脂肪酸分解代谢

脂肪酸分解代谢 第27、28章 脂肪酸分解代谢 内容 10(1 脂代谢的意义和重要性 359 10(2 脂类的酶水解(消化) 359 10(2(1 脂肪的酶促水解 359 10(2(2 简单酯类的酶水解 360 10(2(3 磷脂的酶水解 360 10(3 脂类的吸收、转移和储存 363 10(3(1 人体和动物的脂类吸收、转移和储存 363 10(3(2 植物的脂质吸收、转移和储存 365 10(4 脂肪的中间代谢 365 10(4(1 脂肪的合成代谢 366 10(4(1(1 甘油的生物合成 366 10(4(1(2 脂酸的生物合成 366 10(4(1(3 甘油与脂酸合成三酰甘油 375 10(4(2 脂肪的分解代谢 377 10(4(2(1 甘油的分解代谢 377 10(4(2(2 脂酸的分解代谢——脂酸的 β-氧化 377 10(4(2(3 酮体的代谢 381 10(5 磷脂的代谢 383 10(5(1 磷脂的生物合成 383 10(5(1(1 甘油醇磷脂的生物合成 383 10(5(1(2 鞘氨醇磷脂的生物合成 390 10(5(2 磷脂的分解 392 10(6 糖脂的代谢 392 10(6(1 糖脂的合成 392 10(6(2 糖脂的分解 393 10(7 固醇的代谢 394 10(7(1 胆固醇的吸收 394 10(7(2 胆固醇的生物合成 394 10(7(3 胆固醇的降解和转变 397 10(8 脂代谢的调节 398 10(9 脂代谢反常引起的常见疾病 398 总结性思考题 399 脂代谢包括一切脂质及其组分的代谢。本章侧重讨 提要和学习指导 论脂酸和三酰甘油的生物合成和分解。对复脂类(如磷脂和糖脂)和脂质的某些分解产物(如固醇类)的代谢，由于其在生物学上的重要件和新近有所发展，亦择要介绍。 在学习本章时应注意: 1(以三酰甘油为对象弄清楚机体如何合成它们的甘油和脂酸(包括饱和脂酸和不饱和脂酸)。甘油和脂酸又是如何合成三酰甘油。 2(在理解三酰甘油的生物合成途径后，要进一步了解甘油和脂酸在机体内的主要分解途径。注意比较线粒体酶系合成饱和脂酸的过程同脂酸β-氧化过程的关系。 3(弄懂了脂酸的正常分解代谢途径后，应进而了解在何种情况下，脂酸在分解过程中可产生大量酮体，酮体在体内累积过多时会引起什么后果。 4(要了解胆固醇对人体的重要性和危害性。 10(1 脂代谢的意义和重要性 脂代谢是讨论脂质在机体内的合成和分解，其重要性是由于: 1(脂质是细胞质和细胞膜的重要组分，脂代谢与糖代谢和某些氨基酸的代谢密切相关。 2(脂肪是机体的良好能源。每克脂肪的潜能比等量蛋白质或糖的高一倍以上。通过氧化可为机体提供丰富的热能。 3(固醇类物质是某些动物激素和维生素D及胆酸的前体。 4(在实践上脂代谢与人类的某些疾病(如冠心病、脂肪肝、胆病、肥胖病等)有密切关系，对动物的催肥也有重要意义。新近利用石油烃类作某些微生物的养料(石油发酵)制造脂肪酸(假丝酵母能使链烷变成脂酸)更是一种新的发展。 脂类的中间代谢都须经过酶解(即消化)、吸收才能进行，而且须在某些因素的调节之下，才能正常运转。 10(2 脂类的酶水解(消化) 在动物的小肠中和动植物组织中都含有不同种类的脂类水解酶(小肠中的脂肪酶为胰脂酶)，可以想见脂类在活体内必然有酶水解作用。中性脂肪在被动物肠道吸收之前约95,先被水解。体内脂类的代谢，例如油料种子发芽和动物体脂的氧化，也显然需要水解。 10(2(1 脂肪的酶促水解 三酰甘油、二酰甘油和单酰甘油的α-位酯键皆可被脂酶水解。例如一种三酰甘油首先被α-脂酶水解成α，β-二酰甘油，然后再水解成β-单酰甘油，α-脂酶亦能水解β-单酰甘油的β-酯键(即第2-碳位上的酯键)，但作用很慢。β-酯键是由另一酯酶(esterase)水解成脂酸和甘油，其总反应可表示如下: 上式反应包括下列各步骤: 水解(消化)脂肪的酶主要是胰脏分泌的胰脂酶，胰脂酶在水解脂肪时，需要共脂肪酶(colipase)和胆汁酸盐的协同作用。因为胰脂酶必需吸附在乳化脂肪微团(micelle)的水油界面上才能作用于微团内的脂肪，共脂肪酶是小相对分子质量的蛋白质，与胰脂酶形成1?1复合物存在于胰液中，它能与胆汁酸盐及胰脂酶结合，并促进胰脂酶吸附在微团的水油界面上，因而增加胰脂酶的活性，促进脂肪的水解。 10(2(2 简单酯类的酶水解 一元醇的酯类如胆固醇酯、乙酰胆碱等皆为简单酯。胆固醇酯酶可水解胆固醇酯，胆碱酯酶(存在于血液和组织中，特别是神经节细胞)可水解乙酰胆碱，后者的反应如下: 10(2(3 磷脂的酶水解 水解磷脂的酶为磷脂酶。磷脂酶有磷酸二酯酶和磷酸一酯酶之分。 磷酸二酯酶只能水解磷酸二酯的磷酸酯键，对磷酸一酯无作用。以磷脂酰胆碱为例，不同的磷酸二酯酶可分别促进下列反应。 α，β-二酰甘油磷酸经磷酸酶水解即得α，β-二酰甘油。α，β-二酰甘油再经上面所说的α-脂酶和酯酶催化即水解成甘油和脂酸。 磷酸一酯可被磷酸单酯酶(又称磷酸酶)水解，释出磷酸。 磷酸一酯酶有的专一性高，有的专一性低，亦能水解由磷酸二酯酶催化产生的水解产物的磷酸酯键，产生二酰甘油、磷酸和胆碱。二酰甘油再被脂肪酶水解。动植物体内不含能使甘油磷脂水解放出一个脂酸的酶。 在蛇毒、蜂毒和蝎子毒汁中含有一种磷脂酰胆碱酶A，能水解磷脂酰胆碱的α-酯键或β-酯键(一般为油酸的酯键)，产生一种具有溶血性的 磷脂酰胆碱(溶血卵磷脂)溶血磷脂酰胆碱能破坏血球，导致溶血危害生命。但溶血磷脂酰胆碱的毒性经溶血磷脂酶将其所余的一分子脂酸水解释出后，即变为无毒，反应可表示如下: 、A、C、D和磷脂酶L(溶血磷脂酶)， 新近的研究指出磷脂酶有A12 它们广泛存在于各种类型的细胞中。