《生物化学》脂肪酸的分解代谢课件.ppt

1、脂肪酸的分解代谢脂肪酸的分解代谢脂肪酸的生理功能：脂肪酸的生理功能：磷脂、糖脂的成分磷脂、糖脂的成分生物膜生物膜与糖蛋白结合与糖蛋白结合引到糖蛋白到膜靶位置引到糖蛋白到膜靶位置燃料分子燃料分子储能及氧化供能，量大、产能多储能及氧化供能，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。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）始于胃中（胃脂肪酶）主要在小肠中（胰脂肪酶）主要在小肠中（胰脂肪酶）第一节、脂类的消化吸

2、收和运转第一节、脂类的消化吸收和运转一、脂类的消化和吸收一、脂类的消化和吸收胰脂肪酶胰脂肪酶O CO(CH2)m CH3O CO(CH2)k CH3HH+脂肪酸脂肪酸CH2CHCH2OOHOHCO(CH2 )nCH32-单酰甘油单酰甘油CH2CHCH2OOOCO(CH2)m CH3CO(CH 2)k C H3CO(CH2)nCH3脊椎动物食物脂类的消化与吸收脊椎动物食物脂类的消化与吸收二、脂肪组织贮存二、脂肪组织贮存的甘油三酯的动员的甘油三酯的动员第二节、甘油三酯和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：三种脂肪酶：脂肪酶脂肪酶 二酯酰甘油脂肪酶二酯酰甘油脂肪酶 一脂酰甘

3、油脂肪酶一脂酰甘油脂肪酶一、甘油三酯的水解一、甘油三酯的水解脂肪的酶促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（实线为甘油的分解，虚线为甘油的合成)甘油激酶甘油激酶磷酸甘油磷酸甘油脱氢酶脱氢酶异构酶异构酶磷酸酶磷酸酶二、甘油的命运二、甘油的命运三、脂三、脂 肪肪 酸酸 的的 分分 解解 代代 谢谢1.脂肪酸的活化脂肪酸的活化 脂酰脂酰 CoA 的生成（胞液）的生成（胞液）脂酰脂酰CoA合酶合酶 脂酰脂酰CoA合酶合酶(acyl-CoA synthase)存在于内质网及线粒体存在于内质网及线粒体外膜上，需外膜上，需ATP和和Mg 2+，形成一个高能硫酯键形成一个高能硫酯键消耗消耗2

4、个高个高能磷酸键能磷酸键。脂脂 肪肪 酸酸RCHRCH2 2CHCH2 2C C-OH OH OO=OO=脂脂 酰酰SCoARCHRCH2 2CHCH2 2C CSCoA SCoA OO=OO=ATP AMP PPi 2.2.脂酰脂酰CoACoA进入线粒体进入线粒体脂酰脂酰CoACoA进入线粒体基质示意图进入线粒体基质示意图脂酰脂酰CoACoA进入线粒体过程进入线粒体过程 O OR-C-SR-C-SCoACoA O OR-C-OHR-C-OHATPATPCoASHCoASHAMP+PPiAMP+PPi-氧化线粒体内膜线粒体内膜内侧内侧外侧外侧载载体体脂脂酰肉碱酰肉碱CoASHCoASH肉碱肉碱

5、 O OR-C-S R-C-S CoACoA脂酰肉碱脂酰肉碱转移酶转移酶II N N+(CH(CH3 3)3 3 CH CH2 2HO-CHHO-CH2 2 COO-COO-肉碱肉碱CoASHCoASH脂酰肉碱脂酰肉碱转移酶转移酶I I O OR-CR-C N+(CHN+(CH3 3)3 3 CH CH2 2-O-CH-O-CH2 2 COO-COO-脂脂酰肉碱酰肉碱3.脂肪酸的脂肪酸的-氧化氧化 (线粒体内线粒体内)1904年年Franz.Knoop实验证明：脂肪酸实验证明：脂肪酸的氧化在肝脏中逐的氧化在肝脏中逐步进行，每次从羧步进行，每次从羧基端断下一个二碳基端断下一个二碳物物（C2），即

