1
第十章 脂类代谢第一节 脂类的消化吸收一、消化二、吸收第二节 脂肪的分解代谢一、脂肪中甘油的分解代谢二、饱和、偶数碳的脂肪酸的氧化
1、脂酰 CoA的生成
2、脂酰 CoA进入线粒体
3、脂酰 CoA的 β -氧化过程
2
1、脂酰 CoA的生成
2、脂酰 CoA进入线粒体
3、脂酰 CoA的 β -氧化过程
4、能量释放及利用
5、脂肪酸分解的特点三、不饱和脂肪酸的分解代谢
1、油酸：
2、亚油酸,
四、奇数碳脂肪酸的分解五、脂肪酸的其它氧化方式
3
1,ω -氧化
2,α -氧化六、酮体的生成与利用
1、生成
2、利用
3、意义第三节 类脂的分解代谢一、磷脂的降解
1、分解磷脂的酶
2、磷脂酶的作用特点
3、磷脂酶其它作用
4
二、胆固醇的降解及转变
1、胆固醇的降解
2、胆固醇的转变第四节 脂肪的合成代谢一、甘油的来源
1、脂肪分解
2、糖酵解：肝脏中二、脂肪酸的来源
1、乙酰 CoA的来源
2、软脂酸的合成
3,NADPH的来源
5
4、碳链的加长及脱饱和
5、脂肪的合成第五节 类脂的合成代谢一、磷脂的生物合成二、胆固醇的生物合成
1、二羟基戊酸（ MVA）的生成
2、转变为鲨烯
3、胆固醇的形成第六节 脂代谢的调节一、各种激素对三脂酰甘油代谢的作用二、激素敏感性脂酶的调控
6
第一节 脂类 (lipid)的消化吸收一、消化脂肪 (fat) 甘油二酯 甘油一酯 甘油脂肪酸 (fattty acid)
产生的游离脂肪酸及甘油 (glycerol)被小肠吸收,主要经淋巴系统进入血液,
胰液中胰脂酶限速步骤 脂肪酸脂肪酸
7
第一节 脂类的消化吸收二、吸收游离脂肪酸不溶于水，与白蛋白结合后由血液运到全身各组织，主要由心、
肝、骨骼肌等提取利用。每分子白蛋白可结合十分子游离脂肪酸。
脂肪吸收主要靠浓度扩散，被吸收的甘油一酯及脂肪酸可重新形成脂肪，
并与脂蛋白等形成乳糜微粒。
8
第二节 脂肪 (fat)的分解代谢一、脂肪中甘油的分解代谢脂肪消化产生的甘油溶于水，可直接由血液运送至肝、肾、肠等组织，并发生如下反应：
C H
2
O H
C H O H
C H
2
O H
C H
2
O
C H O H
C H
2
O H
P C H
2
O
C H
2
C H
2
O H
P
O
A T P A D P
甘 油 激 酶磷 酸 酶磷 酸 甘 油 脱 氢 酶
N A D
+
N A D H + H
+
C H
2
O
C H O H
C H O
P
糖 原 葡 萄 糖 6 － P － 葡 萄 糖能 丙 酮 酸
E M P
逆 行
E M P
顺 行乙 酰 C o AH
2
O C O
2
++
T C A
9
第二节 脂肪的分解代谢可循糖代谢途径分解或转变为糖分解产能核算：
-二羟丙酮 3- -甘油醛 丙酮酸 CO2+H2O
15+NADH+2+NADH-1=15+2× 3(2)+2-1=22(20)
无氧产生乳酸,3(2)-1+2=4(3)
G
乳酸
CO2+H2O
p 15个 ATPp
10
第二节 脂肪酸的分解代谢
(fatty acid breakdown)
二、饱和、偶数碳的脂肪酸的氧化
（ β-氧化,β- oxidation）
1、脂酰 CoA的生成（活化、在胞液 (cytosol)中）
脂肪酸活化后不仅含有高能键，而且增加了水溶性，提高了反应活性。且产生的焦磷酸（ PPi）
立即被细胞中焦磷酸酶水解，阻止了逆向反应的进行。故活化 1分子脂肪酸，消耗了 1分子 ATP中的两个高能键。
R C H 2 C H 2 C H 2 C O O H ++ A T P R C H 2 C H 2 C H 2 C
O
~ A M P P P i
+R C H 2 C H 2 C H 2 C
O
~ A M P C o A S H+ R C H 2 C H 2 C H 2 C
O
~ S C o A A M P
11
第二节 脂肪酸的分解代谢
2、脂酰 CoA(acyl- CoA)进入线粒体
(mitochondeia
帮助物：肉毒碱 (carnitine)、脂酰肉毒碱、
肉毒碱脂酰转移酶 Ⅰ,Ⅱ
脂酰 CoA+肉毒碱 脂酰肉毒碱 +CoASH
脂酰 CoA+肉毒碱 脂酰肉毒碱 + CoASH
酶 Ⅰ
酶 Ⅱ
线粒体外内
12
（ 外 膜 ）
（ 细 胞 质 ） （ 膜 间 空 隙 ） （ 内 膜 ） （ 基 质 ）
P P i + A M P 脂 酰 C o A
脂 酰 C o A
脂 肪 酸
A T P C o A S H 脂 酰 肉 毒 碱
C o A S H
外 侧 内 侧脂 酰 C o A 合 成 酶线 粒 体酶 Ⅰ 酶 Ⅱ
肉 毒 碱
13
第二节 脂肪酸的分解代谢
3、脂酰 CoA的 β-氧化过程
⑴、脱氢：烯脂酰 CoA的生成
RCH2CH2CH2CO~SCoA RCH2CH=CHCO~SCoA