A作用于磷脂的α-酯键，A作用于12 酯键，C作用于二酰甘油与磷酰胆碱之间的酯键，D作用于磷脂磷脂的β- 酸的磷酸与胆碱(或乙醇胺)之间的酯键(参阅下式) 磷脂酶L(phospholipase L)为水解溶血磷脂的酶，即溶血磷脂酶(Lysophospholipase)有L及L两种，分别作用于溶血磷脂分子中的α12 或β酯键，脱去最后一个脂酸。 上述各种磷脂酶的作用酯键和各酯键被水解后的产物可总结如图10-1及表10-1。 从图10-1及表10-1中可看出: 磷脂酶A作用于酯键?(α-酯键)，产物为脂酸(RCOOH)和2-脂11 -脂酰甘油磷酰乙醇胺(溶血脑磷脂)酰甘油磷酰胆碱(溶血卵磷脂)或2 等。 磷脂酶A作用于酯键?(β-酯键)，产物为脂酸(RCOOH)和1-脂22酰甘油磷酰胆碱(也称溶血卵磷脂，有溶血作用)或1-脂酰甘油磷酰乙醇胺(也称溶血脑磷脂，有溶血作用)等。 磷脂酶C作用于酯键?，产物为二酰甘油和磷酰胆碱或磷酰乙醇胺等。 磷脂酶D作用于酯键?，产物为磷脂酸和含氮碱如胆碱、乙醇胺等。 磷脂经磷脂酶A或A水解掉一个脂酸分子产生的溶血磷脂12 (Lysophospholipid)经溶血磷脂酶(磷脂酶L或L)作用，水解掉另一21 个脂酸，生成甘油磷酰胆碱或甘油磷酰乙醇胺等，失去溶血作用。 10(3 脂类的吸收、转移和储存 10(3(1 人体和动物的脂类吸收、转移和储存 吸收与转移 在人体和动物体中，小肠可吸收脂类的水解产物，包括脂酸(70,)、甘油、β-甘油一酯(25,)以及胆碱、部分水解的磷脂和胆固醇等等。其中甘油、单酰甘油同脂酸在小肠粘膜细胞内重新合成三酰甘油。新合成的脂肪与少量磷脂和胆固醇混合在一起，并被一层脂蛋白包围形成乳糜微粒，然后从小肠粘膜细胞分泌到细胞外液，再从细胞外液进入乳糜管和淋巴，最后进入血液。乳糜微粒在血液中留存的时间很短，很快被组织吸收。脂质由小肠进入淋巴的过程需要β-脂蛋白的参加，先天性缺乏β-脂蛋白的人，脂质进入淋巴管的作用就显著受阻。脂蛋白是血液中载运脂质的工具。(关于脂蛋白的类别和组分，读者应复习本:3(8(2节)。 C,C的低分子游离脂酸与血浆清蛋白结合，大部分由毛细血管经门610 静脉进入肝脏进行氧化，或延长碳链变成长链脂酸。 C,C低分子脂酸比C2,C8的脂酸易被吸收，不饱和脂酸比饱和脂61011 酸易被吸收。 胆固醇的吸收需要有脂蛋白存在;胆固醇还可以与脂酸结合成胆固醇酯被吸收。胆固醇酯和脂蛋白起了载运脂酸的作用。 磷脂无助于脂肪的转运，但与脂类代谢关系甚大。 胆汁酸盐为表面活性物质，能使脂肪乳化，同时又可促进胰脂酶的活力，能促进脂肪和胆固醇的吸收。 不被吸收的脂类则进入大肠被细菌分解。 进入血液的脂类有下列3种主要形式: ?乳糜微粒 由三酰甘油81,,82,、蛋白质2,、磷脂7,、胆固醇9,所组成。餐后血液呈乳状即由于乳糜微粒的增加。 ?β-脂蛋白 由三酰甘油52,、蛋白质7,、磷脂胆固醇20,所组成。 ?未酯化的脂酸(与血浆清蛋白结合)血浆的未酯化脂酸水平是受激素控制的。肾上腺素、促生长素、甲状腺素和ACTH皆可使之增高，胰岛素可使之降低，其作用机制尚不完全明白。 上述3类脂质进入肝脏后，乳糜微粒的部分三酰甘油被脂酶水解成甘油和脂酸，进行氧化，一部分转存于脂肪组织，还有一部分转化成磷脂，再运到血液分布给器官和组织。 β-脂蛋白和其他脂肪-蛋白质络合物的三酰甘油部分被脂蛋白脂酶(lipoprotein lipase)水解。水解释出的脂酸可以运往脂肪组织再合成三酰甘油储存起来，也可供其他代谢之用。这一系列反应可表示如下式: 脂蛋白脂酶存在于多种组织中，脂肪组织和心肌的含量相当高。肝素对脂蛋白脂酶有辅助因子的作用。 未酯化的脂酸可从储脂和吸收的食物脂肪分解而来。它们的更新率很高，主要是供机体氧化之用。 储存 动物的体脂分两大类，一类是细胞结构的组成成分称组织脂，磷脂和少量的胆固醇酯都属此类。组织脂的含量是比较恒定的，不受食物的影响。另一类是储存备用的，称储脂。储脂是随食物营养情况而变动的。储脂的组分主要为油酸、棕榈酸和硬脂酸组成的三酰甘油，是不断在更新的。 动物储存脂肪的组织主要为?皮下组织，?腹腔大网膜、?肌间结缔组织等。 各种动物的储脂是有其特征的。猪油主要为油酸三酰甘油，而牛、羊脂则主要为硬脂酸三酰甘油。但这也不是一成不变的，饲料也可以改变储脂成分。 以上是专就人体和动物而言。 10(3(2 植物的脂质吸收、转移和储存 植物不从体外吸收脂质，但体内仍进行脂质的转运和储存。植物体内脂质的转运、储存虽不如动物的明显，但肯定是有类似的转运和储存的。油料植物种子(如油菜子、大豆、花生、胡桃、油桐子、蓖麻子等等)含脂量都很高。大豆除含中性脂外，还含有比较多的卵磷脂。这都是植物的储脂。 储脂是储备起来供机体需要动用脂肪合成其他物质时动用的。这对一切生物都大抵相同。例如当植物种子萌发时，储脂即减少，同时糖类增多。这说明部分储脂已转变成糖类。在动物方面，当需要能量时，储脂一部分可直接进行氧化，另一部分则回到血液变为血脂，并由血液转移到肝腔， 在肝脏中进行代谢(如合成磷脂，脱饱和与分解氧化)及变为组织的组织脂。 机体的脂肪可转变为糖类，糖类和蛋白质的生糖氨基酸也可变为脂肪。这将在以下各章中分别介绍。 脂肪的储存和转移关系可表示如图10-2。 10(4 脂肪的中间代谢 脂肪中间代谢主要讲脂肪的合成和分解。脂肪是体内脂质的主要存在形式，而且供给机体能量的脂质靠脂肪的分解。 机体内的脂肪不断在合成和分解。在合成方面，首先合成脂酸和甘油，再合成脂肪;在分解方面，首先是脂肪分解为甘油和脂酸。甘油基本上照糖代谢途径进行分解，而脂酸的分解代谢则经β-氧化成乙酰CoA，进入三羧酸循环完成氧化，并产生能量，脂肪的代谢概况可表示如图10-3。 