脂肪酸的分解代謝

關于脂肪酸的分解代謝第一節(jié)脂的消化、吸收和轉運⑴消化：主要小腸中進行。膽汁鹽乳化，形成微團。胰脂肪酶和輔脂肪酶降解脂。胰磷脂酶催化磷脂的水解。⑵吸收：小腸粘膜細胞吸收，吸收形式有三種：完全水解、部分水解和完全不水解。經淋巴系統(tǒng)進入血液循環(huán)。第2頁,共62頁，2024年2月25日，星期天⑶運送－血漿脂蛋白血漿脂蛋白由血脂與載脂蛋白結合而形成，溶于水，運行于血。按密度分為乳糜微粒、極低、低、和高密度脂蛋白四種。第3頁,共62頁，2024年2月25日，星期天四種血漿脂蛋白及其功能①CM：小腸合成，轉運外源性脂類到肝內；②VLDL：肝臟合成，轉運內源性脂類到肝外；③LDL：血管中合成，轉運內源性膽固醇和磷脂至肝外；④HDL：肝/腸/血漿中合成，和LDL作用反，收集肝外膽固醇和磷脂到肝內。第4頁,共62頁，2024年2月25日，星期天（4）脂肪的動員食物中的脂肪（外源性脂肪）經消化吸收（為碳鏈長短與飽和度的改造過程）后，貯存于脂肪組織（內源性脂肪）。脂庫中貯存的脂肪經脂肪酶或磷脂酶的水解而釋放出脂肪酸，并轉移到肝臟的過程稱為動員。過度的脂肪動員可能形成脂肪肝。第5頁,共62頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)

脂肪酸氧化肝和肌肉是脂肪酸氧化最活躍的組織，其最主要的氧化形式是β-氧化。動物實驗證實。脂肪酸的分解發(fā)生在原核生物的細胞質及真核生物的線粒體基質中。第6頁,共62頁，2024年2月25日，星期天第7頁,共62頁，2024年2月25日，星期天一）脂肪酸的活化－細胞液中進行脂肪酸的活化形式是脂酰CoA，由脂酰CoA合成酶(acyl-CoAsynthetase)催化。消耗1ATP中的兩個高能鍵。第8頁,共62頁，2024年2月25日，星期天二）脂酰CoA轉運入線粒體催化脂肪酸β-氧化的酶系在線粒體基質中，但長鏈脂酰CoA不能自由通過線粒體內膜，要進入線粒體基質就需要載體轉運，這一載體就是肉堿(carnitine)。肉堿脂酰轉移酶催化。第9頁,共62頁，2024年2月25日，星期天第10頁,共62頁，2024年2月25日，星期天三）

-氧化脂酰CoA在線粒體的基質中進行氧化分解。每進行一次

-氧化，需要經過脫氫、水化、再脫氫和硫解四步反應，同時釋放出1分子乙酰CoA。反應產物是比原來的脂酰CoA減少了2個碳的新的脂酰CoA。如此反復進行，直至脂酰CoA全部變成乙酰CoA。第11頁,共62頁，2024年2月25日，星期天脫氫脂酰CoA在脂酰CoA脫氫酶的催化下，在

-和

-碳原子上各脫去一個氫原子，生成反式

,

-烯脂酰CoA，氫受體是FAD。RCH2CH2CH2COSCoAFADFADH2RCH2CCHHCOSCoA脂酰CoA脫氫酶第12頁,共62頁，2024年2月25日，星期天水化在烯脂酰CoA水合酶催化下，

,

-烯脂酰CoA水化，生成L(+)-

-羥脂酰CoA。第13頁,共62頁，2024年2月25日，星期天再脫氫在

-羥脂酰CoA脫氫酶催化下，脫氫生成

-酮脂酰CoA。反應的氫受體為NAD+。此脫氫酶具有立體專一性，只催化L(+)-

-羥脂酰CoA的脫氫。第14頁,共62頁，2024年2月25日，星期天硫解由β－酮硫解酶催化，β－酮酯酰CoA在α和β碳原子之間斷鏈，加上一分子輔酶A生成乙酰CoA和一個少兩個碳原子的脂酰CoA。