⑵,水化：羟脂酰 CoA的生成
RCH2CH=CHCO~SCoA RCH2CHCH2CO~SCoA
脱氢酶
FAD FADH2︵ 反式水合酶
OH L— 型
14
R C H 2 C H 2C H 2 C
O
~ S C o A
F A D F A D H 2
R C H 2 CC C
O
~ S C o A
H
H
脂 酰 C o A 脱 氢 酶
R C H 2 CC H C
O
~ S C o A
H
H
＋— H 2 O
R C H 2 CC H C
O
~ S C o A
H
HO H
H
烯 脂 酰 C O A 水 合 酶
15
第二节 脂肪酸的分解代谢
⑶,再脱氢：酮脂酰 CoA的生成
RCH2CHCH2CO~SCoA RCH2COCH2CO~SCoA
⑷,硫解：在硫解酶 (thiolase)作用下，生成少 2
个碳的脂酰 CoA
RCH2COCH2CO~SCoA RCH2CO~SCoA
重复⑴ ~⑷ 可使偶数碳脂肪酸转化为乙酰 CoA
OH
︵脱氢酶NAD+ NADH
硫解酶
CH3CO~SCoA
︵
CoASH
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R C H 2 C H 2C C
O
~ S C o A
O
R C H 2 C H 2C H C
O
~ S C o A
H
O H
β － 羟 脂 酰 C o A 脱 氢 酶
N A D + N A D H + H +
R C H 2 C H 2C C
O
~ S C o A
O
R C H 2 C
O
~ S C o A C H 3 C
O
~ S C o A硫 解 酶 +
17
第二节 脂肪酸的分解代谢
4、能量释放及利用
1分子硬脂酸彻底氧化产生的 ATP数为：
（ 1）活化,— １ ATP
（ 2）一次 β-氧化,FADH2+NADH ＋ 5ATP
（ 3） 1分子硬脂酸进行 8次 β-氧化，产生 9分子 乙酰 CoA
（ 4） 1分子乙酰 CoA产能,12ATP
所以产能,5× 8+9× 12-1=147ATP
5、脂肪酸分解的特点
（ 1）仅需一次活化及穿膜
（ 2） β-氧化⑴ ~⑷ 步要重复进行
（ 3）在线粒体内外两部位进行
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第二节 脂肪酸的分解代谢三、不饱和脂肪酸 (unsaturated fatty acid)的分解代谢需有更多的酶的参与,才能经－氧化实现完全的降解
1、油酸（ oleate)：
1） 先 β-氧化，产生 Δ3-顺烯脂酰 CoA
2）异构酶：在 Δ3-顺 -Δ2-反烯脂酰 CoA异构酶作用下产生 Δ2-反烯脂酰 CoA，为 β-氧化产物
2、亚油酸 (linoleate acid)：
1） 先 β-氧化，另需两个酶
2） Δ3-顺 -Δ2-反烯脂酰 CoA异构酶
3） β-羟脂酰 CoA差向酶
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( H
2
C )
5
C C H
2
C C
O
~ S C o AH
3
C
异 构 酶
( H
2
C )
5
C H
2
CC C
O
~ S C o AH
3
C
H H
H
H
顺 － － 烯 酰 C o A
3
1234
反 － － 烯 酰 C o A
2
123
第二节 脂肪酸的分解代谢
20
( C H
2
)
7
C H
2
C H
2
C C
O
~ S C o AH
3
C
H
O H
CC
HH
( C H
2
)
7
C H
2
C H
2
C C
O
~ S C o AH
3
C
O H
H
CC
HH
差 向 异 构 酶第二节 脂肪酸的分解代谢
21
第二节 脂肪酸的分解代谢四、奇数碳 (odd number of carbon atoms)
脂肪酸的分解经 β-氧化产生乙酰 CoA，最后产生丙酰 CoA,丙酰 CoA经羧化，再异构，产生琥珀酰 CoA再进入三羧酸循环。
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C H
3
C H
2
C
O
~ S C o A + +++ A T P C O 2
A D PC H
3
C H C
O
~ S C o A
C O O H
P i
丙 酰 C o A 羧 化 酶生 物 素丙 酰 C o A 甲 基 丙 二 酰 C o A
甲 级 丙 二 酰 C o A 变 位 酶琥 珀 酰 C o A
C O O H C H
2
C H
2
C
O
~ S C o AT C A
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第二节 脂肪酸的分解代谢五、脂肪酸的其它氧化方式
