脂肪在體內(nèi)的消化吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)

1、第一頁，共99頁幻燈片脂類的種類脂類的種類第二頁，共99頁幻燈片CHCH2 2O OC CR R1 1O OCHCH2 2CHCHO OC CR R2 2O OO OC CR R3 3O O第三頁，共99頁幻燈片2,3-2,3-雙酰基雙?；?1-1- - -D-D-葡萄糖葡萄糖- -D-D-甘油甘油6-6-亞硫酸亞硫酸-6-6-脫氧脫氧- - - -葡萄糖甘油二酯葡萄糖甘油二酯( (硫酯硫酯) )2,3-2,3-雙?；p?；?1-(-1-( - -D-D-半乳糖基半乳糖基-1-1，6- 6- - -D-D-半乳糖基）半乳糖基）- -D-D-甘油甘油第四頁，共99頁幻燈片一、脂類的消化和吸收1、

2、脂類的消化 脂肪的消化和吸收主要在小腸中進(jìn)行。另外，肝臟還產(chǎn)生磷脂酰膽堿，它的親水和疏水基分居于分子的兩端，也有助于脂肪的消化。 胃產(chǎn)生胃脂肪酶，它在胃的低pH環(huán)境中是穩(wěn)定，有活性的。脂肪的消化實(shí)際開始于胃中的胃脂肪酶，徹底的消化是在小腸中的胰脂肪酶完成。胰脂肪酶消化三脂酰甘油，使它轉(zhuǎn)化為2-單酰甘油和脂肪酸。輔脂肪酶是一個小的蛋白質(zhì)，相對分子質(zhì)量為12 000，它產(chǎn)生于胰臟，是胰脂肪酶活性所必需的。還含有酯酶，它作用于單酰甘油，酯酶，它作用于單酰甘油，膽固醇酯和膽固醇酯和VA的酯的酯。另外，胰臟還分泌磷脂酶，它催化磷脂的2-酰基的水解。 胰脂肪酶對三酰甘油催化的作用位點(diǎn)在1-和3-位，隨之形

3、成1,2-二酰甘油和2-單酰甘油，與此同時得到脂肪酸的Na+和K+鹽。輔脂肪酶與脂肪酶形成1:1的復(fù)合物，可以抑制脂肪酶在界面的變性，并把它固定到脂質(zhì)-水界面上。脂質(zhì)中的磷脂可被磷脂酶A2催化降解，水解發(fā)生在C(2)處，產(chǎn)生脂肪酸和相應(yīng)的溶血磷脂。第五頁，共99頁幻燈片2、脂類的吸收脂肪經(jīng)消化后的產(chǎn)物脂肪酸和2-單酰甘油由小腸上皮粘膜細(xì)胞吸收后又經(jīng)粘膜細(xì)胞轉(zhuǎn)化為三脂酰甘油，后者和蛋白質(zhì)一起包裝成乳糜微粒（血塵），釋放到血液，又通過淋巴系統(tǒng)運(yùn)送到各種組織 在脂肪組織和骨骼肌毛細(xì)血管中在脂蛋白脂肪酶的作用下，乳糜微粒的組分三脂酰甘油被水解為游離脂肪酸和甘油。產(chǎn)生的游離脂肪酸被這些組織吸收，同時甘油

4、被運(yùn)送到肝和腎臟，在這里經(jīng)甘油激酶和甘油-3-磷酸脫氫酶作用，轉(zhuǎn)化為糖酵解的中間產(chǎn)物二羥基丙酮磷酸當(dāng)三酰甘油被逐漸水解后，乳糜顆粒收縮成富含膽固醇的乳糜顆粒殘留物，該殘留物脫離毛細(xì)血管重新進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)被肝臟吸收儲存在脂肪組織內(nèi)的三脂酰甘油的轉(zhuǎn)移包含有以下內(nèi)容：在激素敏感的三脂酰甘油脂肪酶的作用下，被水解為甘油和游離脂肪酸被釋放的游離脂肪酸進(jìn)入血液，并與清蛋白結(jié)合第六頁，共99頁幻燈片二、脂類的轉(zhuǎn)運(yùn)和脂蛋白的作用乳麋微粒（CM）極低密度脂蛋白VLDL低密度脂蛋白LDL高密度脂蛋白HDL脂蛋白的種類第七頁，共99頁幻燈片一、一、脂肪動員及脂肪動員及脂肪的降解脂肪的降解 貯存于脂肪細(xì)胞中的甘油三酯在

5、激素敏感脂肪酶（hormone sensitive tri-glyceride lipase, HSL）的催化下水解并釋放出脂肪酸，供給全身各組織細(xì)胞攝取利用的過程稱為脂肪動員。 激素敏感脂肪酶（HSL）是脂肪動員的關(guān)鍵酶。主要受共價修飾調(diào)節(jié)。 第八頁，共99頁幻燈片甘油三脂甘油三脂脂肪動員激素脂肪動員激素（腎上腺素、生長激素等）（腎上腺素、生長激素等）受體受體修飾受體修飾受體腺苷酸環(huán)化酶腺苷酸環(huán)化酶（無活性）（無活性）腺苷酸環(huán)化酶腺苷酸環(huán)化酶 （有活性）（有活性）ATP ATP cAMPcAMP蛋白質(zhì)激酶蛋白質(zhì)激酶（無活性）（無活性）蛋白質(zhì)激酶蛋白質(zhì)激酶（有活性）（有活性）激素敏感性脂酶激素

