第八章-脂代谢

第八章脂代谢1．脂肪细胞中的脂解产物甘油是如何转变为丙酮酸的？2．脂肪酸氧化和脂肪酸的合成是如何协同调控的？3．比较脂肪酸氧化和脂肪酸合成有哪些异同点和相同点？4．为什么哺乳动物脂肪酸不能转变为葡萄糖？5．酮体是怎么产生的？酮体可以利用吗？6．磷脂酶A1、A2、C和D的水解产物各是什么？7．胆固醇合成的关键酶是什么？如何调控？8．人体能合成亚油酸和亚麻酸吗？为什么？9．lmol油酸彻底氧化产生多少摩尔ATP？10．为什么在长期饥饿和糖尿病状态下，血液中酮体浓度会升高？11．在脂肪酸合成过程中，为什么逐加的ZC单位来自丙二酸单酰CoA而不是乙酸CoA？12．在反刍动物中丙酸代谢为什么重要？13．为什么在大多数情况下，真核生物仅限于合成软脂酸？参考答案返回习题1．由于脂肪细胞缺少甘油激酶，所以脂解产物甘油不能被脂肪细胞利用，必须通过血液运至肝脏进行代谢。在肝细胞，甘油首先在甘油激酶的作用下生成3一磷酸甘油，再进一步在磷酸甘油脱氢酶的作用下生成磷酸二羟丙酮。磷酸二羟丙酮转变成3一磷酸甘油醛后进入酵解途径，最终转变为丙酮酸。2．脂肪酸的氧化和脂肪酸的合成是两条相反的途径，在体内受到严格的调节控制。脂肪酸氧化的限速步骤是脂肪酸从胞质到线粒体的转运，所以肉碱酰基转移酶1是脂肪酸氧化的限速酶。脂肪酸合成的限速酶是乙酸CoA羧化酶，催化乙酸辅酶A生成丙二酸单酸CoA。当脂肪酸走向合成时，丙二酸单酰CoA浓度就会升高，丙二酸单酰CoA可抑制肉碱酰基转移酶1的活性，这样当脂肪酸合成旺盛时，脂肪酸的分解必然会停止，如此进行两条相反途径的协同调控。3．不同点：（1）脂肪酸合成在胞质中，脂肪酸氧化在线粒体中；（2）脂肪酸合成的酸基载体是ACP，脂肪酸氧化的酰基载体是辅酶A；（3）脂肪酸合成的辅酶是NADP“，脂肪酸氧化的辅酶是NAD”、FAD；（4）转运系统不同，脂肪酸合成的起始原料乙酸CoA是通过柠檬酸穿梭系统进行转运的，脂肪酸分解起始物脂酸CoA是通过肉毒碱进行转运的；（5）两条途径完全不同，另外脂肪酸合成消耗能量，脂肪酸分解产生能量。相同点：都是从羧基端开始，2个碳原子2个碳原子水解或延长。都需载体的携带，而且都是通过硫酯键与载体结合。4．哺乳动物脂肪酸一般为偶数碳，降解后的产物为乙酰CoA。乙酰CoA不是糖异生的前体，因丙酮酸脱氢酶催化的反应不可逆。所以乙酰CoA只能进入三羧酸循环途径彻底氧化供能，而不能转变为葡萄糖。5．当脂肪酸分解旺盛时，会产生大量的乙酰CoA。这时，如果乙酰CoA不能全都进入三羧酸循环，就会两两缩合，生成乙酰乙酰CoA，进一步转变成酮体。酮体在肝中产生可被肝外组织所利用，如脑、心肌、肾上腺皮质等。在糖供应不足时，可以利用酮体作为代谢燃料。6．以磷脂酰胆碱（卵磷脂）为例，磷脂酶A1的水解产物为溶血卵磷脂和脂肪酸R1，磷脂酶A2的水解产物为溶血卵磷脂和脂肪酸R2，磷脂酶C的水解产物为甘油二酯和磷酸胆碱，磷脂酶D的水解产物为磷脂酸和胆碱。7．胆固醇合成的关键酶是HMGCoA还原酶，该酶受到以下三个方面的调节：（1）当外源胆固醇摄入量或自身胆固醇合成增加时，可反馈抑制HMGCoA还原酶的活性，同时抑制其mRNA的合成，使肝细胞中胆固醇的合成停止；（2）细胞内高水平的胆固醇可导致HMGCoA还原酶的降解；（3）HMGCoA还原酶受AMP活化的蛋白激酶的磷酸化调节，当体内ATP水平降低AMP水平升高时，激活该酶活性，使HMGCoA还原酶被磷酸化而失活，胆固醇合成停止。减少能量的消耗。8．人体不能合成亚油酸和亚麻酸，因为人体和其他哺乳动物缺乏在脂肪酸第9位碳原子以上位置引入双键的酶系，所以自身不能合成亚油酸和亚麻酸，必须从植物中获得。9．油酸为18碳单不饱和脂肪酸，经8次β一氧化共生成9分子乙酸CoA，乙酸CoA全部进入柠檬酸循环产生90分子ATP，此外在β一氧化过程中每一次循环产生1分子FADH。和1分子NADH相当于产生4分子ATP，这样8次循环共产生32分子ATP，由于脂肪酸活化成脂酸CoA时消耗2个高能磷酸键，所以1分子油酸彻底氧化共生成120分子ATP。10．在长期饥饿或糖尿病时，脂解作用就会加强，这样脂肪酸分解会产生大量乙酸CoA。然而由于长期饥饿和糖尿病，糖的异生作用会增强而草酰乙酸浓度就会降低，使得乙酰CoA不能全部进入三羧酸循环氧化供能，而是两两缩合形成乙酰乙酰CoA，乙酰乙酰CoA进一步转变成酮体。因此长期饥饿和糖尿病时，血液中酮体浓度会升高。11．因为丙二酸单酰CoA是由乙酰CoA羧化而来，在羧化过程中消耗1分子ATP，将能量贮存在丙二酸单酞CoA中，当进行缩合反应时，丙二酸单酰ACP脱羧，释放出1分子CO2，同时脱羧产生的能量供缩合反应的需要。所以脂肪酸合成时逐加的2碳单位来自丙二酸单酰CoA而不是乙酰CoA，其根本原因就是羧化贮存的能量供缩合需要。12．丙酸代谢在反刍动物中很重要，因为反刍动物是以草（纤维素）为食。在反刍动物胃肠道细菌的作用下，纤维素可被分解为丙酸等，丙酸可进一步转变为摇油酥CoA进入糖异生途径合成葡萄糖。反刍动物糖异生作用十分旺盛，丙酸可转变为精异生的前体。因此在反刍动物中丙酸代谢很重要。13．因为在真核生物中，β一酮脂酞一ACP缩合酶对链长有专一性，它接受14碳酸基的活力最强，所以在大多数情况下，仅限于合成软脂酸。另外，软脂酥CoA对脂肪酸合成的限速酶乙酰CoA羧化酶有反馈抑制作用，所以真核生物通常只合成软脂酸，16碳以上的脂肪酸需在延长酶系的作用下生成。