生物化學(xué)第28章

第28章脂肪酸的分解代謝(Fattyacidcatabolism)一、脂質(zhì)的消化、吸收和傳送二、脂肪酸的氧化三、不飽和脂肪酸的氧化四、酮體五、磷脂的代謝六、鞘脂類的代謝七、甾醇的代謝八、脂肪酸代謝的調(diào)節(jié)一、脂質(zhì)

三脂酰甘油在人類的飲食脂肪中，以及作為代謝能量的主要貯存形式中約占90%。脂肪可完全氧化成CO2和H2O，由于脂肪分子中絕大部分碳原子和葡萄糖相比，都處于較低的氧化狀態(tài)，因此脂肪氧化代謝產(chǎn)生的能量按同等重量計算比糖類和蛋白質(zhì)要高出2倍以上。三脂酰甘油的結(jié)構(gòu)1－軟脂酰－2,3－二油酰甘油

當(dāng)3個脂肪酸都是同一種脂肪酸時，稱為簡單三脂酰甘油，當(dāng)3個脂肪酸至少有一個不同時，稱為混合三脂酰甘油。

各種脂肪酸的名稱和結(jié)構(gòu)見上冊P83表2-2。三脂酰甘油（三酰甘油）（甘油三酯）某些天然存在的脂肪酸通俗名系統(tǒng)名簡寫符號熔點月桂酸n-十二酸12:044.2軟脂酸n-十六酸16:063.1花生酸n-二十酸20:076.5棕櫚油酸十六碳-9-烯酸（順）16:1Δ9C-0.5~0.5鱈油酸二十碳-9-烯酸（順）20:1Δ9C23~23.5亞油酸十八碳-9,12-二烯酸（順，順）18:2Δ9C,12C-5α-亞麻酸十八碳-9,12,15-三烯酸（全順）18:3Δ9C,12C,15C-11花生四烯酸二十碳-5,8,11,14-四烯酸（全順）20:4Δ5C,8C,11C,14C-49EPA二十碳-5,8,11,14,17-五烯酸（全順）-54~-53DHA二十二碳-4,7,10,13,16,19-六烯酸（全順）-45.5~-44.1食物成分含有的能量成分ΔH（kJ/g干重）糖類16脂肪37蛋白質(zhì)17二、脂肪酸的氧化脂肪酸的活化

脂肪酸分解發(fā)生于原核生物的細胞溶膠及真核生物的線粒體基質(zhì)中。脂肪酸在進入線粒體前，必須先與CoA形成脂酰CoA，這個反應(yīng)是由脂酰CoA合成酶（acyl-CoAsynthetase）催化的。RCOOH+ATP+HS-CoA——→RCOS-CoA+AMP+PPi

無機焦磷酸酶↓

2Pi

脂酰CoA的合成歷程脂肪酸進入線粒體

短鏈或中等長度鏈（10個碳原子以下）的脂酰CoA通過滲透可以容易地通過線粒體內(nèi)膜，但是更長鏈的脂酰CoA需要通過特殊機制才能進入線粒體。這個過程需要經(jīng)過3種不同的酶的作用。

肉堿酰基轉(zhuǎn)移酶Ⅰ

肉堿：脂酰肉堿移位酶肉堿?；D(zhuǎn)移酶Ⅱ

脂肪酸與肉堿結(jié)合進入線粒體基質(zhì)脂肪酸的β氧化途徑脂肪酸β氧化的總反應(yīng)式軟脂酰－CoA+7FAD+7CoA+7NAD++7H2O→8乙酰－CoA+7FADH2+7NADH+7H+

以16碳的軟脂酸為例線粒體中脂肪酸徹底氧化的三大步驟2H++1/2H2OH2O步驟3ADPATP脂酰CoA脫氫酶

脂酰CoA脫氫酶存在于線粒體的基質(zhì)中，共有3種，分別催化短鏈、中鏈、長鏈脂酰CoA的脫氫反應(yīng)。脫氫反應(yīng)的產(chǎn)物FADH2的一對電子先傳遞給電子傳遞黃素蛋白（ETF），再經(jīng)ETF：泛醌氧化還原酶的催化將電子傳遞給泛醌，進入呼吸電子傳遞鏈。