10(4(1 脂肪的合成代谢 10(4(1(1 甘油的生物合成 合成脂肪所需的L-α-甘油磷酸可由糖酵解产生的二羟丙酮磷酸还原而成，亦可由脂肪水解产生的甘油与ATP作用而成: 10(4(1(2 脂酸的生物合成 13 (一)饱和脂酸的生物合成 据用含同位素乙酸(CDCOOH)喂大鼠3 的实验结果，发现大鼠肝脏脂酸分子含有此两种同位素，D出现在甲基及 131313碳链中，而C则出现于碳链的间位碳(CDCH-CD-COOH)。这说明从乙322 酸可以合成脂酸。经进一步的研究，阐明了脂酸的前体为乙酸与CoA结合的乙酰CoA。 乙酰CoA如何合成长链脂酸的问题直至1961年才比较清楚。目前认为，饱和脂酸的生物合成有两种途径: 1(由非线粒体酶系(即细胞浆酶系)合成饱和脂酸的途径。 2(饱和脂酸碳键延长的途径。 非线粒体酶系合成饱和脂酸的途径(又称丙二酸单酰CoA途径)。 非线粒体酶系存在于细胞的可溶部分。实验证明，在有生物素、ATP、 2+NADPH、Mn、CO、乙酰CoA羧化酶和脂酸合成酶系(包括酰基载体蛋白2 质，代号ACP)参加条件下，可从乙酰CoA合成棕榈酸(C脂酸)。关于16合成的化学途径分6个轮次，其第一轮反应分两个阶段，7步反应(表10-2)。 第一阶段:乙酰CoA?丙二酸单酰—ACP 第二阶段:丙二酸单酰-ACP?丁酰-S-ACP 第一阶段 饱和脂酸的合成是在细胞浆中进行的。反应所需的乙酰CoA是由脂酸经β-氧化和丙酮酸脱羧而来(参阅糖分解代谢)。这两个过程都是在线粒体中进行的。乙酰CoA不易透过线粒体膜进入细胞浆，需要经柠檬酸合成酶催化与草酰乙酸缩合生成柠檬酸，在ATP供能情况下才扩散透过线粒体膜进入细胞浆。进入细胞浆的柠檬酸经柠檬酸裂解酶(citrate lyase)催化产生乙酰CoA。后者经乙酰转酰基酶催化与ACP—产生丙二酸单酰CoA，再经丙二酰转酰基酶催化与ACP—SH作用生成丙二酸单酰—S—ACP。这段反应可表示如下式及图10-4。 乙酰CoA羧化成丙二酸单酰CoA的反应是脂酸合成的限速反应，催化该反应的乙酰CoA羧化酶(辅基为生物素)包括生物素羧基载体蛋白(biotin carboxyl carrier protein，代号BCCP)、生物素羧化酶(biotin carboxylase，代号BC)和羧基转移酶(transcarboxylase，代号CT)3个亚基，如图10-5A所示。生物素的羧基以酰胺键与生物素羧基裁体蛋白中赖氨酸的ε-氨基相连，生物素羧化酶催化生物素羧基载体蛋白上的生物素羧化，羧基转移酶将活化的CO转移到乙酰CoA上，形成丙二酸单酰2 CoA，如图10-5B所示。 ACP是脂酸生物合成反应中酰基的载体。它是以共价键与其辅基磷酸 泛酰巯基乙胺(4′—phosphopantetheine，代号pp)结合，(参阅 7.2.3.3)，结构为: 磷酸泛酰巯基乙胺为泛酸与半胱胺的衍生物，是连接ACP和脂酰基的单位。ACP与其辅基4′- 磷酸泛酰巯基乙胺的连接是通过它本身的丝氨酸残基(Ser);ACP与脂酰基的结合则是通过其辅基磷酸泛酰巯基乙胺(PP)的SH-基。ACP耐热，相对分子质量约为9500。大肠杆菌的ACP为77个氨基酸残基组成。在哺乳动物中ACP是同细胞牢固结合，不易分离，但在大肠杆菌和某些细菌体中，ACP同细胞的结合不紧，可以分离。这一特点为研究ACP在脂酸生物合成中的功用提供了极大的方便。 由线粒体进入胞浆的柠檬酸经柠檬酸裂解酶催化产生的草酰乙酸必须回到线粒体再同乙酰CoA结合成柠檬酸以促进脂酸的合成。但草酰乙酸不能透过线粒体膜的内膜，需要通过苹果酸转变为丙酮酸才能回到线粒体。这一系列反应可表示如下。 这一系列反应产生了脂酸合成所需的NADPH。 第二阶段 第一阶段形成的丙二酸单酰-S-ACP与乙酰-S-ACP经缩合、还原、脱水再还原4个步骤即为一轮的合成反应(图10—6)。 上述第二阶段反应(图10-6)完成了饱和脂酸生物合成的第一轮反应。 所产生的丁酰-S-ACP(C)比原来的乙酰CoA(C)多2个碳原子。42 丁酰-ACP经同样方式与丙二酸单酰-ACP缩合，重复循环6次就可得长链(C)的脂酰-ACP。最后经水解即生成长链饱和脂酸(主要为C的棕榈1616酸)。这些途径(包括上述丙二酸单酰ACP的形成)可综合如图10-7。 图10-7注: ?在线粒体中乙酰CoA与草酰乙酸缩合变成柠檬酸再进入细胞质是非线粒体酶系合成饱和脂酸的第一个关键。 ?由乙酸CoA羧化酶催化的乙酰CoA转变为丙二酸单酰CoA的反应是非线粒体酶系合成饱和脂酸的第二个关键步骤，因丙二酸单酰CoA是丙二酸单酰-S-ACP的前体，而后者是非线粒体酶系合成不饱和脂酸的主要物质。柠檬酸能促进乙酰CoA羧化酶的活力，也是控制非线粒体酶系脂酸合成的重要因素之一。 ?图中由反应4到反应7为脂酸合成的一轮反应，合成C的棕榈酸16共需要7轮反应。合成的棕榈酸分子中，除了甲基末端的二碳单位来自乙酰CoA外，其他7个二碳单位都来自丙二酸单酰CoA。 ?脂酸的合成由乙酰CoA羧化酶和脂酸合成酶系催化，脂酸合成酶系是由下列酶2,酶7的6种酶和酰基载体蛋白组成的多酶复合体。 1(乙酰CoA羧化酶(acetyl CoA-carboxylase，又称acetyl-CoA:carbondioxide ligase)，其辅酶为生物素(参阅维生素章和酶章的辅酶节)。柠檬酸能促进，棕榈酰CoA可抑制其活性。 2(乙酰转酰基酶(acetyl transacylase)，又称乙酰CoA-ACP转酰基酶(acetyl-CoA-ACP transacetylase)或ACP-酰基转移酶(ACP-acyltransferase)。 