 子 小, 能 通 过 血 脑 屏 障 及 肌 肉 毛 细 管 壁, 是 心 脑 组 织 的 重 要 能 源 脑 组 织 不 能 氧 化 脂 酸, 却 能 利 用 酮 体 长 期 饥 饿, 糖 供 应 不 足 时, 酮 体 可 以 代 替 Glc, 成 为 脑 组 织 及 肌 肉 的 主 要 能 源 正 常 情 况 下, 血 中 酮 体 0.03~0.5 mmal/2 在 饥 饿 高 脂 低 糖 膳 食 时, 酮 体 的 生 成 增 加, 当 酮 体 生 成 超 过 肝 外 组 织 的 利 用 能 力 时, 引 起 血 中 酮 体 升 高, 导 致 酮 症 酸 ( 乙 酰 乙 酸 β 羟 丁 酸 ) 中 毒, 引 起 酮 尿 第 四 节 甘 油 三 酯 的 合 成 代 谢 (Synthesis of Triacylglycerol) 一 脂 肪 酸 的 合 成 (Fatty Acid Synthesis) 生 物 体 内 的 脂 肪 酸 多 种 多 样, 脂 肪 酸 链 的 长 短 不 一, 不 饱 和 键 的 数 目 和 位 置 也 各 不 相 同 脂 肪 酸 的 合 成 是 在 细 胞 质 中 以 乙 酰 CoA 为 原 料, 消 耗 ATP 和 NADPH, 生 成 16C 的 软 脂 酸, 经 过 加 工 生 成 各 种 脂 肪 酸 脂 肪 酸 合 成 过 程 包 括 : 饱 和 脂 肪 酸 的 从 头 合 成 ; 脂 肪 酸 碳 链 的 延 长 ; 不 饱 和 键 的 形 成 所 有 的 生 物 都 可 用 糖 合 成 脂 肪 酸, 有 两 种 合 成 方 式 A. 从 头 合 成 ( 乙 酰 CoA) 在 胞 液 中 (16 碳 以 下 ) B. 延 长 途 径 在 线 粒 体 或 微 粒 体 中 高 等 动 物 的 脂 类 合 成 在 肝 脏 脂 肪 细 胞 乳 腺 中 占 优 势 (1) 饱 和 脂 肪 酸 的 从 头 合 成 合 成 部 位 : 细 胞 质 中 合 成 的 原 料 : 乙 酰 CoA( 主 要 来 自 Glc 酵 解 ) NADPH( 主 要 来 自 磷 酸 戊 糖 途 径 ) ATP HCO 3 1 乙 酰 CoA 的 转 运 细 胞 内 的 乙 酰 CoA 几 乎 全 部 在 线 粒 体 中 产 生, 而 合 成 脂 肪 酸 的 酶 系 在 胞 质 中, 乙 酰 CoA 必 须 转 运 出 来 转 运 方 式 : 柠 檬 酸 - 丙 酮 酸 循 环 2 丙 二 酸 单 酰 CoA 的 生 成 ( 限 速 步 骤 ) 脂 肪 合 成 时, 乙 酰 CoA 是 脂 肪 酸 的 起 始 物 质 ( 引 物 ), 其 余 链 的 延 长 都 以 丙 二 酸 单 酰 CoA 的 形 式 参 与 合 成 所 用 的 碳 来 自 HCO 3 ( 比 CO 2 活 泼 ), 形 成 的 羧 基 是 丙 二 酸 单 酰 CoA 的 远 端 羧 基 13-10-12 5

乙 酰 CoA 羧 化 酶 :( 辅 酶 是 生 物 素 ) 为 别 构 酶, 是 脂 肪 酸 合 成 的 限 速 酶, 柠 檬 酸 可 激 活 此 酶, 脂 肪 酸 可 抑 制 此 酶 3 脂 酰 基 载 体 蛋 白 (ACP) 脂 肪 酸 合 成 酶 系 有 7 种 蛋 白 质, 其 中 6 种 是 酶 ( 乙 酰 CoA:ACP 转 移 酶 丙 二 酸 单 酰 CoA:ACP 转 移 酶 β 酮 脂 酰 -ACP 合 酶 β 酮 脂 酰 -ACP 还 原 酶 β 羟 脂 酰 -ACP 脱 水 酶 烯 脂 酰 ACP 还 原 酶 ),1 种 是 脂 酰 基 载 体 蛋 白 (ACP), 它 们 组 成 了 脂 肪 酸 合 成 酶 复 合 体 ACP 上 的 Ser 羟 基 与 4- 磷 酸 泛 酰 巯 基 乙 胺 上 的 磷 酸 基 团 相 连,4- 磷 酸 泛 酰 巯 基 乙 胺 是 ACP 和 CoA 的 共 同 活 性 基 团 脂 肪 酸 合 成 过 程 中 的 中 间 产 物, 以 共 价 键 与 ACP 辅 基 上 的 -SH 基 相 连,ACP 辅 基 就 象 一 个 摇 臂, 携 带 脂 肪 酸 合 成 的 中 间 物 由 一 个 酶 转 到 另 一 个 酶 的 活 性 位 置 上 4 脂 肪 酸 