脂肪在體內(nèi)的消化吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)

關(guān)于脂肪在體內(nèi)的消化吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)脂類的種類第一節(jié)脂肪在體內(nèi)的消化吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)第2頁,共99頁，星期六，2024年，5月酰基甘油酯CH2—O—C—R1OCH2CH—O—C—R2O—O—C—R3O第3頁,共99頁，星期六，2024年，5月幾種糖脂和硫酯2,3-雙?；?1--D-葡萄糖-D-甘油6-亞硫酸-6-脫氧--葡萄糖甘油二酯(硫酯)2,3-雙?；?1-(-D-半乳糖基-1，6--D-半乳糖基）-D-甘油第4頁,共99頁，星期六，2024年，5月一、脂類的消化和吸收1、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(gè)小的蛋白質(zhì)，相對(duì)分子質(zhì)量為12000，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，膽固醇酯和VA的酯。另外，胰臟還分泌磷脂酶，它催化磷脂的2-?；乃?。胰脂肪酶對(duì)三酰甘油催化的作用位點(diǎn)在1-和3-位，隨之形成1,2-二酰甘油和2-單酰甘油，與此同時(shí)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。脂類的消化吸收和運(yùn)轉(zhuǎn)第5頁,共99頁，星期六，2024年，5月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(shí)甘油被運(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(chǔ)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6頁,共99頁，星期六，2024年，5月二、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7頁,共99頁，星期六，2024年，5月第二節(jié)脂肪的分解代謝一、脂肪動(dòng)員及脂肪的降解

貯存于脂肪細(xì)胞中的甘油三酯在激素敏感脂肪酶（hormonesensitivetri-glyceridelipase,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(dòng)員。

激素敏感脂肪酶（HSL）是脂肪動(dòng)員的關(guān)鍵酶。主要受共價(jià)修飾調(diào)節(jié)。

第8頁,共99頁，星期六，2024年，5月激素對(duì)脂代謝的調(diào)節(jié)甘油三脂脂肪動(dòng)員激素（腎上腺素、生長激素等）受體修飾受體腺苷酸環(huán)化酶（無活性）腺苷酸環(huán)化酶（有活性）ATPcAMP蛋白質(zhì)激酶（無活性）蛋白質(zhì)激酶（有活性）激素敏感性脂酶（無活性）激素敏感性脂酶（有活性）脂肪酸+甘油（第一信使）（第二信使）第9頁,共99頁，星期六，2024年，5月脂肪動(dòng)員的基本過程

脂肪動(dòng)員的結(jié)果是生成三分子的自由脂肪酸（freefattyacid,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(dòng)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10頁,共99頁，星期六，2024年，5月（實(shí)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

脂肪動(dòng)員的結(jié)果是生成三分子的自由脂肪酸（freefattyacid,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(dòng)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。磷酸二羥丙酮是聯(lián)系甘油代謝和糖代謝的關(guān)鍵物質(zhì)。甘油的轉(zhuǎn)化二、甘油（代謝）第11頁,共99頁，星期六，2024年，5月三、脂肪酸的分解代謝β-氧化作用α-氧化作用ω-氧化作用2、不飽和脂肪酸的氧化3、奇數(shù)碳鏈脂肪酸的氧化CH3-(CH2)n-

CH2-

CH2-COOH

1、飽和脂肪酸的氧化分解途徑第12頁,共99頁，星期六，2024年，5月

(一)、飽和偶數(shù)碳脂肪酸的β-氧化過程β-氧化概念：在一系列酶的作用下,脂肪酸的α,β碳原子上脫氫氧化并斷裂,生成一分子乙酰CoA和少二個(gè)碳原子的脂酰CoA的過程,通過上述氧化方式不斷進(jìn)行,脂肪酸最后被完全氧化生成乙酰CoA。第13頁,共99頁，星期六，2024年，5月試驗(yàn)證據(jù)

1904年F.Knoop根據(jù)用苯環(huán)標(biāo)記脂肪酸飼喂狗的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，推導(dǎo)出了β-氧化學(xué)說。第14頁,共99頁，星期六，2024年，5月1.脂肪酸的活化（細(xì)胞質(zhì)中）