1,ω-氧化动物肝细胞微粒体能将脂肪酸烷基端碳 (ω-碳）氧化成羟基，再进一步氧化为 -
COOH，生成 α,ω -二酸。后进行 β-氧化而分解。有些土壤的好气细菌也能将烃类或脂肪酸进行 ω-氧化，形成水溶性产物，故可以用来清除海洋表面的浮油。
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第二节 脂肪酸的分解代谢
2,α-氧化存在于植物的发芽种子和叶子及动物肝、脑和神经细胞的微体中。以游离脂肪酸为底物，
分子氧间接的参与反应，最终产物为少一个碳的脂肪酸。对降解支链脂肪酸，奇数或过长链脂肪酸有重要作用。
R C H 2 C O O H
R C H C O O H R C C O O H
R C O O H
O H O
C O 2
脂 肪 酸加 单 氧 酶
α － 羟 脂 酸脱 氢 酶
α － 酮 脂 酸脱 羧 酶脂 肪 酸
（ 少 一 个 碳 原 子 ）
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第二节 脂肪酸的分解代谢六、酮体 (ketone bodies)的生成与利用
1、生成：在肝细胞的线粒体中以乙酰 CoA缩和而成，并以 β-羟 β-甲基戊二酸单酰 CoA
（ HMG CoA)为重要的中间产物。
（ 1）生成条件：①脂肪供给过多
②脂代谢紊乱
（ 2）包括：乙酰乙酸,β-羟丁酸、丙酮
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第二节 脂肪酸的分解代谢
￣￣￣
CH3CO~SCoA CoASH
HMGCoA合成酶
HOOCCH2CCH2CO ~SCoA
CH3
│
│
OH
2CH3CO~SCoA CH3COCH2CO ~SCoA
乙酰乙酰
CoA硫解酶
CoASH
HMGCoA
裂解酶
CH3CO~SCoA
CH3COCH2COOH
CH3CHOHCH2COOH
CH3COCH3
CO2
27
第二节 脂肪酸的分解代谢
2、利用：在肝外组织（心肌、骨骼肌及大脑）利用乙酰乙酸 乙酰乙酰 CoA 乙酰 CoA
3、意义肝脏中脂溶性脂肪酸分解成水溶性小分子物质，对不能直接利用脂肪提供能量的组织可间接利用酮体提供的能量。例如：大脑硫激酶转移酶
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第三节 类脂的分解代谢一、磷脂的降解
1、分解磷脂的酶作用于卵磷脂的酶有四种，分别为：磷脂酶
A1、磷脂酶 A2,磷脂酶 C、磷脂酶 D
O
O
CH2— O—— C— R1
R2— C—— O— CH
CH2— O—— P—— O— CH2CH2N+（ CH3） 3
O
OH
③
②
①
④
29
第三节 类脂的分解代谢
2、磷脂酶的作用特点
磷脂酶 A1,存在于动物细胞中,作用于①位置，生成
2-脂酰基甘油磷酸胆碱和 1分子脂肪酸。
磷脂酶 A2,存在于蛇毒、蜂毒中，也常以酶原形式存在于动物胰脏中，作用于②位，生成 1-脂酰基甘油磷酸胆碱和 1分子脂肪酸。
磷脂酶 C：存在于动物脑、蛇毒和细菌中，从蜡状芽胞杆菌中提取的酶为一含锌蛋白。作用于③位，
生成二脂酰基甘油和磷酸胆碱。
磷脂酶 D：存在于高等植物中，亦可作用于其它磷脂酰酯，要求 Ca2+离子。作用于④位，生成磷脂酸和胆碱。
30
第三节 类脂的分解代谢
3、磷脂酶其它作用
磷脂酶 D亦能催化转磷脂酰基的反应，将卵磷脂分子上的磷脂酰基转移至别的含羟基化合物（如甘油、乙醇胺、
丝氨酸）上：
磷脂酰胆碱 +ROH 磷脂酰 — OR+胆碱这一反应在植物细胞膜的磷脂合成和转换上起重要作用。
溶血磷脂酶（磷脂酶 B） 催化磷脂酶 A2的水解产物 1-脂酰基甘油磷酸胆碱在①位发生水解：
1-脂酰基甘油磷酸胆碱 +H2O 甘油磷酰胆碱 +脂肪酸此酶存在于动物、植物组织及霉菌中。
31
第三节 类脂的分解代谢二、胆固醇的降解及转变
1,胆固醇的降解人体每日合成胆固醇量 1~1.5g，其中约 0.3g转变为胆酸和脱氧胆酸。胆汁中的胆酸盐经胆管进入十二指肠，起消化作用。胆酸的大部分为小肠吸收，
通过门静脉入肝。肠道内胆固醇经细菌作用，转变为粪固醇随粪便排出体外，每日随粪便约排泄 0.4g
胆固醇。
胆固醇的环核结构不在动物体内彻底分解为最简单化合物排出体外，但其支链可被氧化。更重要的是胆固醇可转化成许多具有重要生理意义的化合物。
32
胆固醇
7-脱氢胆固醇 维生素 D
肾上腺皮质激素 性激素其他固醇胆固醇酯胆固醇酯蛋白胆酸等雄性激素雌性激素羊毛脂固醇类固醇二氢胆固醇其他第三节 类脂的分解代谢
2、胆固醇的转变
33
第三节 类脂的分解代谢在血浆脂蛋白分子内的游离胆固醇，可以通过肝脏合成的卵磷脂 — 胆固醇酰基转移酶的作用，接受磷脂酰胆碱分子上的脂肪酸,形成胆固醇酯 。