6、敏感性脂酶（無活性）（無活性）激素敏感性脂酶激素敏感性脂酶 （有活性）（有活性）脂肪酸脂肪酸+ +甘油甘油（第一信使）（第一信使）（第二信使）（第二信使）第九頁，共99頁幻燈片脂肪動員的基本過程 脂肪動員的結(jié)果是生成三分子的自由脂肪酸（free fatty acid,FFA）和一分子的甘油。甘油可在血液循環(huán)中自由轉(zhuǎn)運(yùn)，而脂肪酸進(jìn)入血液循環(huán)后須與清蛋白結(jié)合成為復(fù)合體再轉(zhuǎn)運(yùn)。 脂肪動員生成的甘油主要轉(zhuǎn)運(yùn)至肝臟再磷酸化為3-磷酸甘油后進(jìn)行代謝。 第十頁，共99頁幻燈片（實(shí)線為甘油的分解，虛線為甘油的合成（實(shí)線為甘油的分解，虛線為甘油的合成) )甘油激酶甘油激酶磷酸甘油脫磷酸甘油脫氫酶氫酶異構(gòu)酶異構(gòu)酶

7、磷酸酶磷酸酶脂肪動員的結(jié)果是生成三分子的自由脂肪酸（free fattyacid, FFA）和一分子的甘油。甘油可在血液循環(huán)中自由轉(zhuǎn)運(yùn)，而脂肪酸進(jìn)入血液循環(huán)后須與清蛋白結(jié)合成為復(fù)合體再轉(zhuǎn)運(yùn)。 脂肪動員生成的甘油主要轉(zhuǎn)運(yùn)至肝臟再磷酸化為3-磷酸甘油后進(jìn)行代謝。磷酸二磷酸二羥丙酮是聯(lián)系甘油代謝和糖代謝的關(guān)鍵物質(zhì)。羥丙酮是聯(lián)系甘油代謝和糖代謝的關(guān)鍵物質(zhì)。第十一頁，共99頁幻燈片-氧化作用氧化作用-氧化作用氧化作用-氧化作用氧化作用2 2、不飽和脂肪酸的氧化、不飽和脂肪酸的氧化3 3、奇數(shù)碳鏈奇數(shù)碳鏈脂肪酸的氧化脂肪酸的氧化CHCH3 3-(CH-(CH2 2) )n n - - CHCH2 2 -

8、- CHCH2 2 -COOH-COOH 1 1、飽和脂肪酸的氧化分解途徑、飽和脂肪酸的氧化分解途徑第十二頁，共99頁幻燈片l-氧化概念氧化概念 ： 在一系列酶的作用下在一系列酶的作用下, ,脂肪酸的脂肪酸的,碳原子上碳原子上脫氫氧化并斷裂脫氫氧化并斷裂, ,生成一分子乙酰生成一分子乙酰CoACoA和少二個碳原子和少二個碳原子的脂酰的脂酰CoA的過程的過程,通過上述氧化方式不斷進(jìn)行通過上述氧化方式不斷進(jìn)行,脂肪酸脂肪酸最后被完全氧化生成乙酰最后被完全氧化生成乙酰CoACoA。第十三頁，共99頁幻燈片試驗(yàn)證據(jù)試驗(yàn)證據(jù) 1904年年F.Knoop根據(jù)根據(jù)用苯環(huán)標(biāo)記脂肪酸飼喂狗的實(shí)驗(yàn)用苯環(huán)標(biāo)記脂肪酸

9、飼喂狗的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，推導(dǎo)出了-氧化學(xué)說。第十四頁，共99頁幻燈片l1.1.脂肪酸的活化（細(xì)胞質(zhì)中脂肪酸的活化（細(xì)胞質(zhì)中）l 脂酰脂酰CoA合成酶合成酶RCH2CH2COOH + HSCoA = RCH2CH2COSCoA ATP AMP+PPi第十五頁，共99頁幻燈片 脂酰-CoA合成酶實(shí)際是一個家族，至少有三種：其一激活乙酸和丙酸生成相應(yīng)的乙酰-CoA和丙酰-CoA；其二C4-C1 1；其三C1 0-C2 0，這些酶或與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmic reticulum, SER)，或與線粒體外膜相聯(lián)（前兩種酶存在于線粒體外膜中，第三種合成酶則與微粒體聯(lián)系在一起） 同位素示蹤研究表明，此反應(yīng)經(jīng)

10、過一個脂酰腺苷酸混合酐的中間體，它被CoA的巰基進(jìn)攻，形成了硫酯的產(chǎn)物正是由于18O標(biāo)記了兩個產(chǎn)物脂酰-CoA和AMP，證明了這個中間體的存在 脂酰-CoA是高能化合物，水解成脂肪酸和CoA時，放出大量的熱（Go-31kJ/mol）；若把脂肪酸直接和CoA相聯(lián)，需吸收熱量，但當(dāng)把脂酰-CoA的形成與ATP的水解相偶聯(lián)，則脂酰-CoA的形成便成為釋放能量的過程ATP的分解分兩步以軟脂酸為例，第一步，ATP提供腺苷一磷酸，從而形成軟脂酰腺苷酸，并釋放出PPi，它立即被無機(jī)焦磷酸酶水解，第二步，活化了的脂?；崔D(zhuǎn)移到CoA上，形成脂酰-CoA 以上全部反應(yīng)，其一是ATP的放能，釋放出AMP和PPi（

11、Go-32.5kJ/mol），其二是形成脂酰-CoA的吸能反應(yīng)(Go31.5kJ/mol)在細(xì)胞內(nèi)，全部反應(yīng)完成的驅(qū)動力是產(chǎn)物焦磷酸發(fā)生的高度放能的水解(exergonic hydrolysis)，這是由廣泛存在的無機(jī)焦磷酸酶（inorganic pyrophosphatase）的催化實(shí)現(xiàn)的 第十六頁，共99頁幻燈片第十七頁，共99頁幻燈片進(jìn)入線粒體：進(jìn)入線粒體： 在線粒體外生成的脂酰CoA需進(jìn)入線粒體基質(zhì)才能被氧化分解，此過程必須要由肉堿（肉毒堿）攜帶，借助于兩種肉堿脂肪酰轉(zhuǎn)移酶（酶和酶）催化的移換反應(yīng)才能完成。其中肉堿脂肪酰轉(zhuǎn)移酶是脂肪酸-氧化的關(guān)鍵酶。肉毒堿：HOOC-CH2-CH(OH

