脂肪酸的分解代謝

1、脂類代謝脂類代謝甘油三酯甘油三酯（triglycerides,TGtriglycerides,TG) )膽固醇膽固醇( (cholesterol,chcholesterol,ch) )膽固醇酯膽固醇酯(cholesterol ester,CE)(cholesterol ester,CE)脂肪酸脂肪酸n人體所需能量約人體所需能量約40來自脂肪。來自脂肪。第一節(jié)第一節(jié) 脂的消化、吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)脂的消化、吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)n消化：主要小腸中進(jìn)行。膽汁鹽乳化，形成微團(tuán)。胰脂肪酶和輔脂肪酶降解脂。胰磷脂酶催化磷脂的水解。n 吸收：小腸粘膜細(xì)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(jīng)淋巴系統(tǒng)進(jìn)入血液循

2、環(huán)。 運(yùn)送血漿脂蛋白運(yùn)送血漿脂蛋白n血漿脂蛋白由血血脂脂與載脂蛋白載脂蛋白結(jié)合而形成，溶于溶于水，運(yùn)行于血。水，運(yùn)行于血。n按密度分為乳糜微粒、極低、低、和高密度脂蛋白四種。四種血漿脂蛋白及其功能nCM：小腸合成，轉(zhuǎn)運(yùn)外源性脂類到肝內(nèi)；nVLDL：肝臟合成，轉(zhuǎn)運(yùn)內(nèi)源性脂類到肝外；nLDL：血管中合成，轉(zhuǎn)運(yùn)內(nèi)源性膽固醇和磷脂至肝外；nHDL：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(nèi)。（4）脂肪的動(dòng)員n食物中的脂肪（外源性脂肪）經(jīng)消化吸收（為碳鏈長(zhǎng)短與飽和度的改造過程）后，貯存于脂肪組織（內(nèi)源性脂肪）。n脂庫(kù)脂庫(kù)中貯存的脂肪經(jīng)脂肪酶或磷脂酶的水解而釋放出脂肪酸，并轉(zhuǎn)移到肝臟的

3、過程稱為動(dòng)員。n過度的脂肪動(dòng)員可能形成脂肪肝。第二節(jié)第二節(jié) 脂肪酸氧化脂肪酸氧化n肝和肌肉是脂肪酸氧化最活躍的組織，其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最主要的氧化形式是-氧化氧化。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)。實(shí)。 脂肪酸的分解發(fā)生在脂肪酸的分解發(fā)生在原核生物的細(xì)胞質(zhì)原核生物的細(xì)胞質(zhì)及及真核生物的線粒體基質(zhì)真核生物的線粒體基質(zhì)中。中。一）一） 脂肪酸的活化脂肪酸的活化細(xì)胞液中進(jìn)行細(xì)胞液中進(jìn)行n脂肪酸的活化形式是脂肪酸的活化形式是脂酰脂酰CoACoA，由脂酰由脂酰CoACoA合成合成酶酶( (acyl-CoAacyl-CoA synthetasesynthetase) )催化。

4、催化。n消耗消耗1 1ATPATP中的兩個(gè)高能鍵。中的兩個(gè)高能鍵。二）二）脂酰脂酰CoACoA轉(zhuǎn)運(yùn)入線粒體轉(zhuǎn)運(yùn)入線粒體n催化脂肪酸催化脂肪酸-氧化的酶系在線粒體基質(zhì)中，氧化的酶系在線粒體基質(zhì)中，但長(zhǎng)鏈脂酰但長(zhǎng)鏈脂酰CoACoA不能自由通過線粒體內(nèi)膜，不能自由通過線粒體內(nèi)膜，要進(jìn)入線粒體基質(zhì)就需要載體轉(zhuǎn)運(yùn)，這一要進(jìn)入線粒體基質(zhì)就需要載體轉(zhuǎn)運(yùn)，這一載體就是載體就是肉堿肉堿( (carnitinecarnitine) )。n肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶催化。催化。三）三） - -氧化氧化n脂酰脂酰CoACoA在線粒體的基質(zhì)中進(jìn)行氧化分解。在線粒體的基質(zhì)中進(jìn)行氧化分解。每進(jìn)行一次每進(jìn)行一次 - -氧化