脂酰CoA氧化產(chǎn)生的FADH2的電子傳遞脂肪酸氧化的能量總決算以軟脂酸為例

一分子軟脂酸經(jīng)過β氧化產(chǎn)生

8個乙酰CoA，7個NADH，7個FADH2每個乙酰CoA經(jīng)過檸檬酸循環(huán)產(chǎn)生

3個NADH，1個FADH2，1個GTP（ATP）合計

NADH3×8+7=31個

FADH21×8+7=15個

GTP1×8=8個共產(chǎn)生ATP

31×2.5+15×1.5+8=77.5+22.5+8=108個脂肪酸氧化的能量總決算

以軟脂酸為例

這108個ATP減去軟脂酸活化時消耗的兩個高能鍵，實際產(chǎn)生106個ATP。

106個ATP貯能為106×30.54=3237kJ軟脂酸徹底氧化釋放的自由能為9790kJ，故能量轉(zhuǎn)化率為

3237÷9790×100%=33%。

脂肪酸的α氧化

植烷酸存在于反芻動物的脂肪以及某些食品中，是人膳食中的一個重要組成成分。由于植烷酸C3位上有一個甲基，不能通過正常的β氧化降解，而是利用線粒體中另一個酶脂肪酸α－羥化酶催化α氧化脫羧反應(yīng)，生成少一個碳原子的降植烷酸，然后就可以按正常的β氧化的方式降解了，其降解產(chǎn)物為3個丙酰CoA，3個乙酰CoA,最后一個降解產(chǎn)物為異丁酰CoA。

脂肪酸的α氧化植醇植烷酸脂肪酸的α氧化降植烷酸脂肪酸的ω氧化

在鼠肝微粒體中觀察到一種較少見的脂肪酸氧化途徑，這個途徑使中長鏈和長鏈脂肪酸通過末端甲基的氧化，生成二羧酸，兩端的羧基都可以與CoA結(jié)合，從兩端進行β氧化。

催化ω氧化的酶是依賴細胞色素P450的單加氧酶，反應(yīng)還需要NADPH和O2參與。脂肪酸的ω氧化四、酮體乙酰CoA的代謝結(jié)局

在肝臟線粒體中脂肪酸降解生成的乙酰CoA可以有幾種去向。最主要的是進入檸檬酸循環(huán)徹底氧化；第二是作為類固醇的前體，合成膽固醇；第三是作為脂肪酸合成的前體，合成脂肪酸；第四是轉(zhuǎn)化為乙酰乙酸、D－β－羥丁酸和丙酮，這3種物質(zhì)稱為酮體（ketonebodis）。

肝臟中酮體的形成

在肝臟線粒體中，決定乙酰CoA去向的是草酰乙酸，它帶動乙酰CoA進入檸檬酸循環(huán)。但在饑餓或糖尿病情況下，草酰乙酸參與糖異生，乙酰CoA難以進入檸檬酸循環(huán)，這有利于乙酰CoA進入酮體合成途徑。在動物體內(nèi)，乙酰CoA不能轉(zhuǎn)變成葡萄糖，在植物中可以。

酮體的合成Ⅰ酮體的合成Ⅱ酮體的合成Ⅲ酮病的產(chǎn)生

嚴重饑餓或未經(jīng)治療的糖尿病人體內(nèi)可產(chǎn)生大量的乙酰乙酸，其原因是饑餓狀態(tài)和胰島素水平過低都會耗盡體內(nèi)的糖的貯存，肝外組織不能從血液中獲取充分的葡萄糖，為了獲取能量，肝中的葡糖異生作用就會加速，肝和肌肉中的脂肪酸氧化也同樣加速，同時動員蛋白質(zhì)的分解。脂肪酸氧化加速產(chǎn)生出大量的乙酰