12、)-CH2-N+-(CH3)3 脂酰脂酰CoA進(jìn)入線粒體的過程分四步：進(jìn)入線粒體的過程分四步：.細(xì)胞溶膠中的脂酰CoA轉(zhuǎn)移到肉堿上，釋放CoA到細(xì)胞溶膠；.經(jīng)傳送系統(tǒng)，上述產(chǎn)物脂酰-肉堿進(jìn)入線粒體基質(zhì)；.在這里，脂?；D(zhuǎn)移到來自線粒體的CoA分子上；.同時釋放的肉堿又回到細(xì)胞溶膠中。第十八頁，共99頁幻燈片 N+(CHN+(CH3 3) )3 3 CH CH2 2HO-CHHO-CH2 2 COO- COO-肉毒堿肉毒堿 O OR-CR-C N+(CHN+(CH3 3) )3 3 CH CH2 2-O-CH-O-CH2 2 COO- COO-酯酰肉毒堿酯酰肉毒堿CoASHCoASH O OR-

13、C-S-R-C-S-CoACoA O OR-C-OHR-C-OHATPATPCoASHCoASHAMP+PPiAMP+PPi-氧化線粒體內(nèi)膜內(nèi)側(cè)內(nèi)側(cè)外側(cè)外側(cè)載載體體酯酰肉毒堿酯酰肉毒堿肉毒堿肉毒堿 O OR-C-S-R-C-S-CoACoACoASHCoASH第十九頁，共99頁幻燈片 a a、脫氫、脫氫b b、水化、水化c c、再脫氫、再脫氫 R-CH=CH-C-SCoA R-CH2 - CH2C-SCoA OH O R-CH-CH2CSCoA O O R-C-CH2CSCoA OR-CScoA OCH3CSCoA|+| d d、硫解、硫解|第二十頁，共99頁幻燈片 H O 脂酰脂酰CoA脫氫

14、酶脫氫酶 RCH2CH2COSCoA RC=C-C-SCoA FAD Hl FADH2l 2-反式烯反式烯脂酰脂酰CoA第二十一頁，共99頁幻燈片脫氫：脂酰CoA的羧基鄰位（-位）被脂酰CoA脫氫酶（acyl-CoA dehydrogenase）脫下兩個氫原子，轉(zhuǎn)化為反式-2-烯酰-CoA（trans-2-enonyl CoA），同時產(chǎn)生一個FADH2根據(jù)線粒體基質(zhì)中脂酰CoA碳?xì)滏湹牟煌L度，有三種各自的特異酶，分別催化C4-C6，C6-C14，C6-C18，它們均以FAD為輔基第二十二頁，共99頁幻燈片 H O HO H O 烯烯脂酰脂酰CoA水化酶水化酶 RC=C-C-SCoA RC C

15、 C - SCoA H H2O H H L-(+)-羥羥脂酰脂酰CoA第二十三頁，共99頁幻燈片水化：在烯酰-CoA水合酶(enoyl CoA hydratase）的作用下，反式-2-烯酰-CoA加水生成L-3-羥脂酰-CoA該酶專一性甚強(qiáng)，僅能使順式或反式2-不飽和脂酰輔酶A水化；催化反式時得到的產(chǎn)物為L-羥脂酰輔酶A，催化順式時得到的產(chǎn)物為D-羥脂酰輔酶A。第二十四頁，共99頁幻燈片HO H O O O 羥羥脂酰脂酰CoA脫氫酶脫氫酶 RC C C SCoA RCCH 2C - SCoA H H NAD+ NADH+H+ -酮酮脂酰脂酰CoA 再脫氫：L-3-羥脂酰-CoA在L-3-羥脂酰

16、羥脂酰-CoA脫氫酶脫氫酶（L-3-hydroxyacyl CoA dehydrogenase）的作用下，轉(zhuǎn)化為3-酮脂酰酮脂酰-CoA，并產(chǎn)生一個NADH第二十五頁，共99頁幻燈片 O O O O -酮酮脂酰脂酰CoA硫解酶硫解酶 RCCH2CSCoA RCSCoA + CH3CSCoA HSCoA ( 脂酰脂酰CoA)第二十六頁，共99頁幻燈片 在-酮酮硫解硫解酶酶（-keto-thiolase）催化下，3-酮脂酰-CoA受第二個CoA的作用，發(fā)生硫解（thiolysis），斷裂為乙酰-CoA和一個縮短了兩個碳原子兩個碳原子單元的脂酰CoA. 硫解酶反應(yīng)的第一步：使底物-酮脂酰-CoA形成

17、硫酯鍵；第二步：碳-碳鍵斷裂，形成乙酰-CoA的負(fù)碳離子中間體。這步反應(yīng)類型為克萊森酯解（Claisen ester cleavage), 即克萊森縮合的逆反應(yīng)。反應(yīng)的第三步：在酶的作用下，酶持有的羧基對上述中間體提供質(zhì)子，形成了乙酰-CoA及酶-硫酯中間體。最后一步：在CoAS-H的作用下形成脂酰-CoA。 以上反應(yīng)形成脂肪酸降解的一個循環(huán)（round），其結(jié)果是脂肪酸以乙酰-CoA形式自羧基端脫下兩個碳原子單元；縮短了的脂肪酸以脂酰CoA形式殘留，進(jìn)入下一輪的-氧化第二十七頁，共99頁幻燈片-氧化的反應(yīng)過程小結(jié)第二十八頁，共99頁幻燈片 乙酰乙酰CoACoAFAD FADH2 NAD +N

