脂類代謝-甘油三酯的代謝（生物化學(xué)）

脂類代謝生物化學(xué)甘油三酯的代謝

生物化學(xué)一、甘油三酯的分解代謝

(一)脂肪動員1.定義

儲存的脂肪，被脂肪酶逐步水解為FFA及甘油，并釋放入血以供其他組織氧化利用的過程。2.關(guān)鍵酶

激素敏感性甘油三酯脂肪酶

(hormone-sensitivetriglyceridelipase,HSL)3.脂解激素

能促進脂肪動員的激素，如胰高血糖素、去甲腎上腺素、ACTH等。4.抗脂解激素

可抑制脂肪動員，如胰島素、前列腺素E2等。5.脂肪動員過程脂解激素-受體ACATPcAMP

PKA+HSLa(無活性)

HSLb(有活性)

甘油二酯

(DAG)

甘油一酯

甘油

FFA

FFA

FFA

甘油二酯脂肪酶

甘油一酯脂肪酶

HSL-----激素敏感性甘油三酯脂肪酶

+胰島素-受體CH-OHCH2-OHCH2O-C-R1O

甘油三酯

(TG)

CHO-C-R2OCH2O-C-R3OCH2O-C-R1OCH2-OHCH2O-C-R1OCHO-C-R2O脂肪酸氧化的反應(yīng)過程脂肪酸氧化的反應(yīng)部位

除腦組織外,大多數(shù)組織均可進行，其中肝、肌肉最活躍。第一階段：脂肪酸的活化第二階段：脂酰CoA進入線粒體第三階段：β-氧化過程第四階段：乙酰CoA的徹底氧化(二)脂肪酸的氧化亞細(xì)胞定位胞液、線粒體。1.脂肪酸的活化

——脂酰CoA的生成(胞液)(1)脂酰CoA合成酶(acyl-CoAsynthetase)存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及線粒體外膜上。(2)消耗2個高能磷酸鍵能量。(3)此反應(yīng)為不可逆反應(yīng)。

脂肪酸脂酰CoA脂酰CoA合成酶

ATP

AMPPPi

OH

RCH2CH2CO+HSCoARCH2CH2CO～SCoA2.脂酰CoA進入線粒體胞漿基質(zhì)線粒體內(nèi)膜轉(zhuǎn)位酶肉堿N+(CH3)3CH2CHCH2COOHRCO-O-脂酰肉堿RCOSCoAHSCoACAT-IICAT-IN+(CH3)3CH2CHCH2COOHHO-脂酰肉堿RCOSCoAHSCoA肉堿CAT-I:脂酰肉堿轉(zhuǎn)移酶-I為限速酶。3.脂酰CoA的

-氧化過程

(1)

-氧化定義：脂酰CoA進入線粒體后逐步氧化分解，經(jīng)過脫氫、加水、再脫氫、硫解

生成少兩個碳原子的脂酰CoA和一分子乙酰CoA的過程，由于此氧化過程主要發(fā)生在脂?；?/p>

-碳原子上，故稱

-氧化。(2)

-氧化過程①脫氫

HRC

CC～SCoAHHαHFADFADH2

脂酰CoA脫氫酶脂酰CoAα,β-烯脂酰CoAO呼吸鏈1.5ATPH2OHOH②加水

RC

CC～SCoAHαHHOH

β-羥脂酰CoAH2O水化酶α,β-烯脂酰CoAO(2)

-氧化過程③再脫氫

RC

CC～SCoAHαHOHHOβ-羥脂酰CoA脫氫酶β-酮脂酰CoAβ-羥脂酰CoANAD+NADH+H+呼吸鏈2.5ATP(2)

-氧化過程④硫解

ORCαHHOCC～SCoASCoAHHSCoASCoAH~β-酮脂酰CoA

乙酰CoA輔酶A硫解酶脂酰CoA++少2個碳原子(2)