的 生 物 合 成 步 骤 第 一 阶 段 : 缩 合 第 二 阶 段 : 还 原 ( 包 括 还 原 脱 水 还 原 ) 第 三 阶 段 : 释 放 第 一 次 循 环, 产 生 丁 酰 -S-ACP 第 二 次 循 环, 丁 酰 -S-ACP 的 丁 酰 基 由 ACP 转 移 至 β- 酮 脂 酰 -ACP 合 成 酶 上, 再 接 受 第 二 个 丙 二 酸 单 酰 基, 进 行 第 二 次 缩 合 奇 数 碳 原 子 的 饱 和 脂 肪 酸 也 由 相 此 途 径 合 成, 只 是 起 始 物 为 丙 二 酸 单 酰 -S-ACP, 而 不 是 乙 酰 -S-ACP, 逐 加 的 二 碳 单 位 也 来 自 丙 二 酸 单 酰 -S-ACP 多 数 生 物 的 脂 肪 酸 合 成 步 骤 仅 限 于 形 成 软 脂 酸 (16C) 经 过 7 次 循 环 后, 合 成 的 软 脂 酰 -S-ACP 经 硫 脂 酶 催 化 生 成 游 离 的 软 脂 酸, 或 由 ACP 转 到 CoA 上 生 成 软 脂 酰 CoA, 或 直 接 形 成 磷 脂 酸 对 链 长 有 专 一 性 的 酶 是 β- 酮 脂 酰 ACP 合 成 酶, 它 不 能 接 受 16C 酰 基 由 乙 酰 -S-CoA 合 成 软 脂 酸 的 总 反 应 : 8 乙 酰 CoA + 14NADPH + 14H + + 7ATP + H 2 O 软 脂 酸 + 8CoASH + 14NADP + + 7ADP + 7Pi 从 脂 肪 酸 的 合 成 过 程 可 看 出 : 脂 类 代 谢 与 糖 代 谢 密 切 相 关 脂 肪 酸 合 成 所 需 要 的 碳 原 子, ATP,NADPH 等 都 来 自 糖 的 分 解 代 谢 附 : 脂 肪 酸 氧 化 与 合 成 途 径 的 比 较 合 成 ( 从 乙 酰 CoA 开 始 ) 氧 化 ( 生 成 乙 酰 CoA) 细 胞 中 部 位 细 胞 质 线 粒 体 酶 系 7 种 酶, 多 酶 复 合 体 或 多 酶 融 合 体 4 种 酶 分 散 存 在 酰 基 载 体 ACP CoA 二 碳 片 段 丙 二 酸 单 酰 CoA 乙 酰 CoA 电 子 供 体 ( 受 体 ) NADPH FAD NAD β- 羟 脂 酰 基 构 型 D 型 L 型 对 HCO3 及 柠 檬 要 求 不 要 求 酸 的 要 求 能 量 变 化 消 耗 7 个 ATP 及 14 个 NADPH, 共 产 生 49ATP ( 7FADH2+7NADH-2AT P) 共 33ATP 产 物 只 合 成 16 碳 酸 以 内 的 脂 酸, 延 长 需 由 别 的 酶 完 成 18 碳 酸 可 彻 底 降 解 13-10-12 6

(2) The elongation of fatty acids beyond C16 palmitae(16c 以 上 脂 肪 酸 碳 链 的 延 长 ) β- 酮 脂 酰 -ACP 合 成 酶 最 多 只 能 接 受 14 碳 的 酰 基, 不 能 接 受 16 碳 酰 基 因 此, 从 头 合 成 只 能 合 成 16C 软 脂 酸 1 线 粒 体 脂 肪 酸 延 长 酶 系 能 够 延 长 中 短 链 (4-16C) 饱 和 或 不 饱 和 脂 肪 酸, 延 长 过 程 是 β- 氧 化 过 程 的 逆 转, 乙 酰 CoA 作 为 二 碳 片 段 的 供 体,NADPH 作 为 氢 供 体 2 内 质 网 脂 肪 酸 延 长 酶 系 哺 乳 动 物 细 胞 的 内 质 网 膜 能 延 长 饱 和 或 不 饱 和 长 链 脂 肪 酸 (16C 及 以 上 ), 延 长 过 程 与 从 头 合 成 相 似, 只 是 以 CoA 代 替 ACP 作 为 脂 酰 基 载 体, 丙 二 酸 单 酰 CoA 作 为 C 2 供 体,NADPH 作 为 氢 供 体, 从 羧 基 端 延 长 (3) 不 饱 和 脂 肪 酸 的 合 成 Formation of double bonds 去 饱 和 途 径 脂 酰 CoA 去 饱 和 酶, 催 化 软 脂 酰 CoA 及 硬 脂 酰 CoA 分 别 在 C 9 -C 10 脱 氢, 生 成 棕 榈 油 酸 ( 9 16:1) 和 