5、，需要經(jīng)過氧化，需要經(jīng)過脫氫、水化、脫氫、水化、再脫氫和硫解再脫氫和硫解四步反應(yīng)，同時(shí)釋放出四步反應(yīng)，同時(shí)釋放出1 1分子分子乙酰乙酰CoACoA。n反應(yīng)產(chǎn)物是比原來的脂酰反應(yīng)產(chǎn)物是比原來的脂酰CoACoA減少了減少了2 2個(gè)碳個(gè)碳的新的脂酰的新的脂酰CoACoA。如此反復(fù)進(jìn)行，直至脂酰如此反復(fù)進(jìn)行，直至脂酰CoACoA全部變成乙酰全部變成乙酰CoACoA。脫氫脫氫n脂酰脂酰CoACoA在脂酰在脂酰CoACoA脫氫酶的催化下，在脫氫酶的催化下，在 - -和和 - -碳原子上各脫去一個(gè)氫原子，生碳原子上各脫去一個(gè)氫原子，生成成反反式式 , , - -烯脂酰烯脂酰CoACoA，氫受體是氫受體是FA

6、DFAD。RCH2CH2CH2COSCoAFADFADH2RCH2CCHHCOSCoA脂酰脂酰CoA脫氫酶脫氫酶水化水化n在烯脂酰在烯脂酰CoACoA水合酶催化下，水合酶催化下， , , - -烯脂酰烯脂酰CoACoA水化，生成水化，生成L(+)-L(+)- - -羥羥脂酰脂酰CoACoA。RCH2CCHHCOSCoARCH2CHCHCOSCoAOHH2O烯脂酰CoA水合酶再脫氫再脫氫n在在 - -羥脂酰羥脂酰CoACoA脫氫酶催化下，脫氫生成脫氫酶催化下，脫氫生成 - -酮酮脂酰脂酰CoACoA。反應(yīng)的氫受體為反應(yīng)的氫受體為NADNAD+ +。此此脫氫酶具有立體專一性，只催化脫氫酶具有立體專

7、一性，只催化L(+)-L(+)- - -羥脂酰羥脂酰CoACoA的脫氫。的脫氫。RCH2CHCHCOSCoAOHRCH2CCHCOSCoAO烯脂酰CoA脫氫酶NAD+NADH + H+硫解硫解n由由酮硫解酶催化，酮硫解酶催化，酮酯酰酮酯酰CoACoA在在和和碳原子之間斷鏈，加上一分子輔酶碳原子之間斷鏈，加上一分子輔酶A A生生成乙酰成乙酰CoACoA和一個(gè)少兩個(gè)碳原子的脂酰和一個(gè)少兩個(gè)碳原子的脂酰CoACoA。 RCH2CCH COSCoAORCH2COSCoA CH3COSCoACoA SH+硫解酶-氧化的反應(yīng)歷程總結(jié)氧化的反應(yīng)歷程總結(jié)RCH2CH2COOHRCH2CH2COSCOA（脂酰C

8、OA）- RC=CCOSCOA（2反式烯脂酰COA）- RCH-CH2COSCOAOH（L- 羥脂酰COA） RC-CH2COSCOAO=（- 酮脂酰COA）R-CSCOA+ CH3-CSCOAO=O=繼續(xù)氧化HH-氧化記憶口訣氧化記憶口訣 n-氧化是重點(diǎn)，氧化對(duì)象是脂酰，氧化是重點(diǎn)，氧化對(duì)象是脂酰，n脫氫加水再脫氫，硫解切掉兩個(gè)碳，脫氫加水再脫氫，硫解切掉兩個(gè)碳，n產(chǎn)物乙酰產(chǎn)物乙酰COA，最后進(jìn)入三循環(huán)。，最后進(jìn)入三循環(huán)。 - -氧化產(chǎn)生的能量氧化產(chǎn)生的能量n如軟脂酸（含如軟脂酸（含1616碳）經(jīng)過碳）經(jīng)過7 7次次 - -氧化，可以生成氧化，可以生成8 8個(gè)乙酰個(gè)乙酰CoACoA。每一次。

9、每一次 - -氧化，還將生成氧化，還將生成1 1分子分子FADHFADH2 2和和1 1分子分子NADHNADHH H+ +。o8乙酰COA徹底氧化 12ATP 128=96ATPo 7FADH2 27=14ATPo 7NADH+7H+ 37=21ATPo 共961421131ATPo活化消耗了活化消耗了2 2個(gè)高能鍵，所以應(yīng)為個(gè)高能鍵，所以應(yīng)為131-2=129131-2=129ATPATP。五五 不飽和脂肪酸的氧化不飽和脂肪酸的氧化 a. 順式雙鍵順式雙鍵需異構(gòu)為需異構(gòu)為反式雙鍵反式雙鍵進(jìn)行催化進(jìn)行催化 b. 同等鏈長(zhǎng)的脂肪酸，產(chǎn)生同等鏈長(zhǎng)的脂肪酸，產(chǎn)生ATPATP數(shù)較少。數(shù)較少。（少產(chǎn)生

