《生物化学》脂肪酸的分解代谢课件

1、脂肪酸的分解代谢脂肪酸的生理功能：磷脂、糖脂的成分生物膜与糖蛋白结合引到糖蛋白到膜靶位置燃料分子储能及氧化供能，量大、产能多合成一些生物活性物质，如类固醇激素、肾上腺皮质激素。代谢中间物如甘油二酯、磷酸肌醇等可作为信号分子参与细胞代谢的调节过程。 始于胃中（胃脂肪酶） 主要在小肠中（胰脂肪酶）第一节、脂类的消化吸收和运转一、脂类的消化和吸收胰脂肪酶OCO(CH2)mCH3OCO(CH2)kCH3HH+脂肪酸CH2CHCH2OOHOHCO(CH2 )nCH32-单酰甘油CH2CHCH2OOOCO(CH2 )mCH3CO(CH 2 )kCH3CO(CH2 )nCH3脊椎动物食物脂类的消化与吸收二、

2、脂肪组织贮存的甘油三酯的动员第二节、甘油三酯和脂肪酸的分解代谢三种脂肪酶： 脂肪酶 二酯酰甘油脂肪酶 一脂酰甘油脂肪酶一、甘油三酯的水解脂肪的酶促水解（实线为甘油的分解，虚线为甘油的合成)甘油激酶磷酸甘油脱氢酶异构酶磷酸酶二、甘油的命运三、脂 肪 酸 的 分 解 代 谢脂肪酸的活化 脂酰 CoA 的生成（胞液）脂酰CoA合酶 脂酰CoA合酶(acyl-CoA synthase)存在于内质网及线粒体外膜上，需ATP和Mg 2+，形成一个高能硫酯键消耗2个高能磷酸键。 + CoA-SH ATP AMP PPi 2.脂酰CoA进入线粒体脂酰CoA进入线粒体基质示意图脂酰CoA进入线粒体过程 OR-C

3、-SCoA OR-C-OHATPCoASHAMP+PPi-氧化线粒体内膜内侧外侧载体脂酰肉碱CoASH肉碱 OR-C-S CoA脂酰肉碱转移酶II N+(CH3)3 CH2HO-CH2 COO-肉碱CoASH脂酰肉碱转移酶I OR-C N+(CH3)3 CH2-O-CH2 COO-脂酰肉碱脂肪酸的-氧化 (线粒体内) 1904年Franz.Knoop实验证明：脂肪酸的氧化在肝脏中逐步进行，每次从羧基端断下一个二碳物（C2），即位碳原子首先氧化，故称为-氧化。苯乙酸苯甲酸脱氢 加水 再脱氢 硫解 脂酰CoA 脱氢酶L(+)-羟脂酰CoA脱氢酶 NAD+NADH+H+2-烯脂酰CoA 水化酶（水合

4、酶）H2O FADFADH2酮脂酰CoA硫解酶CoA-SH 反2-烯酰CoA脂酰CoA L(+)-羟脂酰CoA酮脂酰CoA脂酰CoA+乙酰CoAH2O1）脱氢： 脂酰-SCoA脱氢酶催化，在 C2 - C3 间生成双键 2-反-烯 脂酰-SCoA 2 -反-烯脂酰-SCoA在其水合酶作用下生成L(+)- -羟脂酰-SCoA2） 加水：3） 再脱氢： -羟脂酰-SCoA脱氢酶催化生成-酮脂酰-SCoA，辅酶为NAD+。4）硫解： 在硫解酶作用下， 形成乙酰-SCoA和比原脂酰-SCoA少2个C的脂酰-SCoA 氧化的生化历程 乙酰CoAFAD FADH2 NAD +NADHRCH2CH2CO-S

5、CoA脂酰CoA 脱氢酶脂酰CoA -烯脂酰CoA 水化酶 -羟脂酰CoA 脱氢酶 -酮酯酰CoA 硫解酶RCHOHCH2COScoARCOCH2CO-SCoA RCH=CH-CO-SCoA +CH3COSCoAR-COScoAH2O CoASHTCA 乙酰CoA 乙酰CoA 乙酰CoAATPATP+H20呼吸链ATP+H20呼吸链 乙酰CoA 乙酰CoA 乙酰CoA 乙酰CoA-氧化过程中能量的释放及转换效率净生成：108 2 = 106 ATP7次-氧化8 乙酰CoA例：软脂酸CH3(CH2)14COOH7 NADH7 FADH210 ATP 2.5 ATP 1.5 ATP 80 ATP1