18、ADHRCH2CH2CO-SCoA脂酰脂酰CoA CoA 脫氫酶脫氫酶脂酰脂酰CoACoA -烯脂酰烯脂酰CoA CoA 水化酶水化酶 -羥脂酰羥脂酰CoA CoA 脫氫酶脫氫酶 -酮酯酰酮酯酰CoA CoA 硫解酶硫解酶RCHOHCH2COScoARCOCH2CO-SCoA RCH=CH-CO-SCoA +CH3COSCoAR-COScoAH H2 2O O CoASHTCATCA 乙酰CoA 乙酰CoA 乙酰乙酰CoACoAATPATPH H2 20 0呼吸鏈H H2 20 0呼吸鏈 乙酰CoA 乙酰CoA 乙酰CoA 乙酰CoA第二十九頁，共99頁幻燈片3）-氧化的產(chǎn)物為氧化的產(chǎn)物為CH

19、3CO-SCoA，除可氧化供能外，還可作除可氧化供能外，還可作為合成脂肪、糖和某些氨基酸的原料。為合成脂肪、糖和某些氨基酸的原料。 乙酰乙酰CoA脂肪酸脂肪酸 乙醛酸循環(huán)乙醛酸循環(huán)(植、微植、微) 琥珀酸琥珀酸 OAAPEP 糖糖(糖異生糖異生) Asp第三十頁，共99頁幻燈片l4）-氧化的能量平衡（氧化的能量平衡（CH3CO-SCoA氧化供氧化供能）能）計算計算1摩爾軟脂酸摩爾軟脂酸C15H31COOH經(jīng)經(jīng)-氧化生成氧化生成ATP的摩爾數(shù)的摩爾數(shù)l 活化活化lC15H31COOH C15H31COSCoAl -2ATPlC15H31COSCoA需經(jīng)過需經(jīng)過7次次-氧化，生成氧化，生成8個個C

20、H3COSCoA第三十一頁，共99頁幻燈片lC15H31COSCoA形成形成： -2ATPl-氧化階段：氧化階段：l 7（NADH+H+） 3 = 21ATPl 7 FADH2 2 = 14ATPl8個個CH3COSCoATCAl8 3（NADH+H+）3 =72ATP l8 FADH2 2 =16ATP 12 8l8次底物水平磷酸化次底物水平磷酸化 8ATP =96l 129ATP第三十二頁，共99頁幻燈片( (二二)-)-氧化（植物種子和葉子中）氧化（植物種子和葉子中）lRCH2COOHRCHOHCOOHRCOOH+CO2這種特殊類型的氧化系統(tǒng)，首先發(fā)現(xiàn)于植物種子和葉子組織中，也在腦和肝細(xì)

21、胞中發(fā)現(xiàn)在這個系統(tǒng)中，僅游離脂肪酸能作為底物，而且直接涉及到分子氧，它降解的第一步是由另一個線粒體酶來催化的的，即脂肪酸脂肪酸-羥化酶羥化酶，產(chǎn)物既可以是D-羥基脂肪羥基脂肪酸酸，也可以是少一個碳原子的脂肪酸少一個碳原子的脂肪酸這個機(jī)制說明自然界存在-羥基脂肪酸和奇數(shù)碳原子脂肪酸. 第三十三頁，共99頁幻燈片 脂肪酸氧化脂肪酸氧化作用發(fā)生在作用發(fā)生在-碳原子上，碳原子上，分分解出解出COCO2 2，生成生成比原來少一個比原來少一個碳原子的脂肪碳原子的脂肪酸，這種氧化酸，這種氧化作用稱為作用稱為-氧化作用。氧化作用。RCHRCH2 2COOHCOOHRCH(OH)COOHRCH(OH)COOHR

22、COCOOHRCOCOOHRCOOHRCOOHCOCO2 2O O2 2NAD +NADH +H+RCH(OOH)COOHRCH(OOH)COOHCOCO2 2RCHORCHOO O2 2NAD +NADH +H+過氧化過氧化羥化羥化H H2 2O O第三十四頁，共99頁幻燈片關(guān)于-氧化作用機(jī)理問題，有人認(rèn)為，在有H2O2存在下，經(jīng)脂肪酸過氧化物酶催化，形成D-羥基脂肪酸，它可氧化成醛類，進(jìn)而為以NADH+為輔酶的，專一的醛脫氫酶氧化成酸 第三十五頁，共99頁幻燈片(三三) -氧化（動物，氧化（動物，12個碳以上）個碳以上）CH3（CH2）9COOHHOOC（CH2）9COOH兩邊兩邊-氧化氧

23、化對于十二碳以下的脂肪酸，Verkade等人發(fā)現(xiàn)，是在遠(yuǎn)離羧基的末段碳上（稱為碳原子）發(fā)生氧化，形成,二羧酸，故把這種作用稱為-氧化Verkade等人將制備的辛酸，壬酸和十一碳酸的三酰甘油酯給食動物，收集并檢驗(yàn)?zāi)蛑械闹舅峤到猱a(chǎn)物，發(fā)現(xiàn)十一碳酸能產(chǎn)生C11，C9和C7的二碳酸。第三十六頁，共99頁幻燈片 脂肪酸的脂肪酸的-氧化指脂肪酸的末氧化指脂肪酸的末端甲基（端甲基（-端）端）經(jīng)氧化轉(zhuǎn)變成羥基經(jīng)氧化轉(zhuǎn)變成羥基，繼而再氧化成羧，繼而再氧化成羧基，從而形成基，從而形成，-二羧酸的過程二羧酸的過程。CHCH3 3(CH(CH2 2)n COO)n COO- -HOCHOCH H2 2(CH(CH2

24、 2)n COO)n COO- -OHCOHC(CH(CH2 2)n COO)n COO- - -OOCOOC(CH(CH2 2)n COO)n COO- -O O2 2NAD(P) +NAD(P)H+H+NAPD +NADPH+H+NAD(P) +NAD(P)H+H+混合功能氧化酶混合功能氧化酶醇酸脫氫酶醇酸脫氫酶醛酸脫氫酶醛酸脫氫酶第三十七頁，共99頁幻燈片目前已從油浸土壤中分離出許多種需氧細(xì)菌，它們能迅速降解烴或脂肪酸成水溶性產(chǎn)物，這種反應(yīng)起始步驟本質(zhì)上即是-氧化如溢出到海洋表面的大量石油，可經(jīng)浮游細(xì)菌氧化，把烴轉(zhuǎn)變?yōu)橹舅?，?jù)估計，其氧化作用速率可達(dá)0.5克/天/平方米第三十八頁，共9