脂酰CoA合成酶RCH2CH2COOH+HSCoA==RCH2CH2COSCoA

ATP

AMP+PPi第15頁,共99頁，星期六，2024年，5月

脂酰-CoA合成酶實(shí)際是一個(gè)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-C11；其三C10-C20，這些酶或與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmicreticulum,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)過一個(gè)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(gè)產(chǎn)物脂酰-CoA和AMP，證明了這個(gè)中間體的存在．

脂酰-CoA是高能化合物，水解成脂肪酸和CoA時(shí)，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（△Go≈-32.5kJ/mol），其二是形成脂酰-CoA的吸能反應(yīng)(△Go≈31.5kJ/mol)．在細(xì)胞內(nèi)，全部反應(yīng)完成的驅(qū)動(dòng)力是產(chǎn)物焦磷酸發(fā)生的高度放能的水解(exergonichydrolysis)，這是由廣泛存在的無機(jī)焦磷酸酶（inorganicpyrophosphatase）的催化實(shí)現(xiàn)的．

第16頁,共99頁，星期六，2024年，5月第17頁,共99頁，星期六，2024年，5月進(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Ⅰ和酶Ⅱ）催化的移換反應(yīng)才能完成。其中肉堿脂肪酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ是脂肪酸β-氧化的關(guān)鍵酶。肉毒堿：HOOC-CH2-CH(OH)-CH2-N+-(CH3)3

脂酰CoA進(jìn)入線粒體的過程分四步：①.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；②.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)；③.在這里，脂?；D(zhuǎn)移到來自線粒體的CoA分子上；④.同時(shí)釋放的肉堿又回到細(xì)胞溶膠中。第18頁,共99頁，星期六，2024年，5月酯酰CoA進(jìn)入線粒體基質(zhì)示意圖

N+(CH3)3CH2HO-CH2COO-肉毒堿

OR-C

N+(CH3)3CH2-O-CH2COO-酯酰肉毒堿CoASH

OR-C-S-CoA

OR-C-OHATPCoASHAMP+PPiβ-氧化線粒體內(nèi)膜內(nèi)側(cè)外側(cè)載體酯酰肉毒堿肉毒堿

OR-C-S-CoACoASH第19頁,共99頁，星期六，2024年，5月2.β-氧化的生化歷程

a、脫氫b、水化c、再脫氫

ＯR-CH=CH-C-SCoA

ＯR-CH2-

CH2C-SCoA

OHOR-CH-CH2C~SCoA

OOR-C-CH2C~SCoA

OR-C~ScoA

OCH3C~SCoA||+||

d、硫解||||第20頁,共99頁，星期六，2024年，5月β-氧化化學(xué)歷程

(1)脫氫（以下反應(yīng)在線粒體中）

HO

脂酰CoA脫氫酶

│‖RCH2CH2COSCoARC=C-C-SCoA│

FAD

H

FADH2△2-反式烯脂酰CoA第21頁,共99頁，星期六，2024年，5月脫氫：脂酰CoA的羧基鄰位（β-位）被脂酰CoA脫氫酶（acyl-CoAdehydrogenase）脫下兩個(gè)氫原子，轉(zhuǎn)化為反式-△2-烯酰-CoA（trans-△2-enonylCoA），同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)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22頁,共99頁，星期六，2024年，5月(2).水化

HOHO

HO│‖烯脂酰CoA水化酶││‖RC=C-C-SCoARC–C–C-SCoA│││HH2OHHL-(+)β-羥脂酰CoA第23頁,共99頁，星期六，2024年，5月水化：在烯酰-CoA水合酶(enoylCoAhydratase）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(shí)得到的產(chǎn)物為L-β-羥脂酰輔酶A，催化順式時(shí)得到的產(chǎn)物為D-β-羥脂酰輔酶A。第24頁,共99頁，星期六，2024年，5月(3).再脫氫

HOHOOO││‖羥脂酰CoA脫氫酶

‖‖RC–C–C–SCoARCCH2C-SCoA││

HHNAD+

NADH+H+β-酮脂酰CoA

再脫氫：L-3-羥脂酰-CoA在L-3-羥脂酰-CoA脫氫酶（L-3-hydroxyacylCoAdehydrogenase）的作用下，轉(zhuǎn)化為3-酮脂酰-CoA，并產(chǎn)生一個(gè)NADH．第25頁,共99頁，星期六，2024年，5月(4).硫解

OOOO‖‖

β-酮脂酰CoA硫解酶‖‖RCCH2CSCoARCSCoA+CH3CSCoA

HSCoA(

脂酰CoA)第26頁,共99頁，星期六，2024年，5月在β-酮硫解酶（β-keto-thiolase）催化下，3-酮脂酰-CoA受第二個(gè)CoA的作用，發(fā)生硫解（thiolysis），斷裂為乙酰-CoA和一個(gè)縮短了兩個(gè)碳原子單元的脂酰CoA.