6、7.5 ATP10.5 ATP108 ATP能量转换率 =-30.54KJ 106-9730KJ100% =33油酰CoA（ 9 18：1） CH3(CH2)7CH=CH-CH2(CH2)6CO-CoA OHCH3(CH2)7CH2-C-CH2-CO-CoA HCH3(CH2)7CH2 - C = C-CH2-CO-CoAHH2-反- 十二碳烯酰CoA -氧化,三次循环再开始-氧化烯酯酰CoA异构酶烯酯酰CoA水化酶CH3(CH2)7-C=C-CH2 - CO-CoA3-顺- 十二碳烯酯酰CoA HH6CH3-CO-CoA结果：少产生一分子FADH2 4. 不饱和脂肪酸的氧化5. 多不饱和脂肪

7、酸的氧化亚油酸脂酰-CoA脱氢酶2，4 烯酰-CoA还原酶trans-3烯酰-CoA异构酶6. 奇数碳原子脂肪酸的氧化 大多数哺乳动物组织中奇数碳原子的脂肪酸是罕见的，但在反刍动物会发生。具有17个碳的直链脂肪酸可经正常的-氧化途径，产生7个乙酰-CoA和1个丙酰-CoA。 琥珀酰CoA丙酰-CoA的代谢甲基丙二酰CoA琥珀酰CoA三羧酸循环羧化酶ATP、CO2 生物素变位酶CoB127.脂肪酸的-氧化作用 脂肪酸氧化作用发生在-碳原子上，分解出CO2，生成比原来少一个碳原子的脂肪酸，这种氧化作用称为-氧化作用。RCOOHCO2RCOCOOHNAD +NADH +H+NAD +NADH +H+

8、RCH2COOHRCH(OH)COOH羟化 植烷酸（C-3位有一甲基取代）经-氧化，脱掉- C转变成降脂烷酸后可进行beta-氧化，否则将导致外周神经炎型运动失调及视网膜炎症等。Branched-chain fatty acids are oxidized by -oxidation, as shown for phytanic acid(植烷酸). The product of the phytanic acid oxidase, pristanic acid (降植烷酸), is a suitable substrate for normal -oxidation. Isobutyryl-

9、CoA and propionyl-CoA can both be converted to succinyl- CoA, which can enter the TCA cycle.8.脂肪酸的氧化作用 脂肪酸的-氧化指:脂肪酸的末端甲基（-端）经氧化转变成羟基，继而再氧化成羧基，从而形成，-二羧酸的过程。CH3(CH2)n COO-HOCH2(CH2)n COO-O2NAPD +NADPH+H+混合功能氧化酶OHC(CH2)n COO-NAD(P) +NAD(P)H+H+醇酸脱氢酶-OOC(CH2)n COO-NAD(P) +NAD(P)H+H+醛酸脱氢酶乙酰CoA的代谢去路三羧酸循环乙酰

10、 CoA酮体类固醇合成最主要取决于草酰乙酸浓度第三节 酮体氧化脂肪酸酮体：脂肪酸-氧化产物乙酰CoA,可进入三羧酸循环氧化供能，然而在肝细胞中还有另一条去路。乙酰CoA可在肝细胞形成乙酰乙酸、-羟丁酸、丙酮，这三种物质统称为酮体。酮体的生成（在肝脏线粒体基质）NADH+H+CH3CHOHCH2COOH-羟丁酸羟丁酸脱氢酶NAD+丙酮CO2CH3COCOOH脱羧酶硫解酶2分子 CH3COSCoACH3COCH2COSCoA乙酰乙酰CoACoASHHMGCoA裂解酶CH3COCH2COOH乙酰乙酸乙酰CoAHMGCoA合成酶CH3COSCoA+H2OCoASHHOOCCH2-C-CH2COSCoA

11、羟甲基戊二酰CoA（HMGCoA） |CH3OH |在饥饿或糖尿病时，草酰乙酸用于糖异生，乙酰CoA累积，生成酮体酮体的分解（在肝外组织）硫解酶CoASH乙酰CoA2-氧化乙酰乙酸脱氢酶NADH+H+NAD+-羟丁酸乙酰乙酰CoA转移酶琥珀酰CoA琥珀酸TCA Cycle酮体在肝脏合成。丙酮很少吸收。乙酰乙酸、-羟丁酸经血液到肝外，如：骨、心肌、肾皮质、脑，通过TCA循环氧化提供能量。第四节 脂肪酸代谢的调节1. 脂肪酸进入线粒体的调节 主要控制点：脂酰肉碱转移酶受丙二酰CoA 的抑制。2. 心脏中脂肪酸氧化的调节 高浓度乙酰CoA和 NADH 抑制硫解酶， NADH/NAD+抑制3-羟脂酰-CoA脱氢酶。3. 激素对脂肪酸代谢的调节 激素对脂代谢的调节甘油三脂脂肪动员激素（肾