25、9頁幻燈片 在-氧化中，細(xì)菌以rubridoxin（特異的非正鐵血紅素鐵蛋白）為中間電子傳遞體，動物以細(xì)胞色素P450為中間電子傳遞體兩個系統(tǒng)均涉及羥化作用，產(chǎn)物為RCH2OH,它被醇脫氫酶氧化成醛，繼而被脫氫酶氧化成對于十二碳以下的羧酸 第三十九頁，共99頁幻燈片l需要兩種附加的酶，需要兩種附加的酶，即：即：l異構(gòu)酶（順、反異構(gòu)酶）異構(gòu)酶（順、反異構(gòu)酶）l還原酶（還原酶（2,4-二烯脂酰還原酶）來解決這兩二烯脂酰還原酶）來解決這兩個特殊問題。個特殊問題。第四十頁，共99頁幻燈片1.油脂酰CoA的氧化第四十一頁，共99頁幻燈片2. 十八碳二烯脂酰CoA的氧化 原推測的反應(yīng)過程：第四十二頁，共9

26、9頁幻燈片現(xiàn)認(rèn)為的反應(yīng)過程：第四十三頁，共99頁幻燈片第四十四頁，共99頁幻燈片l不飽和脂肪酸的氧化產(chǎn)生的不飽和脂肪酸的氧化產(chǎn)生的ATP數(shù)目比同碳數(shù)的數(shù)目比同碳數(shù)的飽和脂肪酸產(chǎn)生的飽和脂肪酸產(chǎn)生的ATP數(shù)目少。數(shù)目少。l每多一個雙鍵，每多一個雙鍵，-氧化就少一步以氧化就少一步以FAD為輔酶的為輔酶的脫氫反應(yīng)，少產(chǎn)生脫氫反應(yīng)，少產(chǎn)生2個個ATP。l所以亞油酸所以亞油酸C18比同碳原子數(shù)飽和脂肪酸硬脂酸比同碳原子數(shù)飽和脂肪酸硬脂酸C18少生成少生成4個個ATP。第四十五頁，共99頁幻燈片 奇數(shù)碳脂肪酸的奇數(shù)碳脂肪酸的-氧化氧化l 琥珀酰琥珀酰CoATCA 脂肪酸脂肪酸丙酰丙酰CoA（奇數(shù)碳（奇數(shù)碳

27、 ） -羥丙酸羥丙酸乙酰乙酰CoA第四十六頁，共99頁幻燈片大多數(shù)哺乳動物組織中奇數(shù)碳脂肪酸是罕見的，但在反芻動物中，如牛羊中，奇數(shù)碳脂肪酸提供的能量占它們所需能量的25%具有17個碳的直鏈脂肪酸可經(jīng)正常的-氧化途徑，產(chǎn)生七個乙酰-CoA和一個丙酰-CoA它也是氨基酸纈氨酸和異亮氨酸的降解產(chǎn)物 此外，脂肪酸經(jīng)反復(fù)的-或-氧化后，可能產(chǎn)生出丙酸因反芻動物能利用一般單胃動物不能利用的纖維素和其它多糖和約含30的丙酸，以及由簡單有機(jī)酸和短鏈脂肪酸組成的混合物，因此，丙酸代謝對反芻動物顯得特別重要丙酸遵循下列途徑進(jìn)行代謝：丙酸先形成丙酸-CoA，最后轉(zhuǎn)化為琥珀酰-CoA，從而進(jìn)入TCA第四十七頁，共9

28、9頁幻燈片 丙酰-CoA經(jīng)三步酶反應(yīng)轉(zhuǎn)化為琥珀酰-CoA 第一步，在第一步，在丙酰丙酰-CoA羧化酶羧化酶催化下，轉(zhuǎn)變成催化下，轉(zhuǎn)變成D-甲基丙二甲基丙二酰酰-CoA，催化本反應(yīng)的丙酰催化本反應(yīng)的丙酰-CoA羧化酶是以羧化酶是以生物素生物素作為輔助作為輔助因子的；因子的； 第 二 步 ， 在第 二 步 ， 在甲 基 丙 二 酰甲 基 丙 二 酰 -C o A 差 向 異 構(gòu) 酶差 向 異 構(gòu) 酶（methylmalonyl-CoA racemase）催化下，催化下，D-甲基丙二酰甲基丙二酰-CoA轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為-甲基丙二酰甲基丙二酰-CoA； 最后一步反應(yīng)是在需鈷胺素（最后一步反應(yīng)是在需鈷胺素（

29、VB12）的的酶酶-甲基丙甲基丙二酰二酰-CoA變位酶變位酶（methylmalonyl-CoA mutase）的作的作用下，發(fā)生一個少見的羰基用下，發(fā)生一個少見的羰基-CoA基團(tuán)轉(zhuǎn)移到甲基并置換一個氫基團(tuán)轉(zhuǎn)移到甲基并置換一個氫的反應(yīng)產(chǎn)物的反應(yīng)產(chǎn)物琥珀酰琥珀酰-CoA可以進(jìn)入可以進(jìn)入TCA進(jìn)一步代謝進(jìn)一步代謝第四十八頁，共99頁幻燈片ATP、CoASH甲基丙二酸單酰甲基丙二酸單酰CoA琥珀酰琥珀酰CoA硫激酶硫激酶羧羧化化酶酶變位酶變位酶三羧酸循三羧酸循環(huán)環(huán)ATP、CO2 生物素生物素CoB12第四十九頁，共99頁幻燈片l 動物肝臟動物肝臟 乙酰乙酸乙酰乙酸l乙酰乙酰CoA 酮體酮體 -羥丁酸

