1、第七章 脂類代謝脂脂 類類脂 肪類 脂磷 脂糖糖 脂脂甘油三酯脂類（組成）分為:膽固醇膽固醇機體內的分布:脂 類貯 脂組織脂皮下結締組織大網膜腸系膜腎臟周圍組織質膜細胞器膜供給能量和儲備能量構成組織成分保護機體組織參與其他生物活性物質的吸收和合成l協助脂溶性維生素和維生素原的吸收l供給幾種不飽和脂肪酸l生成類固醇化合物（一）脂肪的動員脂肪的動員作用(adipokinetic action)貯存在脂肪細胞中的脂肪,被脂肪酶逐步水解為游離脂肪酸和甘油并釋放入血液,被其他組織氧化利用的過程。組織場所：脂肪組織甘油三脂脂肪酶（二）甘油的代謝 脂肪組織中缺乏甘油磷酸激酶活性，不能使甘油活化，因此溶于水的

2、甘油直接經血液運送至肝、腎、腸等組織，主要在肝中甘油磷酸激酶的催化下，轉變為-磷酸甘油，然后脫氫生成磷酸二羥丙酮，進入糖代謝或進入糖異生途徑。三、脂肪酸分解代謝（一）脂肪酸的-氧化1.Knoop實驗2. -氧化的過程(1).脂肪酸的活化 脂肪酸進入細胞后，首先在線粒體外或胞漿中被活化，形成脂酰CoA，然后進入線粒體進行氧化。在脂酰CoA合成酶催化下，由ATP提供能量，將脂肪酸轉變成脂酰CoA。(2) 脂肪酸經線粒體膜外至膜內的轉運 脂肪酸的氧化作用是在肝臟及其他組織的線粒體中進行的，所以脂酰CoA必須通過線粒體內膜進入基質中才能進行氧化分解。中、短碳鏈脂肪酸可以直接穿過線粒體膜進入線粒體內膜，

3、最近發現肉堿(carnitine)促進長鏈脂肪酸在線粒體內的氧化。乙酰膽堿肉堿(3).脂肪酸氧化作用的步驟 脂酰CoA在線粒體的基質中進行氧化分解。每進行一次-氧化，需要經過脫氫、水化、再脫氫和硫解四步反應，同時釋放出1分子乙酰CoA。反應產物是比原來的脂酰CoA減少了2個碳的新的脂酰CoA。如此反復進行，直至脂酰CoA全部變成乙酰CoA。反脂酰脂酰CoA脫氫酶脫氫酶L(+)-羥脂酰羥脂酰CoA脫氫酶脫氫酶 NAD+ NADH+H+ -烯酰烯酰CoA 水化酶水化酶2H2OFADFADH2 酮脂酰酮脂酰CoA 硫解酶硫解酶CoA-SH脂酰脂酰CoA合成酶合成酶肉堿轉運載體肉堿轉運載體ATPCoA

4、SHAMP PPiH2O呼吸鏈呼吸鏈 2ATP H2O 呼吸鏈呼吸鏈 3ATP 線線粒粒體體膜膜TAC 脂脂 肪肪 酸酸RCHRCH2 2CHCH2 2C C- -OH OH OO=OO=RCH=CHCSCoA O =RCH=CHCSCoA O =O =RCH2CH2CSCoA O =O =RCHOHCH2CSCoA O =O =RCOCH2CSCoA O =O =RCSCoA+ CH3COSCoA O=O=RCH2CH2CSCoA O =O =(4).脂肪酸氧化過程中的能量貯存脂肪酸氧化后形成乙酰CoA進入三羧酸循環，最后形成CO2和H2O。脂肪酸的完全氧化可以產生大量的能量。例如軟脂酸（含

5、16碳）經過7次b-氧化，可以生成8個乙酰CoA，每一次b-氧化，還將生成1分子FADH2和1分子NADH。軟脂酸完全氧化的反應式為：C16H31CO-SCoA + 7 CoA-SH + 7 FAD + NAD+ +7 H2O8 CH3COSCoA + 7 FADH2 + 7 NADH + 7 H+按照一個NADH產生3個ATP，1個FADH2產生2個ATP, 1個乙酰CoA完全氧化產生12個ATP計算，1分子軟脂酰CoA在分解代謝過程中共產生131個ATP。由于軟脂酸轉化為軟脂酰CoA消耗1分子ATP中的兩個高能磷酸鍵的能量，因此凈生成131-2=129個ATP的高能磷酸鍵。(二)酮體的生成