3(丙二酸单酰转酰基酶(malonyl transacylase)，又称丙二酸单酰CoA-ACP转移酶(malomyl-CoA-ACP transferase)。 4(脂酰-丙二酸单酰-ACP缩合酶(acyl-malonyl-ACP-condensing enzyme)，又称β-酮脂酰-ACP合成酶(β-ketoacyl-ACP synthase)。 5(β-酮脂酰-ACP还原酶(β-ketoacyl-ACP reductase)，又称依赖NADPH-3-氧-脂酰基-ACP-还原酶 (NADPH-dependent-3-oxoacyl-ACP-reductase)。 6(β-羟脂酰-ACP-脱水酶(β-hydroxy-acyl-dehydratase)，又称3-羟脂酰脱水酶(3-hydroxy acyl dehydratase)或烯丁酰-脂酰基ACP-脱水酶(crotonyl-acyl-ACP-dehydratase)。 7(烯酰基-ACP还原酶(enoyl-ACP reductase)。 酶2-酶7这些酶都是同酰基载体蛋白结合在一起的。它们彼此之间的结合相当密切。细菌和植物的脂酸合成酶系各组分之间的结合就比较松散，细菌的细胞被破裂后，各个组分酶即易被分离出来。 ?脂酸生物合成中所需的NADPH大部分是细胞的葡萄糖经戊糖磷酸途径和三羧酸循环所供给。NADH也是脂酸合成所需要的。 单数碳链脂酸的合成则须从丙酰-ACP开始。后者可由丙酰CoA经乙酰转酰基酶催化而来。 饱和脂酸碳链延长的途径 线粒体酶系、内质网酶系与微粒体酶系都能使短链饱和脂酸的碳链延长，每次延长两个碳原子。线粒体酶系延长碳链的碳源不是加入丙二酸单酰-ACP，而是加入乙酰CoA。例如，线粒体中的C饱和脂酸都可经逐步加入乙酰CoA而延长，其反应过程可表示如图16 10-8。 图10-8注: ?线粒体酶系合成饱和脂酸包括下列各酶: 1(β-酮脂酰-CoA硫解酶(β-ketoacyl-CoA thiolase)。 2(β-羟脂酰-CoA脱氢酶(β-hydroxyacyl-CoA-dehydrogenase) 3(烯酰基-CoA水化酶(enoyl-CoA hydratase)，或β-羟脂酰脱水酶 4(烯脂酰-CoA还原酶(acyl-CoA reductase) 5(脂酰-CoA硫酯水解酶(acyl-CoA thioester hydrolase) ?反应中的各种脂酰衍生物是脂酰CoA衍生物，而不是脂酰-ACP衍生物。 ?上述两种合成饱和脂酸途径有其共同规律性，即都是从乙酰CoA开始，通过缩合、还原、脱水、再还原4个步骤。 除线粒体可延长脂酸碳链外，微粒体内质网酶系也可延长C脂酸(包16括饱和和不饱和的)的碳链。这个酶系是用丙二酸单酰CoA为延长脂酸碳链的碳源而不是用乙酰-CoA。NADPH为这个酶系必需的辅酶，也不用ACP为酰基载体。其总反应如下式: +R—CO—CoA+丙二酸单酰—CoA+2NADPH+2H R(CH)CO—CoA+2NADP++CO+CoA 222 在植物则细胞溶质酶系可利用丙二酸单酰ACP延长脂酸碳链，例如: (二)不饱和脂酸的生物合成 许多生物体能使饱和脂酸的第9和第10碳位之间脱氢，形成一个双键成为不饱和脂酸，例如硬脂酸脱氢即成油酸。但只有植物和某些微生物才能使第12和第13碳位间脱氢形成双键，例如从油酸(十八碳一烯酸)合成亚油酸(十八碳二烯酸)。 某些微生物如大肠杆菌、某种酵母和霉菌能合成含2个、3个、4个甚至更多双键的不饱和脂酸。动物细胞的脱饱和酶与内质网密切结合。 不饱和脂酸的生物合成途径有氧化脱氢和β-碳位氧化成羟酸，再脱水两种途径: ?氧化脱氢途径:这个途径一般在脂酸的第9第10位碳位脱氢，例如硬脂酸由脂酰脱饱和酶(存在于微粒体内，肝脏和脂肪组织含此酶较多)催化即生成油酸: 在此反应中有NADH-细胞色素b还原酶(NADH-cytochrome b 55reductase)、细胞色素b和脱饱和酶(desaturase)参加由硬脂酰CoA5 脱饱和释出的电子传递给受体的作用，其机制可表示如下: 首先电子从NADH转移到NADH-细胞色素b还原酶的FAD辅基上，然5 2+后使细胞色素b血红素中的铁离子还原成Fe，再使脱饱和酶中的非血红5 2+素铁还原成Fe，最后与分子氧(O)和硬脂酰CoA作用，形成双键并释2 放2分子水。2个电子来自NADH，另外2个电子来自底物饱和脂酸中的单键。 植物合成不饱和脂酸的机制与此类似。所不同者，植物是用铁-硫蛋白代替细胞色素b。脱饱和酶是可溶性的，它以硬脂酰ACP为底物。5 ?β-氧化、脱水途径 这一途径是先在饱和脂酸的β-碳位氧化成羟 酸，在α、β碳位间脱水形成双键。再经碳链延长作用即可得油酸。例如一个C脂酸，经β-氧化、脱水、双键移位和连续4次延长碳链，即得油10 酸: 含2、3或4个双键的高级不饱和脂酸，也可能用此类似方法(即氧化脱饱和、脱水和碳链延长)合成。 人体及有些高等动物(哺乳类)不能合成或不能合成足够维持其健康的十八碳二烯酸(亚油酸)和十八碳三烯酸(亚麻酸)，必需从食物摄取，因此，这些不饱和脂酸对人类和哺乳类动物是必需脂酸。但动物能用脱饱和及延长碳链方法从十八碳二烯酸或十八碳三烯酸合成二十碳四烯酸。 思考题 1(试比较非线粒体酶系与线粒体酶系在脂酸合成上的异同。 2(人体及高等动物为什么不能自身合成2个以上双键的不饱和脂酸, 10(4(1(3 甘油与脂酸合成三酰甘油 由甘油与脂酸合成三酰甘油的途径不止一种。较重要的一种是脂酸先与CoA结合成脂酰CoA(上段脂酸合成过程中亦产生脂酰CoA)，脂酰CoA随即与α-甘油磷酸作用产生α-二酰甘油磷酸，在磷酸酯酶的作用下，α-二酰甘油磷酸脱去磷酸根，再与一分子脂酰CoA作用生成三酰甘油。 