30、羥丁酸 丙酮丙酮 肝外組織氧化肝外組織氧化肝臟線粒體中乙酰肝臟線粒體中乙酰-CoA有有4種去向種去向 (1) 檸檬酸循環(huán)（2）合成膽固醇（3）合成脂肪酸（4）酮體代謝（ketone body)乙酰乙酸、-羥丁酸、丙酮 肝臟線粒體中的乙酰CoA走哪一條途徑，主要取決于草酰乙酸的可利用性。 饑餓狀態(tài)下，草酰乙酸離開TCA，用于異生合成Glc。只有少量乙酰CoA可以進(jìn)入TCA，大多數(shù)乙酰CoA用于合成酮體。第五十頁，共99頁幻燈片1. 酮體的生成酮體的生成(1). 酮體的生成（肝組織肝組織）第五十一頁，共99頁幻燈片羥甲基戊二酸單酰羥甲基戊二酸單酰CoA（HMGCoA）硫解酶硫解酶2CH3COSCo

31、ACH3COCH2COSCoA乙酰乙酰乙酰乙酰CoAHOOCCH2-C-CH2COSCoA |CH3OH |HMGCoA裂解酶裂解酶HMGCoA合合成酶成酶CH3COSCoACoASHCH3COCH2COOHCH3CHOHCH2COOH乙酰乙酸乙酰乙酸丙酮丙酮 -羥丁羥丁酸酸脫氫酶脫氫酶CO2NADH+H+NAD+CH3COCH3脫羧酶脫羧酶CoASH第五十二頁，共99頁幻燈片第五十三頁，共99頁幻燈片2. 酮體的氧化（肝外組織肝外組織）乙酰乙酰乙酰乙酰CoA乙酰乙酸乙酰乙酸硫解酶硫解酶轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移移酶酶琥珀酰琥珀酰CoACoASH -氧化氧化乙酰乙酸乙酰乙酸脫氫酶脫氫酶NADH+H+NAD+乙酰乙

32、酰CoA2 -羥丁羥丁酸酸琥珀酸琥珀酸第五十四頁，共99頁幻燈片丙酮去路丙酮去路（1）隨尿排出（2）直接從肺部呼出（3）轉(zhuǎn)變?yōu)楸峄蚣柞；耙阴；?mol甘油徹底氧化能生成多少甘油徹底氧化能生成多少molATP？第五十五頁，共99頁幻燈片 l酮體是肝輸出能量的一種形式,形成酮體的目的是將肝中大量的乙酰CoA轉(zhuǎn)移出去，為肝外組織提供的第二第二能源(Fuel)物質(zhì)，是肌肉和大腦等組織的重要能源； （酮體溶于水，分子小，能通過血腦屏障及肌肉毛細(xì)管壁。腦組織不能氧化脂肪酸，卻能利用酮體。長期饑餓，糖供應(yīng)不足時，酮體可以代替Glc，成為腦組織及肌肉的主要能源。） l正常情況下血中僅含少量酮體，但饑餓、

33、高脂低糖或糖尿病時，酮體生成過多，可引起酮血癥 、酮尿癥或酮癥酸中毒 ， l The overall condition is called ketosis (酮病)。第五十六頁，共99頁幻燈片第五十七頁，共99頁幻燈片 （1）飽食：胰島素增加，脂解作用抑制，脂肪動員減少，進(jìn)入肝中脂酸減少，酮體生成減少。 饑餓：胰高血糖素增加，脂肪動員量加強(qiáng)，血中游離脂酸濃度升高，利于氧化及酮體的生成。（2）肝細(xì)胞糖原含量及其代謝的影響：肝細(xì)胞糖原含量豐富時，脂酸合成甘油三酯及磷脂。 肝細(xì)胞糖原供給不足時，脂酸主要進(jìn)入線粒體，進(jìn)入氧 化，酮體生成增多。（3）丙二酸單酰CoA抑制脂酰CoA進(jìn)入線粒體乙酰CoA及

34、檸檬酸能激活乙酰CoA羧化酶，促進(jìn)丙二酰CoA的合成，后者能競爭性抑制肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶，從而阻止脂酰CoA進(jìn)入線粒體內(nèi)進(jìn)行氧化。 第五十八頁，共99頁幻燈片l 生生 物物 體體 從從 糖糖 代代 謝謝 的中間產(chǎn)物磷酸丙糖的中間產(chǎn)物磷酸丙糖合合 成成- 磷磷 酸酸 甘油，又甘油，又 從從 乙乙 酰酰CoA合合 成成 長長鏈脂肪酸，最后以鏈脂肪酸，最后以-磷酸甘油磷酸甘油及及脂肪酰脂肪酰CoA作為原料合成脂肪。作為原料合成脂肪。第五十九頁，共99頁幻燈片 CH2OH CH2OH 甘油激酶甘油激酶 CHOH + ATP CHOH + ADP + Pi CH2OH CH2OP -磷酸甘油磷酸甘油 CH2

35、OH CH2OH -磷酸甘油脫氫酶磷酸甘油脫氫酶 C=O + NADH+H+ CHOH +NAD+ CH2OP CH2OP -磷酸甘油磷酸甘油第六十頁，共99頁幻燈片（實(shí)線為甘油的分解，虛線為甘油的合成（實(shí)線為甘油的分解，虛線為甘油的合成) )）甘油激酶甘油激酶磷酸甘油脫磷酸甘油脫氫酶氫酶異構(gòu)酶異構(gòu)酶磷酸酶磷酸酶第六十一頁，共99頁幻燈片a. 從頭合成（細(xì)胞質(zhì)）從頭合成（細(xì)胞質(zhì)）b. 碳鏈延長途徑（線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中）碳鏈延長途徑（線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中）c. 不飽和脂肪酸的合成不飽和脂肪酸的合成 1）定義）定義 指以二碳物指以二碳物CH3CO-SCoA為原料，在乙酰為原料，在乙酰CoA羧化酶和脂肪酸

