脂代谢补充

1.1脂类

脂类指不浴或微溶于水而易溶于有机溶剂，并能被机体利用的一类有机化物

1.2动物机体脂肪的分类

脂肪和类脂

• 脂肪

  • 甘油三酯（TG ）
    • 由甘油的三个羟基与三个脂肪酸缩合而成
    • 作用：主要储脂

• 类脂

  • 是指除脂肪以外的其他脂类，包括磷脂、糖脂胆固醇及其酯（是组织脂的主要成分），还有其他的脂溶性分子

1.3脂类的生理功能

• 供能和贮能
• 参与细胞膜组成
• 提供必需脂肪酸
• 参与信息传递
• 抗寒、固定内脏
• 脂溶性Vit的吸收
• 促进凝血酶原的生成

1.4脂肪动员的限速酶

激素敏感酯酶（HTL）是脂肪动员的限速酶

1.4.1脂肪动员酶的调控

• 上升
  • 肾上腺素
  • 胰高血糖素
• 下降
  • 胰岛素

1.5甘油的代谢

• 第一步 α-磷酸甘油的生成
  • 甘油 + ATP 甘油磷酸激酶 mg²⁺——> α-磷酸甘油 + ADP
    • 甘油磷酸激酶：为肝脏、肾所特有。也就是说脂肪组织分解产生的甘油必须全部经过血液循环运送到其他组织当中去
    • 一分子甘油彻底分解产生18.5个ATP
    • 反应不可逆
• 第二步 磷酸二羟丙酮生成
  • α-磷酸甘油 + NAD⁺ 磷酸甘油脱氢酶——> 磷酸二羟丙酮 + NADH + H⁺
    • NADH ： 还原性辅酶Ⅰ
• 第三步 异生成糖 或者糖原
• 第四步 彻底氧化分解
  • 这里需要说明的是在糖酵解途径中就有这么一步 1，3- 二磷酸果糖 反应生成3-磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮然而在这当中3-磷酸甘油醛和磷酸二羟丙酮之间可以相互转换从而进行接下来的氧化过程

1.6脂肪酸的氧化分解

• FA的分解氧化是从羧基端β-碳原子
• 碳链逐次断裂下一个2C单位

1.6.1脂肪酸的β-氧化

脂肪酸的分解氧化发生在β-碳原子上・每次降解生成一个乙酰CoA和比原来少两个碳原子的脂酰Co A,如此循环往复。称为β-氧化

• 乙酰辅酶A经过三羧酸循环彻底氧化分解并释放能量。

• 脂肪酸的β-氧化在线粒体的基质当中进行，反应在β-碳原子上，产物是乙酰辅酶A

1.6.2脂肪酸的分解代谢过程

• 第一步 脂肪酸的活化——生成脂酰辅酶A

  • 场所：细胞胞液
  • 酶 ： 脂酰辅酶A合成酶（硫激酶）
  • 消耗 2个高能磷酸键

• 第二步 脂酰辅酶A的转移——从胞液到线粒体

  • 脂酰辅酶A和游离的脂肪酸都不能直接进入线粒体，都必须借助一个小分子 的脂酰基载体——我们把它称为肉碱
  • 肉碱转移机制
    • 脂酰辅酶A +　肉碱 肉碱转移酶I——> 脂酰基肉碱
    • 脂酰基肉碱经线粒体膜上的载体转移到线粒体内部
    • 脂酰基肉碱 肉碱转移酶II——> 脂酰辅酶A　＋　肉碱
  • 肉碱转移酶I是肉碱转移的关键酶 (限速酶)

• 第三步 氧化过程____包括四个步骤

  (1). 脱氢

  • 酶 : 脂酰辅酶A脱氢酶
  • 产物 :生成　FADH_２

  (2). 水化

  (3). 再脱氢

  • 生成NADH₂

  (4)硫解

  • 生成脂酰辅酶A和乙酰辅酶A

1.6.3综合脂肪代谢的产物

乙酰辅酶A FADH₂和NADH₂三种

1.6.4脂肪酸的β-氧化 途径

1.7每个脂肪酸生成的ATP

1.7.1偶数脂肪酸

因为脂肪酸分解的产物为乙酰辅酶A和NADH₂和FADH₂所以如下

• 软脂酸(棕榈酸)16碳–>需经过七次的脂肪酸的β-氧化分解

• 对应生成

  • 8 *　乙酰辅酶A
  • ７ * NADH₂
  • 7 * FADH₂

• 并且

  • 乙酰COA　三羧酸循环——> 10个ATP

  • NADH₂ 呼吸链I——> 1.5 个ATP

  • FADH₂ 呼吸链II——> 1.5个ATP

  • 脂肪酸活化过程中消耗2个ATP

• 总结

  • 一个棕榈酸生成的ATP数为
    • 8 * 10 + 7 * 1.5 + 7 * 1.5 - 2 = 106 个ATP

1.7.2 奇数脂肪酸

​ 前面的过程跟偶数相同当最后剩于三个碳的时候

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其可以转变为琥珀酸辅酶A可以用于合成糖原也可以经过三羧酸循环彻底氧化,再反刍动物当中一半以上的血糖来自丙酸的异生作用

1.8酮体

1.8.1酮体的利用

酮体再肝脏中由乙酰辅酶A缩合而成，在肝外组织如脑、心、骨骼肌当中利用

1.8.2酮体的生成

• 场所 : 肝脏线粒体
• 原料 : 乙酰COA
• 关键酶: β-羟-β-甲基戊二酸单酰辅酶A合成酶（肝细胞线粒体的内膜或者基质当中）

1.8.3酮体的利用(解酮作用)