硫解酶反應(yīng)的第一步：使底物β-酮脂酰-CoA形成硫酯鍵；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（Claisenestercleavage),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(duì)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(gè)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(gè)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β-氧化．第27頁,共99頁，星期六，2024年，5月β-氧化的反應(yīng)過程小結(jié)第28頁,共99頁，星期六，2024年，5月脂肪酸的徹底氧化

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-SCoA

RCH=CH-CO-SCoA+CH3CO~SCoAR-CO~ScoAH2O

CoASHTCA

乙酰CoA

乙酰CoA

乙酰CoAATPH20呼吸鏈H20呼吸鏈

乙酰CoA

乙酰CoA

乙酰CoA

乙酰CoA第29頁,共99頁，星期六，2024年，5月3）β-氧化的產(chǎn)物為CH3CO-SCoA，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。乙酰CoA→脂肪酸↓乙醛酸循環(huán)(植、微)琥珀酸↓OAA→PEP→糖(糖異生)↓Asp關(guān)于β-氧化的幾個(gè)問題

1）β-氧化的細(xì)胞定位：線粒體

2）脂酰CoA經(jīng)線粒體膜外至膜內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)：肉毒堿（carnitine）的作用第30頁,共99頁，星期六，2024年，5月4）β-氧化的能量平衡（CH3CO-SCoA氧化供能）

計(jì)算1摩爾軟脂酸C15H31COOH經(jīng)β-氧化生成ATP的摩爾數(shù)

活化C15H31COOH→C15H31COSCoA

-2ATP

C15H31COSCoA需經(jīng)過7次β-氧化，生成8個(gè)CH3COSCoA第31頁,共99頁，星期六，2024年，5月C15H31COSCoA形成：-2ATPβ-氧化階段：7（NADH+H+）×3=21ATP7FADH2×2=14ATP8個(gè)CH3COSCoA→TCA8×3（NADH+H+）×3=72ATP8×FADH2×2=16ATP12×88次底物水平磷酸化8ATP=96

129ATP第32頁,共99頁，星期六，2024年，5月(二)α-氧化（植物種子和葉子中）RCH2COOH→RCHOHCOOH→RCOOH+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)胞中發(fā)現(xiàn)．在這個(gè)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(gè)線粒體酶來催化的的，即脂肪酸α-羥化酶，產(chǎn)物既可以是D-α-羥基脂肪酸，也可以是少一個(gè)碳原子的脂肪酸．這個(gè)機(jī)制說明自然界存在α-羥基脂肪酸和奇數(shù)碳原子脂肪酸.

第33頁,共99頁，星期六，2024年，5月脂肪酸的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(gè)碳原子的脂肪酸，這種氧化作用稱為α-氧化作用。RCH2COOHRCH(OH)COOHRCOCOOHRCOOHCO2O2NAD+NADH+H+RCH(OOH)COOHCO2RCHOO2NAD+NADH+H+過氧化羥化H2O第34頁,共99頁，星期六，2024年，5月

關(guān)于α-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-α-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35頁,共99頁，星期六，2024年，5月

(三)

ω-氧化（動(dòng)物，12個(gè)碳以上）CH3（CH2）9COOH→HOOC（CH2）9COOH→兩邊β-氧化

對(duì)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ω碳原子）發(fā)生氧化，形成α,ω二羧酸，故把這種作用稱為ω-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(dòng)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36頁,共99頁，星期六，2024年，5月脂肪酸的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-OHC(CH2)nCOO--OOC(CH2)nCOO-O2NAD(P)+NAD(P)H+H+NAPD+NADPH+H+NAD(P)+NAD(P)H+H+混合功能氧化酶醇酸脫氫酶醛酸脫氫酶第37頁,共99頁，星期六，2024年，5月

