【正文】
水,生成 α,β不飽和烯脂酰 ACP: . A C PC H3 C H C H 2 C OO H. A C P C H 3 C H C H C O . H 2 O+(e)第二次還原反應(yīng): 由 NADPH供氫, α,β不飽和烯脂酰 ACP由烯脂酰還原酶催化,生成飽和的脂酰ACP: .A C P H + . A C P N A D PC H 3 C H C H C O N A D P H C H 3 C H 2 C H 2 C O+ + ++ 生成的丁酰 ACP比開(kāi)始的乙酰 ACP增加了兩個(gè)碳原子,然后丁?;?gòu)?ACP轉(zhuǎn)移到 β酮脂酰合成酶的 SH上,再重復(fù)縮合、還原、脫水、還原 4步反應(yīng),丁酰基轉(zhuǎn)移到丙二酸單酰 ACP上的第二個(gè)碳起縮合反應(yīng),同時(shí)放出 CO2,這樣重復(fù)一次加上一個(gè) C2片斷 ,經(jīng)過(guò) 7次重復(fù),合成軟脂酰 ACP,再經(jīng)硫激酶作用脫去 ACP生成軟脂酸。催化脂肪酸合成的酶是多酶聚合體,這一包括七個(gè)酶的多酶聚合體總分子量約為 27萬(wàn),聚合體的成分不能分開(kāi),否則失去活性。 C H 3 C O S C o A C O 2 A T PMn 2+C H 2C O O HC O S C o AA D P P i~ + +乙酰 C o A 羧化酶生物 素 ~+ + 檸檬酸、異檸酸等均能激活乙酰 CoA羧化酶,高糖飲食亦能使酶活性增強(qiáng),促使糖轉(zhuǎn)變?yōu)橹舅幔L(zhǎng)鏈脂酰 CoA及高脂肪膳食則能抑制酶活性。乙酰 CoA由線粒體轉(zhuǎn)入到細(xì)胞漿主要通過(guò)檸檬酸 丙酮酸循環(huán)完成。 二、 脂肪酸的生物合成 (一)脂肪酸的從頭合成 a 脂肪酸生物合成的原料和部位 現(xiàn)已知飽和脂肪酸的生物合成是在細(xì)胞內(nèi)非顆粒的胞漿中進(jìn)行的,而飽和脂肪酸碳鏈的延長(zhǎng) (十六碳鏈以上 )則在線粒體和微粒體中進(jìn)行。其他許多組織如腎、腦、肺、乳腺等組織也都能合成脂肪。 第三節(jié)脂肪的合成代謝 脂肪主要儲(chǔ)存于脂肪組織中。 TXA2還可增加中性粒細(xì)胞的化學(xué)趨向性。 PGE2和 PGI2具有抑制胃酸分泌、促進(jìn)胃腸平滑肌蠕動(dòng)的作用。 LTC LTD LTE LTF4的共同結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在 C6位上連接一個(gè)硫原子 (S), S又與氨基酸相連,故統(tǒng)稱為硫肽白三烯。PGH2是合成各種 PG及 TX的中間物,在不同酶的作用下可分別生成 PGD PGE PGF PGI2及 TXA2和 TXB2(圖 )。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn), PG、 TX及 LT均可作為短程信使在幾乎所有細(xì)胞內(nèi)參與代謝活動(dòng),而且與炎癥、免疫、過(guò)敏及心血管病等重要病理過(guò)程有關(guān)。它說(shuō)明了器官和組織之間的協(xié)調(diào)配合和分工。 酮體的利用過(guò)程如下: β羥丁酸首先氧化成乙酰乙酸,然后乙酰乙酸在琥珀酰 CoA轉(zhuǎn)硫酶 (在心、腎、腦及骨骼肌的線粒體中活性較高 )或乙酰乙酸硫激酶的作用下,生成乙酰乙酰 CoA,再與第二個(gè)分子輔酶 A作用形成 2分子乙酰輔酶 A,再依前述途徑氧化分解。 酮體的生成 羥甲基戊二酸單酰 CoA( HMGCoA) 硫解酶 2CH3COSCoA CH3COCH2COSCoA 乙酰乙酰 CoA HMGCoA裂解酶 HMGCoA合成酶 CoASH CH3COCH2COOH CH3CHOHCH2COOH 乙酰乙酸 丙酮 ?