上述各反应是简化了的三酰甘油生物合成反应，实际上由α-甘油磷酸到二酰甘油之间是两个步骤，即先变成单酰甘油，再经第二次酰基化变成二酰甘油。此外，二羟丙酮磷酸除经还原成α-甘油磷酸再酰基化产生单酰甘油磷酸外，也可经酰基化和还原变成单酰甘油磷酸。这些途径可一并归纳入图10-9。 参加图10-9各反应的酶: 1(甘油激酶(glycerol kinase) 1′(脂酸硫激酶(fatty acid thiokinase)，又称脂酰CoA合成酶(acylCoA synthetase) 2( α-甘油磷酸脱氢酶(glycerol-3-phosphate dehydrogenase) 3(甘油脂酰基磷酸转移酶(glycerol phosphate acyl transferase) 4(二羟丙酮脂酰基磷酸转移酶(dihydroxy acetone-phosphate acyltransferase) 5(脂酰二羟丙酮磷酸还原酶(acyl dihydroxyacetone phosphatereductase) 6(磷脂酸脂酰基转移酶(phosphatidate acyl transferase) 7(磷脂酸磷酸酯酶(phosphatidate phosphatase) 8(二酰甘油脂酰基转移酶(diacyl glycerol acyl transferase) 10(4(2 脂肪的分解代谢 脂肪的分解代谢是对生物体(特别是动物)提供能量的重要措施。在进行分解代谢过程中，首先是经酶水解成甘油和脂酸。甘油照糖代谢途径进行代谢，脂酸则照β-氧化过程分解。 10(4(2(1 甘油的分解代谢 甘油的分解代谢，一般照糖的分解途径进行，在动物体中甘油还可转变成肝糖原，其分解过程可简示如图10-10。 10(4(2(2 脂酸的分解代谢——脂酸的β-氧化 生物体内脂酸的分解主要为β-氧化，这是通过人们多年研究并已肯定了的结论。β-氧化在线粒体基质内进行，首先是在脂酸的β-碳位发生。在氧化开始之前，脂酸需先行活化。活化过程是在脂酸硫激酶催化下与ATP及CoASH作用变为脂酰CoA(亦称活性脂酸)，并放出AMP和焦磷酸，脂酰CoA与肉碱(carnitine)结合进入线粒体，再经一系列的氧化，水化，再氧化和硫解加CoA基而产生乙酰CoA及比原脂酸少两个碳原子的脂酰CoA。 脂酸的β-氧化过程可表示如图10-11。 由图10-11可见每经一次β-氧化，脂酸的烃链即失去2个碳原子，同时放出1分子乙酰CoA。经重复β-氧化，则1个脂酸分子可能全部变为乙酰CoA。这些乙酰CoA在正常生理情况下，一部分用来合成新的脂酸，大部分是进入三羧酸循环，完全氧化。在动物体中如生理反常(如胰岛素分泌不足)，则乙酰CoA可变为酮体(详见下节)。 由图10-11还可看出，脂酸β-氧化包括氧化、水化、氧化和硫解4个步骤。如果将β-氧化过程与线粒体酶系延长饱和脂酸碳链的途径(图10-8)相比，则可见饱和脂酸的合成反应基本上是分解反应的逆行过程，其唯一不同点是分解过程反应2是需要以FAD为辅酶的脱氢酶，而在脂酸合成反应中是需要以NADPH为辅酶的还原酶(参阅图10-8反应4)，而且有实验证明在β-氧化过程中这一步骤的反应是不可逆的。 脂酸的β-氧化是在线粒体中进行，主要在肝细胞线粒体中进行。长链脂酸不能透过线粒体内膜，细胞质内的脂酸是要先与一种脂酸载体肉碱结合才能透过线粒体内膜，进入线粒体进行氧化。其作用机制是通过肉碱棕榈酰基转移酶(carnitine patmitoyl transferase)催化使肉碱变成了脂酰肉碱。 脂酰基通过与肉碱结合进入线粒体的转运机制可用图10-12表示: 线粒体内膜细胞质一侧的脂酰CoA由肉碱脂酰基转移酶?(carnitine acyl transferase ?)催化与肉碱结合形成脂酰肉碱，脂酰肉碱通过线粒体内膜的移位酶(translocase)的作用穿过线粒体内膜，进入线粒体。在线粒体内膜基质一侧的肉碱脂酰基转移酶?(carnitine acyl transferase ?)的催化下，脂酰肉碱上的脂酰基又转移到CoA上，重新形成了脂酰CoA，成为β-氧化的底物。最后肉碱经移位酶的作用回到线粒体外的细胞质中。肉碱脂酰基转移酶和移位酶皆为该转运机制中的介导酶。 图10-11所示脂酸活化(反应1)的酶在动物组织中主要为硫激酶，在微生物中大部分是转硫酶。 反应5酮硫解酶(β-keto thiolase)又称乙酰CoA脂酰基转移酶，已知者有3种，各适合于不同长度的碳链。 由脂酸β-氧化形成乙酰CoA同糖和氨基酸代谢形成的乙酰CoA合在一起形成乙酰CoA代谢库供各种合成代谢之用。 天然不饱和脂酸的氧化途径同饱和脂酸的氧化途径基本相同，所不同的是含一个双键的不饱和脂酸还需要一个顺-反-烯酰-CoA异构酶，将不饱和脂酸分解产物中的顺式结构中间产物变为反式结构;含一个以上双键的脂酸除需要顺-反异构酶外，还需要β-羟脂酰CoA立体异构酶将中间产物中的D-β-羟脂酰CoA转变成L-β-羟脂酰CoA，才可按照β-氧化途径进行氧化。 脂酸β-氧化所产生的能量 在每一轮β-氧化中，由于氧化每分子FADH可产生2个ATP，氧化每分子NADH可产生3个ATP，故每轮脂酸β-2 氧化可产生5个ATP。从糖代谢章已知1分子乙酰CoA经过三羧酸循环完全氧化后，可产生12个ATP，[参阅9(2(2(2(二(五)]，因此，1分子乙酰CoA完全氧化后，可产生17个ATP(未减去活化脂酸所用去的1个ATP)。 由于1个单位重量的脂酸所含碳原子数比同重量的糖为多，故同一单位重量脂酸所能产生的能量远比葡萄糖为多(约3倍多)。 思考题 试就下列3点比较脂酸的合成和氧化: ?反应发生的位置。 ?反应过程。 ?酰基的载体。 