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ω-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(jì)，其氧化作用速率可達(dá)0.5克/天/平方米．第38頁,共99頁，星期六，2024年，5月在ω-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(dòng)物以細(xì)胞色素P450為中間電子傳遞體．兩個(gè)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(duì)于十二碳以下的羧酸．

第39頁,共99頁，星期六，2024年，5月(四).不飽和脂肪酸的氧化

需要兩種附加的酶，即：異構(gòu)酶（順、反異構(gòu)酶）還原酶（2,4-二烯脂酰還原酶）來解決這兩個(gè)特殊問題。第40頁,共99頁，星期六，2024年，5月1.油脂酰CoA的氧化第41頁,共99頁，星期六，2024年，5月2.十八碳二烯脂酰CoA的氧化原推測(cè)的反應(yīng)過程：第42頁,共99頁，星期六，2024年，5月現(xiàn)認(rèn)為的反應(yīng)過程：第43頁,共99頁，星期六，2024年，5月第44頁,共99頁，星期六，2024年，5月不飽和脂肪酸的氧化產(chǎn)生的ATP數(shù)目比同碳數(shù)的飽和脂肪酸產(chǎn)生的ATP數(shù)目少。每多一個(gè)雙鍵，β-氧化就少一步以FAD為輔酶的脫氫反應(yīng)，少產(chǎn)生2個(gè)ATP。所以亞油酸C18比同碳原子數(shù)飽和脂肪酸硬脂酸C18少生成4個(gè)ATP。第45頁,共99頁，星期六，2024年，5月(五).奇數(shù)碳脂肪酸的β-氧化

奇數(shù)碳脂肪酸的β-氧化

→琥珀酰CoA→TCA脂肪酸→丙酰CoA（奇數(shù)碳）→

β-羥丙酸→乙酰CoA第46頁,共99頁，星期六，2024年，5月

大多數(shù)哺乳動(dòng)物組織中奇數(shù)碳脂肪酸是罕見的，但在反芻動(dòng)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(gè)碳的直鏈脂肪酸可經(jīng)正常的β-氧化途徑，產(chǎn)生七個(gè)乙酰-CoA和一個(gè)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α-或β-氧化后，可能產(chǎn)生出丙酸．因反芻動(dòng)物能利用一般單胃動(dòng)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(duì)反芻動(dòng)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47頁,共99頁，星期六，2024年，5月

丙酰-CoA經(jīng)三步酶反應(yīng)轉(zhuǎn)化為琥珀酰-CoA．

第一步，在丙酰-CoA羧化酶催化下，轉(zhuǎn)變成D-甲基丙二酰-CoA，催化本反應(yīng)的丙酰-CoA羧化酶是以生物素作為輔助因子的；

第二步，在甲基丙二酰-CoA差向異構(gòu)酶（methylmalonyl-CoAracemase）催化下，D-甲基丙二酰-CoA轉(zhuǎn)化為Ｌ-甲基丙二酰-CoA；

最后一步反應(yīng)是在需鈷胺素（VB12）的酶------甲基丙二酰-CoA變位酶（methylmalonyl-CoAmutase）的作用下，發(fā)生一個(gè)少見的羰基-CoA基團(tuán)轉(zhuǎn)移到甲基并置換一個(gè)氫的反應(yīng)．產(chǎn)物琥珀酰-CoA可以進(jìn)入TCA進(jìn)一步代謝．第48頁,共99頁，星期六，2024年，5月ATP、CoASH丙酸的代謝甲基丙二酸單酰CoA琥珀酰CoA硫激酶羧化酶變位酶三羧酸循環(huán)ATP、CO2

