《生物化學(xué)》脂肪酸的分解代謝

脂肪酸的分解代謝5/9/20241《生物化學(xué)》脂肪酸的分解代謝脂肪酸的生理功能：磷脂、糖脂的成分——生物膜與糖蛋白結(jié)合——引到糖蛋白到膜靶位置燃料分子——儲能及氧化供能，量大、產(chǎn)能多合成一些生物活性物質(zhì)，如類固醇激素、腎上腺皮質(zhì)激素。代謝中間物如甘油二酯、磷酸肌醇等可作為信號分子參與細胞代謝的調(diào)節(jié)過程。

5/9/20242《生物化學(xué)》脂肪酸的分解代謝始于胃中（胃脂肪酶）主要在小腸中（胰脂肪酶）第一節(jié)、脂類的消化吸收和運轉(zhuǎn)

一、脂類的消化和吸收胰脂肪酶OCO(CH2)mCH3OCO(CH2)kCH3HH+脂肪酸CH2CHCH2OOHOHCO(CH2)nCH32-單酰甘油CH2CHCH2OOOCO(CH2)mCH3CO(CH2)kCH3CO(CH2)nCH35/9/20243《生物化學(xué)》脂肪酸的分解代謝脊椎動物食物脂類的消化與吸收5/9/20244《生物化學(xué)》脂肪酸的分解代謝二、脂肪組織貯存的甘油三酯的動員5/9/20245《生物化學(xué)》脂肪酸的分解代謝第二節(jié)、甘油三酯和脂肪酸的分解代謝三種脂肪酶：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《生物化學(xué)》脂肪酸的分解代謝脂肪的酶促水解5/9/20247《生物化學(xué)》脂肪酸的分解代謝（實線為甘油的分解，虛線為甘油的合成)甘油激酶磷酸甘油脫氫酶異構(gòu)酶磷酸酶二、甘油的命運5/9/20248《生物化學(xué)》脂肪酸的分解代謝三、脂肪酸的分解代謝脂肪酸的活化—脂酰CoA

的生成（胞液）脂酰CoA合酶脂酰CoA合酶(acyl-CoAsynthase)存在于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及線粒體外膜上，需ATP和Mg2+，形成一個高能硫酯鍵消耗2個高能磷酸鍵。

+CoA-SHATPAMPPPi5/9/20249《生物化學(xué)》脂肪酸的分解代謝2.脂酰CoA進入線粒體

脂酰CoA進入線粒體基質(zhì)示意圖5/9/202410《生物化學(xué)》脂肪酸的分解代謝脂酰CoA進入線粒體過程

OR-C-S～CoA

OR-C-OHATPCoASHAMP+PPiβ-氧化線粒體內(nèi)膜內(nèi)側(cè)外側(cè)載體脂酰肉堿CoASH肉堿

OR-C-S～

CoA脂酰肉堿轉(zhuǎn)移酶II

N+(CH3)3CH2HO-CH2COO-肉堿CoASH脂酰肉堿轉(zhuǎn)移酶I

OR-C

N+(CH3)3CH2-O-CH2COO-脂酰肉堿5/9/202411《生物化學(xué)》脂肪酸的分解代謝脂肪酸的β-氧化

(線粒體內(nèi))

1904年Franz.Knoop實驗證明：脂肪酸的氧化在肝臟中逐步進行，每次從羧基端斷下一個二碳物（C2），即β位碳原子首先氧化，故稱為β-氧化。苯乙酸苯甲酸5/9/202412《生物化學(xué)》脂肪酸的分解代謝脫氫加水再脫氫硫解

脂酰CoA脫氫酶L(+)-β羥脂酰CoA脫氫酶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-羥脂酰CoAβ酮脂酰CoA脂酰CoA+乙酰CoAH2O5/9/202413《生物化學(xué)》脂肪酸的分解代謝1）脫氫：脂酰-SCoA脫氫酶催化，在C2-C3間生成雙鍵——Δ2-反-烯脂酰-SCoA5/9/202414《生物化學(xué)》脂肪酸的分解代謝Δ2-反-烯脂酰-SCoA在其水合酶作用下生成L(+)-

β-羥脂酰-SCoA2）加水：5/9/202415《生物化學(xué)》脂肪酸的分解代謝3）再脫氫：β-羥脂酰-SCoA脫氫酶催化生成β-酮脂酰-SCoA，輔酶為NAD+。5/9/202416《生物化學(xué)》脂肪酸的分解代謝4）硫解：

在硫解酶作用下，形成乙酰-SCoA和比原脂酰-SCoA少2個C的脂酰-SCoA

5/9/202417《生物化學(xué)》脂肪酸的分解代謝

氧化的生化歷程

乙酰CoAFADFADH2

NAD+NADHRCH2CH2CO-SCoA脂酰CoA脫氫酶脂酰CoA

β-烯脂酰CoA水化酶

β-羥脂酰CoA脫氫酶

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呼吸鏈ATP+H20呼吸鏈

乙酰CoA

乙酰CoA

乙酰CoA

乙酰CoA5/9/202418《生物化學(xué)》脂肪酸的分解代謝β-氧化過程中能量的釋放及轉(zhuǎn)換效率凈生成：108–2=106ATP7次β-氧化8乙酰CoA例：軟脂酸CH3(CH2)14COOH7