-氧化過程4.乙酰CoA的徹底氧化(1)乙酰CoA徹底氧化

三羧酸循環(huán)生成酮體

肝外組織氧化利用

FADH2

H2O呼吸鏈

1.5ATP

H2O

NADH+H+

呼吸鏈

2.5ATP

(2)β-氧化產(chǎn)生的乙酰CoA絕大部分進入TAC徹底氧化，生成的FADH2和NADH+H+氧化磷酸化產(chǎn)生ATP。肉堿轉(zhuǎn)運載體線粒體膜βα=βα脂肪酸O=RCH2CH2C-OH脂酰CoA合成酶ATPHSCoAAMPPPiORCH2CH2C~SCoA脂酰CoA脂酰CoA脫氫酶FADH2H2O呼吸鏈

1.5ATP

脫氫O=RCH=CHC~SCoAβαα,β-烯脂酰CoAH2O水化酶再脫氫加水NADH+H+H2O呼吸鏈

2.5ATP

β-羥脂酰CoA脫氫酶NAD+HSCoA硫解O=R-C~SCoAO=CH3C~SCoA

脂酰CoA乙酰CoA+TCA循環(huán)O=RCH2CH2C~SCoAβα脂酰CoAFAD

關(guān)鍵酶肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ線粒體胞液O=RCHCH2C~SCoAβαβ-羥脂酰CoAHO硫解酶O=RC-CH2C~SCoAβαβ-酮脂酰CoAO(1)活化：消耗2個高能磷酸鍵的能量。5.

脂酸氧化的能量生成

——以16碳軟脂酸的氧化為例(2)β氧化

7

輪循環(huán)產(chǎn)物：

8分子乙酰CoA7分子NADH+H+7分子FADH2(3)能量計算：

生成ATP

8×10+7×2.5+7×1.5=108

凈生成ATP

108–2=106（三）脂肪酸的其他氧化方式1.脂肪酸的α-氧化脂肪酸氧化成α-羥脂肪酸后，再經(jīng)氧化脫羧，生成比原來少一個碳原子的脂肪酸的過程。

2.脂肪酸的ω-氧化脂肪酸末端甲基氧化生成ω-羥脂肪酸，再氧化生成ω，α–二羧酸進行β-氧化的過程。3.不飽和脂肪酸的氧化

機體不飽和脂肪酸超過脂肪酸的50%，由于天然不飽和脂肪酸雙鍵均為順式結(jié)構(gòu)，而β-氧化酶系只作用反式的脂酰COA。

當(dāng)不飽和脂肪酸β-氧化進行到分子原有的雙鍵時，在異構(gòu)酶催化下，由順式結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榉词綐?gòu)象，最終完成不飽和脂肪酸的β-氧化。4.奇數(shù)碳原子脂肪酸的氧化13C、15C、17C、19C

β-氧化、β-氧化少量奇數(shù)碳原子脂肪酸丙酰COA

血漿水平：0.03~0.5mmol/L(0.3~5mg/dl)。代謝定位：生成：肝細(xì)胞線粒體。原料：乙酰CoA。利用：肝外組織（心、腎、腦、骨骼肌等）線粒體。(四)酮體的生成和利用

酮體是乙酰乙酸(acetoacetate)、β-羥丁酸

(β-hydroxybutyrate)、丙酮(acetone)三者的總稱。酮體生成的關(guān)鍵酶：

HMGCoA合酶1.

酮體的生成

CO2HSCoAHSCoA

NAD+NADH+H+

β-羥丁酸脫氫酶HMGCoA合酶乙酰乙酰CoA硫解酶HMGCoA

裂解酶CH3CSCoA乙酰CoAOCH3CSCoA乙酰CoAOCH3CCH2CSCoA乙酰乙酰CoAOOHOCCH2CCH2CSCoAOH

羥甲戊二酰CoA(HMGCoA)OOCH3CH3CCH2COH乙酰乙酸OOCH3CHCH2COOHD(-)-β-羥丁酸OHCH3CCH3丙酮O琥珀酰CoA轉(zhuǎn)硫酶(心、腎、腦及骨骼肌的線粒體)CH3CHCH2COOHD(-)-β-羥丁酸OH2.