生物素CoB12第49頁,共99頁，星期六，2024年，5月(六)、

酮體的代謝

動(dòng)物肝臟乙酰乙酸乙酰CoA→酮體β-羥丁酸↓↓丙酮肝外組織氧化肝臟線粒體中乙酰-CoA有4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（ketonebody)乙酰乙酸、β-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50頁,共99頁，星期六，2024年，5月1.酮體的生成(1).酮體的生成（肝組織）第51頁,共99頁，星期六，2024年，5月酮體的生成羥甲基戊二酸單酰CoA（HMGCoA）硫解酶2CH3COSCoACH3COCH2COSCoA乙酰乙酰CoAHOOCCH2-C-CH2COSCoA|CH3OH|HMGCoA裂解酶HMGCoA合成酶CH3COSCoACoASHCH3COCH2COOHCH3CHOHCH2COOH乙酰乙酸丙酮--羥丁酸脫氫酶CO2NADH+H+NAD+CH3COCH3脫羧酶CoASH第52頁,共99頁，星期六，2024年，5月第53頁,共99頁，星期六，2024年，5月2.酮體的氧化（肝外組織）乙酰乙酰CoA乙酰乙酸硫解酶轉(zhuǎn)移酶琥珀酰CoACoASH--氧化乙酰乙酸脫氫酶NADH+H+NAD+乙酰CoA2--羥丁酸琥珀酸第54頁,共99頁，星期六，2024年，5月丙酮去路（1）隨尿排出（2）直接從肺部呼出（3）轉(zhuǎn)變?yōu)楸峄蚣柞；耙阴；?jì)算1mol甘油徹底氧化能生成多少molATP？第55頁,共99頁，星期六，2024年，5月

酮體生成的生理意義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(shí)，酮體可以代替Glc，成為腦組織及肌肉的主要能源。）

正常情況下血中僅含少量酮體，但饑餓、高脂低糖或糖尿病時(shí)，酮體生成過多，可引起酮血癥

、酮尿癥或酮癥酸中毒，Theoverallconditioniscalledketosis(酮病)。第56頁,共99頁，星期六，2024年，5月酮體生成的調(diào)節(jié)第57頁,共99頁，星期六，2024年，5月

（1）飽食：胰島素增加，脂解作用抑制，脂肪動(dòng)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(dòng)員量加強(qiáng)，血中游離脂酸濃度升高，利于β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(shí)，脂酸合成甘油三酯及磷脂。肝細(xì)胞糖原供給不足時(shí)，脂酸主要進(jìn)入線粒體，進(jìn)入β—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(jìng)爭(zhēng)性抑制肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ，從而阻止脂酰CoA進(jìn)入線粒體內(nèi)進(jìn)行β氧化。第58頁,共99頁，星期六，2024年，5月第三節(jié)脂肪的合成

生物體從糖代謝的中間產(chǎn)物磷酸丙糖合成α-磷酸甘油，又從乙酰CoA合成長鏈脂肪酸，最后以α-磷酸甘油及脂肪酰CoA作為原料合成脂肪。第59頁,共99頁，星期六，2024年，5月一、α-磷酸甘油的合成CH2OHCH2OH│甘油激酶│CHOH+ATPCHOH+ADP+Pi││CH2OHCH2OPα-磷酸甘油CH2OHCH2OH│α-磷酸甘油脫氫酶│C=O+NADH+H+

CHOH+NAD+││CH2OPCH2OPα-磷酸甘油第60頁,共99頁，星期六，2024年，5月甘油的合成（實(shí)線為甘油的分解，虛線為甘油的合成)）甘油激酶磷酸甘油脫氫酶異構(gòu)酶磷酸酶第61頁,共99頁，星期六，2024年，5月二、脂肪酸的生物合成

a.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）c.不飽和脂肪酸的合成1.從頭合成1）定義指以二碳物CH3CO-SCoA為原料，在乙酰CoA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。第62頁,共99頁，星期六，2024年，5月2）條件A）原料乙酰CoA；輔助因子：反應(yīng)需要ACP、ATP、CO2、Mn2+和NADPH2B)酶系a)乙酰CoA羧化酶（大腸桿菌）生物素羧化酶，生物素羧基載體蛋白BCCP，羧基轉(zhuǎn)移酶.第63頁,共99頁，星期六，2024年，5月第64頁,共99頁，星期六，2024年，5月b)脂肪酸合成酶系A(chǔ)CP?；D(zhuǎn)移酶ACP-丙二酸單酰轉(zhuǎn)移酶β-酮脂酰-ACP合成酶β-酮脂酰-ACP還原酶羥脂酰-ACP脫水酶烯脂酰-ACP還原酶第65頁,共99頁，星期六，2024年，5月ACP（?；d體蛋白）：一種對(duì)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?。第66頁,共99頁，星期六，2024年，5月3)產(chǎn)物：軟脂肪（棕櫚酸，16C飽和脂肪酸）