羥丁 酸 脫氫酶 CO2 NADH+H+ NAD+ CH3COCOOH 脫羧酶 CoASH HOOCCH2CCH2COSCoA | CH3 OH | CH3COSCoA HMGCoA是酮體生成的中間產(chǎn)物,它也是合成膽固醇的中間產(chǎn)物。合成在線粒體內(nèi)酶的作用下,分三步進(jìn)行: ① 2分子乙酰 CoA在肝線粒體乙酰乙酰 CoA硫解酶的作用下,縮合成乙酰乙酰 CoA,并釋出 1分子 CoASH。后者在含有生物素輔基的丙酰輔酶 A羧化酶、甲基丙二酰 CoA表異構(gòu)酶、甲基丙二酰 CoA變位酶的作用下生成琥珀酰 CoA,進(jìn)入TCA循環(huán)徹底被氧化。由此可見(jiàn),脂肪酸和葡萄糖一樣都是機(jī)體的重要能源。反應(yīng)過(guò)程如下: C O S C o AC H3C O S C o AC OS C o AS C o AC O10 9~~3~~油脂酰 C o A氧化順烯脂酰 C o A反 烯脂酰 C o A△ △23 反 烯脂酰 C oA 異構(gòu) 酶 對(duì)于多不飽和脂肪酸如亞油酸、亞麻酸等,在 β氧化過(guò)程中生成△ 2 順烯脂酰 CoA,再水解生成 Dβ羥脂酰 CoA,此時(shí)須經(jīng)線粒體的 β羥脂酰 CoA表異構(gòu)酶的催化,將 D構(gòu)型的右旋體轉(zhuǎn)變?yōu)?β氧化酶系所催化的 L構(gòu)型左旋體,才能繼續(xù)氧化。長(zhǎng)鏈脂酰 CoA是不能直接透過(guò)線粒體內(nèi)膜的,我們現(xiàn)在知道長(zhǎng)鏈脂酰 CoA是通過(guò)一種特異的轉(zhuǎn)運(yùn)載體進(jìn)入線粒體內(nèi)膜的,這個(gè)載體就是肉毒堿: C H3NC H3C H3C H2C H C H 2O HC OO+ 肉毒堿( L3 羥基 4 三甲 基銨 丁酸)圖 CoA進(jìn)入線粒體的機(jī)制 脂酰 CoA進(jìn)入線粒體是脂肪酸 β氧化的主要限速步驟,肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶 Ⅰ 是 β氧化的限速酶。 d 脫氫反應(yīng) : L羥脂酰 CoA在 Lβ羥脂酰 CoA脫氫酶的催化下,脫氫氧化生成 β酮脂酰 CoA,該脫氫酶的輔酶為 NAD+: e 硫解斷鏈 : β酮脂酰 CoA在 β酮脂酰 CoA硫解酶的催化下,和另一分子 CoA作用,硫解產(chǎn)生一分子乙酰 CoA和比原來(lái)減少了兩個(gè)碳原子的脂酰 CoA: R C H 2 C C H 2 C O S C o A H S C o A C H 3 C O S C o A R C H 2 C O S C o AO~ + ~ + ~綜上所述,一分子脂肪酸活化生成脂酰 CoA,通過(guò)脫氫、水合、再脫氫和硫解等 4步反應(yīng) (為一次 β氧化 )后,生成一分子乙酰 CoA和少了兩個(gè)碳原子的脂酰 CoA。反應(yīng)生成的焦磷酸( PPi)立即被細(xì)胞內(nèi)的焦磷酸酶水解,阻止逆向反應(yīng)的進(jìn)行。 (1) β氧化的反應(yīng)過(guò)程(飽和偶數(shù)碳原子脂肪酸的氧化分解) a 脂肪酸的活化 —— 脂酰 CoA的生成 :在體內(nèi)飽和偶數(shù)碳原子脂肪酸占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),其氧化分解是在細(xì)胞的線粒體中進(jìn)行,線粒體含有脂肪酸氧化的全部酶系。肌肉和脂肪組織因甘油激酶活性很低,故不能很好利用甘油?;罨闹久甘怪舅獬芍舅岷透视?,這兩種水解產(chǎn)物再分別進(jìn)行氧化分解。