糖代謝脂肪酸分解專家講座

◆★重點掌握脂肪酸β-氧化過程和部位，參加反應(yīng)酶、輔基和輔酶◆★會計算飽和、不飽和脂肪酸經(jīng)β氧化，檸檬酸循環(huán)和氧化磷酸化徹底氧化為CO2和水所產(chǎn)生能量◆★掌握酮體定義、生成和利用部位;了解其生成過程及危害◆了解脂肪酸合成部位和合成過程以及與脂肪酸分解過程主要差異◆了解甘油磷脂以及膽固醇生物合成基本路徑.學(xué)習(xí)目標(biāo)第六章脂代謝

糖代謝脂肪酸分解專家講座第1頁◆脂肪酸氧化主要方式是-氧化（脂肪酸激活，脂酰CoA轉(zhuǎn)運，-氧化步驟:脫氫,水合,再脫氫,硫解）◆奇數(shù)碳脂肪酸-氧化有丙酰CoA生成,可代謝生成琥珀酰CoA，可生糖。偶數(shù)碳脂肪酸不能生糖?！敉w是燃料分子（酮體在肝臟中合成，在肝外線粒體中氧化）◆脂肪酸合成是在細(xì)胞溶膠中進行（乙酰CoA轉(zhuǎn)運，丙二酸單酰CoA生成，脂肪酸合酶復(fù)合體催化脂肪酸合成).◆磷脂和三脂酰甘油合成是經(jīng)過共同路徑合成.◆膽固醇是由細(xì)胞溶膠中乙酰CoA合成.內(nèi)容提要第六章脂代謝

糖代謝脂肪酸分解專家講座第2頁主要內(nèi)容第六章脂代謝第一節(jié)脂類消化吸收和轉(zhuǎn)運第二節(jié)脂肪分解代謝第三節(jié)脂肪酸和甘油三酯生物合成第四節(jié)磷脂代謝第五節(jié)鞘脂類代謝第六節(jié)膽固醇代謝第七節(jié)脂類代謝調(diào)整第八節(jié)脂肪代謝紊亂

糖代謝脂肪酸分解專家講座第3頁脂類（lipid）：脂肪酸和醇形成酯及其衍生物。膽固醇(cholesterol,Ch)膽固醇酯(cholesterylester,CE)磷脂(phospholipid,PL)糖脂(glycolipid,GL)飽和不飽和奇數(shù)碳偶數(shù)碳

甘油鞘氨醇膽固醇脂肪磷脂糖脂膽固醇酯概述

糖代謝脂肪酸分解專家講座第4頁脂類主要生理功效:(一)儲能和氧化供能(二)生物膜主要結(jié)組成份(三)參加代謝調(diào)控(四)形成脂錨鉤,將蛋白質(zhì)錨定在膜上

糖代謝脂肪酸分解專家講座第5頁脂類主要生理功效(一)儲能和氧化供能

1g脂肪在體內(nèi)徹底氧化供能約38kJ，

1g糖徹底氧化僅供能16.7kJ.

脂肪熱值(caloricvalue)是糖和蛋白質(zhì)2.3倍。脂肪組織儲存脂肪,約占體重10～20%.合理飲食脂肪氧化供能占20~30%空腹脂肪氧化供能占50%以上禁食1~3天脂肪氧化供能占85%飽食、少動脂肪堆積，發(fā)胖

糖代謝脂肪酸分解專家講座第6頁(三)參加代謝調(diào)控(激素,胞內(nèi)信使)花生四烯酸前列腺素等生物活性物質(zhì)磷脂酰肌醇三磷酸肌醇、甘油二酯（第二信使）膽固醇類固醇激素、VitD3(二)生物膜主要結(jié)組成份