NADH7FADH210ATP

2.5ATP1.5ATP80ATP17.5ATP10.5ATP108ATP能量轉(zhuǎn)換率=-30.54KJ106-9730KJ100%=335/9/202419《生物化學(xué)》脂肪酸的分解代謝油酰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,三次循環(huán)再開始β-氧化烯酯酰CoA異構(gòu)酶烯酯酰CoA水化酶CH3(CH2)7-C=C-CH2-

CO-CoA

3-順-十二碳烯酯酰CoA

HH6CH3-CO-CoA結(jié)果：少產(chǎn)生一分子FADH2

4.不飽和脂肪酸的氧化5/9/202420《生物化學(xué)》脂肪酸的分解代謝5.多不飽和脂肪酸的氧化

亞油酸5/9/202421《生物化學(xué)》脂肪酸的分解代謝脂酰-CoA脫氫酶2，4烯酰-CoA還原酶trans-

35/9/202422《生物化學(xué)》脂肪酸的分解代謝烯酰-CoA異構(gòu)酶5/9/202423《生物化學(xué)》脂肪酸的分解代謝6.奇數(shù)碳原子脂肪酸的氧化

大多數(shù)哺乳動物組織中奇數(shù)碳原子的脂肪酸是罕見的，但在反芻動物會發(fā)生。具有17個碳的直鏈脂肪酸可經(jīng)正常的β-氧化途徑，產(chǎn)生7個乙酰-CoA和1個丙酰-CoA。

琥珀酰CoA5/9/202424《生物化學(xué)》脂肪酸的分解代謝丙酰-CoA的代謝甲基丙二酰CoA琥珀酰CoA三羧酸循環(huán)羧化酶ATP、CO2

生物素變位酶CoB125/9/202425《生物化學(xué)》脂肪酸的分解代謝7.脂肪酸的α-氧化作用

脂肪酸氧化作用發(fā)生在α-碳原子上，分解出CO2，生成比原來少一個碳原子的脂肪酸，這種氧化作用稱為α-氧化作用。RCOOHCO2RCOCOOHNAD+NADH+H+NAD+NADH+H+RCH2COOHRCH(OH)COOH羥化

植烷酸（C-3位有一甲基取代）經(jīng)α-氧化，脫掉α-C轉(zhuǎn)變成降脂烷酸后可進行beta-氧化，否則將導(dǎo)致外周神經(jīng)炎型運動失調(diào)及視網(wǎng)膜炎癥等。5/9/202426《生物化學(xué)》脂肪酸的分解代謝Branched-chainfattyacidsareoxidizedbyα-oxidation,asshownforphytanicacid(植烷酸).Theproductofthephytanicacidoxidase,pristanicacid(降植烷酸),isasuitablesubstratefornormalβ-oxidation.Isobutyryl-CoAandpropionyl-CoAcanbothbeconvertedtosuccinyl-CoA,whichcanentertheTCAcycle.5/9/202427《生物化學(xué)》脂肪酸的分解代謝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）經(jīng)氧化轉(zhuǎn)變成羥基，繼而再氧化成羧基，從而形成α，ω-二羧酸的過程。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+醇酸脫氫酶-OOC(CH2)nCOO-NAD(P)+NAD(P)H+H+醛酸脫氫酶5/9/202428《生物化學(xué)》脂肪酸的分解代謝乙酰CoA的代謝去路三羧酸循環(huán)乙酰CoA酮體類固醇合成最主要取決于草酰乙酸濃度第三節(jié)酮體

氧化脂肪酸5/9/202429《生物化學(xué)》脂肪酸的分解代謝酮體：脂肪酸β-氧化產(chǎn)物乙酰CoA,可進入三羧酸循環(huán)氧化供能，然而在肝細胞中還有另一條去路。乙酰CoA可在肝細胞形成乙酰乙酸、β-羥丁酸、丙酮，這三種物質(zhì)統(tǒng)稱為酮體。5/9/202430《生物化學(xué)》脂肪酸的分解代謝酮體的生成（在肝臟線粒體基質(zhì)）NADH+H+CH3CHOHCH2COOH--羥丁酸羥丁酸脫氫酶NAD+丙酮CO2CH3COCOOH脫羧酶硫解酶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羥甲基戊二酰CoA（HMGCoA）|CH3OH|在饑餓或糖尿病時，草酰乙酸用于糖異生，乙酰CoA累積，生成酮體5/9/202431《生物化學(xué)》脂肪酸的分解代謝酮體的分解（在肝外組織）硫解酶CoASH乙酰CoA2--氧化乙酰乙酸脫氫酶NADH+H+NAD+--羥丁酸乙酰乙酰CoA轉(zhuǎn)移酶琥珀酰CoA琥珀酸TCACycle酮體在肝臟合成。丙酮很少→吸收。乙酰乙酸、--羥丁酸經(jīng)血液到肝外，如：骨、心肌、腎皮質(zhì)、腦，通過TCA循環(huán)氧化提供能量。5/9/202432《生物化學(xué)》脂肪酸的分解代謝第四節(jié)脂肪酸代謝的調(diào)節(jié)1.脂肪酸進入線粒體的調(diào)節(jié)主要控制點：脂酰肉堿轉(zhuǎn)移酶—受丙二酰CoA的抑制。2.心臟中脂肪酸氧化的調(diào)節(jié)高濃度乙酰CoA和NADH抑制硫解酶，NADH/NAD+抑制3-羥脂酰-CoA脫氫酶。3.激素對脂肪酸代謝的調(diào)節(jié)5/9/202433《生物化學(xué)》脂肪酸的分解代謝激素對脂代謝的調(diào)節(jié)甘油三脂脂肪動員激素（