10、（少產(chǎn)生1 1FADHFADH2 2) ) c.多不飽和脂肪酸還需另外的酶參與。其余同 - -氧化。氧化。六、奇數(shù)碳脂肪酸的氧化n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(jìn)入TCA循環(huán)。 七、脂肪酸的七、脂肪酸的 - -氧化氧化n在在植物種子萌發(fā)植物種子萌發(fā)時(shí)，脂肪酸的時(shí)，脂肪酸的 - -碳被氧碳被氧化成羥基，生成化成羥基，生成 - -羥基酸。羥基酸。 - -羥基酸可羥基酸可進(jìn)一步脫羧、氧化轉(zhuǎn)變成進(jìn)一步脫羧、氧化轉(zhuǎn)變成少一個(gè)碳原子少一個(gè)碳原子的脂肪酸。的脂肪酸。n對(duì)降解支鏈脂肪酸，奇數(shù)脂肪酸有重要對(duì)降解支鏈脂肪酸，奇數(shù)脂肪酸有重要作用。作用。八、八

11、、 - -氧化：氧化：n1212C C以下脂肪酸的氧化形式。以下脂肪酸的氧化形式。甲基碳甲基碳原原子（子（ - -碳原子）可以先被氧化，形成二碳原子）可以先被氧化，形成二羧酸。二羧酸進(jìn)入線粒體內(nèi)后，可以從羧酸。二羧酸進(jìn)入線粒體內(nèi)后，可以從分子的任何一端進(jìn)行分子的任何一端進(jìn)行 - -氧化，最后生成氧化，最后生成的琥珀酰的琥珀酰CoACoA可直接進(jìn)入三羧酸循環(huán)?？芍苯舆M(jìn)入三羧酸循環(huán)。第三節(jié)第三節(jié) 酮體的代謝酮體的代謝n當(dāng)脂肪酸降解過量時(shí)，細(xì)胞內(nèi)缺少足夠的草酰當(dāng)脂肪酸降解過量時(shí)，細(xì)胞內(nèi)缺少足夠的草酰乙酸將所有的乙酰乙酸將所有的乙酰CoACoA帶入帶入TCATCA循環(huán)，乙酰循環(huán)，乙酰CoACoA還有還

12、有另另一條代謝途徑進(jìn)入肝臟，合成酮體。一條代謝途徑進(jìn)入肝臟，合成酮體。n乙酰乙酰CoACoA可形成可形成 乙酰乙酸乙酰乙酸( (3030) ) - -羥丁酸羥丁酸( (7070) ) 丙酮丙酮( (acetoneacetone，微量，微量) )。這這三種物質(zhì)統(tǒng)稱酮體三種物質(zhì)統(tǒng)稱酮體。主要在。主要在肝臟線粒體肝臟線粒體中進(jìn)行。中進(jìn)行。一、肝臟中酮體的形一、肝臟中酮體的形成成酮體的生成途徑總結(jié) CoA 乙酰CoA 2 2乙酰乙酰CoACoA 乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA HMGCoAHMGCoA C2 C4 C6 加氫 -羥丁酸(C4) 乙酰乙酸 乙酰CoA C4 CO2 丙酮(C3)二、酮體的氧

13、化n肝臟中缺少分解酮體的酶。酮體是水溶性物質(zhì)，在肝臟生成后迅速透過肝線粒體膜和細(xì)胞膜進(jìn)入血液，轉(zhuǎn)運(yùn)至肝外組織利用（腦、骨胳肌）（腦、骨胳?。分解：轉(zhuǎn)化成乙酰CoA，進(jìn)入TCA循環(huán)徹底氧化。肝內(nèi)生酮肝外用肝內(nèi)生酮肝外用三、酮體生成的意義（1）正常：）正常： 酮體是肝臟酮體是肝臟正常正常的中間代謝產(chǎn)物，是肝臟輸出能的中間代謝產(chǎn)物，是肝臟輸出能源的一種形式。長(zhǎng)期饑餓及糖供給不足時(shí)，酮體源的一種形式。長(zhǎng)期饑餓及糖供給不足時(shí)，酮體可代替葡萄糖成為主要能源。為肝外組織特別是可代替葡萄糖成為主要能源。為肝外組織特別是腦組織，腦組織，提供有用的能源。提供有用的能源。（2）異常：饑餓、高脂低糖飲食、糖尿病會(huì)