奇数碳脂酸的β-氧化 上面所述的脂酸β-氧化途径是对偶数碳脂酸而言。某些植物、海洋生物和石油酵母等体内还含有奇数碳脂酸，这些为数很少的奇数碳脂酸也可经β-氧化途径进行代谢。所不同者，偶数碳脂酸氧化的产物为2分子乙酰CoA，而奇数脂酸的β-氧化产生1分子丙酰CoA和1分子乙酰CoA。乙酰CoA照偶数碳脂酸氧化后进入三羧酸循环。丙酰CoA则转变为琥珀酰CoA后进入三羧酸循环。 脂酸的其他氧化途径——α-氧化和ω-氧化。 脂酸的氧化除β-氧化外，还有其他氧化方式，如α-氧化和ω-氧化等。植物及微生物可能还有其他氧化途径。 α-氧化 在植物种子萌发时，脂酸的α-碳被氧化成羟基，产生α-羟脂酸。α-羟脂酸可进一步脱羧、氧化转变为少1个碳原子的脂酸。这 2+两种反应都由单氧化酶催化，需要O、Fe和抗坏血酸参加。2 α-氧化在植物组织，动物脑和神经细胞的微粒体中都有发现。 ω-氧化 在动物体中C或C脂酸可在碳链烷基端碳位(ω-碳原子)1011 上氧化成二羧酸。所产生的二羧酸在两端继续进行β-氧化。细胞色素在此反应中作为电子载体参加作用。 这两种氧化方式都是使脂酸分子的碳链缩短，是脂酸分解的辅助途径。 10(4(2(3 酮体的代谢 酮体的生成 脂酸在肝脏中氧化后可产生酮体(包括乙酰乙酸、β-羟丁酸和丙酮)。酮体的形成主要有两种途径: ?由乙酰CoA(包括来自脂酸β-氧化及其他代谢来源的乙酰CbA)缩合成乙酰乙酰CoA。乙酰乙酰CoA由肝脏HMG CoA合成酶作用生成中间产物β-羟-β-甲基戊二酸单酰CoA(HMG-CoA)后者变为乙酰乙酸，乙酰乙酸还原成β-羟丁酸或脱羧形成丙酮。 ?在饥饿或患糖尿病时，乙酰乙酰CoA在乙酰乙酰CoA还原酶催化下，也可被NADPH还原成β-羟丁酰CoA。β-羟丁酰-CoA经β-羟丁酰CoA脱酰基酶催化，生成β-羟丁酸，β-羟丁酸经β-羟丁酸脱氧酶催化，可逆地氧化成乙酰乙酸。 这两种酮体生成途径可表示如图10-13 参加图10-13各反应的酶: 1(乙酰硫解酶 2(HMG CoA合成酶 3(HMG CoA裂解酶 4(β-羟丁酸脱氢酶 5(乙酰乙酰CoA还原酶 6(β-羟丁酰CoA脱酰基酶 在正常生理情况下，乙酰CoA顺利进入三羧酸循环，脂酸的合成作用也正常进行(合成脂酸需消耗乙酰CoA)。肝脏中的乙酰CoA浓度不会增高，形成乙酰乙酸及其他酮体的趋势不大，所以肝中累积的酮体很少。但当膳食中脂肪过多，或缺乏糖类，或糖、脂代谢紊乱(如糖尿病)时，肝脏中的酮体就会增高。这是因为摄食大量脂肪后，脂的分解代谢随之而增，产生较多的乙酰CoA。缺糖或糖、脂代谢发生紊乱，就不可能有效地氧化糖和脂肪。当机体缺糖或不能有效地氧化糖时(如糖尿病患者)，机体一方面必须增加脂肪分解以补充维持生命所必需的能量;另一方面，因糖代谢受阻，脂酸合成随之降低，或氧化酮体的能力下降，都会增加肝中的乙酰CoA浓度，生成乙酰乙酸，从而进一步产生其他酮体，使肝及血液中累积较多的酮体，形成酮尿症或酮血症。 酮体中的乙酸乙酸和β-羟丁酸皆为酸性，患酮血症的病人，常有酸中毒的危险。 还须指出:在正常生理情况下，NADPH一般用来参加脂酸合成反应，但当糖分解代谢受阻或饥饿时，脂酸合成减少，NADPH即被用来还原乙酰乙酰CoA而生成β-羟丁酰CoA。 酮体的分解 酮体在肝脏中产生，但肝脏不能分解酮体，酮体的分解在肝外组织中进行。 乙酰乙酸的氧化必先变为乙酰乙酰CoA，然后裂解成乙酰-CoA，才能进入三羧酸循环彻底氧化。肝脏缺少使乙酰乙酸变成乙酰乙酰CoA的酰基化酶，所含的乙酰乙酰CoA脱酰基酶的活力又强，而且脱酰基反应是不可逆的，故肝脏只能生成酮体而不能氧化酮体。当酮体随血液到肝外组织后，由于肝外组织含有酰基化酶，而不含或含很弱的脱酰基酶，故肝外组织能将从肝脏传来的乙酰乙酸转变为乙酰乙酰CoA，并进一步裂解成乙酰CoA，进入三羧酸循环完成氧化。 β-羟丁酸的分解是通过乙酰乙酸的氧化途径完成的。 丙酮可氧化成丙酮酸，也可分解为一碳、二碳化合物。一碳化合物可供形成甲硫氨酸和胆碱的甲基碳，或形成L-丝氨酸的β-碳。在肌肉中β-羟丁酸的分解可表示如图10-14。 10(5 磷脂的代谢 磷脂是细胞和细胞膜的主要成分。对调节细胞膜的透过性起着重要作用，可促进三酰甘油和胆固醇在水中的溶解度，对血液凝固也有一定促进作用。 10(5(1 磷脂的生物合成 磷脂的生物合成，近年有所发展，中间产物磷脂酸是合成甘油醇磷脂(包括磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰肌醇和心磷脂)的关键物质，而胞嘧啶衍生物CTP和CDP则是合成所有磷脂的关键。 肝、肠、肾、肌肉、脑组织都能合成磷脂，肝的合成力较大(肝,肠,肾,肌肉,脑)。血浆中的磷脂，大都在肝脏中合成。脑组织的磷脂含量很高，但它合成磷脂的效率最慢。 甘油醇磷脂和鞘氨醇磷脂的生物合成途径是有区别的。 10(5(1(1 甘油醇磷脂的生物合成 包括磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰肌醇、心磷脂、醚磷脂和缩醛磷脂等。 一、磷脂酰胆碱的合成 1(磷脂酰胆碱的生物合成分下列步骤: ?又称胆碱磷脂或卵磷脂 参加酶类 1磷酸胆碱激酶(choline phosphate kinase) 2磷酸胆碱胞苷酸转移酶(choline phosphate-cytidyl transferase)。 3磷酸胆碱转移酶(choline phosphotransferase) 1′甘油磷酸脂酰基转移酶(phosphoglycerol acyl transferase) 2′磷脂酸磷酸酯酶(phosphatidate phosphatase) 二、磷脂酰乙醇胺的生物合成 磷脂酰乙醇胺的生物合成途径与磷脂酰胆碱的合成途径相似。