第15頁,共62頁，2024年2月25日，星期天β-氧化的反應歷程總結RCH2CH2COOHRCH2CH2CO～SCOA（脂酰COA）-

RC=CCO～SCOA（△2反式烯脂酰COA）-

RCH-CH2CO～SCOAOH（L-β-羥脂酰COA）

RC-CH2CO～SCOAO=（β-酮脂酰COA）R-C～SCOA+CH3-C～SCOAO=O=繼續(xù)β-氧化HH-第16頁,共62頁，2024年2月25日，星期天β-氧化記憶口訣

β-氧化是重點，氧化對象是脂酰，脫氫加水再脫氫，硫解切掉兩個碳，產物乙酰COA，最后進入三循環(huán)。

第17頁,共62頁，2024年2月25日，星期天

-氧化產生的能量如軟脂酸（含16碳）經過7次

-氧化，可以生成8個乙酰CoA。每一次

-氧化，還將生成1分子FADH2和1分子NADH＋H+。8乙酰COA→徹底氧化→12ATP12×8=96ATP7FADH2→

2×7=14ATP7NADH+7H+→

3×7=21ATP共96＋14＋21＝131ATP活化消耗了2個高能鍵，所以應為131-2=129ATP。第18頁,共62頁，2024年2月25日，星期天第19頁,共62頁，2024年2月25日，星期天五不飽和脂肪酸的氧化

a.順式雙鍵需異構為反式雙鍵進行催化

b.同等鏈長的脂肪酸，產生ATP數(shù)較少。（少產生1FADH2)

c.多不飽和脂肪酸還需另外的酶參與。其余同

-氧化。第20頁,共62頁，2024年2月25日，星期天六、奇數(shù)碳脂肪酸的氧化先按

-氧化降解，最后剩下丙酰CoA。丙酰CoA羧化成琥珀酰CoA或脫羧形成乙酰CoA，進入TCA循環(huán)。第21頁,共62頁，2024年2月25日，星期天七、脂肪酸的

-氧化在植物種子萌發(fā)時，脂肪酸的

-碳被氧化成羥基，生成

-羥基酸。

-羥基酸可進一步脫羧、氧化轉變成少一個碳原子的脂肪酸。對降解支鏈脂肪酸，奇數(shù)脂肪酸有重要作用。第22頁,共62頁，2024年2月25日，星期天八、-氧化：12C以下脂肪酸的氧化形式。甲基碳原子（

-碳原子）可以先被氧化，形成二羧酸。二羧酸進入線粒體內后，可以從分子的任何一端進行

-氧化，最后生成的琥珀酰CoA可直接進入三羧酸循環(huán)。第23頁,共62頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)酮體的代謝當脂肪酸降解過量時，細胞內缺少足夠的草酰乙酸將所有的乙酰CoA帶入TCA循環(huán)，乙酰CoA還有另一條代謝途徑－進入肝臟，合成酮體。乙酰CoA可形成乙酰乙酸(30％)β-羥丁酸(70％)丙酮(acetone，微量)。這三種物質統(tǒng)稱酮體。主要在肝臟線粒體中進行。第24頁,共62頁，2024年2月25日，星期天一、肝臟中酮體的形成第25頁,共62頁，2024年2月25日，星期天酮體的生成途徑總結CoA

乙酰CoA

2乙酰CoA

乙酰乙酰CoAHMGCoA

C2C4C6加氫β-羥丁酸(C4)