14、使酮）異常：饑餓、高脂低糖飲食、糖尿病會(huì)使酮體代謝加強(qiáng)，造成體代謝加強(qiáng)，造成 酮癥酸中毒酮癥酸中毒 酮血癥酮血癥 酮尿癥酮尿癥酮體記憶口訣酮體記憶口訣n酮體一家兄弟三，丙酮和乙酰乙酸，酮體一家兄弟三，丙酮和乙酰乙酸，再加再加-羥丁酸，生成部位是在肝，羥丁酸，生成部位是在肝，肝臟生酮肝不用，體小易溶往外送，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。容易攝入組織中，氧化分解把能功。 第四節(jié)第四節(jié) 脂肪酸的合成脂肪酸的合成n原料：原料：乙酰CoA 1mol乙酰乙酰CoA ：直接參與脂肪酸的合成：直接參與脂肪酸的合成 其余乙酰其余乙酰CoA: 羧化成丙二酸單酰羧化成丙二酸單酰Co

15、An酶：酶：脂肪酸合酶系脂肪酸合酶系n特點(diǎn)：特點(diǎn)：細(xì)胞液細(xì)胞液中進(jìn)行，消耗中進(jìn)行，消耗ATP和和NADPH， 重復(fù)重復(fù)4步進(jìn)行碳鏈延長(zhǎng)反應(yīng)，首先生成步進(jìn)行碳鏈延長(zhǎng)反應(yīng)，首先生成軟脂酸軟脂酸16:016:0，經(jīng)過加工生成各種脂肪酸。，經(jīng)過加工生成各種脂肪酸。n部位：肝臟和脂肪組織部位：肝臟和脂肪組織 乙酰CoA的來源和去路來源：糖代謝來源：糖代謝酸酸肪肪酸酸去路：酮體去路：酮體TCA，生成生成脂肪酸脂肪酸檸檬酸循環(huán)檸檬酸循環(huán)一、軟脂酸的合成一、軟脂酸的合成n1.1.乙酰乙酰CoACoA的轉(zhuǎn)移：的轉(zhuǎn)移：線粒體內(nèi) 細(xì)胞液。 穿越線粒體內(nèi)膜。 經(jīng)由三羧酸運(yùn)送體系檸檬酸丙酮酸循環(huán)。制備部分NADPH。線

16、粒體基質(zhì)線粒體基質(zhì)丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶脂肪酸脂肪酸 氧氧化化檸檬酸穿梭（三羧酸轉(zhuǎn)運(yùn)體系）檸檬酸穿梭（三羧酸轉(zhuǎn)運(yùn)體系）反應(yīng)中所需的反應(yīng)中所需的NADPH+HNADPH+H+ +約有約有40%40%來自戊糖磷酸途徑，來自戊糖磷酸途徑，其余的其余的60%60%可由可由EMPEMP中生成的中生成的NADH+HNADH+H+ +間接轉(zhuǎn)化提供間接轉(zhuǎn)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(yīng)：總反應(yīng)：NADH+HNADH+H+ +NADP+NADP+ + + +草酰乙酸草酰乙酸丙酮酸丙酮酸+ +COCO2 2+NADPH+

17、H+NADPH+H+ +NAD+NAD+ +還原力的準(zhǔn)備還原力的準(zhǔn)備 2.2.丙二酰丙二酰CoACoA的生成的生成關(guān)鍵酶：乙酰關(guān)鍵酶：乙酰CoA羧化酶（生物素）羧化酶（生物素） + -檸檬酸、異檸檬酸、檸檬酸、異檸檬酸、 長(zhǎng)鏈脂肪酸長(zhǎng)鏈脂肪酸 -酮戊二酸酮戊二酸3.3.脂肪酸合酶系脂肪酸合酶系n原料乙酰CoA和丙二酰CoA準(zhǔn)備好后，即在脂肪酸合酶系的催化下開始合成脂肪酸。n是一個(gè)由6種不同功能的酶與?；d體蛋白ACP聚合成的復(fù)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(zhuǎn)動(dòng)，依次發(fā)生脂肪酸合成的各步反應(yīng)。每一步反應(yīng)的產(chǎn)物正好是上一步反應(yīng)的底物，因此，效率極高。