4）化學(xué)歷程（以大腸桿菌為例）a)

丙二酰CoA的形成

乙酰CoA羧化酶

COOHCH3COSCoA+CO2│

ATP

生物素CH2COSCoAMn2+第67頁,共99頁，星期六，2024年，5月b)

?；D(zhuǎn)移反應(yīng)

ACP酰基轉(zhuǎn)移酶CH3COSCoA+ACP-SH==CH3CO-SACP+HSCoACOOHCOOH│+ACP-SH==│+CoASHCH2COSCoACH2COSACP

ACP丙二酸單酰轉(zhuǎn)移酶第68頁,共99頁，星期六，2024年，5月c)

縮合反應(yīng)

COOH│β-酮脂酰ACP合成酶CH3COSACP+CH2COSACPCH3COCH2COSACP+CO2+

ACPSHβ-酮脂酰ACP（乙酰乙酰ACP）第69頁,共99頁，星期六，2024年，5月d)

第一次還原OOOHO‖‖β-酮脂酰ACP還原酶

│‖CH3CCH2CSACP==========CH3CHCH2CSACP

NADPH+H+

β-羥丁酰ACP

NADP+第70頁,共99頁，星期六，2024年，5月e)脫水

OHOO│‖羥脂酰ACP脫水酶

‖CH3CHCH2CSACP===CH3CH=CH2CSACP

α,β-反式-烯丁酰ACP

H2O第71頁,共99頁，星期六，2024年，5月f)再還原

OO‖烯脂酰ACP還原酶

‖CH3CH=CH2CSACP=====CH3CH2CH2CSACP

NADPH+H+

丁酰ACPNADP+

第72頁,共99頁，星期六，2024年，5月脂肪酸合成全過程

第73頁,共99頁，星期六，2024年，5月5）討論a)

脂肪酸生物合成的原料是乙酰輔酶A，但丙二酰輔酶A才是二碳單位直接供體，除末端二個(gè)碳原子來源于乙酰輔酶A，其他均來自丙二酰輔酶A，合成為偶數(shù)碳脂肪酸，終止于16碳。b)脂肪酸合成中間過程以ACP為載體，還原反應(yīng)以NADPH2為輔酶，它來自于HMP途徑。C）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A是通過檸檬酸—丙酮酸穿梭作用運(yùn)送到細(xì)胞質(zhì)中參加反應(yīng)。第74頁,共99頁，星期六，2024年，5月檸檬酸—丙酮酸穿梭作用第75頁,共99頁，星期六，2024年，5月d)脂肪酸的β－氧化和從頭合成的異同相同：都要活化第76頁,共99頁，星期六，2024年，5月

對(duì)比脂肪酸合成與分解代謝,說明脂肪酸生物合成并非β-氧化的簡單逆轉(zhuǎn)。脂肪酸生物合成并非β-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(shí)為ACP，分解時(shí)為CoA。(4)．二碳片斷的形式不同，合成時(shí)延長加入的時(shí)丙二酸單酰CoA，分解時(shí)斷裂的二碳單位是乙酰CoA。(5)．氧化還原輔酶不同，合成時(shí)為NADPH，分解時(shí)為NAD+和FAD。第77頁,共99頁，星期六，2024年，5月e)脂肪酸合成的調(diào)控步驟的酶是什么？該酶在高等動(dòng)物中如何調(diào)節(jié)？1）步驟：乙酰CoA羧化成丙二酰CoA。2）關(guān)鍵酶：乙酰CoA羧化酶所催化，這是一種別(變)構(gòu)酶，是脂酸合成的限速酶。3）部位和輔基：存在于胞質(zhì)中，輔基為生物素，Mn2+為激活劑。4）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。5）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。6）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。7）高糖膳食可促進(jìn)酶蛋白合成，因而可促進(jìn)乙酰CoA的羧化反應(yīng)。第78頁,共99頁，星期六，2024年，5月f)脂酸合成的調(diào)節(jié)1．代謝物（1）進(jìn)食高脂肪食物以后，或饑餓脂肪動(dòng)員加強(qiáng)時(shí)，肝細(xì)胞內(nèi)脂酰CoA增多，可別構(gòu)抑制乙酰CoA羧化酶，從而抑制體內(nèi)脂酸的合成。（2）進(jìn)食糖類而糖代謝加強(qiáng)，NADPH及乙酰CoA供應(yīng)增多，有利于脂酸的合成，同時(shí)糖代謝加強(qiáng)使細(xì)胞內(nèi)ATP增多，可抑制異檸檬酸脫氫酶，造成異檸檬酸及檸檬酸堆積，透出線粒體，可別構(gòu)激活乙酰CoA羧化酶，使脂酸合成增加。（3）大量進(jìn)食糖類也能增強(qiáng)各種合成脂肪有關(guān)的酶活性從而使脂肪合成增加。2．激素（1）胰島素是調(diào)節(jié)脂酸合成的主要激素