油 酸 ( 9 18:1) 在 人 类 及 多 数 动 物 体 内, 只 能 合 成 一 个 双 键 的 不 饱 和 脂 肪 酸 ( 9 ), 如 硬 脂 酸 脱 氢 生 成 油 酸, 软 脂 酸 脱 氢 生 成 棕 榈 油 酸 植 物 和 某 些 微 生 物 可 以 合 成 ( 12 ) 二 烯 酸 三 烯 酸, 甚 至 四 烯 酸 某 些 微 生 物 (E. coli) 酵 母 及 霉 菌 能 合 成 二 烯 三 烯 和 四 烯 酸 由 于 缺 乏 在 脂 肪 酸 的 第 四 位 碳 原 子 以 上 位 置 引 入 不 饱 和 双 链 的 去 饱 和 酶, 人 和 哺 乳 动 物 不 能 合 成 足 够 的 十 八 碳 二 烯 酸 ( 亚 油 酸 ) 十 八 碳 三 烯 酸 ( 亚 麻 酸 ) 必 须 由 食 物 供 给, 称 必 须 脂 肪 酸 二 3- 磷 酸 甘 油 的 合 成 (Synthesis of Glycerol 3-phosphate) 三 甘 油 三 酯 的 合 成 (Synthesis of Triacylglycerol) 第 五 节 磷 脂 代 谢 (Metabolism of Phospholipids)(see Fig) 一 磷 脂 的 分 解 代 谢 (Catabolism Phospholipids) (see Fig) 二 甘 油 磷 脂 的 生 物 合 成 (Synthesis of Phospholipids) Phosphatidic acid is the common precursor for the syntheses of both triacylglycerols and glycerophospholipids. Two strategies are taken for converting phosphatidic acid to glycerophospholipid. 第 六 节 胆 固 醇 代 谢 (Metabolism of Cholesterol) 一 胆 固 醇 的 合 成 (Synthesis of Cholesterol) The process occurs in four stages: Stage 1: the three acetate units condense to form a six-carbon intermediate, mevalonate. Stage 2: involves the conversion of mevalonate into activated isoprene units, Stage 3: the polymerization of six 5-carbon isoprene units ta form the 30-carbon linear structure of squalene. 13-10-12 7

Stage 4: the cyclization of squalene forms the four rings of the steroid nucleus, and a further series of changes leads to the final product, cholesterol. 二 胆 固 醇 的 转 化 (Transform of Cholesterol)(see Fig) 第 七 节 脂 代 谢 的 调 控 (Regulation of Lipid Metabolism) 思 考 题 1 Define the following terms: β-oxidation;α-oxidation;ω-oxidation; Ketone bodies 2 How dose fatty acid synthesis in plants differ from fatty acid synthesis in animals? 3 计 算 1mol 硬 脂 酸 彻 底 氧 化 可 净 产 生 多 少 mol ATP? 4 不 饱 和 脂 肪 酸 与 饱 和 脂 肪 酸 氧 化 途 径 的 区 别? 5 酮 体 是 如 何 产 生 和 氧 化 的? 为 什 么 肝 脏 产 生 的 酮 体 要 在 肝 外 组 织 才 能 被 利 用? 13-10-12 8