6、），即位碳位碳原子首先氧化，故原子首先氧化，故称为称为-氧化氧化。苯乙酸苯甲酸脱氢脱氢 加水加水 再脱氢再脱氢 硫解硫解 脂酰脂酰CoACoA 脱氢酶脱氢酶L(+)-L(+)-羟脂酰羟脂酰CoACoA脱氢酶脱氢酶 NAD+NADH+H+2 2-烯脂酰烯脂酰CoACoA 水化酶（水合酶水化酶（水合酶）H2O FADFADH2酮脂酰酮脂酰CoACoA硫解酶硫解酶CoA-SH 反反2 2-烯酰烯酰CoACoARCH=CHCSCoA O=RCH=CHCSCoA O=O=脂酰脂酰CoACoA RCH2CH2CSCoA O=O=L(+)-L(+)-羟脂酰羟脂酰CoACoARCHOHCH2CSCoA O=O

7、=酮脂酰酮脂酰CoACoARCOCH2CSCoA O=O=脂酰脂酰CoA+CoA+乙酰乙酰CoACoARCSCoA+CH3COSCoA O=O=H2O1 1）脱氢）脱氢：脂酰脂酰-SCoA-SCoA脱氢酶催化，在脱氢酶催化，在 C C2 2-C-C3 3 间生成双键间生成双键 2 2-反反-烯烯 脂酰脂酰-SCoA-SCoARCH2CH2CH2COSCoAFADFADH2RCH2CCHHCOSCoA脂酰CoA脱氢酶 2 2-反反-烯脂酰烯脂酰-SCoA-SCoA在其水合酶作用在其水合酶作用下生成下生成L(+)-羟羟脂酰脂酰-SCoA-SCoA2 2）加水：加水：RCH2CCHHCOSCoARC

8、H2CHCHCOSCoAOHH2O烯脂酰CoA水合酶 -羟羟脂酰脂酰-SCoA-SCoA脱氢酶催化生成脱氢酶催化生成-酮酮脂酰脂酰-SCoA-SCoA，辅酶为，辅酶为NADNAD+。RCH2CHCHCOSCoAOHRCH2CCHCOSCoAO烯脂酰CoA脱氢酶NAD+NADH+H+在硫解酶作用下，在硫解酶作用下，形成形成乙乙酰酰-SCoA-SCoA和和比原脂酰比原脂酰-SCoA-SCoA少少2 2个个C C的脂酰的脂酰-SCoA-SCoA RCH2CCHCOSCoAORCH2COSCoACH3COSCoACoASH+硫解酶 氧氧化化的的生生化化历历程程 乙酰乙酰CoACoAFAD FADH2

9、NAD+NADHRCH2CH2CO-SCoA脂酰脂酰CoACoA 脱氢脱氢酶酶脂酰脂酰CoACoA-烯脂酰烯脂酰CoACoA 水化酶水化酶-羟脂酰羟脂酰CoACoA 脱氢酶脱氢酶-酮酯酰酮酯酰CoACoA 硫解酶硫解酶RCHOHCH2COScoARCOCH2CO-SCoA RCH=CH-CO-SCoA +CH3COSCoAR-COScoAH H2 2O O CoASHTCATCA 乙酰乙酰CoACoA 乙酰乙酰CoACoA 乙酰乙酰CoACoAATPATPATPATP+H+H2 20 0呼吸链呼吸链ATPATP+H+H2 20 0呼吸链呼吸链 乙酰乙酰CoACoA 乙酰乙酰CoACoA 乙酰乙

10、酰CoACoA 乙酰乙酰CoACoA-氧化过程中能量的释放及转换效率氧化过程中能量的释放及转换效率净生成：净生成：108 2=106 ATP108 2=106 ATP7 7次次-氧化氧化8 8 乙酰乙酰CoACoA例：软脂酸例：软脂酸CHCH3 3(CH(CH2 2)1414COOHCOOH7 7 NADHNADH7 7 FADHFADH2 210 ATP10 ATP 2.5 ATP 2.5 ATP 1.5 ATP 1.5 ATP 80 ATP80 ATP17.5 ATP17.5 ATP10.5 ATP10.5 ATP108 ATP108 ATP能量转换率能量转换率 =-30.54KJ-30.