36、合成酶系的作用逐步延長碳羧化酶和脂肪酸合成酶系的作用逐步延長碳連合成脂肪酸的過程。連合成脂肪酸的過程。第六十二頁，共99頁幻燈片lA）原料原料 乙酰乙酰CoA； 輔助因子：反應(yīng)需要輔助因子：反應(yīng)需要ACP、ATP、CO2、Mn2+和和NADPH2lB) 酶系酶系 a) 乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶（大腸桿菌（大腸桿菌） 生物素羧化酶，生物素羧化酶， 生物素羧基載體蛋白生物素羧基載體蛋白BCCP， 羧基轉(zhuǎn)移酶羧基轉(zhuǎn)移酶.第六十三頁，共99頁幻燈片第六十四頁，共99頁幻燈片lACP?；D(zhuǎn)移酶?；D(zhuǎn)移酶lACP-丙二酸單酰轉(zhuǎn)移酶丙二酸單酰轉(zhuǎn)移酶l-酮脂酰酮脂酰-ACP合成酶合成酶l-酮脂酰酮脂酰-AC

37、P還原酶還原酶l羥脂酰羥脂酰-ACP脫水酶脫水酶l烯脂酰烯脂酰-ACP還原酶還原酶第六十五頁，共99頁幻燈片lACP（?；d體蛋白）：酰基載體蛋白）： 一種對熱穩(wěn)定的小分子蛋白質(zhì)，是脂肪酸一種對熱穩(wěn)定的小分子蛋白質(zhì)，是脂肪酸合成酶系的核心部分，起攜帶和轉(zhuǎn)移?；淖饔谩：铣擅赶档暮诵牟糠?，起攜帶和轉(zhuǎn)移酰基的作用。第六十六頁，共99頁幻燈片la) 丙二酰丙二酰CoA的形成的形成l 乙酰乙酰CoA羧化酶羧化酶 COOHlCH3COSCoA+CO2 l ATP 生物素生物素 CH2COSCoAl Mn2+第六十七頁，共99頁幻燈片 ACP?；D(zhuǎn)移酶?；D(zhuǎn)移酶CH3COSCoA+ACP-SH = CH3

38、CO-SACP+HSCoACOOH COOH + ACP-SH = + CoASHCH2COSCoA CH2COSACP ACP丙二酸單酰轉(zhuǎn)移酶丙二酸單酰轉(zhuǎn)移酶第六十八頁，共99頁幻燈片 COOH -酮脂酰酮脂酰ACP合成酶合成酶CH3COSACP +CH2COSACPlCH3COCH2COSACP + CO2 + ACPSH l-酮脂酰酮脂酰ACPl（乙酰乙酰（乙酰乙酰ACP）第六十九頁，共99頁幻燈片 O O OH O -酮脂酰酮脂酰ACP還原酶還原酶 CH3CCH2CSACP=CH3CHCH2CSACP NADPH+H+ -羥丁酰羥丁酰ACP NADP+第七十頁，共99頁幻燈片 OH O

39、 O 羥脂酰羥脂酰ACP脫水酶脫水酶 CH3CHCH2CSACP= CH3CH=CH2CSACP ,-反式反式-烯丁酰烯丁酰ACP H2O第七十一頁，共99頁幻燈片 O O 烯脂酰烯脂酰ACP還原酶還原酶 CH3CH=CH2CSACP=CH3CH2CH2CSACP NADPH+H+ 丁酰丁酰ACP NADP+ 第七十二頁，共99頁幻燈片第七十三頁，共99頁幻燈片la) 脂肪酸生物合成的原料是乙酰輔酶脂肪酸生物合成的原料是乙酰輔酶A，但但丙二丙二酰輔酶酰輔酶A才是才是二碳單位二碳單位直接供體，除直接供體，除末端二個碳末端二個碳原子來源于乙酰輔酶原子來源于乙酰輔酶A，其他均來自丙二酰輔酶其他均來自

40、丙二酰輔酶A，合成為偶數(shù)碳脂肪酸，終止于合成為偶數(shù)碳脂肪酸，終止于16碳。碳。lb)b)脂肪酸合成中間過程以脂肪酸合成中間過程以ACP為載體，還原反應(yīng)為載體，還原反應(yīng)以以NADPH2為輔酶，它來自于為輔酶，它來自于HMP途徑。途徑。lC C）脂肪酸的從頭合成途徑位于細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行，脂肪酸的從頭合成途徑位于細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行，線粒體中形成的乙酰輔酶線粒體中形成的乙酰輔酶A是通過檸檬酸是通過檸檬酸丙酮丙酮酸穿梭作用運(yùn)送到細(xì)胞質(zhì)中參加反應(yīng)。酸穿梭作用運(yùn)送到細(xì)胞質(zhì)中參加反應(yīng)。第七十四頁，共99頁幻燈片第七十五頁，共99頁幻燈片 相同：相同： 都要活化都要活化第七十六頁，共99頁幻燈片 對比脂肪酸合成與分解代謝

41、,說明脂肪酸生物合成并非-氧化的簡單逆轉(zhuǎn)。l脂肪酸生物合成并非-氧化的簡單逆轉(zhuǎn)，脂肪酸生物合成與CoA存在以下區(qū)別：(1)細(xì)胞內(nèi)部位不同，脂肪酸合成在細(xì)胞質(zhì)，而分解在線粒體。(2)能量變化上，合成耗能，分解產(chǎn)能。(3)酰基載體不同，合成時為ACP，分解時為CoA。(4)二碳片斷的形式不同，合成時延長加入的時丙二酸單酰CoA，分解時斷裂的二碳單位是乙酰CoA。(5)氧化還原輔酶不同，合成時為NADPH，分解時為NAD+和FAD。 第七十七頁，共99頁幻燈片脂肪酸合成的調(diào)控步驟的酶是什么？該酶在高等動物中如何調(diào)節(jié)？l1）步驟：乙酰CoA羧化成丙二酰CoA。l2）關(guān)鍵酶：乙酰CoA羧化酶所催化，這是