6、和利用 脂肪酸在心肌、腎臟、骨骼肌等組織能徹底氧化成二氧化碳和水，但在肝細胞中氧化不完全，常出現一些脂肪酸氧化的中間產物，如乙酰乙酸、-羥丁酸和丙酮，統稱為酮體。1. 酮體的生成-羥-甲戊二酰CoA-羥丁酸乙酰CoA硫解酶-羥-甲戊二酰CoA合成酶-羥-甲戊二酰CoA裂解酶 -羥丁酸脫氫酶自動進行2. 酮體的利用心肌、骨骼肌心肌、骨骼肌大腦大腦酮體酮脂酰CoA轉移酶3. 酮體的生理意義u 在心肌、腎、腦和骨骼肌等組織，-酮脂酰CoA轉移酶的活性很高，而肝細胞中則缺乏這種酶，故酮體主要在肝外組織中分解。酮體是脂肪酸在肝中氧化分解產生的正常中間代謝物，是肝臟輸出能源的一種形式，首先是當動物機體缺少

7、葡萄糖時，須動員脂肪供應能量，但是肌肉組織對脂肪酸只有有限的利用能力，于是可以優先利用酮體以節約葡萄糖，從而滿足如大腦等組織對葡萄糖的需要。u 大腦不能利用脂肪酸，但能利用顯著量的酮體。酮體是小分子物質，能溶于水，能通過肌肉毛細管和血腦屏障，因此可以成為適合于肌肉和腦組織利用的能源物質，與脂肪酸比，酮體能更為有效地代替代葡萄糖。u 反芻動物的瘤胃也是反芻動物體內生成酮體的重要場所。3. 酮 病酮體血中正常含量酮體血中正常含量0.30.35mg/100ml5mg/100ml酮體血中含量酮體血中含量20mg/100ml20mg/100ml酮 病引起動物發生酮 病的原因很復雜,但是其基本的生化機制可

8、歸結為糖與脂類代謝的紊亂抽致。持續代血糖導致脂肪大量 動員，脂肪酸在肝中經過-氧化產生的乙酰CoA縮合形成過量的酮體，超過了機體所能利用酮體的能力，于是血中酮體增加。(三)丙酸的代謝(一)脂肪酸的生物合成大部分脂肪酸合成定位于細胞質中，而脂肪酸-氧化作用僅在線粒體中發生。脂肪酸的合成所需要的碳源來自乙酰輔酶A。1.乙酰輔酶A的轉運還是從脂肪酸-氧化產生的乙酰輔酶A都是在線粒體基質中。但CoA不能任意穿過線粒體內膜，必須采用一定的途徑才能完成到胞液中去。ATP-ADP蘋果酸酶2、丙二酸單酰輔酶A(malonyCoA)的形成在乙酰輔酶A羧化酶(acetyl-CoAcarboxylase)催化下乙酰

9、輔酶A形成丙二酸單酰輔酶A，此反應需ATP參與，該酶的輔基為生物素(biotin)。3、脂酰基載體蛋白脂肪合成酶系統有7種蛋白質參加反應，以沒有酶活性的酰基載體蛋白為中心，組成一簇。脂肪酸合成過程中的中間產物以共價鍵與載體蛋白相連。磷酸泛酰基巰基乙胺4.脂肪酸的合成（資料來自大腸桿菌）(1).原初反應 ACP-酰基轉移酶(ACP-acyltransferase)催化乙酰輔酶A與ACP的SH基作用 乙酰-CoA+ACP-SH 乙酰-S-ACP+ CoA-SH乙酰基-S-ACP在酮脂酰-ACP合成酶的作用下乙酰乙酰-S-ACP+-S-ACP+合成酶合成酶-SH ACP-SH + -SH ACP-S