乙酰乙酸

乙酰CoAC4CO2丙酮(C3)第26頁,共62頁，2024年2月25日，星期天二、酮體的氧化肝臟中缺少分解酮體的酶。酮體是水溶性物質，在肝臟生成后迅速透過肝線粒體膜和細胞膜進入血液，轉運至肝外組織利用（腦、骨胳?。?。分解：轉化成乙酰CoA，進入TCA循環(huán)徹底氧化。第27頁,共62頁，2024年2月25日，星期天肝內生酮肝外用第28頁,共62頁，2024年2月25日，星期天三、酮體生成的意義（1）正常：酮體是肝臟正常的中間代謝產物，是肝臟輸出能源的一種形式。長期饑餓及糖供給不足時，酮體可代替葡萄糖成為主要能源。為肝外組織特別是腦組織，提供有用的能源。（2）異常：饑餓、高脂低糖飲食、糖尿病會使酮體代謝加強，造成酮癥酸中毒酮血癥酮尿癥第29頁,共62頁，2024年2月25日，星期天第30頁,共62頁，2024年2月25日，星期天酮體記憶口訣酮體一家兄弟三，丙酮和乙酰乙酸，

再加β-羥丁酸，生成部位是在肝，

肝臟生酮肝不用，體小易溶往外送，

容易攝入組織中，氧化分解把能功。

第31頁,共62頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)脂肪酸的合成原料：乙酰CoA1mol乙酰CoA：直接參與脂肪酸的合成其余乙酰CoA:羧化成丙二酸單酰CoA酶：脂肪酸合酶系特點：細胞液中進行，消耗ATP和NADPH，重復4步進行碳鏈延長反應，首先生成軟脂酸16:0，經過加工生成各種脂肪酸。部位：肝臟和脂肪組織第32頁,共62頁，2024年2月25日，星期天

乙酰CoA的來源和去路來源：糖代謝酸肪酸去路：酮體TCA，生成脂肪酸檸檬酸循環(huán)第33頁,共62頁，2024年2月25日，星期天一、軟脂酸的合成1.乙酰CoA的轉移：線粒體內細胞液。穿越線粒體內膜。經由三羧酸運送體系檸檬酸－丙酮酸循環(huán)。制備部分NADPH。第34頁,共62頁，2024年2月25日，星期天線粒體基質丙酮酸羧化酶脂肪酸

氧化檸檬酸穿梭（三羧酸轉運體系）第35頁,共62頁，2024年2月25日，星期天反應中所需的NADPH+H+約有40%來自戊糖磷酸途徑，其余的60%可由EMP中生成的NADH+H+間接轉化提供NADH+H++草酰乙酸蘋果酸脫氫酶蘋果酸+NAD+蘋果酸+NADP+蘋果酸酶丙酮酸+CO2+NADPH+H+總反應：NADH+H++NADP++草酰乙酸丙酮酸+CO2+NADPH+H++NAD+｛還原力的準備第36頁,共62頁，2024年2月25日，星期天

2.丙二酰CoA的生成第37頁,共62頁，2024年2月25日，星期天關鍵酶：乙酰CoA羧化酶（生物素）

+

-檸檬酸、異檸檬酸、長鏈脂肪酸α-酮戊二酸第38頁,共62頁，2024年2月25日，星期天3.脂肪酸合酶系原料乙酰CoA和丙二酰CoA準備好后，即在脂肪酸合酶系的催化下開始合成脂肪酸。是一個由6種不同功能的酶與?；d體蛋白ACP聚合成的復合體。即以ACP為核心，在它周圍有次序的排列著合成脂肪酸的各種酶，隨著ACP的轉動，依次發(fā)生脂肪酸合成的各步反應。每一步反應的產物正好是上一步反應的底物，因此，效率極高。第39頁,共62頁，2024年2月25日，星期天第40頁,共62頁，2024年2月25日，星期天（1）啟動（2）裝載第41頁,共62頁，2024年2月25日，星期天（3）碳鏈延長：重復4步反應第42頁,共62頁，2024年2月25日，星期天丁酰ACP再與丙二酰ACP縮合，重復③脫羧縮合④加氫⑤脫水⑥再加氫四步，每一次使碳鏈延長兩個碳，共7次重復，最終生成生成軟脂酰ACP。合成停止。丁酰ACP＋丙二酰ACP丁酰乙酰ACP己酰ACPC4C3C6C6⑦軟脂酰ACP經硫酯酶催化成游離軟脂酸。第43頁,共62頁，2024年2月25日，星期天第44頁,共62頁，2024年2月25日，星期天合成軟脂酸的反應式每加一個二碳單位，需2(NADPH+H+),1ATP。14(NADPH+H+)14NADP+8乙酰CoA軟脂酸＋8CoA