11、54KJ 106106-9730KJ-9730KJ 100%=100%=3333油酰油酰CoACoA（9 9 18 18：1 1）CHCH3 3(CH(CH2 2)7 7CH=CHCH=CH-CH-CH2 2(CH(CH2 2)6 6CO-CoACO-CoA OHCH3(CH2)7CH2-C-CH2-CO-CoA H HCHCH3 3(CH(CH2 2)7 7CHCH2 2-C=C-CHC=C-CH2 2-CO-CoA-CO-CoAH HH H 2 2-反反-十二碳烯酰十二碳烯酰CoACoA -氧化氧化,三次循环三次循环再开始再开始-氧化氧化烯酯酰烯酯酰CoACoA异构酶异构酶烯酯酰烯酯酰Co

12、ACoA水化酶水化酶CHCH3 3(CH(CH2 2)7 7-C=CC=C-CH-CH2 2-CO-CoACO-CoA 3 3-顺顺-十二碳烯酯酰十二碳烯酯酰CoACoA H H H H6CH6CH3 3-CO-CoA-CO-CoA结果：少产生一分子结果：少产生一分子FADH2FADH24.4.不不饱饱和和脂脂肪肪酸酸的的氧氧化化5.多不饱和脂肪酸的氧化多不饱和脂肪酸的氧化亚油酸亚油酸脂酰脂酰-CoA-CoA脱氢酶脱氢酶2 2，4 4 烯酰烯酰-CoA-CoA还原酶还原酶trans-trans-3 3烯酰烯酰-CoA-CoA异构酶异构酶6.6.奇数碳原子脂肪酸的氧化奇数碳原子脂肪酸的氧化 大多

13、数哺乳动物组织中奇数碳原子的脂肪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。具有酸是罕见的，但在反刍动物会发生。具有1717个个碳的直链脂肪酸可经正常的碳的直链脂肪酸可经正常的-氧化途径，产氧化途径，产生生7 7个乙酰个乙酰-CoA-CoA和和1 1个丙酰个丙酰-CoA-CoA。琥珀酰琥珀酰CoACoA丙酰丙酰-CoA-CoA的代谢的代谢甲基丙二酰甲基丙二酰CoA琥珀酰琥珀酰CoA三羧酸循三羧酸循环环羧羧化化酶酶ATP、CO2 生物素生物素变位酶变位酶CoB127.7.脂肪酸的脂肪酸的-氧化作用氧化作用 脂肪酸氧化脂肪酸氧化作用发生在作用发生在-碳原子上，碳原子上，分解

14、出分解出COCO2 2，生成比原来少生成比原来少一个碳原子的一个碳原子的脂肪酸，这种脂肪酸，这种氧化作用称为氧化作用称为-氧化作用。氧化作用。RCOOHRCOOHCOCO2 2RCOCOOHRCOCOOHNAD+NADH+H+NAD+NADH+H+RCHRCH2 2COOHCOOHRCH(OH)COOHRCH(OH)COOH羟化羟化 植烷酸（植烷酸（C-3C-3位有一位有一甲基取代）经甲基取代）经-氧化，氧化，脱掉脱掉-C-C转变成降脂烷转变成降脂烷酸后可进行酸后可进行beta-beta-氧化，氧化，否则将导致外周神经炎否则将导致外周神经炎型运动失调及视网膜炎型运动失调及视网膜炎症等。症等。B

15、ranched-chain fatty acids are oxidized by-oxidation,as shown for phytanic acid(植烷酸植烷酸).The product of the phytanic acid oxidase,pristanic acid(降植烷植烷酸酸),is a suitable substrate for normal-oxidation.Isobutyryl-CoA and propionyl-CoA can both be converted to succinyl-CoA,which can enter the TCA cycle.8.