活体内的胆固醇主要 形成胆酸 。胆酸的 20%左右为牛磺胆酸，其余为甘氨胆酸。胆酸在辅酶 A、
ATP和 Mg2+存在下，合成胆酸酰 -CoA，再与甘氨酸或牛磺氨酸结合。它对油脂消化和脂溶性维生素的吸收有重要作用。
从胆固醇还可形成 固醇类激素 。少量胆固醇可演变为 维生素 D。
34
第四节 脂肪的合成 (synthesis)代谢一、甘油的来源
1、脂肪分解甘油 +ATP
2、糖酵解：肝脏中
G 磷酸二羟丙酮工业上利用此反应生产甘油二、脂肪酸的来源原料：乙酰 CoA
场所：胞浆 (cytosol)
P 甘油α
脱氢酶
NADH NAD+︵ P 甘油α
甘油 +Pi
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第四节 脂肪的合成代谢
1、乙酰 CoA的来源（由线粒体进入胞浆）
运转机制：丙酮酸 — 苹果酸循环三个关键酶：①、②、③
② 柠檬酸裂解酶柠檬酸丙酮酸线粒体丙酮酸草酰乙酸乙酰 CoA ① 柠檬酸合成酶柠檬酸草酰乙酸乙酰 CoA
苹果酸③ 苹果酸酶
NADP+ NADPH︵
内外
36
第四节 脂肪的合成代谢
2、软脂酸的合成（非线粒体酶系）
（ 1）乙酰 CoA +CO2 COOHCH2CO~SCoA
（ 2）酰基载体蛋白 (acyl carrier protein,ACP)的生成乙酰 CoA+ACP 乙酰 ACP
丙二酰 CoA+ACP 丙二酸单酰 ACP
（ 3）软脂酰 ACP的合成羧化酶
ATP ADP+Pi︵
丙二酰 CoA
还原酶
NADPH NADP+︵
脱水酶β- 羟丁酰 ACP
还原酶
NADPH NADP+︵β-丁烯酰 ACP 丁酰 ACP
β-酮丁酰 ACP合成酶脱 CO2+H2O乙酰 ACP+丙二酸单酰 ACP β-酮丁酰 ACP
脂酰转移酶
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第四节 脂肪的合成代谢重复 6次生成软脂酰 ACP
（ 4）软脂酸的生成软脂酰 ACP 软脂酸
3,NADPH的来源
（ 1）磷酸戊糖途径
（ 2）乙酰 CoA 的运转,1分子产生 1分子 NADPH
4、碳链的加长及脱饱和
（ 1）加长：为 β-氧化的逆转，但以 NADPH为供氢体
（ 2）脱饱和：
胞和脂酰 CoA+NADH+H++O2
不 胞和脂酰 CoA +NAD++2H 2O
硫解酶脱饱和酶
38
第四节 脂肪的合成代谢
5、脂肪的合成
（ 1）甘油二酯途径（以脂酰 CoA和磷酸甘油为原料）
（ 2）甘油一酯途径甘油一酯 甘油二酯 甘油三酯
P 甘油 P 甘油一酯 P 甘油二酯甘油二酯 甘油三酯
39
第五节 类脂的合成代谢一、磷脂的生物合成以卵磷脂（磷脂酰胆碱）的合成过程为例说明如下：
胆碱在激酶催化下发生磷酸化：
磷酸胆碱与 CTP反应，生成胞苷二磷酸胆碱（ CDP-胆碱）：
最后是 CDP-胆碱与二酰甘油化合：
HOCH2— CH2— N+(CH3)3+ATP P— OCH2CH2N+(CH3)3+ADP胆碱激酶
CTP+磷酸胆碱 CDP-胆碱 +PPi磷酸胆碱胞苷转移酶
CDP-胆碱 +1,2-二酰甘油 磷脂酰胆碱 +CMP
40
第五节 类脂的合成代谢二、胆固醇的生物合成胆固醇的生物合成主要在肝中进行的，其它器官如心、脾、肾、血管、皮肤和肾上腺等亦能合成少量的胆固醇，它从乙酰 -CoA缩合开始。胆固醇合成酶体系存在于内质网和胞液部分，并且需要胞液中的辅助因素如 NADPH、
ATP等参加。
细胞内的胆固醇合成过程可概括为三大步骤：
1、二羟基戊酸（ MVA）的生成
41
第五节 类脂的合成代谢
（ 1） 乙酰 -CoA缩合途径
2CH3CO~SCoA CH3COCH2CO~SCoA︵硫解酶H
2O CoASH
HOOCCH2COHCH2CO~SCoA
CH3
HMG合成酶 ︵
CH3CO~SCoA CoASH
HMG-CoA
HOCH2CH2COHCH2COOH
CH3
HMG-CoA还原酶
NADPH+2H+ 2NADP++CoASH︵ MVA
42
第五节 类脂的合成代谢
（ 2） 亮氨酸途径亮氨酸等 (CH3)2COHCH2CO~SCoA HMG-CoA
2、转变为鲨烯
6个分子 IPP缩合延长成 30个碳原子组成的鲨烯
3、胆固醇的形成固醇载体蛋白将胞液中形成的鲨烯转运至内质网的微粒体中，在其中环化成羊毛脂固醇，再转变成胆固醇。然后通过血液送入其它组织。
CO2
MVA C
CH3
CH2H2C CH2— O— P — P︶
3ATP ADP+Pi
CO2 Mg2+ 鲨烯缩合
PPi
异戊烯醇焦磷酸酯（ IPP）
43
第六节 脂代谢的调节一、各种激素对三脂酰甘油代谢的作用肝脏
TG
α-磷酸甘油糖脂肪组织
TG
血浆脂蛋白
TG→FFA