1）能誘導(dǎo)乙酰CoA羧化酶、脂酸合成酶、乃至ATP-檸檬酸裂解酶等的合成，從而促使脂酸合成。

2）由于胰島素還能促進(jìn)脂酸合成磷脂酸，因此還增加脂肪的合成。

3）胰島素能加強(qiáng)脂肪組織的脂蛋白脂酶活性，促使脂酸進(jìn)入脂肪組織，再加速合成脂肪而儲(chǔ)存，故易導(dǎo)致肥胖。（2）胰高血糖素1）通過增加蛋白激酶A活性使乙酰CoA羧化酶磷酸化而降低其活性，故能抑制脂酸的合成。

2）也抑制三酰甘油的合成，甚至減少肝脂肪向血中釋放。（3）腎上腺素、生長素也能抑制乙酰CoA羧化酶，從而影響脂酸合成。

第79頁,共99頁，星期六，2024年，5月（1）線粒體脂肪酸延長酶系:延長短鏈脂肪酸，其過程是β-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細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行部位動(dòng)物

植物線粒體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)葉綠體、前質(zhì)體內(nèi)質(zhì)網(wǎng)加入的一碳單位酯?；d體電子供體乙酰CoA丙二酸單酰CoA丙二酸單酰CoACoACoAACPNAD(P)HNADPHNADPH不明確2.

線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中脂肪酸的延長

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C18、C20、C24等高級(jí)脂肪酸。第80頁,共99頁，星期六，2024年，5月

CH3COSCoACH3（CH2）14COSCoA還原脫水CH3（CH2）14COCH3COSCoA再還原NADPH+H+CH3（CH2）16COSCoA→→→NADPH+H+(1)線粒體脂肪酸延長酶系

1）在線粒體脂酸延長酶體系的催化下，軟脂酰CoA與乙酰CoA縮合，生成β-酮硬脂酰CoA，然后由NADPH+H+供氫，還原為β-羥硬脂酰CoA，又脫水生成α,β-硬脂烯酰CoA，再由NADPH+H+供氫，即還原為硬脂酰CoA，其過程與β-氧化的逆反應(yīng)基本相似，但需a,β-烯酰還原酶及NADPH+H+2）每一輪反應(yīng)可加上2個(gè)碳原子，一般可延長脂酸碳鏈至24或26個(gè)碳原子，而以硬脂酸最多。第81頁,共99頁，星期六，2024年，5月2）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脂肪酸延長酶系（1）以丙二酰CoA為二碳單位(C2)的供給體；(2)由NADPH+H+供氫，通過縮合、加氫、脫水及再加氫等反應(yīng)，每一輪可增加2個(gè)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成相近），但脂?；B在CoASH上進(jìn)行反應(yīng)，而不是ACP為載體(即輔酶A代替ACP為脂?；d體)；（3）一般可將脂酸碳鏈延長至24碳，以18碳的硬脂酸為最多。第82頁,共99頁，星期六，2024年，5月動(dòng)：細(xì)胞色素b5zh植：鐵硫蛋白動(dòng)：細(xì)胞色素b5zh植：鐵硫蛋白(1)需氧途徑（2）厭氧途徑

是厭氧生物合成單不飽和脂肪酸的方式,發(fā)生在脂肪酸從頭合成的過程中,當(dāng)生成、