在脂肪動(dòng)員中,脂肪細(xì)胞內(nèi)激素敏感性甘油三酯脂肪酶( HSL)起決定性作用,它是脂肪分解的限速酶。 一、脂肪的降解 儲(chǔ)存在脂肪細(xì)胞中的脂肪,被脂肪酶逐步水解為游離脂肪酸及甘油并釋放入血以供其它組織氧化利用,該過(guò)程稱為脂肪的動(dòng)員。 HSI的激活劑是胰高血糖素等,抑制劑是胰島素等。但是長(zhǎng)期食用同樣類型食物時(shí),也能改變貯脂的性質(zhì)。長(zhǎng)鏈脂酸 (C12~ C26)及甘油一酯吸收入腸黏膜細(xì)胞后重新合成甘油三酯并與磷脂、膽固醇、膽固醇酯及載脂蛋白 (apolipoprotein, apo)結(jié)合成乳糜微粒 (chylomicron, CM)經(jīng)淋巴進(jìn)入血液循環(huán)。這種微團(tuán)體積小,極性大,易擴(kuò)散,可穿過(guò)小腸黏膜細(xì)胞表面的水屏障被腸黏膜細(xì)胞所吸收。輔脂酶本身不具有脂肪酶的活性,但它是脂胰酶水解甘油三酯必不可少的輔因子,它能與胰脂酶結(jié)合并同時(shí)與甘油三酯結(jié)合,使其錨于微團(tuán)的水油界面上,有利于胰脂酶發(fā)揮催化甘油三酯的水解作用。在該處有膽汁和胰液的流入。存在于器官組織間,使器官之間減少摩擦,免受損傷。在體內(nèi)可轉(zhuǎn)變成多種重要的生理活性物質(zhì),如花生四烯酸可轉(zhuǎn)變成前列腺素、白三烯及血栓素等多種生物活性物質(zhì)。體內(nèi)可儲(chǔ)存大量的脂肪,在饑餓或禁食等特殊情況時(shí)可被動(dòng)員,以滿足機(jī)體能量的需要。類脂主要存在于細(xì)胞的各種膜性結(jié)構(gòu)中,不同的組織中類脂的含量不同,以神經(jīng)組織中較多,而一般組織中則較少。體內(nèi)的脂肪含量還受營(yíng)養(yǎng)狀況和機(jī)體活動(dòng)等諸多因素的影響,當(dāng)進(jìn)食的熱量超過(guò)消耗的熱量時(shí),儲(chǔ)存脂增加,反之則減少,因此儲(chǔ)存脂又稱為可變脂。儲(chǔ)存脂在正常體溫下多為液態(tài)或半液態(tài),皮下脂肪含不飽和脂酸較多,所以熔點(diǎn)低且流動(dòng)度大,這就使得皮下脂肪能在較冷的體表溫度下仍保持液態(tài),從而有利于各種代謝的進(jìn)行。 脂類按其化學(xué)結(jié)構(gòu)可分為單脂和復(fù)脂兩大類。它是動(dòng)物和植物體的重要組成成分。 第一節(jié) 概 述 一、脂肪和類脂在體內(nèi)的分布 人體的脂肪絕大部分儲(chǔ)存在脂肪組織中,即分布在皮下結(jié)締組織、腹腔大網(wǎng)膜及腸系膜等處,這部分脂肪稱為儲(chǔ)存脂 (stored fat),是機(jī)體儲(chǔ)存能量的一種形式,脂肪組織則稱為脂庫(kù)。一般成年男性的脂肪含量占體重的 10%~ 20%,女性稍高。類脂在體內(nèi)的含量不受營(yíng)養(yǎng)狀況和機(jī)體活動(dòng)的影響,因此又稱固定脂或基本脂。 1 g脂肪徹底氧化分解可釋放出 kJ( kcal)的能量,比同等重量的糖或蛋白質(zhì)大一倍多。 (三 )轉(zhuǎn)變成多種重要的生理活性物質(zhì) 脂質(zhì)提供必需的脂肪酸如亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸等。 此外,脂肪還可協(xié)助脂溶性維生素 A、 D、 E、 K和胡蘿卜素等吸收。脂質(zhì)的消化主要在小腸上段進(jìn)行。胰脂酶催化甘油三酯水解生成甘油一酯和脂酸。脂質(zhì)的消化產(chǎn)物包括甘油一酯、脂酸、膽固醇及溶血磷脂等,這些消化產(chǎn)物可與膽汁酸鹽乳化成更小的混合微團(tuán) (mixed micelles)。