清蛋白
FFA
↓
胸管
TG
肠管 食物性脂肪
TG：三脂酰甘油
FAA：游离脂肪酸胰岛素前列腺素激素敏感性脂酶
↓抑制
↑促进肾上腺素高血糖素
ATCH
糖皮质类固醇甲状腺刺激激素
44
第六节 脂代谢的调节二,激素敏感性脂酶的调控
+ -肾上腺素胰岛素
cAMP
cAMP-依赖性蛋白激酶
+
+
去甲肾上腺素高血糖素
ATP ADP P
无活性激素－
敏感性脂酶活性激素－
敏感性脂酶胰岛素
第十章 脂类代谢第一节 脂类的消化吸收一、消化二、吸收第二节 脂肪的分解代谢一、脂肪中甘油的分解代谢二、饱和、偶数碳的脂肪酸的氧化
1、脂酰 CoA的生成
2、脂酰 CoA进入线粒体
3、脂酰 CoA的 β -氧化过程
2
1、脂酰 CoA的生成
2、脂酰 CoA进入线粒体
3、脂酰 CoA的 β -氧化过程
4、能量释放及利用
5、脂肪酸分解的特点三、不饱和脂肪酸的分解代谢
1、油酸：
2、亚油酸,
四、奇数碳脂肪酸的分解五、脂肪酸的其它氧化方式
3
1,ω -氧化
2,α -氧化六、酮体的生成与利用
1、生成
2、利用
3、意义第三节 类脂的分解代谢一、磷脂的降解
1、分解磷脂的酶
2、磷脂酶的作用特点
3、磷脂酶其它作用
4
二、胆固醇的降解及转变
1、胆固醇的降解
2、胆固醇的转变第四节 脂肪的合成代谢一、甘油的来源
1、脂肪分解
2、糖酵解：肝脏中二、脂肪酸的来源
1、乙酰 CoA的来源
2、软脂酸的合成
3,NADPH的来源
5
4、碳链的加长及脱饱和
5、脂肪的合成第五节 类脂的合成代谢一、磷脂的生物合成二、胆固醇的生物合成
1、二羟基戊酸（ MVA）的生成
2、转变为鲨烯
3、胆固醇的形成第六节 脂代谢的调节一、各种激素对三脂酰甘油代谢的作用二、激素敏感性脂酶的调控
6
第一节 脂类 (lipid)的消化吸收一、消化脂肪 (fat) 甘油二酯 甘油一酯 甘油脂肪酸 (fattty acid)
产生的游离脂肪酸及甘油 (glycerol)被小肠吸收,主要经淋巴系统进入血液,
胰液中胰脂酶限速步骤 脂肪酸脂肪酸
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第一节 脂类的消化吸收二、吸收游离脂肪酸不溶于水，与白蛋白结合后由血液运到全身各组织，主要由心、
肝、骨骼肌等提取利用。每分子白蛋白可结合十分子游离脂肪酸。
脂肪吸收主要靠浓度扩散，被吸收的甘油一酯及脂肪酸可重新形成脂肪，
并与脂蛋白等形成乳糜微粒。
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第二节 脂肪 (fat)的分解代谢一、脂肪中甘油的分解代谢脂肪消化产生的甘油溶于水，可直接由血液运送至肝、肾、肠等组织，并发生如下反应：
C H
2
O H
C H O H
C H
2
O H
C H
2
O
C H O H
C H
2
O H
P C H
2
O
C H
2
C H
2
O H
P
O
A T P A D P
甘 油 激 酶磷 酸 酶磷 酸 甘 油 脱 氢 酶
N A D
+
N A D H + H
+
C H
2
O
C H O H
C H O
P
糖 原 葡 萄 糖 6 － P － 葡 萄 糖能 丙 酮 酸
E M P
逆 行
E M P
顺 行乙 酰 C o AH
2
O C O
2
++
T C A
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第二节 脂肪的分解代谢可循糖代谢途径分解或转变为糖分解产能核算：
-二羟丙酮 3- -甘油醛 丙酮酸 CO2+H2O
15+NADH+2+NADH-1=15+2× 3(2)+2-1=22(20)
无氧产生乳酸,3(2)-1+2=4(3)
G
乳酸
CO2+H2O
p 15个 ATPp
10
第二节 脂肪酸的分解代谢
(fatty acid breakdown)
二、饱和、偶数碳的脂肪酸的氧化
（ β-氧化,β- oxidation）
1、脂酰 CoA的生成（活化、在胞液 (cytosol)中）
脂肪酸活化后不仅含有高能键，而且增加了水溶性，提高了反应活性。且产生的焦磷酸（ PPi）
立即被细胞中焦磷酸酶水解，阻止了逆向反应的进行。故活化 1分子脂肪酸，消耗了 1分子 ATP中的两个高能键。
R C H 2 C H 2 C H 2 C O O H ++ A T P R C H 2 C H 2 C H 2 C
O
~ A M P P P i
+R C H 2 C H 2 C H 2 C
O
~ A M P C o A S H+ R C H 2 C H 2 C H 2 C
O
~ S C o A A M P
11
第二节 脂肪酸的分解代谢
2、脂酰 CoA(acyl- CoA)进入线粒体
(mitochondeia