酮體的利用

NAD+NADH+H+琥珀酰CoA

琥珀酸

HSCoA+ATP

PPi+AMP

HSCoA乙酰乙酰CoA硫激酶(腎、心和腦的線粒體)乙酰乙酰CoA硫解酶(心、腎、腦及骨骼肌線粒體)CH3CCH2COH乙酰乙酸OOCH3CCH2CSCoA乙酰乙酰CoAOOCH3CSCoA乙酰CoAO2×酮體的生成和利用的總示意圖2×乙酰CoA

乙酰乙酰CoA乙酰CoA乙酰乙酸

HMGCoA

D(-)-β-羥丁酸

丙酮

乙酰乙酰CoA琥珀酰CoA琥珀酸2×乙酰CoA3.酮體生成和利用的意義(1)酮體是肝輸出能源的一種形式，酮體可通過血腦屏障，是腦組織的重要能源。(2)酮體的利用可減少糖的消耗，有利于維持血糖水平恒定，節(jié)省蛋白質(zhì)的消耗。(3)酮體產(chǎn)生過多可導(dǎo)致代謝性酸中毒，丙酮為揮發(fā)性物質(zhì)，可經(jīng)呼吸排出體外。(4)胰島素分泌不足時，糖代謝障礙，脂肪動員增加，β-氧化增強，酮體生成增多，可導(dǎo)致酮血癥、酸中毒。4.

酮體生成的調(diào)節(jié)（1）激素的調(diào)節(jié)（主要通過調(diào)節(jié)脂肪動員）抑制脂解，脂肪動員飽食

胰島素

進入肝的脂肪酸

脂酸β氧化

酮體生成饑餓

脂肪動員FFA胰高血糖素等脂解激素

酮體生成

脂酸β氧化

（2）丙二酸單酰COA:CAT-I的抑制劑。（3）肝細(xì)胞糖原含量及代謝。(五)甘油的代謝CH2-OHCH2-O-CH-OHPiα-磷酸甘油CH2OHCH2-O-C=OPi磷酸二羥丙酮甘油激酶

ADPATP

CH2-OHCH2-OHCH-OH甘油脫氫酶NAD+

NADH+H+

脂肪分解產(chǎn)生的甘油，隨血液循環(huán)運往肝、腎等組織被攝取利用。主要生成α-磷酸甘油，再轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿岫u丙酮，可循糖分解代謝途徑氧化分解。也可作為合成脂肪原料再利用。二、甘油三酯的合成代謝原料由葡萄糖轉(zhuǎn)化而來的甘油和脂肪酸。食物脂肪消化吸收的甘油和脂肪酸。脂肪組織：主要以葡萄糖為原料合成脂肪，也利用CM或VLDL中的FFA合成脂肪。

肝：肝內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的TG，組成VLDL入血。小腸粘膜：利用脂肪消化產(chǎn)物再合成脂肪。部位(一)脂肪酸的合成1.合成部位

肝(主要)、脂肪等組織的胞液中。(2)NADPH的來源

主要來源是磷酸戊糖途徑，胞液中異檸檬酸脫氫酶及蘋果酸酶催化的反應(yīng)亦可提供。乙酰CoA、ATP、HCO3﹣、NADPH、Mn2+

2.

合成原料(1)乙酰CoA的主要來源乙酰CoA全部在線粒體內(nèi)產(chǎn)生，通過檸檬酸-丙酮酸循環(huán)

(citratepyruvatecycle)出線粒體。乙酰CoA

氨基酸

Glc（主要）

乙酰CoA

HSCoA

草酰乙酸

H2O

檸檬酸合酶

線粒體膜胞液

線粒體基質(zhì)

丙酮酸

丙酮酸

蘋果酸草酰乙酸

檸檬酸

檸檬酸

NADPH+H+

NADP+

蘋果酸酶

HSCoA

乙酰CoAATPAMPPPi

ATP檸檬酸裂解酶

蘋果酸CO2CO2(3)檸檬酸-丙酮酸循環(huán)3.

