生物化学教案——第七章 脂类物质的代谢.doc

第七章 脂类物质的代谢 脂类：生物体内不溶于水而易溶于有机溶剂的一类有机化合物。脂类包括：1、单纯脂 （酰基甘油酯，蜡）；2、复合脂（磷脂，糖脂，硫脂）；3、非皂化脂（萜类，甾醇类）。 脂类的生理功能： a. 生物膜的骨架成分 磷脂、糖脂 b. 能量贮存形式 甘油三酯 c. 参与信号识别、免疫 糖脂 d. 激素、维生素的前体 固醇类激素，维生素D、A、K、E e. 生物体表保温防护 脂肪贮存量大，热值高，脂肪的热值：1g脂肪产生的热量，是等量蛋白质或糖的2－3 倍。 一、脂肪的分解代谢 1、 甘油三酯的水解 甘油三酯的水解由脂肪酶催化。组织中有三种脂肪酶，逐步将甘油三酯水解成甘油二酯、 甘油单酯、甘油和脂肪酸。这三种酶是：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E1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。 2、 甘油的代谢 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。 3、 脂肪酸的氧化 1） 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。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以脂酰肉碱形式转运到线粒体内。 线粒体内膜外侧（胞质侧）：肉碱脂酰转移酶Ⅰ催化，脂酰CoA将脂酰基转移给肉碱的 β羟基，生成脂酰肉碱。 线粒体内膜：线粒体内膜的移位酶将脂酰肉碱移入线粒体内，并将肉碱移出线粒体。 线粒体内（膜内侧）：肉碱脂酰转移酶Ⅱ催化，使脂酰基又转移给CoA，生成脂酰CoA 和游离的肉碱。 （3）、脂酰CoA进入线粒体后，在基质中进行β氧化作用，包括4个循环的步骤。 a.脂酰CoA脱氢生成β-反式烯脂酰CoA。线粒体基质中，已发现三种脂酰CoA脱氢酶， 均以FAD为辅基，分别催化链长为C4-C6，C6-C14，C6-C18的脂酰CoA脱氢。 b. (△2反式)烯脂酰CoA水化生成L-β-羟脂酰CoA，β-烯脂酰CoA水化酶催化。 c. L-β-羟脂酰CoA脱氢生成β-酮脂酰CoA，L-β羟脂酸CoA脱氢酶催化。 d.β-酮脂酰CoA硫解生成乙酰CoA和（n-2）脂酰CoA，酮脂酰硫解酶催化。 脂肪酸β-氧化作用小结： （1） 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 （2） 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。 （3） β-氧化包括脱氢、水化、脱氢、硫解4个重复步骤 （4） β-氧化的产物是乙酰CoA，可以进入TCA 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： a.活化：消耗2ATP，生成硬脂酰CoA 线粒体内： b.脂酰CoA脱氢：FADH2 ，产生2ATP c.β-羟脂酰CoA脱氢：NADH，产生3ATP d.β-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：