甘油磷脂生物膜脂雙層基本骨架鞘脂生物膜主要成份(四)形成脂錨鉤,將蛋白質(zhì)錨定在膜上,是生物膜受體成份

糖代謝脂肪酸分解專家講座第7頁(一)脂類消化(二)脂類吸收(三)脂類轉(zhuǎn)運和儲存第一節(jié)脂類消化吸收和轉(zhuǎn)運

糖代謝脂肪酸分解專家講座第8頁脂肪消化和吸收主要在小腸中進行

胃脂肪酶酸性食糜糖代謝脂肪酸分解專家講座第9頁(一)脂類消化：

胃：胃脂肪酶（gastriclipase）胃酸酸性食糜小腸刺激

胰臟胰液（三種脂肪酶）膽囊膽汁（乳化）

（1）胰脂肪酶(pancreaticlipase,三脂酰甘油脂肪酶)：在胰液中為酶原，經(jīng)腸中膽汁和輔（共）脂肪酶（colipase）作用成為活性形式。

甘油三酯+H2O胰脂肪酶2-單脂酰甘油+游離脂肪酸（2）酯酶：水解膽固醇酯（膽固醇酯酶），單酰甘油，維生素A酯。（3）磷脂酶A2：水解磷脂，產(chǎn)生溶血磷脂和脂肪酸。

糖代謝脂肪酸分解專家講座第10頁(二)脂類吸收中、短鏈脂肪酸或甘油小腸粘膜細(xì)胞肝門靜脈入血

甘油單酯和長鏈脂肪酸小腸粘膜細(xì)胞重新合成甘油三酯磷脂或膽固醇等+載脂蛋白乳糜微粒(CM)

淋巴系統(tǒng)血液循環(huán)甘油三酯被消化殘余乳糜微粒（富含膽固醇酯）肝臟吸收乳糜微粒：合成于小腸上皮細(xì)胞中，是運輸外源性甘油三酯和膽固醇酯主要形式

糖代謝脂肪酸分解專家講座第11頁(三)脂類轉(zhuǎn)運和儲存被吸收甘油、脂肪酸、重新合成磷脂、膽固醇等

內(nèi)源性脂類儲存載脂蛋白

不一樣密度脂蛋白轉(zhuǎn)運進入細(xì)胞脂肪酸運輸在血液中與清蛋白結(jié)合，可被心肌等直接利用內(nèi)源性脂肪主要運輸形式極低密度脂蛋白(VLDL)VLDL合成于肝臟內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，伴隨其中甘油三酯消化

中間密度脂蛋白（IDL)低密度脂蛋白（LDL）

LDL是轉(zhuǎn)運肝臟合成內(nèi)源性膽固醇主要形式受體介導(dǎo)內(nèi)吞形式吸收高密度脂蛋白(HDL)：搜集、去除血中膽固醇新生HDL由肝、小腸合成，吸收血液中CM或VLDL釋放膽固醇、磷脂、甘油三酯等后,形成HDL（含50%蛋白），至肝去除

課后復(fù)習(xí)糖代謝脂肪酸分解專家講座第12頁糖代謝脂肪酸分解專家講座第13頁(一)脂肪動員—甘油三酯水解(二)飽和脂肪酸-氧化作用(三)不飽和脂肪酸氧化(四)奇數(shù)碳鏈脂肪酸氧化(五)脂肪酸其它氧化路徑第二節(jié)脂肪分解代謝

糖代謝脂肪酸分解專家講座第14頁(一)脂肪動員—甘油三酯水解脂肪動員（fatmobilization）

：儲存于脂肪細(xì)胞中脂肪，被脂肪酶逐步水解為游離脂酸(FFA)和甘油，并釋放入血供其它組織氧化利用過程。

激素敏感脂肪酶(HSL):

甘油三酯脂肪酶是脂肪動員限速酶，其活性受各種激素調(diào)整，故稱激素敏感脂肪酶。脂解激素：促進脂肪動員激素。腎上腺素、胰高血糖素、促腎上腺皮質(zhì)激素、生長素。抗脂解激素：抑制脂肪動員激素。胰島素、前列腺素E1。

糖代謝脂肪酸分解專家講座第15頁肝和腎臟Glycerol脂滴包被蛋白

糖代謝脂肪酸分解專家講座第16頁1.甘油三酯水解:

CH2OOCR1CH2OOCR1R2COO-CH+H2O脂肪酶R2COO-CHCH2OOCR3

R3COOHCH2OH

（甘油三酯）（甘油二酯）

CH2OHCH2OH甘油二酯脂肪酶

R2COO-CH甘油單酯脂肪酶

HO-CH

R1COOHCH2OHR2COOHCH2OH

（甘油單酯）（甘油）(一)脂肪動員與脂肪酸運輸

糖代謝脂肪酸分解專家講座第17頁2.甘油代謝：CH2OH（glycerokinase）CH2OHHO-CH甘油激酶

HO-CH

CH2OHATPADPCH2O–PO32-

（甘油）（3-P-甘油）CH2OH磷酸甘油脫氫酶

O=CNAD+NADH+H+

CH2O–PO32-（二羥丙酮磷酸）二羥丙酮磷酸（DHAP）走向:（1）進入EMP和TCA循環(huán)，氧化為CO2和H2O（2）沿著逆反應(yīng)重新生成甘油（3）經(jīng)糖異生作用合成葡萄糖(一)脂肪動員與脂肪酸運輸

糖代謝脂肪酸分解專家講座第18頁甘油→磷酸二羥丙酮消耗1分子ATP,

產(chǎn)生1分子NADH

糖代謝脂肪酸分解專家講座第19頁(二)飽和脂肪酸-氧化作用脂肪酸活化脂肪酸-氧化作用步驟脂肪酸-氧化關(guān)鍵點還原型輔酶進入電子傳遞鏈5脂肪酸-氧化過程中能量貯存

糖代謝脂肪酸分解專家講座第20頁飽和脂肪酸-氧化作用：

消耗2個高能磷酸鍵FADH2,NADH,乙酰CoA脂酰CoA脂酰CoA脂酰CoA脂酰CoA合成酶

糖代謝脂肪酸分解專家講座第21頁脂酸β-氧化是脂酰CoA進入線粒體基質(zhì)后，經(jīng)脂酸β-氧化酶系催化作用，在脂?；?碳原子上依次進行脫氫、加水、再脫氫和硫解4步連續(xù)反應(yīng),使脂?；讦僚cβ-碳原子間斷裂，生成1分子乙酰CoA和少2個碳原子脂酰CoA過程.

★飽和脂酸β-氧化:

主要在肝和肌細(xì)胞線粒體基質(zhì)中進行。糖代謝脂肪酸分解專家講座第22頁β-氧化作用試驗證據(jù)試驗證據(jù)

1904年F.Knoop依據(jù)用苯環(huán)標(biāo)識脂肪酸飼喂狗試驗結(jié)果，推導(dǎo)出了β-氧化學(xué)說。

課后復(fù)習(xí)糖代謝脂肪酸分解專家講座第23頁1脂肪酸活化：脂肪酸→脂酰-CoA細(xì)胞溶膠脂酰CoA合成酶脂酰CoA合成酶

糖代謝脂肪酸分解專家講座第24頁1脂肪酸活化：僅需一次活化，但消耗1個ATP分子中兩個高能鍵RCOOH+HSCoA脂酰CoA合成酶

RCO-SCoA（脂肪酸）

ATPAMP+PPi

（脂酰-CoA）脂酰CoA合成酶催化，該酶分布在細(xì)胞溶膠、線粒體外膜或內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上，活化后形成中、短鏈脂酰CoA可直接透過線粒體內(nèi)膜；而長鏈脂酰CoA必須經(jīng)過肉堿(carnitine)載體作用轉(zhuǎn)運至線粒體基質(zhì)中。

糖代謝脂肪酸分解專家講座第25頁

★脂酰-CoA經(jīng)過肉堿轉(zhuǎn)移系統(tǒng)進入線粒體肉堿-脂酰轉(zhuǎn)移酶I（CAT-I）肉堿-脂酰轉(zhuǎn)移酶II（CAT-ll）肉堿/脂酰肉堿移位酶acyl-carnitine/carnitinetransporter