由于肝内缺乏分解酮体所需要的硫激酶,酮体的分解须在肝外组织中进行（转硫酶的作用相当于硫激酶）,最终转变成乙酰CoA进入三羧酸循环途径氧化供能

1.8.4酮体的生理意义

• 缺糖或饥饿大脑的供能物质

  • 饥饿时 血糖水平下降,大脑利用酮体,节约葡萄糖,肌肉运动,糖原消耗,FA分解,产生酮体,供利用。

• 便于利用(分子小,便于转运)

  • 动物在禁食丶缺糖或糖的有氧氧化受阻时，由于脂肪的大量动员，脂肪酸氧化加剧，酮体生成也显著增加。

• 3、新生动物合成类脂的重要原料

1.9脂肪的合成代谢

1.9.1合成部位

• 高等动物 ：肝脏(禽类)、脂肪组织（家畜）和小肠粘膜上皮

• 植物 ：任何组织

• 主要原料：α－磷酸甘油和脂酰COA

  α-磷酸甘油 ： 糖代谢或者氨基酸代谢的中间产物 即为磷酸丙糖

  脂酰辅酶A ：有乙酰辅酶A转变生成

1.9.2长链脂肪酸的合成

• 主要部位： 细胞液
  1. 乙酰辅酶A
     1. 草食动物来源主要是瘤胃发酵的低级脂肪酸
     2. 杂食动物来自葡萄糖
     3. 其他：
        1. 丙酮酸的氧化
        2. 脂肪酸的β氧化
        3. 氨基酸的氧化酵解
  2. ATP : 供能
  3. NADPH₂：主要来自磷酸戊糖途径
  4. CO₂ ： 来自HCo₃^-

1.9.3合成场所

• 胞液 ： 合成18碳以下
• 内质网和线粒体 : 18c以上经过延长而合成

1.9.4合成过程

1. 准备阶段

   • 准备原料 ——乙酰辅酶A
     • 乙酰辅酶A的转移
       • 反刍动物吸收的乙酸可以直接进入细胞液变成乙酰辅酶A
       • 非反刍动物的乙酰辅酶A必须通过线粒体膜从线粒体转移到胞液当中才能够利用—转移过程必须通过丙酮酸——柠檬酸循环
   • 准备供体——丙二酸单酰辅酶A
     • 合成丙二酸单酰辅酶A
       • 在脂肪酸的合成过程中・原料乙酰CoA要羧化转变为丙二酸单酰COA(3C单位)这需要CO2参与
       • 这个反应是脂肪酸合成途径的限速反应・乙酰COA羧化酶需柠檬酸激活·可被长链脂酰COA抑制，生物素作为辅酶，消耗ATP

2. 生化过程

   ①乙酰COA-ACP酰基转移酶
   ②丙二酸单酰COA-ACP酰基转移
   ③β-酮脂酰-ACP合成酶（缩合酶）
   ④β-酮脂酰-ACP还原酶；
   ⑤β-羟脂酰-ACP脱水酶
   ⑥烯脂酰-ACP还原酶

​

3. 对于16C的棕榈酸来说

   7轮循环
   8乙酰COA
   14 NADPH
   7ATP

1.9.5甘油三酯（TG）的合成

1.9.5.1概念

​ 哺乳动物的肝脏和脂肪组织是合成甘油三酯最活跃的组织。合成甘油三酯所需的前体是α-磷酸甘油和脂酰COA

1.9.5 .2两条途径

• 甘油二脂途径
• 甘油一脂途径

1.9.6合成代谢小结

• 脂肪酸在胞液中合成・线粒体中的乙酰COA通过柠檬酸-丙酮酸循环转运入胞液NADPH1供氢・在脂肪酸合成酶系催化下合成软脂酸・合成反应并不是β-氧化的简单逆过程
• 脂肪的合成有两条途径・一条是在肝细胞和脂肪细胞的潰面内质网中·由α-磷酸甘油逐步酯化生成・另一条是在小肠黏膜上皮细胞内・消化吸收的甘油一酯直接与脂酰CoA作用生成

1.10胆固醇的合成和代谢

1.10.1合成

• 合成部位
  • 肝脏 ：７０％　－　８０％
  • 小肠
• 场所
  • 胞液 和内质网
• 原料
  • 乙酰辅酶A
• 佐料
  • ATP 和NADPH

1.10.2合成过程

合成酶系催化下合成软脂酸・合成反应并不是β-氧化的简单逆过程

• 脂肪的合成有两条途径・一条是在肝细胞和脂肪细胞的潰面内质网中·由α-磷酸甘油逐步酯化生成・另一条是在小肠黏膜上皮细胞内・消化吸收的甘油一酯直接与脂酰CoA作用生成

1.10胆固醇的合成和代谢

1.10.1合成

• 合成部位
  • 肝脏 ：７０％　－　８０％
  • 小肠
• 场所
  • 胞液 和内质网
• 原料
  • 乙酰辅酶A
• 佐料
  • ATP 和NADPH

1.10.2合成过程

图片来源： 中国大学MOOC 南京农业大学 国家精品课《动物生物化学》 脂代谢章节
https://www.icourse163.org/learn/NJAU-1206689832?tid=1461421444#/learn/content?type=detail&id=1237782410&sm=1