脂肪酸合成過程

①乙酰CoA羧化酶

(acetylCoAcarboxylase)是脂肪酸合成的限速酶，存在于胞液中，其輔基是生物素，Mn2+是其激活劑。催化丙二酰CoA的合成。

(1)

脂肪酸合成酶系②脂肪酸合酶復(fù)合體?；d體蛋白+

大腸桿菌的脂肪酸合成酶系中，有?；d體蛋白（ACP），是脂肪酸合成過程脂?；妮d體，脂肪酸合成的各步反應(yīng)均在ACP的輔基上進行。

軟脂酸的合成過程是一個連續(xù)的酶促反應(yīng)，每次碳鏈增加2個碳原子，都要重復(fù)進行縮合、還原、脫水和再還原的過程。經(jīng)過7次循環(huán)后，最終生成16碳的軟脂酸。(2)軟脂酸合成過程β-酮丁酰ACPβ-羥丁酰ACPβ-烯丁酰ACP丁酰ACP軟脂酰ACP軟脂酸乙酰CoA丙二酰CoA乙酰ACP丙二酰ACP乙酰CoA羧化酶CO2ATPADP合酶復(fù)合體HSCoA轉(zhuǎn)酰酶合酶復(fù)合體HSCoA轉(zhuǎn)酰酶ACP+CO2NADP+NADPH+H+H2ONADP+NADPH+H+H2OACPβ-酮脂酰合成酶β-酮脂酰還原酶β-羥脂酰水化酶β-烯脂酰還原酶硫酯酶再經(jīng)6輪循環(huán)

1×CH3COSCoA

7×HOOCCH2COSCoA

14×NADPH+H+1×CH3(CH2)14COOH

7×CO2

6×H2O

8×HSCoA14×NADP+總反應(yīng)4、脂肪酸碳鏈的延長和縮短

（2）脂肪酸的碳鏈縮短脂肪酸的碳鏈縮短在線粒體內(nèi)通過

-氧化過程。（二）3-磷酸甘油的來源1、3-磷酸甘油主要由糖類代謝（磷酸二羥丙酮）提供，故進食較多的淀粉類食物可導(dǎo)致肥胖。甘油激酶(肝、腎)ATPADP

CH2-OHCH2-O-CH-OHPi3-磷酸甘油CH2-OHCH2-OHCH-OH游離甘油2、肝、腎等組織含有甘油激酶，可利用游離甘油合成3-磷酸甘油。1、甘油一酯途徑(小腸黏膜細(xì)胞)（三）脂肪合成過程

脂肪酸脂酰CoA脂酰CoA合成酶

ATPAMPPPi

OH

RCH2CH2CO+HSCoARCH2CH2CO～SCoA脂酰CoA

轉(zhuǎn)移酶R2COCoA

R3COCoAHSCoA

脂酰CoA

轉(zhuǎn)移酶甘油一酯甘油二酯甘油三酯CH2OCH2-OHCH-OH-C-R1OCH2OCH2-OHCHO-C-R1O-C-R2OCH2OCH2OCHO-C-R1O-C-R2O-C-R3O

HSCoA

2、甘油二酯途徑(肝、脂肪細(xì)胞)CH2-OHCH2-O-CH-OHPi3-磷酸甘油CH2OCH2-O-CH-OHPi1-脂酰-3-磷酸甘油-C-R1O脂酰CoA

轉(zhuǎn)移酶

HSCoA

R2COCoA

脂酰CoA

轉(zhuǎn)移酶HSCoAR1COCoA

CH2OCH2-O-CHOPi磷脂酸-C-R1O-C-R2O磷脂酸磷酸酶PiCH2OCH2-OHCHO-C-R1O-C-R2O甘油二酯

脂酰CoA

轉(zhuǎn)