不过在磷脂酰乙醇胺的合成是以CDP-乙醇胺代替CDP-胆碱。 三、磷脂酰丝氨酸的生物合成 磷脂酰乙醇胺的乙醇胺基被丝氨酸取代后即得磷脂酰丝氨酸，故其合成途径基本与磷脂酰乙醇胺相同。 在有些细菌体中还可由磷脂酸开始按照下列途径合成磷脂酰丝氨酸。 四、磷脂酰肌醇及心磷脂的生物合成 磷脂酰肌醇的生物合成途径亦与磷脂酰胆碱的合成途径相似。磷脂酰肌醇与心磷脂的生物合成途径前两步完全相同。 五、醚磷脂与缩醛磷脂的合成 在结构上，醚磷脂与缩醛磷脂基本相同，唯一的差异为醚磷脂的甘油骨架上C-1所带的基因为醚基，而缩醛磷脂甘油骨架C-1所带的为缩醛基。 由于结构上的相同，它们的合成途径也基本相同。醚磷脂C-1的支链 脱饱和即产生缩醛磷脂，缩醛磷脂实际上可归入醚磷脂一类。 在本书2(3(1(1节中已指出，缩醛磷脂有乙醇胺(氨基乙醇)缩 -1上都有一个脂性醛基。醛磷脂及胆碱缩醛磷脂两种，它们的甘油骨架C 结构上的差异仅仅是前者甘油骨架C-3上与磷酸连接的基团为乙醇胺，而后者为胆碱。它们的合成途径基本相同，现以乙醇胺缩醛磷脂为例，并说明其与醚磷脂的关系。乙醇胺缩醛磷脂的合成反应分7步(图10-15D)。 10(5(1(2 鞘氨醇磷脂的生物合成 鞘氨醇磷脂如鞘磷脂在动物体中，可从棕榈酸开始经一系列反应形成鞘氨醇，再经同长链脂酰CoA和CDP-胆碱作用即生成鞘磷脂。鞘磷脂的生物合成途径可简示如下: 上述鞘磷脂合成的化学反应可表示如(图10-15E): 各种磷脂的合成途径可总结如图10-16。 10(5(2 磷脂的分解 甘油醇磷脂分子有4处可被不同磷脂酶分裂成不同产物，但完全水解后的产物则为甘油、脂酸、磷酸和氮碱。 式中虚线箭头指向的键为磷脂分子可被不同磷脂酶水解的部位，X代表氮碱(如胆碱、乙醇胺、丝氨酸)及其他基团如m-肌醇等，A、A、C、12D代表不同的磷脂酶。 鞘氨醇磷脂也可经有关酶类水解成鞘氨醇，磷酸和胆碱。 (参阅2(3(1及10(2各节)。 10(6 糖的代谢 糖脂分子含半乳糖、鞘氨醇和脂酸，大部分存在于大脑神经鞘(myelin sheath)和神经细胞中。肝及其他组织也含小量糖脂。 10(6(1 糖脂的合成 本节只讲神经酰胺糖脂(即N-酰基鞘氨醇糖脂)的生物合成。鞘氨醇是合成神经酰胺糖脂的基本物质，UDP-糖是输入糖基的关键物质。在机体中鞘氨醇可由棕榈酰-CoA与丝氨酸缩合而成。鞘氨醇与脂酰-CoA作用产生神经酰胺，后者与UDP-糖作用即得脑苷脂和神经节苷脂。这一系列反应可表示如下。 10(6(2 糖脂的分解 甘油酯糖脂和N-酰基鞘氨醇糖脂分子中糖(或糖胺)基与醇基(或N-酰醇基)之间的连接键都可被适当的酶破裂，释出有关的醇和糖。例如神经节苷脂即可被神经酰胺酶(neuramidase)水解放出N-酰基鞘氨醇和其他组分，包括葡萄糖、半乳糖胺和唾液酸等。其他糖脂也有类似情况。由于有关糖脂分解代谢的研究尚待深入，对糖脂的分解代谢途径不能作较详细的介绍。 10(7 固醇的代谢 我们现有的固醇代谢知识，仅限于动物固醇中的胆固醇，就是胆固醇的代谢途径亦还不清楚。植物固醇的代谢，也只知道麦角固醇在体外经紫外线照射可变为维生素D以及粗链孢霉可从乙酸合成麦角固醇。为此，本2 节只能就胆固醇的吸收合成和分解略作介绍。 10(7(1 胆固醇的吸收 人体及动物小肠能吸收胆固醇，不能吸收植物固醇。胆固醇的吸收一定伴随脂肪的吸收进行，是不饱和脂酸的载体。部分胆固醇在吸收时与脂酸结合成胆固醇酯。自由胆固醇同胆固醇酯同样可被吸收。胆汁酸盐和脂肪可促进胆固醇的吸收。 被吸收的胆固醇与脂肪同一途径进入乳糜管，再到血循环，可转变成多种物质，其主要者为胆酸类及固醇激素。大部分被吸收的胆固醇不经分解留在肝脏和随粪便排出。皮肤的7-脱氢胆固醇经紫外线照射可变为维生素D。胆固醇是细胞膜和神经纤维的成分。 3 70kg体重的男性约含140g胆固醇。肾上腺含胆固醇约10,，脑及神经组织含2,，肝0.3,，皮0.3,，小肠0.2,。 成人正常血液每100mL血清含胆固醇130,250mg。 10(7(2 胆固醇的生物合成 从同位素示踪实验结果，已知乙酸及其前体(如乙醇及丙酮酸等)皆可能变为胆固醇。 131413 用CH-COOH做胆固醇生物合成试验，发现乙酸的甲基碳(C)是胆3 固醇的第1、3、5、7、9、13、15、17、18、19、21、22、24、26和27等15个碳的碳源，羧基碳(14C)是胆固醇第2、4、6、8、10、11、12、14、16、20、23和25等12个碳的碳源。 又经用类似方法证明了乙酸是3-甲基-3，5-二羟戊酸(mevalonic acid，简称MVA)的前身。MVA是鲨烯(squalene)的前身，而鲨烯又是胆固醇的直接前身。这就为胆固醇的生物合成提供了两个关键性中间产物。 根据现有的实践证明，胆固醇的生物合成，可分为3个阶段: 第一阶段:由乙酸?3-甲基-3，5-二羟戊酸(MVA)。 第二阶段:由MVA?鲨烯。 第三阶段:由鲨烯?胆固醇。 总计3个阶段共有16个以上的反应步骤。各反应的化学过程现都已 比较清楚。为简明起见，将各化学途径总结如图10-17。 参加图10-17胆固醇生物合成各反应的酶类: 1(乙酰CoA乙酰基转移酶(acetyl CoA acetyltransferase)，存在于细胞质内。 2(HMG-CoA(即β-羟-β-甲基戊二酸单酰-CoA)合成酶(hydroxy methyl glutaryl-CoA synthetase)存在于细胞质内。 3(HMG-CoA还原酶，存在于细胞内质网。 