進(jìn)入腸黏膜細(xì)胞后由脂肪酶催化水解生成甘油和脂酸,通過(guò)門靜脈進(jìn)入血液循環(huán)。由于食物的來(lái)源、環(huán)境條件、生活習(xí)慣等不同,貯存脂肪的性質(zhì)也不同。 )是脂肪動(dòng)員的關(guān)鍵酶,其活性受激素的調(diào)節(jié)。脂肪的分解必須有充分的氧供應(yīng)才能進(jìn)行,這和糖可以在無(wú)氧下進(jìn)行分解是不同的。水解過(guò)程見(jiàn)圖。胰島素、前列腺素 E2(PGE2)及煙酸等抑制脂肪的分解,對(duì)抗脂解激素的作用。甘油的分解過(guò)程如下 : 磷酸甘油脫氫酶催化的反應(yīng)是可逆的,故糖代謝的中間產(chǎn)物磷酸二羥丙酮也能還原成磷酸甘油。已經(jīng)知道,脂肪酸是通過(guò) β氧化作用被降解的,輔酶A在脂肪酸的 β氧化起始過(guò)程即脂肪酸的活化反應(yīng)中具有重要作用。 ?脂肪酸活化后不僅含有高能硫酯鍵,而且增加了水溶性,可提高脂肪酸的代謝活性。 b 脫氫反應(yīng) :脂酰 CoA經(jīng)脂酰 CoA脫氫酶的催化,脫去兩個(gè)氫,在其 α, β碳之間形成一個(gè)帶有反式雙鍵的△2-反烯酯酰 CoA,此脫氫酶的輔基為 FAD: c 水合反應(yīng):△2-反烯酯酰 CoA在△2-反烯酯酰CoA水合酶的催化下,雙鍵水解生成 L―β―羥脂酰 CoA: 反烯脂酰 CoA水合酶具有立體專一性,專一催化△ 2 反式烯脂酰 CoA。 R C H2C H2C H2 C O O HA T PC o A S HR C H2C H2C H2C O S C o A R C H2C H C H C O S C o AF A DF A D H2R C H2C O S C o A C H3C O S C o A. H2OR C H2C H C H2C OO HS C o AN A DN A D H + HR C H2C C H2C O S C o AOH S C o AC H3C O S C o A~活化~ ~脂酰 CoA反 烯脂酰 C o A~ ~~羥脂酰 CoA++~~酮 脂酰 C o A①②③④① ②③④△2脫氫酶 反 烯脂酰CoA 水合 酶△2脫氫酶 酮 脂酰 CoA 硫解酶圖 91 脂肪酸的 β-氧化過(guò)程 ( 2)肉毒堿的作用 脂肪酸的 β氧化在線粒體的基質(zhì)中進(jìn)行,而脂肪酸的活化在細(xì)胞液中進(jìn)行。因此當(dāng)不飽和脂肪酸在氧化過(guò)程中產(chǎn)生順式△ 3中間產(chǎn)物時(shí),需經(jīng)線粒體內(nèi)特異的△ 3順 △ 2反烯脂酰 CoA異構(gòu)酶的催化,將△ 3順式轉(zhuǎn)為 β氧化酶系所需的正常的△ 2反式構(gòu)型, β氧化才能進(jìn)行。每分子乙酰 CoA經(jīng)循環(huán)可產(chǎn)生 10分子 ATP,脂肪酸活化成脂酰 CoA時(shí)消耗 2分子 ATP,故 1分子軟脂酸完全氧化成 H2O和 CO2生成的 ATP分子是 : 7 4+8 10― 2=106 1mol軟脂酸在體外徹底氧化成 CO2和 H2O時(shí)的自由能為 9791KJ,故其能量利用率為: 106 即軟脂酸在體內(nèi)氧化生成的能量 %儲(chǔ)存在 ATP中,其余以熱量喪失。 ? 奇數(shù)碳原子脂肪酸的氧化 ? 人體含有極少數(shù)奇數(shù)碳原子脂肪酸, β氧化后除生成乙酰 CoA外,最后可得到丙酰 CoA。 ( 1)酮體的生成 脂肪酸在線粒體內(nèi)經(jīng) β氧化生成的大量乙酰 CoA,是合成酮體的原料。 乙酰乙酸在線粒體內(nèi)膜 β羥基丁酸脫氫酶的催化下,被還原成 β羥基丁酸,所需的氫由 NADH提供,反應(yīng)速度由 NA