42、一種別(變)構(gòu)酶，是脂酸合成的限速酶。l3）部位和輔基：存在于胞質(zhì)中，輔基為生物素，Mn2+為激活劑。l4）有兩種存在形式，一是無活性的單體，另一是有活性的多聚體，呈線狀排列。l5）檸檬酸、異檸檬酸可使關(guān)鍵酶發(fā)生別構(gòu)，由無活性的單體聚合成有活性的多聚體，而軟脂酰CoA及其他長鏈脂酰CoA則能使多聚體解聚成單體，抑制乙酰CoA羧化酶的催化活性。l6）關(guān)鍵酶可被一種依賴于AMP（而不是cAMP）的蛋白激酶磷酸化而失活。胰高血糖素能激活此激酶，而抑制乙酰CoA羧化酶的活性，胰島素則能通過蛋白質(zhì)磷酸酶的作用使磷酸化的乙酰CoA羧化酶脫去磷酸而恢復(fù)活性。l7）高糖膳食可促進(jìn)酶蛋白合成，因而可促進(jìn)乙酰Co

43、A的羧化反應(yīng)。 第七十八頁，共99頁幻燈片 ，從，從使使第七十九頁，共99頁幻燈片（1）線粒體脂肪酸延長酶系: 延長短鏈脂肪酸，其過程是-氧化逆過程。 （2）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脂肪酸延長酶系：延長飽和或不飽和長鏈脂肪酸，其中間過程與脂肪酸合成酶體系相似。脂肪酸碳鏈延長的不同方式脂肪酸碳鏈延長的不同方式細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行部位細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行部位動物動物 植物植物線粒體線粒體 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 葉綠體、前質(zhì)體葉綠體、前質(zhì)體 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)加入的一碳單位加入的一碳單位酯?；d體酯?；d體電子供體電子供體乙酰乙酰CoA CoA 丙二酸單酰丙二酸單酰CoA CoA 丙二酸單酰丙二酸單酰CoACoACoA CoA ACPCoA CoA

44、ACPNAD(P)H NADPH NADPHNAD(P)H NADPH NADPH 不明確不明確l 由胞質(zhì)合成的軟脂酸，可在線粒體或內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中由胞質(zhì)合成的軟脂酸，可在線粒體或內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中延長成延長成C18、C20、C24等高級脂肪酸。等高級脂肪酸。第八十頁，共99頁幻燈片l CH3COSCoAlCH3（CH2 ）14COSCoAl 還原還原 脫水脫水lCH3（CH2 ）14CO CH3 COSCoAl 再還原再還原 NADPH+H+ l CH3（CH2 ）16COSCoAlNADPH+H+1）在線粒體脂酸延長酶體系的催化下，軟脂酰）在線粒體脂酸延長酶體系的催化下，軟脂酰CoA與乙酰與乙酰CoA縮合，

45、生成縮合，生成-酮硬脂酰酮硬脂酰CoA，然后由，然后由NADPH+H+供氫，還原為供氫，還原為-羥硬脂酰羥硬脂酰CoA，又脫水生成，又脫水生成,-硬脂硬脂烯酰烯酰CoA，再由，再由NADPH+H+供氫，即還原為硬脂酰供氫，即還原為硬脂酰CoA，其過程與，其過程與-氧化的逆反應(yīng)基本相似，氧化的逆反應(yīng)基本相似，但需但需a,-烯酰還原酶及烯酰還原酶及NADPH+H+2）每一輪反應(yīng)可加上）每一輪反應(yīng)可加上2個碳原子，一般可延長脂酸碳鏈至個碳原子，一般可延長脂酸碳鏈至24或或26個碳原子，而以硬脂酸最多。個碳原子，而以硬脂酸最多。 第八十一頁，共99頁幻燈片（1）以丙二酰）以丙二酰CoA為二碳單位為二碳

46、單位(C2)的供給體；的供給體； (2) 由由NADPH+H+供氫，通過縮合、加氫、脫水及再加氫等反供氫，通過縮合、加氫、脫水及再加氫等反應(yīng)，每一輪可增加應(yīng)，每一輪可增加2個碳原子，反復(fù)進(jìn)行可使碳鏈逐步延長；個碳原子，反復(fù)進(jìn)行可使碳鏈逐步延長；（3）合成過程與軟脂酸的合成相似（即中間過程與從頭合）合成過程與軟脂酸的合成相似（即中間過程與從頭合成相近），但脂?；B在成相近），但脂?；B在CoASH上進(jìn)行反應(yīng)，而不是上進(jìn)行反應(yīng)，而不是ACP為載體為載體 (即輔酶即輔酶A代替代替ACP為脂酰基載體為脂?；d體)；（3）一般可將脂酸碳鏈延長至）一般可將脂酸碳鏈延長至24碳，以碳，以18碳的硬脂酸為最多。碳的硬脂酸為最多。第八十二頁，共99頁幻燈片動：細(xì)胞色素動：細(xì)胞色素b b5zh5zh植：鐵硫蛋白植：鐵硫蛋白動：細(xì)胞色素動：細(xì)胞色素b b5zh5zh植：鐵硫蛋白植：鐵硫蛋白(1)(1)需氧途徑需氧途徑（2 2）厭氧途徑厭氧途徑 是厭氧生物合成單不飽和脂肪酸的方式是厭氧生物合成單不飽和脂肪酸的方式, ,發(fā)生在脂肪發(fā)生在脂肪酸從頭合成的過程中酸從頭合成的過程中, ,當(dāng)生成當(dāng)生成 、 - -羥葵酰羥葵酰- -ACPACP時，由專時，由