10、H + 乙酰乙酰-S-S-合成酶合成酶 (2).丙二酸酰基的轉移反應ACP丙二酸單酰轉移酶(ACPmalonyltransferase)催化將丙二酸單酰輔酶A與ACP-SH作用(即與4-磷酸泛酰頸基乙胺的SH基作用)，脫掉輔酶A形成丙二酸單酰-S-ACP。丙二酸單酰-S-CoA + ACP-SH 丙二酸單酰-S-ACP + CoA-SH (3).縮合反應酮脂酰-ACP合成酶(-ketoacyl-ACPsynthase)催化將酶分子中半胱氨酸SH基結合的乙酰基又轉移到ACP上的丙二酸單酰基的第二個碳原子上，形成乙酰乙酰-S-ACP同時使丙二酸單酰基上的自由羧基脫羧產生CO2。乙酰乙酰-S-S-合

11、成酶合成酶 + + 丙二酸單酰丙二酸單酰-S-ACP -S-ACP 乙酰乙酰- -乙酰乙酰-S-ACP + CO2-S-ACP + CO2(4) 第一次還原反應酮脂酰-ACP還原酶(-ketoacyl-ACP reductase) 催化乙酰乙酰-S-ACP由NADPH+H+還原，形成-羥丁酰-S-ACP。乙酰-乙酰-S-ACP + NADPH + H+ D-羥丁酰-S-ACP + NADP+(5).脫水反應羥脂酰-ACP脫水酶(-hydroxyacyl-ACP dehydrase) 催化D-羥丁酰-S-ACP脫水，形成烯丁酰-S-ACP(crotontal-S-ACP)。-(6).第二次還原反

12、應烯脂酰-ACP還原酶(enoyl-ACP reductase) 催化巴豆酰-S-ACP被還原為丁酰-S-AGP，電子供體是NADPH+,H+。 丁酰S-ACP的形成完成了合成軟脂酰-S-ACP的7次循環反應的第一次循環。第二次循環是丁酰基由ACP轉移到-酮脂酰-ACP合成酶分子的SH基上。ACP又可再接受丙二酸單酰基。第二次循環即可進行。經過7次循環后，合成的最終產物軟脂酰基-S-ACP經硫酯酶(thioesterase)的催化，形成游離的軟脂酸，或由ACP轉到輔酶A上，或直接形成磷脂酸。多數生物的脂肪酸合成步驟僅限于形成軟脂酸.(7).水解或硫解反應 軟脂酰基-S-ACP+H2O 軟脂酸+

13、HS-ACP 軟脂酰基-S-ACP+HSCoA 軟脂酰基-SCoA +HS-ACP綜上所述軟脂酸生物合成的總反應可歸納如下：綜上所述軟脂酸生物合成的總反應可歸納如下：8 8乙酰乙酰CoA+14NADPH+7ATP+H2O CoA+14NADPH+7ATP+H2O 軟脂酸軟脂酸+8HSCoA+14NADP+7ADP+Pi+8HSCoA+14NADP+7ADP+Pi(二)線粒體和內質網中脂肪酸的延長脂肪酸合成酶體系合成軟脂酸后，繼續延長碳鏈，可由兩個酶系統經兩條途徑完成。一條是由線粒體中的酶系統將脂肪酸延長，另一條是由粗糙內質網中的酶系統將碳鏈延長。(三)不飽和脂肪酸的合成 (四) 三脂酰甘油的生

14、物合成1.甘油合成L-磷酸甘油，脂肪酸形成脂酰輔酶A。-磷酸甘油磷酸甘油轉酰基酶磷脂酸磷酸酶甘油二酯脂肪酸甘油三酯脂酰CoA二酰甘油轉酰基酶甘油三酯合成的第一途徑甘油三酯合成的第一途徑甘油三酯合成的第二途徑甘油三酯合成的第二途徑四 脂肪代謝的調控(一)脂肪組織中脂肪的合成與分解的調節-葡萄糖轉運過膜酵解酯化作用酯解代謝脂肪酸活化-(二)肌肉中糖與脂肪分解代謝的調節通過這一循環可以達到兩個目的：其一是在機體需要動員脂肪酸以節約糖；其二是利用血漿脂肪酸的含量變化保持血糖水平的恒定。這對于大腦、神經組織和紅細胞對葡萄糖有特殊需要的組織來說，具有重要的生理意義(三)肝臟的調節作用五 類脂的代謝類 脂磷

