第 29 章 脂类的生物合成

一、选择题

1．脂肪酸合成的限速酶是（ ）。[华中农业大学 2007 研]

A．酰基转移酶

B．乙酰-CoA 羧化酶

C．肉碱脂酰 CoA 转移酶 I

D．β-酮脂酰还原酶

【答案】B

2．脂酰基载体蛋白（ACP）的功能是（ ）。[南京大学 2008 研]

A．转运脂肪酸

B．脂肪酸合酶系的核心

C．转运胆固醇

D．激活脂蛋白脂肪酶

【答案】B

3．体内以乙酰-CoA 为起始物合成 1 mol 软脂酸需要提供下列哪项数目的 ATP 和 NADPH？（ ）。[南京师范大学 2008 研]

A．7mol ATP 和 14mol NADPH

B．8mol ATP 和 16mol NADP

C．7mol ATP 和 16mol NADPH

D．8mol ATP 和 14mol NADPH

【答案】A

4．胆固醇是下列哪种化合物的前体分子？（ ）。[厦门大学 2008 研]

A．辅酶 A

B．维生素 A

C．维生素 D

D．维生素 E

【答案】C

5．在脂肪酸合成中，柠檬酸的作用是（ ）。[首都师范大学 2008 研]

A．脂肪酸合成酶的抑制剂

B．乙酰-CoA 羧化酶的激活剂

C．6-磷酸-葡萄糖酸酶激活剂

D．运送乙酰-CoA 从胞液到线粒体

【答案】B

6．下列化合物不参与甘油磷脂组成的是（ ）。[四川大学 2008 研]

A．鞘氨醇

B．乙醇胺

C．胆碱

D．丝氨酸

E．肌醇

【答案】A

7．合成甘油三酯最强的器官是（ ）。[中科院水生所 2008 研]

A．肝

B．肾

C．脂肪组织

D．脑

E．小肠

【答案】A

8．用甘油和软脂酸生物合成一分子三软脂酰甘油，消耗多少个高能键？（ ）。[华东师范大学 2007 研]

A．1

B．3

C．5

D．7

E．9

【答案】D

9．肝脏从乙酰-CoA 合成乙酰乙酸的途径中，乙酰乙酸的直接前体是（ ）。[华东师范大学 2007 研]

A．3-羟基丁酸

B．乙酰乙酰-CoA

C．3-羟基丁酰 CoA

D．甲羟戊酸

E．3-羟-3-甲基戊二酸单酰 CoA

【答案】E

10．胆固醇含量最高的脂蛋白是（ ）。[华东理工大学 2007 研]

A．乳糜微粒

B．极低密度脂蛋白

C．中间密度脂蛋白

D．低密度脂蛋白

E．高密度脂蛋白

【答案】D

二、填空题

1．写出下列物质的结构式：软脂酰甘油三酯______。[东北师范大学 2007 研]

【答案】

2．血液中胆固醇脂化，需______催化；组织细胞内胆固醇酯化需______催化。[华东理工大学 2007 研]

【答案】卵磷脂胆固醇酰基转移酶（LCAT）；乙酰-CoA 胆固醇酰基转移酶（ACAT）

3．磷脂酰胆碱由______、______、______和______组成。[华中农业大学 2007 研]

【答案】甘油；脂肪酸；磷酸；胆碱

4．脂肪酸的分解（β-氧化）和合成分别在______和______（细胞部位）中进行。脂肪酸合成所需还原力的主要来源是______和______（产生的途径和方式）。[上海交通大学 2007 研]

【答案】线粒体基质；细胞质基质；磷酸戊糖途径；柠檬酸-丙酮酸循环

5．天然三酰甘油无色、无味，是______性的分子。[中科院水生所 2007 研]

【答案】疏水

6．脂类代谢中，酰基载体蛋白（ACP）和辅酶 A（CoA）的活性基团都是______。[中山大学 2007 研]

【答案】巯基

7．胆固醇在体内转换可产生的主要活性物质包括______、______和______等几大类。[复旦大学研]

【答案】胆汁酸；类固醇激素；维生素 D

8．由乙酰-CoA 在胞液中合成 1 分子硬脂酸需要______个______分子。[中国科学技术大学研]

【答案】16；NADPH＋H+

9．生物体内卵磷脂合成的两种不同途径是______和______。[北京师范大学研]

