脂质代谢
脂质代谢
7.1脂类的生理功能
➢供能与贮能
➢机体的重要结构成分
➢转变为各种衍生物参与代谢活动
脂肪作为储能物质的优缺点:
➢脂肪具有高度还原性，彻底氧化释放的能量是同等重量的糖或蛋白质的两倍多（~38kJ/g vs 18kJ/g）。
➢脂肪具有高度疏水性，因而不会增加细胞胞浆的渗透压，也不会因水化增加额外的重量。
但消化需要乳化，运输需要其他蛋白质协助。
➢脂肪具有化学惰性，不易产生副反应。
但C-C键的断裂需要激活。
7.2 脂类的消化和吸收（Digestion and Absorption）
7.2.1 脂类的消化
➢部位：小肠上段
➢消化因素
胆汁酸盐（bile salts）：乳化作用
辅脂酶（colipase）：帮助胰脂酶起作用
7.2.2 脂类的吸收
➢部位:空肠
➢在毛细血管中，脂肪又被水解为游离脂肪酸和甘油。
FA被细胞吸收。
7.3 脂肪动员（Mobilization of triglycerides）
➢指脂肪组织中脂肪在激素的调节下，被一系列脂肪酶水解为脂肪酸和甘油，然后释放进入血液，脂肪酸以与血清白蛋白非共价结合的方式运输到其它组织利用的过程。
7.4 甘油的氧化
➢主要部位在肝、肾、肠。
➢甘油氧化通过三步反应转化为3-磷酸甘油醛。
➢脂肪和骨骼肌组织中甘油激酶活性很低，所以不能很好地利用甘油。
➢饱和脂肪酸的氧化：
✓部位: 以肝脏和肌肉组织最为活跃。
➢整个过程可分为三个阶段：
第一阶段：脂肪酸的活化；
✓脂肪酸与HSCoA（辅酶A）结合生成脂酰CoA（高能化合物）的过程，催化反应的是脂酰CoA合成酶✓在细胞内分别有内质网脂酰CoA合成酶和线粒体脂酰CoA合成酶，前者活化12个碳原子以上的长链脂肪酸，后者活化中链或短链脂肪酸。
第二阶段：长链脂酰CoA进入线粒体；
✓在肉碱脂酰移位酶Ⅰ的催化下，以脂酰肉碱的形式通过酰基肉碱/肉碱转运蛋白（acyl-carnitine/carnitine transporter）进入线粒体，在线粒体基质，脂酰肉碱在肉碱脂酰移位酶Ⅱ的催化下，重新生成脂酰CoA。
✓这是脂肪酸β-氧化的限速步骤。
✓丙二酸单酰CoA是肉碱脂酰移位酶Ⅰ的抑制剂。
✓肉碱缺乏症（carnitine deficiency）和肉碱脂酰移位酶缺乏症（acyl-carnitine/carnitine transporter deficiency）：属常染色体遗传病，影响器官主要是肌肉、肾脏、心脏等。
症状从中等程度的肌肉疼痛、痉挛到严重的肌肉坏死。
第三阶段：β-氧化。
✓所有脂肪酸β-氧化的酶都是线粒体酶。
✓ -氧化每一轮循环是脱氢、水化、再脱氢和硫解四个重复步骤，生成1个乙酰CoA、1个少2C的脂酰CoA以及1个NADH、1个FADH2。
✓按软脂酸计算，经过7轮反应，生成8个乙酰CoA、7个NADH和7个FADH2。
软脂酸的氧化可产生106ATP。
（108-活化的两个ATP）
➢不饱和脂肪酸氧化的额外步骤：
•单不饱和脂肪酸的β-氧化
✓额外需要烯脂酰CoA异构酶，使顺式ρ3双键转变为反式ρ2双键
•多不饱和脂肪酸的β-氧化
✓除顺ρ3-反ρ2-烯酰CoA异构酶外，还需2,4-二烯酰CoA还原酶（NADPH作为辅酶），将反ρ2-顺ρ4结构转变为反ρ3结构
➢奇数碳脂肪酸的β-氧化
✓奇数碳脂肪酸存在于许多植物、海洋生物、石油酵母等生物体中。
✓奇数碳脂肪酸经β-氧化可生成丙酰CoA。
✓丙酰CoA经过三步反应，转化为琥珀酰CoA，进入三羧酸循环，进一步可转变为其他物质。
此途径是丙酸代谢的途径之一（丙酸代谢的另一途径是生成乙酰CoA ）。
✓Vit B12是甲基丙二酸单酰CoA变位酶的辅酶。
✓Vit B12在动植物中不能合成，只有一些种类的微生物能合成。
健康人每天只需要少量的Vit B12。
如果由于吸收障碍缺乏Vit B12 ，就会导致恶性贫血(Pernicious anemia)，如红细胞减少、血红蛋白水平降低和一些中枢神经系统的功能紊乱等。
在一些病例中，服用大剂量Vit B12 可减轻这些症状。
➢动物过氧化物体/乙醛酸循环体（仅在萌发的种子中存在的细胞器）中脂肪酸的β-氧化系统的不同
✧1）在第一个氧化反应步骤中FADH2的电子直接传递给O2，生成H2O2，H2O2马上转化为H2O和O2。
能
量以热量形式散发，而不是储存于ATP中。