帮助物：肉毒碱 (carnitine)、脂酰肉毒碱、
肉毒碱脂酰转移酶 Ⅰ,Ⅱ
脂酰 CoA+肉毒碱 脂酰肉毒碱 +CoASH
脂酰 CoA+肉毒碱 脂酰肉毒碱 + CoASH
酶 Ⅰ
酶 Ⅱ
线粒体外内
12
（ 外 膜 ）
（ 细 胞 质 ） （ 膜 间 空 隙 ） （ 内 膜 ） （ 基 质 ）
P P i + A M P 脂 酰 C o A
脂 酰 C o A
脂 肪 酸
A T P C o A S H 脂 酰 肉 毒 碱
C o A S H
外 侧 内 侧脂 酰 C o A 合 成 酶线 粒 体酶 Ⅰ 酶 Ⅱ
肉 毒 碱
13
第二节 脂肪酸的分解代谢
3、脂酰 CoA的 β-氧化过程
⑴、脱氢：烯脂酰 CoA的生成
RCH2CH2CH2CO~SCoA RCH2CH=CHCO~SCoA
⑵,水化：羟脂酰 CoA的生成
RCH2CH=CHCO~SCoA RCH2CHCH2CO~SCoA
脱氢酶
FAD FADH2︵ 反式水合酶
OH L— 型
14
R C H 2 C H 2C H 2 C
O
~ S C o A
F A D F A D H 2
R C H 2 CC C
O
~ S C o A
H
H
脂 酰 C o A 脱 氢 酶
R C H 2 CC H C
O
~ S C o A
H
H
＋— H 2 O
R C H 2 CC H C
O
~ S C o A
H
HO H
H
烯 脂 酰 C O A 水 合 酶
15
第二节 脂肪酸的分解代谢
⑶,再脱氢：酮脂酰 CoA的生成
RCH2CHCH2CO~SCoA RCH2COCH2CO~SCoA
⑷,硫解：在硫解酶 (thiolase)作用下，生成少 2
个碳的脂酰 CoA
RCH2COCH2CO~SCoA RCH2CO~SCoA
重复⑴ ~⑷ 可使偶数碳脂肪酸转化为乙酰 CoA
OH
︵脱氢酶NAD+ NADH
硫解酶
CH3CO~SCoA
︵
CoASH
16
R C H 2 C H 2C C
O
~ S C o A
O
R C H 2 C H 2C H C
O
~ S C o A
H
O H
β － 羟 脂 酰 C o A 脱 氢 酶
N A D + N A D H + H +
R C H 2 C H 2C C
O
~ S C o A
O
R C H 2 C
O
~ S C o A C H 3 C
O
~ S C o A硫 解 酶 +
17
第二节 脂肪酸的分解代谢
4、能量释放及利用
1分子硬脂酸彻底氧化产生的 ATP数为：
（ 1）活化,— １ ATP
（ 2）一次 β-氧化,FADH2+NADH ＋ 5ATP
（ 3） 1分子硬脂酸进行 8次 β-氧化，产生 9分子 乙酰 CoA
（ 4） 1分子乙酰 CoA产能,12ATP
所以产能,5× 8+9× 12-1=147ATP
5、脂肪酸分解的特点
（ 1）仅需一次活化及穿膜
（ 2） β-氧化⑴ ~⑷ 步要重复进行
（ 3）在线粒体内外两部位进行
18
第二节 脂肪酸的分解代谢三、不饱和脂肪酸 (unsaturated fatty acid)的分解代谢需有更多的酶的参与,才能经－氧化实现完全的降解
1、油酸（ oleate)：
1） 先 β-氧化，产生 Δ3-顺烯脂酰 CoA
2）异构酶：在 Δ3-顺 -Δ2-反烯脂酰 CoA异构酶作用下产生 Δ2-反烯脂酰 CoA，为 β-氧化产物
2、亚油酸 (linoleate acid)：
1） 先 β-氧化，另需两个酶
2） Δ3-顺 -Δ2-反烯脂酰 CoA异构酶
3） β-羟脂酰 CoA差向酶
19
( H
2
C )
5
C C H
2
C C
O
~ S C o AH
3
C
异 构 酶
( H
2
C )
5
C H
2
CC C
O
~ S C o AH
3
C
H H
H
H
顺 － － 烯 酰 C o A
3
1234
反 － － 烯 酰 C o A
2
123
第二节 脂肪酸的分解代谢
20
( C H
2
)
7
C H
2
C H
2
C C
O
~ S C o AH
3
C
H
O H
CC
HH
( C H
2
)
7
C H
2
C H
2
C C
O
~ S C o AH
3
C
O H
H
CC
HH
差 向 异 构 酶第二节 脂肪酸的分解代谢
21
第二节 脂肪酸的分解代谢四、奇数碳 (odd number of carbon atoms)
脂肪酸的分解经 β-氧化产生乙酰 CoA，最后产生丙酰 CoA,丙酰 CoA经羧化，再异构，产生琥珀酰 CoA再进入三羧酸循环。
22
C H
3
C H
2
C
O
~ S C o A + +++ A T P C O 2
A D PC H
3
C H C
O
~ S C o A
C O O H
P i
丙 酰 C o A 羧 化 酶生 物 素丙 酰 C o A 甲 基 丙 二 酰 C o A