18、（1）啟動(dòng)）啟動(dòng)（2）裝載）裝載（3）碳鏈延長(zhǎng)：重復(fù)）碳鏈延長(zhǎng)：重復(fù)4步反應(yīng)步反應(yīng)n丁酰ACP再與丙二酰ACP縮合，重復(fù)脫羧縮合加氫脫水再加氫四步，每一次使碳鏈延長(zhǎng)兩個(gè)碳，共7次重復(fù)，最終生成生成軟脂酰ACP。合成停止。n丁酰ACP丙二酰ACP 丁酰乙酰ACP 己酰ACP C4 C3 C6 C6n軟脂酰ACP經(jīng)硫酯酶催化成游離軟脂酸。合成軟脂酸的反應(yīng)式n每加一個(gè)二碳單位，需2(NADPH+H+), 1ATP。 14(NADPH+H+) 14NADP+n8乙酰CoA 軟脂酸8CoA 7ATP 7(ADP+Pi)脂肪酸合成和分解的比較n脂肪酸合成過程不是-氧化的逆過程，它們的細(xì)胞定位，轉(zhuǎn)移載體，酰

19、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(yīng)底物與產(chǎn)物均不相同。飽和脂肪酸的合成與飽和脂肪酸的合成與-氧化的比較氧化的比較區(qū)別要點(diǎn)區(qū)別要點(diǎn) 從頭合成從頭合成 細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行部位細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行部位 細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì) 線粒線粒 體體?；d體?；d體 ACP-SH COA-SH轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制 三羧酸轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制三羧酸轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制 肉堿載體系統(tǒng)肉堿載體系統(tǒng)二碳單位參與或斷裂形式二碳單位參與或斷裂形式 丙二酸單酰丙二酸單酰ACP 乙酰乙酰COA電子供體或受體電子供體或受體 NADPH+H+ FAD,NAD -羥?；虚g物的立體構(gòu)型不同羥?；虚g物的立體構(gòu)型不同 D型型 L型型對(duì)對(duì)HCO3-

20、和檸檬酸的需求和檸檬酸的需求 需要需要 不需要不需要 所需酶所需酶 7種種 4種種能量需求或放出能量需求或放出 消耗 7ATP及14NADPH+H+ 產(chǎn)生129ATP二、脂肪酸碳鏈的延長(zhǎng)和去飽和二、脂肪酸碳鏈的延長(zhǎng)和去飽和三、脂肪酸代謝的調(diào)節(jié)三、脂肪酸代謝的調(diào)節(jié) ATP （胞液） 重新合成脂肪n長(zhǎng)鏈脂肪酸長(zhǎng)鏈脂肪酸 脂酰脂酰CoACoA 降解（線粒體）脂酰CoA的轉(zhuǎn)運(yùn)：肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶催化催化。豐富燃料分子如丙二酰CoA 。脂肪酸合成的控制：脂肪酸合成的控制：限速酶：乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶。高能荷狀態(tài)刺激酶活。四、四、 三脂酰甘油的合成三脂酰甘油的合成n脂肪的來源有二：食物中脂

21、肪 糖的轉(zhuǎn)化。n前體：甘油3磷酸和脂酰CoA。n甘油3磷酸的合成： 磷酸二羥丙酮 甘油3磷酸 甘油n脂肪酸 CoA脂酰CoA甘油三脂的合成 1脂酰CoA 1脂酰CoA甘油3磷酸 單脂酰甘油磷酸 H2O Pi 1脂酰CoA二脂酰甘油磷酸 甘油二脂 甘油三酯第五節(jié) 磷脂的代謝磷脂是生物膜的主要成份。分解代謝為n 磷脂酶A1：n 磷脂酶A2 n 磷脂酶C n磷脂酶Dn產(chǎn)物的去路：甘油磷酸二羥丙酮EMP、TCA循環(huán)；脂肪酸 -氧化；氨基醇氨基酸或參加磷脂的再合成。 磷脂的生物合成nCTP是必需的活化因子。 1脂酰CoA 1脂酰CoA甘油3磷酸 單酰甘油磷酸 二酰甘油磷酸 (溶血磷脂酸溶血磷脂酸） (磷脂酸)nX-基團(tuán)的加入：需CTP