《生物化学》脂肪酸的分解代谢

脂肪酸的分解代谢5/9/20241《生物化学》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。

5/9/20242《生物化学》脂肪酸的分解代谢始于胃中（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(CH2)kCH3CO(CH2)nCH35/9/20243《生物化学》脂肪酸的分解代谢脊椎动物食物脂类的消化与吸收5/9/20244《生物化学》脂肪酸的分解代谢二、脂肪组织贮存的甘油三酯的动员5/9/20245《生物化学》脂肪酸的分解代谢第二节、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5/9/20246《生物化学》脂肪酸的分解代谢脂肪的酶促水解5/9/20247《生物化学》脂肪酸的分解代谢（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5/9/20248《生物化学》脂肪酸的分解代谢三、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-CoAsynthase)存在于内质网及线粒体外膜上，需ATP和Mg2+，形成一个高能硫酯键消耗2个高能磷酸键。

+CoA-SHATPAMPPPi5/9/20249《生物化学》脂肪酸的分解代谢2.脂酰CoA进入线粒体

脂酰CoA进入线粒体基质示意图5/9/202410《生物化学》脂肪酸的分解代谢脂酰CoA进入线粒体过程

OR-C-S～CoA

OR-C-OHATPCoASHAMP+PPiβ-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)3CH2HO-CH2COO-肉碱CoASH脂酰肉碱转移酶I

OR-C

N+(CH3)3CH2-O-CH2COO-脂酰肉碱5/9/202411《生物化学》脂肪酸的分解代谢脂肪酸的β-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β位碳原子首先氧化，故称为β-氧化。苯乙酸苯甲酸5/9/202412《生物化学》脂肪酸的分解代谢脱氢加水再脱氢硫解

脂酰CoA脱氢酶L(+)-β羟脂酰CoA脱氢酶NAD+NADH+H+⊿2--烯脂酰CoA水化酶（水合酶）H2OFADFADH2β酮脂酰CoA硫解酶CoA-SH反⊿2-烯酰CoA脂酰CoAL(+)-β-羟脂酰CoAβ酮脂酰CoA脂酰CoA+乙酰CoAH2O5/9/202413《生物化学》脂肪酸的分解代谢1）脱氢：脂酰-SCoA脱氢酶催化，在C2-C3间生成双键——Δ2-反-烯脂酰-SCoA5/9/202414《生物化学》脂肪酸的分解代谢Δ2-反-烯脂酰-SCoA在其水合酶作用下生成L(+)-

β-羟脂酰-SCoA2）加水：5/9/202415《生物化学》脂肪酸的分解代谢3）再脱氢：β-羟脂酰-SCoA脱氢酶催化生成β-酮脂酰-SCoA，辅酶为NAD+。5/9/202416《生物化学》脂肪酸的分解代谢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

5/9/202417《生物化学》脂肪酸的分解代谢

氧化的生化历程

乙酰CoAFADFADH2

NAD+NADHRCH2CH2CO-SCoA脂酰CoA脱氢酶脂酰CoA

β-烯脂酰CoA水化酶

β-羟脂酰CoA脱氢酶

β-酮酯酰CoA硫解酶RCHOHCH2CO~ScoARCOCH2CO-SCoARCH=CH-CO-SCoA+CH3CO~SCoAR-CO~ScoAH2O

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CoA5/9/202418《生物化学》脂肪酸的分解代谢β-氧化过程中能量的释放及转换效率净生成：108–2=106ATP7次β-氧化8乙酰CoA例：软脂酸CH3(CH2)14COOH7

NADH7FADH210ATP

2.5ATP1.5ATP80ATP17.5ATP10.5ATP108ATP能量转换率=-30.54KJ106-9730KJ100%=335/9/202419《生物化学》脂肪酸的分解代谢油酰CoA（

918：1）

CH3(CH2)7CH=CH-CH2(CH2)6CO-CoA

OHCH3(CH2)7CH2-C-CH2-CO-CoA

HCH3(CH2)7CH2-

C=C-CH2-CO-CoAHH

2-反-十二碳烯酰CoAβ-氧化,三次循环再开始β-氧化烯酯酰CoA异构酶烯酯酰CoA水化酶CH3(CH2)7-C=C-CH2-

CO-CoA

3-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5/9/202420《生物化学》脂肪酸的分解代谢5.多不饱和脂肪酸的氧化

亚油酸5/9/202421《生物化学》脂肪酸的分解代谢脂酰-CoA脱氢酶2，4烯酰-CoA还原酶trans-

35/9/202422《生物化学》脂肪酸的分解代谢烯酰-CoA异构酶5/9/202423《生物化学》脂肪酸的分解代谢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β-氧化途径，产生7个乙酰-CoA和1个丙酰-CoA。

琥珀酰CoA5/9/202424《生物化学》脂肪酸的分解代谢丙酰-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CoB125/9/202425《生物化学》脂肪酸的分解代谢7.脂肪酸的α-氧化作用

脂肪酸氧化作用发生在α-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α-氧化作用。RCOOHCO2RCOCOOHNAD+NADH+H+NAD+NADH+H+RCH2COOHRCH(OH)COOH羟化

植烷酸（C-3位有一甲基取代）经α-氧化，脱掉α-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。5/9/202426《生物化学》脂肪酸的分解代谢Branched-chainfattyacidsareoxidizedbyα-oxidation,asshownforphytanicacid(植烷酸).Theproductofthephytanicacidoxidase,pristanicacid(降植烷酸),isasuitablesubstratefornormalβ-oxidation.Isobutyryl-CoAandpropionyl-CoAcanbothbeconvertedtosuccinyl-CoA,whichcanentertheTCAcycle.5/9/202427《生物化学》脂肪酸的分解代谢8.脂肪酸的ω氧化作用

脂肪酸的ω-氧化指:脂肪酸的末端甲基（ω-端）经氧化转变成羟基，继而再氧化成羧基，从而形成α，ω-二羧酸的过程。CH3(CH2)nCOO-HOCH2(CH2)nCOO-O2NAPD+NADPH+H+混合功能氧化酶OHC(CH2)nCOO-NAD(P)+NAD(P)H+H+醇酸脱氢酶-OOC(CH2)nCOO-NAD(P)+NAD(P)H+H+醛酸脱氢酶5/9/202428《生物化学》脂肪酸的分解代谢乙酰CoA的代谢去路三羧酸循环乙酰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5/9/202429《生物化学》脂肪酸的分解代谢酮体：脂肪酸β-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、β-羟丁酸、丙酮，这三种物质统称为酮体。5/9/202430《生物化学》脂肪酸的分解代谢酮体的生成（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5/9/202431《生物化学》脂肪酸的分解代谢酮体的分解（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TCACycle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。5/9/202432《生物化学》脂肪酸的分解代谢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5/9/202433《生物化学》脂肪酸的分解代谢激素对脂代谢的调节甘油三脂脂肪动员激素（