15、 脂膽固醇甘油磷脂鞘磷脂磷脂酰膽堿卵磷脂磷脂酰乙醇胺腦磷脂磷脂酰絲氨酸磷脂酰肌醇(1)磷脂的合成 合成卵磷脂的原料有甘油、脂肪酸、磷酸和膽堿。（一）磷脂的代謝（2）甘油磷脂的分解（二)膽固醇的合成代謝及轉變膽固醇（cholesterol）是動物機體中最重要的一種以環戊烷多氫菲為母核的固醇類化合物.膽固醇是體內最豐富的固醇類化合物，它既作為細胞生物膜的構成成分，又是類固醇類激素、膽汁酸及維生素D的前體物質。因此對于大多數組織來說，保證膽固醇的供給，維持其代謝平衡是十分重要的。膽固醇廣泛存在于全身各組織中，其中約1/4分布在腦及神經組織中，占腦組織總重量的2%左右。肝、腎及腸等內臟以及皮膚、脂肪組

16、織亦含較多的膽固醇，每100g組織中約含200至500mg，以肝為最多，而肌肉較少，腎上腺、卵巢等組織膽固醇含量可高達1%-5%，但總量很少。（1）合成原料乙酰CoA是膽固醇合成的直接原料，它來自葡萄糖、脂肪酸及某些氨基酸的代謝產物。另外，還需要ATP供能和NADPH供氫。合成1分子膽固醇需消耗18分子乙酰CoA、36分子ATP和16分子NADPH。 （2）合成基本過程膽固醇合成過程比較復雜，有近30步反應。1. 基本合成階段如下圖： 膽固醇生物合成總覽膽固醇生物合成總覽乙酰乙酰- -CoA CoA 甲羥戊酸甲羥戊酸 異戊烯焦磷酸和二甲基丙烯焦磷酸異戊烯焦磷酸和二甲基丙烯焦磷酸 （角）鯊烯（角

17、）鯊烯 羊毛固醇羊毛固醇 膽固醇膽固醇（二）膽固醇的生物轉變1. 血中膽固醇的一部分運送到組織,構成細胞膜的組成成分.2.膽固醇可以經修飾后轉變為7-脫氫膽固醇,后者在紫外線照射下,在動物皮下轉變為維生素D33.機體合成的約2/5的膽固醇在肝實質細胞中經羥化作用轉化為膽酸和脫氧膽酸,它們再與甘氨酸、牛磺酸等結合成甘氨膽酸、牛磺膽酸、甘氨鵝脫氧膽酸、牛磺鵝脫氧膽酸4.膽固醇是腎上腺皮質、睪丸和卵巢等到內分泌腺合成類固醇激素的原料（三）膽固醇合成的調節1.低密度脂蛋白（LDL）-受體復合物的調節：通過LDL-受體的作用，膽固醇被攝入細胞之后，可以進行生物轉化。2.激素的調節：甲狀腺素促進膽固醇在肝

18、中轉變為膽汁酸的作用。3.饑餓與禁食：饑餓與禁食使肝臟中膽固醇的合成大幅度下降。加速膽固醇轉變為膽汁酸以降低血清膽固醇。六 脂類在體內運轉的概況脂類在動物體內的運轉是比較復雜的,無論是從腸道吸收的脂類, 還是機體自身的組織合成的,都要通過血液在體內運轉,被輸送到適當的組織中去利用,貯存或者轉變。由于脂類不溶于水，不能以游離的形式運輸，現己證明，除了游離脂肪酸是和血漿清蛋白結合，形成可溶性復合體運輸以外，其余的都有是以血漿脂蛋白（lipoprotein）的形式運輸的。(一)血脂和血漿脂蛋的結構與分類（1）血脂血脂 血脂是指血漿中所含的脂質，包括甘油三酯、磷脂、膽固醇及其酯和游離脂肪酸。血脂的來源有外源性的，即從飼料中攝取并經過消化道吸收進入血漿中的，還有內源性的，即由肝、脂肪組織和其他組織合成后釋放入血漿中的，血脂的含量隨生理狀態不同而改變，動物品種、飼養狀況、年齡、性別等都可以影響血脂的級成和水平。（2）血漿脂蛋白脂蛋白的分類CM前血漿脂蛋白瓊脂糖