【答案】甘油二酯途径；CDP-甘油二酯途径

10．人体内将肝外组织多余的胆固醇运输到肝细胞的脂蛋白是______。[南京大学研]

【答案】高密度脂蛋白

三、判断题

1．胆固醇是动物粥样硬化的元凶，故血液中胆固醇含量越低对机体健康越有利。（ ）[华东理工大学 2007研]

【答案】错

【解析】胆固醇主要分为低密度脂蛋白胆固醇（以下简称 LDL）和高密度脂蛋白胆固醇（以下简称 HDL），LDL 高于正常是坏事，但 HDL 高于正常是大大的好事，它是脂质的清道夫。高密度脂蛋白 HDL 可将血液中多余的胆固醇转运到肝脏，处理分解成胆酸盐，通过胆道排泄出去，从而形成一条血脂代谢的专门途径，也称逆转运途径。在正常情况下，LDL 是以非氧化状态存在，非氧化的 LDL 并不容易引起动脉粥样硬化（小动脉壁像稀粥样的改变），LDL 被氧化成了 OX-LDL，这些氧化了的 LDL 才会沉积在血管内壁，导致粥样硬化。

2．脂肪和胆固醇分子中都含有脂酰基。（ ）[南京大学 2008 研]

【答案】错

【解析】脂肪分子中含有脂酰基，胆固醇分子中却不含有。

3．脂肪酸从头合成需要 NADPH＋H+作为还原反应中氢的供体。（ ）[华中农业大学 2008 研]

【答案】对

【解析】NADPH＋H+主要用于生物合成。作为重要的还原力，常用于脂肪酸的合成、类固醇物质的合成、叶酸的还原、单糖还原为糖醇等。

4．胆固醇合成中的关键酶是羟甲基戊二酸单酰 CoA 合成酶。（ ）[四川大学 2008 研]

【答案】错

5．生物素参与乙酰-CoA 羧化形成丙二酸单酰 CoA 的反应过程。（ ）[中科院水生所 2008 研]

【答案】对

6．胆固醇代谢调节的特点是生物合成和食物摄取的平衡。（ ）[中山大学 2007 研] 

【答案】错

7．脂肪酸合成过程中所需的[H]全部由 NADPH 提供。（ ）[河北师范大学 1999 研]

【答案】错

【解析】主要由磷酸戊糖途径产生的 NADPH 提供。但在延长途径中可由 FADH2 与 NADH 提供[H]。

8．HMG-CoA 的代谢是决定脂肪酸合成及胆固醇合成的调控位点。（ ）[复旦大学研]

【答案】对

9．软脂肪酸的生物合成是 β 氧化的逆过程。（ ）[厦门大学研]

【答案】错

【解析】软脂肪酸的生物合成和 β 氧化的过程完全不同。脂肪酸生物合成并非 β 氧化的简单逆转，脂肪酸生物合成与 β 氧化存在以下区别：

①细胞内部位不同：脂肪酸合成在细胞质，而 β 氧化在线粒体；

②能量变化上：脂肪酸合成耗能，β 氧化产能；

③酰基载体不同：脂肪酸合成时为 ACP，β 氧化时为 CoA；

④二碳片段的形式不同：脂肪酸合成时延长加入的是丙二酸单酰 CoA，β 氧化时断裂的二碳单位是乙酰-CoA；

⑤氧化还原辅酶不同：脂肪酸合成时为 NADPH，β 氧化时为 NAD+和 FAD。

10．不同来源的脂肪酸合成酶通常可催化相同的反应，其结构也是相同或相似的。（ ）[中山大学研]

【答案】错

【解析】乙酰-CoA 羧化酶和脂肪酸合酶是催化脂肪酸合成的两种基本酶，在不同的生物体内，这两种酶的组织结构是不同的。在哺乳动物中，催化脂肪酸合成的 7 种酶活性和一个酰基载体蛋白区都包含在由两个相同亚基构成的多功能二聚体中。

四、名词解释题

1．必需脂肪酸[华东理工大学 2007 研]

答：必需脂肪酸是指人体自身不能合成而必须从食物中获取的多不饱和脂肪酸。例如，哺乳动物只能从植物中获得亚油酸和亚麻酸，因此，这两种脂肪酸称为必需脂肪酸。必需脂肪酸不仅能够吸引水分滋润皮肤细胞，还能防止水分流失。