糖代謝脂肪酸分解專家講座第26頁

★此轉(zhuǎn)移過程為脂肪酸β-氧化限速步驟，CAT-I是限速酶，丙二酸單酰CoA是強烈競爭性抑制劑。饑餓、高脂低糖膳食或糖尿病時，CAT-I活性增強。(肉毒堿或肉堿，carnitine，L-β-羥-γ-三甲氨基丁酸)

糖代謝脂肪酸分解專家講座第27頁2★脂肪酸-氧化作用步驟脂肪酸-氧化在線粒體基質(zhì)中進行經(jīng)歷：脫氫、水化、再脫氫和硫解4個重復(fù)步驟。（1）脫氫：脂酰CoA脫氫形成2反式烯脂酰CoA（2）水化：2反式烯脂酰CoA水化形成L(+)--羥脂酰CoA（3）再脫氫：-羥脂酰CoA再脫氫形成-酮脂酰CoA（4）硫解：-酮脂酰CoA硫解生成少兩個C原子脂酰CoA

按照上述四個步驟循環(huán)進行，生成產(chǎn)物為乙酰CoA飽和脂肪酸-氧化作用

糖代謝脂肪酸分解專家講座第28頁

糖代謝脂肪酸分解專家講座第29頁3★脂肪酸-氧化關(guān)鍵點:脂肪酸僅需一次活化，消耗一個ATP兩個高能鍵，所需脂酰CoA合成酶在線粒體外。活化后長鏈脂酰CoA需要經(jīng)過肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶催化進入線粒體。全部脂肪酸-氧化酶全部為線粒體酶。-氧化經(jīng)歷：脫氫、水化、再脫氫和硫解4個重復(fù)步驟,每一循環(huán)產(chǎn)生1分子FADH2,1分子NADH,1分子乙酰CoA

。

糖代謝脂肪酸分解專家講座第30頁4.還原輔酶進入電子傳遞鏈:

糖代謝脂肪酸分解專家講座第31頁5★脂肪酸-氧化過程中能量貯存以軟脂酸（C16）為例：含有16個C軟脂酸需要經(jīng)歷16/2–1=7次-氧化，形成：

8個乙酰輔酶A經(jīng)過TCA循環(huán)產(chǎn)生810=80個ATP7個NADH經(jīng)過呼吸鏈產(chǎn)生72.5=17.5個ATP7個FADH2

經(jīng)過呼吸鏈產(chǎn)生71.5=10.5個ATP脂肪酸活化:消耗2個高能鍵共形成106個ATP

軟脂酰CoA+7FAD+7NAD++7CoA～SH+7H2O→8乙酰CoA+7FADH2+7(NADH+H+)能量轉(zhuǎn)換率=-30.54kJ106-9730kJ100%=33

糖代謝脂肪酸分解專家講座第32頁

水化課后復(fù)習(xí)糖代謝脂肪酸分解專家講座第33頁

糖代謝脂肪酸分解專家講座第34頁

動物組織中大約有25～50%脂肪酸是在過氧化物酶體中氧化

糖代謝脂肪酸分解專家講座第35頁(三)不飽和脂肪酸氧化:體內(nèi)不飽和FA約占FA總量二分之一以上。也在線粒體中進行β－氧化。在未遇雙鍵前反應(yīng)過程與飽和FAβ－氧化完全相同。但順式雙鍵需經(jīng)線粒體特異（Δ3,Δ2-）烯酰CoA異構(gòu)酶催化(如油酸=18:1,Δ9).多不飽和脂酸如亞油酸(18:2,Δ9,12)另一雙鍵還需2,4-二烯酰CoA還原酶.