甲 级 丙 二 酰 C o A 变 位 酶琥 珀 酰 C o A
C O O H C H
2
C H
2
C
O
~ S C o AT C A
23
第二节 脂肪酸的分解代谢五、脂肪酸的其它氧化方式
1,ω-氧化动物肝细胞微粒体能将脂肪酸烷基端碳 (ω-碳）氧化成羟基，再进一步氧化为 -
COOH，生成 α,ω -二酸。后进行 β-氧化而分解。有些土壤的好气细菌也能将烃类或脂肪酸进行 ω-氧化，形成水溶性产物，故可以用来清除海洋表面的浮油。
24
第二节 脂肪酸的分解代谢
2,α-氧化存在于植物的发芽种子和叶子及动物肝、脑和神经细胞的微体中。以游离脂肪酸为底物，
分子氧间接的参与反应，最终产物为少一个碳的脂肪酸。对降解支链脂肪酸，奇数或过长链脂肪酸有重要作用。
R C H 2 C O O H
R C H C O O H R C C O O H
R C O O H
O H O
C O 2
脂 肪 酸加 单 氧 酶
α － 羟 脂 酸脱 氢 酶
α － 酮 脂 酸脱 羧 酶脂 肪 酸
（ 少 一 个 碳 原 子 ）
25
第二节 脂肪酸的分解代谢六、酮体 (ketone bodies)的生成与利用
1、生成：在肝细胞的线粒体中以乙酰 CoA缩和而成，并以 β-羟 β-甲基戊二酸单酰 CoA
（ HMG CoA)为重要的中间产物。
（ 1）生成条件：①脂肪供给过多
②脂代谢紊乱
（ 2）包括：乙酰乙酸,β-羟丁酸、丙酮
26
第二节 脂肪酸的分解代谢
￣￣￣
CH3CO~SCoA CoASH
HMGCoA合成酶
HOOCCH2CCH2CO ~SCoA
CH3
│
│
OH
2CH3CO~SCoA CH3COCH2CO ~SCoA
乙酰乙酰
CoA硫解酶
CoASH
HMGCoA
裂解酶
CH3CO~SCoA
CH3COCH2COOH
CH3CHOHCH2COOH
CH3COCH3
CO2
27
第二节 脂肪酸的分解代谢
2、利用：在肝外组织（心肌、骨骼肌及大脑）利用乙酰乙酸 乙酰乙酰 CoA 乙酰 CoA
3、意义肝脏中脂溶性脂肪酸分解成水溶性小分子物质，对不能直接利用脂肪提供能量的组织可间接利用酮体提供的能量。例如：大脑硫激酶转移酶
28
第三节 类脂的分解代谢一、磷脂的降解
1、分解磷脂的酶作用于卵磷脂的酶有四种，分别为：磷脂酶
A1、磷脂酶 A2,磷脂酶 C、磷脂酶 D
O
O
CH2— O—— C— R1
R2— C—— O— CH
CH2— O—— P—— O— CH2CH2N+（ CH3） 3
O
OH
③
②
①
④
29
第三节 类脂的分解代谢
2、磷脂酶的作用特点
磷脂酶 A1,存在于动物细胞中,作用于①位置，生成
2-脂酰基甘油磷酸胆碱和 1分子脂肪酸。
磷脂酶 A2,存在于蛇毒、蜂毒中，也常以酶原形式存在于动物胰脏中，作用于②位，生成 1-脂酰基甘油磷酸胆碱和 1分子脂肪酸。
磷脂酶 C：存在于动物脑、蛇毒和细菌中，从蜡状芽胞杆菌中提取的酶为一含锌蛋白。作用于③位，
生成二脂酰基甘油和磷酸胆碱。
磷脂酶 D：存在于高等植物中，亦可作用于其它磷脂酰酯，要求 Ca2+离子。作用于④位，生成磷脂酸和胆碱。
30
第三节 类脂的分解代谢
3、磷脂酶其它作用
磷脂酶 D亦能催化转磷脂酰基的反应，将卵磷脂分子上的磷脂酰基转移至别的含羟基化合物（如甘油、乙醇胺、
丝氨酸）上：
磷脂酰胆碱 +ROH 磷脂酰 — OR+胆碱这一反应在植物细胞膜的磷脂合成和转换上起重要作用。
溶血磷脂酶（磷脂酶 B） 催化磷脂酶 A2的水解产物 1-脂酰基甘油磷酸胆碱在①位发生水解：
1-脂酰基甘油磷酸胆碱 +H2O 甘油磷酰胆碱 +脂肪酸此酶存在于动物、植物组织及霉菌中。
31
第三节 类脂的分解代谢二、胆固醇的降解及转变
1,胆固醇的降解人体每日合成胆固醇量 1~1.5g，其中约 0.3g转变为胆酸和脱氧胆酸。胆汁中的胆酸盐经胆管进入十二指肠，起消化作用。胆酸的大部分为小肠吸收，
通过门静脉入肝。肠道内胆固醇经细菌作用，转变为粪固醇随粪便排出体外，每日随粪便约排泄 0.4g
胆固醇。
胆固醇的环核结构不在动物体内彻底分解为最简单化合物排出体外，但其支链可被氧化。更重要的是胆固醇可转化成许多具有重要生理意义的化合物。
32
胆固醇
7-脱氢胆固醇 维生素 D
肾上腺皮质激素 性激素其他固醇胆固醇酯胆固醇酯蛋白胆酸等雄性激素雌性激素羊毛脂固醇类固醇二氢胆固醇其他第三节 类脂的分解代谢
2、胆固醇的转变
33
第三节 类脂的分解代谢在血浆脂蛋白分子内的游离胆固醇，可以通过肝脏合成的卵磷脂 — 胆固醇酰基转移酶的作用，接受磷脂酰胆碱分子上的脂肪酸,形成胆固醇酯 。
活体内的胆固醇主要 形成胆酸 。胆酸的 20%左右为牛磺胆酸，其余为甘氨胆酸。胆酸在辅酶 A、
ATP和 Mg2+存在下，合成胆酸酰 -CoA，再与甘氨酸或牛磺氨酸结合。它对油脂消化和脂溶性维生素的吸收有重要作用。