✧2）在第二个氧化反应中形成的NADH不能重新氧化，于是还原等价物从氧化物酶体或乙醛酸循环体中运
输到胞质溶胶，最后进入线粒体。
哺乳动物过氧化物体产生的乙酰CoA进入胞浆，用于合成其他代谢产物，如胆固醇等。
当高脂肪膳食时，肝脏过氧化物体中脂肪酸β-氧化的酶合成增加，产生的乙酰CoA一部分进入线粒体。
✓植物中脂肪酸β-氧化只发生在叶组织的过氧化物体以及种子的乙醛酸体中（植物线粒体不存在β-氧化的酶）。
这一途径的生物学意义是利用脂肪提供生物合成的前体，特别是在种子的发芽过程。
✓β-氧化的酶在线粒体和过氧化物体中组织的形式不同。
在线粒体中，各个酶是分离的，而在过氧化物体中，以复合体形式存在。
➢脂肪酸的α-氧化（α碳是离基团最近的那个碳）、ω-氧化（ω碳是离α碳最远的碳）的生物学意义。
α-氧化：对降解支链脂肪酸（如哺乳动物中植烷酸降解）有重要作用。
ω-氧化：
➢脊椎动物作用部位：肝肾内质网中。
➢碳原子少于12的脂肪酸的氧化途径。
通常为C10或C12的脂肪酸。
➢石油酵母降解烃或脂肪酸的作用机理。
➢催化第一步羟化反应的是混和功能氧化酶（mix-function oxidases）。
这种酶由细胞色素P-450还原酶和细胞色素P-450组成，以肝和肾上腺的微粒体中含量最多。
参与类固醇激素、胆汁酸等的生成，以及药物、毒物的生物转化过程。
➢酮体（ketone bodies）的生成和利用
✓在肝脏中，脂肪酸经β-氧化生成的乙酰CoA，转变为乙酰乙酸、β羟丁酸和少量丙酮，这三种物质统称为酮体（ketone bodies）。
这种现象在饥饿或糖尿病状态下尤为明显
✓酮体的生成部位在肝细胞线粒体。
β-羟基-β-甲基戊二酸单酰辅酶A合成酶（HMG-CoA synthase）是酮体生成反应的限速酶。
✓酮体的利用指酮体在肝外组织重新转化为乙酰CoA
➢酮体生成具有重要的生理意义
①是生理情况下，肝脏输出能源的一种形式。
②是长期饥饿情况下、脑、肌肉组织主要的供能物质。
③是应激情况下，防止肌肉蛋白过多消耗的一种形式。
➢酮体过量产生可造成酮血症、酮尿症.
✓正常代谢时血尿酮体含量很少。
在饥饿、糖尿病等异常情况下，酮体大量产生。
当超过肝外组织所能利用的限度时，血尿酮体含量升高。
血中酮体堆积称“酮血症”。
由于乙酰乙酸和β-羟丁酸降低血液pH，造成“酸中毒”。
酮体随尿排出称“酮尿症”.临床上把糖尿病患者血尿酮体的异常称为“酮症”（ketosis）
名词解释：
➢脂肪动员：指脂肪组织中脂肪在激素的调节下，被一系列脂肪酶水解为脂肪酸和甘油，然后释放进入血液，脂肪酸以与血清白蛋白非共价结合的方式运输到其它组织利用的过程。
➢必需脂肪酸:因为亚油酸和α－亚麻酸是合成其他产物所必需的前体，所以是哺乳动物的必需脂肪酸。
➢血脂：血浆中的脂类物质称为血脂，包括甘油三酯、磷脂、胆固醇、胆固醇酯和非酯化脂肪酸等。
（TG、CH、CHE、PL、FFA）
➢血浆脂蛋白：是脂类在血浆中的运输形式。
以疏水性脂类为核心围绕着极性脂类和载脂蛋白组成。
➢载脂蛋白：脂蛋白中的蛋白质部分。
脂类代谢复习:
名词解释：
脂肪动员必需脂肪酸血脂血浆脂蛋白载脂蛋白
1. 脂类消化中胆汁酸盐和辅脂酶的作用。
2. 脂酰CoA进入线粒体的途径。
3. β-氧化的四步重复步骤、终产物、能量计算。
4. 过氧化物体/乙醛酸体与线粒体中脂肪酸的β-氧化途径有什么不同？意义是什么？
5. 脂肪酸的α-氧化、ω-氧化的生物学意义。
6. 混合功能酶（或羟化酶）的组成、催化的反应。
7. 酮体指的是什么？限速酶是什么？如何利用及其生理意义？
8. 什么是酮症？
9. 脂肪酸合成的原料及其来源。
10. 脂肪酸合成的限速步骤及其调控。
11. 脂肪酸合成由哪四步重复步骤组成？
12. 脂肪酸合酶复合体有两个活性-SH，分别位于哪里？各起什么作用？
13. 长链饱和脂肪酸合成的部位。
14. 前列腺素、血栓噁烷、白三烯的合成前体和重要生理意义？
15. 什么是脂肪和甘油磷脂的共同合成中间物？
16. 甘油磷脂的分解部位和四种磷脂酶水解的位点。
17. 甘油磷脂的两种合成策略。
酵母和哺乳动物合成磷脂酰丝氨酸、磷脂乙醇胺、磷脂酰胆碱的途径有何不同？
18. 胆固醇合成的原料、重要中间物、限速步骤及其调节。
19. 胆固醇的转化。
20.各种血浆脂蛋白代谢的生理功能。
21. LDL受体代谢途径。
22. 胆固醇的逆向运输途径。