糖代謝脂肪酸分解專家講座第36頁少脫一次氫，少生成1分子FADH2。在線粒體中。烯酰輔酶A異構(gòu)酶1單不飽和脂肪酸氧化：

糖代謝脂肪酸分解專家講座第37頁2多不飽和脂肪酸氧化：亞油酸（18:29,12）第二個雙鍵:消耗1個NADPH

2,4-二烯酰CoA還原酶糖代謝脂肪酸分解專家講座第38頁（四）奇數(shù)碳脂肪酸-氧化與丙酸代謝奇數(shù)碳脂肪酸在反芻動物中含量較高（提供25%能量）、一些支鏈氨基酸(Val,Ile)降解也產(chǎn)生丙酸。丙酸兩條代謝路徑：(1)生成琥珀酰CoA：（動物中存在）

消旋酶H2O活化,耗2個高能鍵;羧化，耗1個ATP糖代謝脂肪酸分解專家講座第39頁

糖代謝脂肪酸分解專家講座第40頁(2)-羥丙酸支路（植物、微生物中普遍存在）脫羧

-羥基丙酰CoA水解酶糖代謝脂肪酸分解專家講座第41頁(五)脂肪酸其它氧化路徑1.-氧化作用●存在于植物種子、葉子；動物腦、肝臟等中?！褚杂坞x脂肪酸為底物，有O2參加，在

-碳原子上發(fā)生氧化作用，分解出一個一碳單位CO2，生成縮短了一個碳原子脂肪酸。這種氧化作用稱為脂肪酸-氧化作用?！窠到庵ф淔A、奇數(shù)FA或過分長鏈(C22、C24)FA植烷酸(phytanicacid)

-氧化降植烷酸(pristanicacid)

-氧化

CH3-(CH2)n-

CH2-

CH2-COOHCO2葉綠素

例:葉綠醇植烷酸（帶甲基支鏈FA）降植烷酸水解氧化α-OX

微粒體OH糖代謝脂肪酸分解專家講座第42頁脂肪酸α-氧化作用:兩個路徑RCH2COOHRCH(OH)COOHRCOCOOHRCOOHCO2O2NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+RCH(OOH)COOHCO2RCHOH2O2NAD+NADH+H+過氧化羥化H2ONADP+NADPH+H+

單加氧酶Fe2+，Vc

脂肪酸過氧化物酶D-α-氫過氧脂肪酸ATP+L-α-羥脂肪酸糖代謝脂肪酸分解專家講座第43頁2.脂肪酸-氧化路徑

●首先在鼠肝內(nèi)質(zhì)網(wǎng)微粒體中發(fā)覺?！裰虚L鏈脂肪酸（8C～12C）可經(jīng)過此路徑降解；

●脂肪酸ω-氧化：指脂肪酸末端甲基（ω-端）經(jīng)氧化轉(zhuǎn)變成羥甲基，繼而再氧化成羧基，從而形成α，ω-二羧酸過程。然后在α-端或ω-端活化，進行-氧化CH3(CH2)8COOH-氧化HOOC(CH2)8COOH-氧化琥珀酰CoA

(C10羧酸)(C10二羧酸)CH3-(CH2)n-

CH2-

CH2-COOH

●在肝臟（微粒體）和植物及細(xì)菌中均可進行

。糖代謝脂肪酸分解專家講座第44頁脂肪酸ω氧化作用

CytP450非血紅素鐵蛋白糖代謝脂肪酸分解專家講座第45頁脂肪酸ω-氧化作用

課外閱讀資料需要CytP450和非血紅素鐵蛋白參加反應(yīng)。糖代謝脂肪酸分解專家講座第46頁脂肪酸-氧化路徑應(yīng)用:

如浮游細(xì)菌，氧化烴類，去除海洋表面大量石油。加速脂肪酸降解速度。

糖代謝脂肪酸分解專家講座第47頁脂肪甘油:脂酸:按糖分解代謝進行有不一樣代謝路徑（其中最主要是β-OX）

產(chǎn)生大量CH3COSCoA乙酰CoA去路

徹底氧化

合成固醇

合成酮體

合成脂酸

糖代謝脂肪酸分解專家講座第48頁三酮體乙酰CoA可在肝細(xì)胞線粒體中形成乙酰乙酸、β-羥丁酸和丙酮，這三種物質(zhì)統(tǒng)稱為酮體。

★糖代謝脂肪酸分解專家講座第49頁酮體生成酮體分解生成酮體意義酮體：

糖代謝脂肪酸分解專家講座第50頁1.酮體合成：主要在肝臟合成。脂酰CoA

限速酶糖代謝脂肪酸分解專家講座第51頁

上述酮體生成過程實際上是一個循環(huán)過程，又稱為雷寧循環(huán)(lynencycle)，兩個分子乙酰CoA經(jīng)過此循環(huán)生成一分子乙酰乙酸