2．血脂[华中科技大学 2007 研]

答：血脂是血浆中所含的脂质的统称。组成血脂的脂质包括三酰甘油及少量二酰甘油和单酰甘油，磷脂主要是卵磷脂、胆固醇、胆固醇酯和游离脂肪酸。血脂并非以游离态存在，而常常以脂蛋白的形式存在，可以分为乳糜微粒 CM、极低密度脂蛋白 VLDL 低密度脂蛋白 LDL、高密度脂蛋白 HDL、极高密度脂蛋白 VHDL。

3．低密度脂蛋白受体（LDL receptor）[上海交通大学研]

答：低密度脂蛋白受体（LDL receptor）是指能识别并结合 LDL，把 LDL 内吞入细胞，获得其中的胆固醇的受体。它是一种膜镶嵌式蛋白质，全长有 839 个氨基酸。本受体调控低密度脂蛋白（LDL）的胞吞作用。专门辨认 LDL 颗粒上的 B100 脂蛋白，也可辨认乳糜微粒残体及中间密度脂蛋白（IDL），极低密度脂蛋白的残体上的Apo E。

4．次级胆汁酸（secondary bile acid）[中山大学研]

答：次级胆汁酸（secondary bile acid）是指由初级胆汁酸在肠道内经细菌的作用下氧化生成的胆汁酸，包括脱氧胆酸和石胆酸以及其与甘氨酸和牛磺酸的结合产物。包括脱氧胆酸和石胆酸，分别由胆酸和鹅脱氧胆酸转化而成，属于次级游离型胆酸。

五、问答题

1．细胞质脂肪酸的合成需要乙酰-CoA 和 NADPH＋H+，而乙酰-CoA 的产生是在线粒体中，细胞通过怎样的方式解决乙酰-CoA 和 NADPH＋H+的来源问题？[东北师范大学 2007 研]

答：线粒体产生的乙酰-CoA 不能通过线粒体膜，必须通过其他物质作为载体结合其乙酰基进行转运。乙酰-CoA 由线粒体内到线粒体外的主要转运方式为柠檬酸转运方式。

柠檬酸转运，即丙酮酸-柠檬酸循环，线粒体内的乙酰-CoA 与草酸乙酸缩合成柠檬酸，转运到线粒体外，然后胞浆中的柠檬酸裂解酶将其分裂为乙酰-CoA 和草酰乙酸。草酰乙酸在胞浆中的苹果酸脱氢酶作用下还原为苹果酸，再由苹果酸酶催化氧化为丙酮酸，丙酮酸进入线粒体后由丙酮酸羧化酶催化生成草酰乙酸，形成一个完整代谢途径，完成了乙酰-CoA从线粒体以内到线粒体外的转运。乙酰-CoA 经柠檬酸转运不仅可以转运出乙酰-CoA，而且还可以生成 NADPH。脂肪酸合成中所需要的 NADPH 大约有一半是通过柠檬酸转运系统产生的，而其余一半 NADPH 来自戊糖磷酸途径。

2．真核细胞的胞浆里 NADH/NAD+的比数很低，而 NADPH/NADP+的比数很高。怎样理解这样一个事实？试就动物体脂肪酸合成过程进行讨论。[中国科学院 1997 研]

答：动物体内脂肪酸的合成需要 NADPH，故在胞浆中 NADPH、NADP+的比值很高是有利于脂肪酸的合成的。而 NADPH、NADP+的比值的调节则依赖于苹果酸的氧化脱羧，苹果酸在胞浆中的浓度的提高则有赖于草酰己酸在苹果酸脱氢酶的作用下，转化为苹果酸，与此同时也导致了胞浆里 NADPH、NADP+的比值的降低。

六、论述题

1．为什么说脂肪酸的合成不是 β-氧化的逆过程？[华东师范大学 2007 研]

答：（1）胞浆中脂肪酸的合成即从头合成，其步骤如下：

①乙酰-CoA 的转运（柠檬酸转运系统）。

②丙二酸单酰 CoA 的生成。细胞质中的乙酰-CoA 在乙酰-CoA 羧化酶催化下羧化，形成丙二酸单酰 CoA。乙酰-CoA 羧化酶的辅基是生物素，其反应机理类似丙酮酸羧化酶。