从胆固醇还可形成 固醇类激素 。少量胆固醇可演变为 维生素 D。
34
第四节 脂肪的合成 (synthesis)代谢一、甘油的来源
1、脂肪分解甘油 +ATP
2、糖酵解：肝脏中
G 磷酸二羟丙酮工业上利用此反应生产甘油二、脂肪酸的来源原料：乙酰 CoA
场所：胞浆 (cytosol)
P 甘油α
脱氢酶
NADH NAD+︵ P 甘油α
甘油 +Pi
35
第四节 脂肪的合成代谢
1、乙酰 CoA的来源（由线粒体进入胞浆）
运转机制：丙酮酸 — 苹果酸循环三个关键酶：①、②、③
② 柠檬酸裂解酶柠檬酸丙酮酸线粒体丙酮酸草酰乙酸乙酰 CoA ① 柠檬酸合成酶柠檬酸草酰乙酸乙酰 CoA
苹果酸③ 苹果酸酶
NADP+ NADPH︵
内外
36
第四节 脂肪的合成代谢
2、软脂酸的合成（非线粒体酶系）
（ 1）乙酰 CoA +CO2 COOHCH2CO~SCoA
（ 2）酰基载体蛋白 (acyl carrier protein,ACP)的生成乙酰 CoA+ACP 乙酰 ACP
丙二酰 CoA+ACP 丙二酸单酰 ACP
（ 3）软脂酰 ACP的合成羧化酶
ATP ADP+Pi︵
丙二酰 CoA
还原酶
NADPH NADP+︵
脱水酶β- 羟丁酰 ACP
还原酶
NADPH NADP+︵β-丁烯酰 ACP 丁酰 ACP
β-酮丁酰 ACP合成酶脱 CO2+H2O乙酰 ACP+丙二酸单酰 ACP β-酮丁酰 ACP
脂酰转移酶
37
第四节 脂肪的合成代谢重复 6次生成软脂酰 ACP
（ 4）软脂酸的生成软脂酰 ACP 软脂酸
3,NADPH的来源
（ 1）磷酸戊糖途径
（ 2）乙酰 CoA 的运转,1分子产生 1分子 NADPH
4、碳链的加长及脱饱和
（ 1）加长：为 β-氧化的逆转，但以 NADPH为供氢体
（ 2）脱饱和：
胞和脂酰 CoA+NADH+H++O2
不 胞和脂酰 CoA +NAD++2H 2O
硫解酶脱饱和酶
38
第四节 脂肪的合成代谢
5、脂肪的合成
（ 1）甘油二酯途径（以脂酰 CoA和磷酸甘油为原料）
（ 2）甘油一酯途径甘油一酯 甘油二酯 甘油三酯
P 甘油 P 甘油一酯 P 甘油二酯甘油二酯 甘油三酯
39
第五节 类脂的合成代谢一、磷脂的生物合成以卵磷脂（磷脂酰胆碱）的合成过程为例说明如下：
胆碱在激酶催化下发生磷酸化：
磷酸胆碱与 CTP反应，生成胞苷二磷酸胆碱（ CDP-胆碱）：
最后是 CDP-胆碱与二酰甘油化合：
HOCH2— CH2— N+(CH3)3+ATP P— OCH2CH2N+(CH3)3+ADP胆碱激酶
CTP+磷酸胆碱 CDP-胆碱 +PPi磷酸胆碱胞苷转移酶
CDP-胆碱 +1,2-二酰甘油 磷脂酰胆碱 +CMP
40
第五节 类脂的合成代谢二、胆固醇的生物合成胆固醇的生物合成主要在肝中进行的，其它器官如心、脾、肾、血管、皮肤和肾上腺等亦能合成少量的胆固醇，它从乙酰 -CoA缩合开始。胆固醇合成酶体系存在于内质网和胞液部分，并且需要胞液中的辅助因素如 NADPH、
ATP等参加。
细胞内的胆固醇合成过程可概括为三大步骤：
1、二羟基戊酸（ MVA）的生成
41
第五节 类脂的合成代谢
（ 1） 乙酰 -CoA缩合途径
2CH3CO~SCoA CH3COCH2CO~SCoA︵硫解酶H
2O CoASH
HOOCCH2COHCH2CO~SCoA
CH3
HMG合成酶 ︵
CH3CO~SCoA CoASH
HMG-CoA
HOCH2CH2COHCH2COOH
CH3
HMG-CoA还原酶
NADPH+2H+ 2NADP++CoASH︵ MVA
42
第五节 类脂的合成代谢
（ 2） 亮氨酸途径亮氨酸等 (CH3)2COHCH2CO~SCoA HMG-CoA
2、转变为鲨烯
6个分子 IPP缩合延长成 30个碳原子组成的鲨烯
3、胆固醇的形成固醇载体蛋白将胞液中形成的鲨烯转运至内质网的微粒体中，在其中环化成羊毛脂固醇，再转变成胆固醇。然后通过血液送入其它组织。
CO2
MVA C
CH3
CH2H2C CH2— O— P — P︶
3ATP ADP+Pi
CO2 Mg2+ 鲨烯缩合
PPi
异戊烯醇焦磷酸酯（ IPP）
43
第六节 脂代谢的调节一、各种激素对三脂酰甘油代谢的作用肝脏
TG
α-磷酸甘油糖脂肪组织
TG
血浆脂蛋白
TG→FFA
清蛋白
FFA
↓
胸管
TG
肠管 食物性脂肪
TG：三脂酰甘油
FAA：游离脂肪酸胰岛素前列腺素激素敏感性脂酶
↓抑制
↑促进肾上腺素高血糖素
ATCH
糖皮质类固醇甲状腺刺激激素
44
第六节 脂代谢的调节二,激素敏感性脂酶的调控
+ -肾上腺素胰岛素
cAMP
cAMP-依赖性蛋白激酶
+
+
去甲肾上腺素高血糖素
ATP ADP P
无活性激素－
敏感性脂酶活性激素－
敏感性脂酶胰岛素