糖代謝脂肪酸分解專家講座第52頁酮體在肝臟合成，但肝臟不能利用酮體，因為缺乏琥珀酰CoA轉(zhuǎn)硫酶（β-酮酰CoA轉(zhuǎn)移酶）和乙酰乙酸硫激酶。肝外組織（心肌、骨骼肌、腎上腺皮質(zhì)和腦等）不產(chǎn)生酮體但能夠利用酮體供能

TCA循環(huán)D-?丙酮：低濃度：丙酮酸、乳酸生糖高濃度：乙酸肝內(nèi)生酮肝外用琥珀酰CoA轉(zhuǎn)硫酶乙酰乙酸硫激酶AMP+PPi2酮體分解與利用?肝外組織利用酮體為能源：★o糖代謝脂肪酸分解專家講座第53頁1）酮體易運輸：酮體經(jīng)過線粒體內(nèi)膜以及在血中轉(zhuǎn)運并不需要載體，能透過血腦屏障及毛細(xì)血管壁。而長鏈脂肪酸需要載體。2）易利用：FA活化后進入β-氧化，每經(jīng)4步反應(yīng)才能生成一分子乙酰CoA，而乙酰乙酸活化后只需一步反應(yīng)就能夠生成兩分子乙酰CoA，β-羥丁酸利用只比乙酰乙酸多一步氧化反應(yīng)。也能夠把酮體看作是脂肪酸在肝臟加工生成半成品。

3.酮體生成生理意義

糖代謝脂肪酸分解專家講座第54頁

酮體易運輸，易利用糖代謝脂肪酸分解專家講座第55頁3）節(jié)約葡萄糖供腦和紅細(xì)胞利用：肝外組織利用酮體會生成大量乙酰CoA，大量乙酰CoA抑制丙酮酸脫氫酶系活性，限制糖利用。同時乙酰CoA還能激活丙酮酸羧化酶，促進糖異生。禁食、應(yīng)激及糖尿病時，心、腎、骨骼肌攝取酮體代替葡萄糖供能，節(jié)約葡萄糖以供腦和紅細(xì)胞所需。并可預(yù)防肌肉蛋白過多消耗。腦組織不能利用長鏈FA，但在饑餓時可利用酮體供能，長久饑餓時，酮體供能可達(dá)50~70%。4）長久饑餓和糖尿病時，脂肪動員加強，酮體生成增多。當(dāng)肝內(nèi)產(chǎn)生酮體超出肝外組織氧化酮體能力時，血中酮體蓄積，稱為酮血癥。尿中有酮體排出，稱酮尿癥（ketosis）

。二者統(tǒng)稱為酮體癥(酮癥).可造成代謝性酸中毒，稱酮癥酸中毒。

糖代謝脂肪酸分解專家講座第56頁

糖代謝脂肪酸分解專家講座第57頁1、從以下幾方面比較飽脂肪酸β-氧化與生物合成異同：反應(yīng)亞細(xì)胞定位，酰基載體，C2單位，氧化還原反應(yīng)受氫體和供氫體，中間產(chǎn)物構(gòu)型，合成或降解方向，酶系統(tǒng)情況。

2、脂肪組織中己糖激酶缺失為什麼造成脂肪合成障礙？

3、簡述油料作物種子萌發(fā)脂肪轉(zhuǎn)化成糖機理。4、名詞解釋

α－氧化β－氧化ω－氧化

乙醛酸