4(MVA激酶(mevalonate kinase) 5(磷酸MVA激酶(phosphomevalonate kinase) 6(焦磷酸-MVA磷酸化激酶(pyrophosphomevalonate kinase) 7(异戊烯焦磷酸酯合成酶(isopentenyl pyrophosphate synthase) 8(异戊烯焦磷酸酯异构酶(isopentenyl pyrophosphate isomerase) 9(GPP合成酶(geranyl pyrophosphate synthetase) 10(FPP合成酶(farnesyl pyrophosphate synthetase) 11(鲨烯合成酶(squalene synthetase) 12(鲨烯环氧化酶(squalene mono-oxygenase) 13(鲨烯单氧化物环化酶(squalene oxide cyclase) 从图10-17可以看出:胆固醇的合成步骤主要是从乙酰-CoA起，经乙酰化及还原生成3-甲基-3，5-二羟戊酸(MVA)。MVA经一系列反应(磷酸化、脱羧、脱磷酸)产生异戊烯焦磷酸酯(IPP)。IPP起异构作用产生二甲基丙烯焦磷酸酯(DPP);DPP与另一分子IPP缩合产生二甲基辛二烯焦磷酸酯(GPP)。后者再同IPP缩合产生三甲基十二碳三烯焦磷酸酯(FPP)。两分子FPP连接，脱去两分子焦磷酸生成鲨烯。鲨烯再经一系列反应(折叠、氧化、环化、脱甲基、还原等)通过羊毛固醇、14脱甲基羊毛固醇生成胆固醇。 脊椎动物自身可合成胆固醇，合成胆固醇的主要脏器为肝脏，其他器官如心、脾、肾、血管、皮肤和肾上腺等亦能合成少量胆固醇。 食物中的胆固醇可抑制机体合成新的胆固醇，这可能与反馈抑制相似。饥饿对机体合成胆固醇也有抑制作用。 10(7(3 胆固醇的降解和转变 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变成许多具有重要生理意义的化合物。例如性激素、肾上腺皮质素、胆酸、维生素D胆固醇酯及其他类固醇。这些转变过程很复杂，而且有许多3 还未弄清楚，现只能将各种可能产生的产物列出如图10-18。 胆固醇代谢对人类来说极为重要，因为除可变为许多生理活性重要物质外，某些疾病如心血管硬化及胆结石疾症，亦可能由于胆固醇代谢失常而引起。 思考题 1(胆固醇可被人体吸收，而植物固醇则不能，为什么, 2(哪些物质可转变为胆固醇,胆固醇又可转变为哪些物质, 10(8 脂代谢的调节 脂类的代谢也受神经和激素控制。据动物实验结果，切除大脑半球的小狗，其肌肉及骨中的脂肪含量均减少，但肝脂略有增加，肝胆固醇亦显著增加，这说明大脑在调节脂类代谢上具有重要意义，视丘下部亦与脂代谢有关，因为动物视丘下部受伤可使动物肥胖。 激素对脂代谢的调节更为显见，如果因胰岛功能失调，糖代谢受到抑制，则脂肪(脂酸)代谢即同时受阻。 肾上腺素、生长激素、ACTH、甲状腺素和性激素有促进储脂动员和氧化的作用，胰岛素可抑制脂肪分解。激素分泌反常即会导致脂代谢障碍，例如性腺萎缩或摘除即能引起肥胖。有些人在中年以后，往往发胖也是由于性腺激素及某些激素(如甲状腺素、垂体激素等)分泌减退所引起。 脂酿合成的控制，在讲脂酸合成时已略提到了(参阅图10-7注1、2)。现须补述者有: ?胞浆中的柠檬酸浓度与脂酸合成至关重要。因柠檬酸能增进乙酰CoA羧化酶的活力，使丙二酸单酰CoA的产量增高，从而增强丙二酸单酰-S-ACP的生成。 ?棕榈酰CoA对柠檬酸的作用有拮抗性，此外，还能抑制柠檬酸从线粒体进入细胞浆及抑制NADPH的产生。 ?当体内的糖分充足而脂酸水平低时，对脂酸合成最有利。 在胆固醇的生物合成反应中，由HMG-CoA到MVA和鲨烯环化两步反应都是调节点。参加这两步反应的酶如受到阻抑、则胆固醇的生物合成就必然受阻。胆固醇本身可抑制HMG- CoA还原酶，从而抑制HMG-CoA变MVA，饥饿可使HMG-CoA向酮体方面转变，从而减少胆固醇的形成。摄取较多饱和脂酸也可促进血清胆固醇含量升高，因游离饱和脂酸能诱导HMG-CoA还原酶的生物合成。 细胞膜上的低密度脂蛋白(LDL)受体对抑制胆固醇的生物合成起关键性作用。含胆固醇及胆固醇酯较多的LDL经LDL受体接受带进细胞内并被溶酶体降解，胆固醇酯被水解释放出游离胆固醇，胆固醇对HMG-CoA还原酶的合成起抑制作用。烟酸(不是烟酰胺)亦可降低血浆胆固醇含量。肌醇可防止脂肪在体内累积。 思考题 根据现有的胆固醇代谢知识，有什么办法可控制人体的血清胆固醇含量增高, 10(9 脂代谢反常引起的常见疾病 脂代谢失调所导致的常见疾病有下列几种: ?肥胖症:由于体内积存的脂肪超过消耗的脂肪所引起，或由于缺少体力劳动，或由于激素功能紊乱或下降。 ?血管硬化，可能由于胆固醇代谢失去平衡，也可能由于摄取饱和脂肪过量。食物中的胆固醇，除脑及神经组织、肾上腺组织、鱼卵和肝脏外，一般含量很低，影响不大。 ?结石症:肾、胆、膀胱等部位，如血、尿的胆固醇含量高，或在某些诱因(如术后、炎症等)影响下都可能发生结石。这类结石，一般除含钙盐外，多少含胆固醇。 ?脂肪肝:由于缺乏甲基化合物(如甲硫氨酸)机体不能合成胆碱，因而不能将肝中的脂肪转变成磷脂分布给其他部位，使脂肪在肝脏累积，形成脂肪肝。 ?酮尿:当肝脏中形成的酮体量超过肝外组织所能利用和破坏的酮体量时(如糖尿病人和其他使机体氧化酮体的能力降低因素)，酮体即会显著地在尿中出现。形成酮尿症。 总结性思考题 1(脂肪在机体内是如何合成和分解的, 2(乙酰CoA在脂酸生物合成反应中为什么很重要, 3(酮体在体内是如何产生的,在何种情史下，机体会产生过多的酮体,其后果如何, 4(胆固醇的来源和去路是什么, 5(植物的脂代谢与动物的脂代谢有无不同之处, 6(哪些辅酶在脂代谢中参加作用, 7(脂代谢是受哪些因素控制的,