7ATP7(ADP+Pi)第45頁,共62頁，2024年2月25日，星期天脂肪酸合成和分解的比較脂肪酸合成過程不是β-氧化的逆過程，它們的細胞定位，轉移載體，酰基載體，加入或減去的二碳單位、限速酶，激活劑，抑制劑，供氫體和受氫體以及反應底物與產物均不相同。第46頁,共62頁，2024年2月25日，星期天飽和脂肪酸的合成與β-氧化的比較區(qū)別要點從頭合成β-氧化細胞內進行部位細胞質線粒體酰基載體ACP-SHCOA-SH轉運機制三羧酸轉運機制肉堿載體系統(tǒng)二碳單位參與或斷裂形式丙二酸單酰ACP

乙酰COA電子供體或受體NADPH+H+FAD,NAD-羥?；虚g物的立體構型不同

D型L型對HCO3-和檸檬酸的需求需要不需要所需酶7種4種能量需求或放出

消耗7ATP及14NADPH+H+產生129ATP第47頁,共62頁，2024年2月25日，星期天二、脂肪酸碳鏈的延長和去飽和第48頁,共62頁，2024年2月25日，星期天三、脂肪酸代謝的調節(jié)ATP（胞液）重新合成脂肪長鏈脂肪酸脂酰CoA

降解（線粒體）脂酰CoA的轉運：肉堿脂酰轉移酶Ⅰ催化。豐富燃料分子如丙二酰CoA

↓。脂肪酸合成的控制：限速酶：乙酰CoA羧化酶。高能荷狀態(tài)刺激酶活。第49頁,共62頁，2024年2月25日，星期天四、三脂酰甘油的合成脂肪的來源有二：①食物中脂肪②糖的轉化。前體：甘油－3磷酸和脂酰CoA。甘油3－磷酸的合成：磷酸二羥丙酮

甘油3－磷酸

甘油脂肪酸＋CoA→脂酰CoA第50頁,共62頁，2024年2月25日，星期天甘油三脂的合成1脂酰CoA1脂酰CoA甘油3－磷酸單脂酰甘油磷酸

H2OPi1脂酰CoA二脂酰甘油磷酸甘油二脂甘油三酯第51頁,共62頁，2024年2月25日，星期天第五節(jié)磷脂的代謝磷脂是生物膜的主要成份。分解代謝為磷脂酶A1：磷脂酶A2

磷脂酶C磷脂酶D產物的去路：①甘油→磷酸二羥丙酮→EMP、TCA循環(huán)；②脂肪酸→

-氧化；③氨基醇→氨基酸或參加磷脂的再合成。

第52頁,共62頁，2024年2月25日，星期天磷脂的生物合成CTP是必需的活化因子。

1脂酰CoA1脂酰CoA甘油3－磷酸單酰甘油磷酸二酰甘油磷酸(溶血磷脂酸）(磷脂酸)X-基團的加入：需CTP。第53頁,共62頁，2024年2月25日，星期天溶血磷脂-----是磷脂酶A1或A2的水解產物，強大的表面活性劑，可使RBC

(紅細胞,redbloodcell)破裂溶血●

毒蛇咬傷、急性胰腺炎●溶血磷脂的消除----磷脂酶B

B1O

CH2-O-C-R

HO-CHOCH2-O-P-O-X