③脂肪酸的合成。

a．转酰基：丙二酸单酰 CoA→丙二酸单酰 ACP；乙酰-CoA→乙酰 ACP。

b．缩合：酮酰基-ACP 合成酶接受乙酰-ACP 的乙酰基。

c．还原：乙酰乙酰-ACP 中的 β-酮基被 NADPH＋H+还原为醇，形成 D-α,-β-羟丁酰-ACP。

d．脱水：D-α,β-羟丁酰-ACP 脱水，生成带有双键的反式丁烯酰-ACP。

e．还原：烯酰基-ACP 还原酶催化反式丁烯酰-ACP 还原为丁酰-ACP，NADPH 为辅酶。由乙酰-CoA 和丙二酸单酰 CoA 合成软脂酸的总反应的化学计量关系式可表示为

（2）总结它与逆 β-氧化过程的主要区别，见表 1-29-1。

2．试述体内胆固醇的代谢过程（摄入、运输、合成、转变、调节）。[中山大学研]

答：胆固醇代谢（cholester olmetab olism）。机体内胆固醇来源于食物及生物合成。成年人除脑组织外各种组织都能合成胆固醇，其中肝脏和肠黏膜是合成的主要场所。体内胆固醇 70%～80%由肝脏合成，10%由小肠合成。其他组织如肾上腺皮质、脾脏、卵巢、睾丸及胎盘乃至动脉管壁，也可合成胆固醇。胆固醇的合成主要在胞浆和内质网中进行。胆固醇可以在肠黏膜、肝、红细胞及肾上腺皮质等组织中酯化成胆固醇酯。胆固醇生物合成的原料是乙酰辅酶 A，合成途径可分为 5 个阶段：

（1）乙酰乙酰辅酶 A 与乙酰辅酶 A 生成二羟甲基戊酸（6C 中间代谢产物）；

（2）从二羟甲基戊酸脱羧形成异戊二烯单位（5C 中间代谢产物）；

（3）6 个异戊二烯单位缩合生成鲨烯（30C 中间代谢物）；

（4）鲨烯通过成环反应转变成羊毛脂固醇（30C 中间代谢物）；

（5）羊毛脂固醇转变成胆固醇（27C 化合物）。另外，胆固醇生物合成还需要 ATP 供能和 NADPH 供氢。合成 l 分子胆固醇需消耗 18 分子乙酰-CoA、36 分子 ATP 和 16 分子 NADPH。胆固醇的分解代谢也在肝脏内进行。胆固醇大部分可转变为胆汁酸。小部分经肠道内细菌作用转变为粪固醇随粪便排出体外。胆固醇代谢失调能给机体带来不良影响。血浆胆固醇含量增高是引起动脉粥样硬化的主要因素，动脉粥样硬化斑块中含有大量胆固醇，是胆固醇在血管壁中堆积的结果，由此可引起一系列心血管疾病。胆固醇在体内不被彻底氧化分解为 CO2 和 H2O，而经氧化和还原转变为其他含环戊烷多氢菲母核的化合物。其中大部分进一步参与体内代谢，或排出体外。胆固醇在体内可作为细胞膜的重要成分。此外，它还可以转变为

多种具有重要生理作用的物质，在肾上腺皮质可以转变成肾上腺皮质激素；在性腺可以转变为性激素，如雄激素、雌激素和孕激素；在皮肤，胆固醇可被氧化为 7-脱氢胆固醇，后者经紫外线照射转变为维生素 D3；在肝脏，胆固醇可氧化成胆汁酸，促进脂类的消化吸收。

胆固醇在肝脏氧化生成的胆汁酸，随胆汁排出，每日排出量约占胆固醇合成量的 40%。在小肠下段，大部分胆汁酸又通过肝循环重吸收入肝构成胆汁的肝肠循环；小部分胆汁酸经肠道细菌作用后排出体外。药物如消胆胺可与胆汁酸结合，阻断胆汁酸的肠肝循环，增加胆汁酸的排泄，间接促进肝内胆固醇向胆汁酸的转变。肝脏也能将胆固醇直接排入肠内，或者通过肠黏膜脱落而排入肠腔；胆固醇还可被肠道细菌还原为粪固醇后排出体外。