16、8.脂肪酸的脂肪酸的氧化作用氧化作用 脂肪酸的脂肪酸的-氧化指氧化指:脂肪脂肪酸的末端甲基酸的末端甲基（-端）经氧端）经氧化转变成羟基，化转变成羟基，继而再氧化成羧继而再氧化成羧基，从而形成基，从而形成，-二羧酸的过二羧酸的过程。程。CHCH3 3(CH(CH2 2)n COO)n COO-HOCHOCH H2 2(CH(CH2 2)n COO)n COO-O O2 2NAPD+NADPH+H+混合功能氧化酶混合功能氧化酶OHCOHC(CH(CH2 2)n COO)n COO-NAD(P)+NAD(P)H+H+醇酸脱氢酶醇酸脱氢酶-OOCOOC(CH(CH2 2)n COO)n COO-NAD

17、(P)+NAD(P)H+H+醛酸脱氢酶醛酸脱氢酶乙酰乙酰CoACoA的代谢去路的代谢去路三羧酸三羧酸循环循环乙酰乙酰 CoA酮体酮体类固类固醇醇合成合成最主要最主要取决于草酰取决于草酰乙酸浓度乙酸浓度第三节第三节 酮体酮体 氧氧化化脂肪酸脂肪酸酮体：酮体：脂肪酸脂肪酸-氧化产物乙酰氧化产物乙酰CoACoA,可进入三羧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。酸循环氧化供能，然而在肝细胞中还有另一条去路。乙酰乙酰CoACoA可在肝细胞形成可在肝细胞形成乙酰乙酸、乙酰乙酸、-羟丁酸、丙羟丁酸、丙酮，酮，这三种物质统称为这三种物质统称为酮体。酮体。酮体的生成酮体的生成（在肝脏线粒体基质

18、）（在肝脏线粒体基质）NADH+H+CH3CHOHCH2COOH-羟丁羟丁酸酸羟丁羟丁酸脱酸脱氢酶氢酶NAD+丙酮丙酮CO2CH3COCOOH脱羧酶脱羧酶硫解酶硫解酶2分子分子 CH3COSCoACH3COCH2COSCoA乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoASHHMGCoA裂解酶裂解酶CH3COCH2COOH乙酰乙酸乙酰乙酸乙酰乙酰CoAHMGCoA合成酶合成酶CH3COSCoA+H2OCoASHHOOCCH2-C-CH2COSCoA羟甲基戊二酰羟甲基戊二酰CoA（HMGCoA）|CH3OH|在饥饿或糖尿病时，在饥饿或糖尿病时，草酰乙酸用于糖异生，草酰乙酸用于糖异生，乙酰乙酰CoACoA累积，生成酮

19、体累积，生成酮体酮体的分解酮体的分解（在肝外组织）（在肝外组织）硫解酶硫解酶CoASH乙酰乙酰CoA2-氧化氧化乙酰乙酸乙酰乙酸脱氢酶脱氢酶NADH+H+NAD+-羟丁羟丁酸酸乙酰乙酰乙酰乙酰CoA转转移移酶酶琥珀酰琥珀酰CoA琥珀酸琥珀酸TCA Cycle酮体在肝脏合成。酮体在肝脏合成。丙酮很少丙酮很少吸收。吸收。乙酰乙酸、乙酰乙酸、-羟丁羟丁酸经血液到酸经血液到肝外，如：骨、心肌、肾皮质、肝外，如：骨、心肌、肾皮质、脑，通过脑，通过TCATCA循环氧化提供能量。循环氧化提供能量。第四节第四节 脂肪酸代谢的调节脂肪酸代谢的调节1.1.脂肪酸进入线粒体的调节脂肪酸进入线粒体的调节 主要控制点：

20、脂酰肉碱转移酶主要控制点：脂酰肉碱转移酶受丙二酰受丙二酰CoACoA 的抑制。的抑制。2.2.心脏中脂肪酸氧化的调节心脏中脂肪酸氧化的调节 高浓度乙酰高浓度乙酰CoACoA和和 NADH NADH 抑制硫解酶，抑制硫解酶，NADH/NADNADH/NAD+抑制抑制3-3-羟脂酰羟脂酰-CoA-CoA脱氢酶。脱氢酶。3.3.激素对脂肪酸代谢的调节激素对脂肪酸代谢的调节 激激素素对对脂脂代代谢谢的的调调节节甘油三脂甘油三脂脂肪动员激素脂肪动员激素（肾上腺素、胰高血糖素等）（肾上腺素、胰高血糖素等）受体受体修饰受体修饰受体腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶 (无活性）无活性）腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶（有活性）（有活性）ATP cAMPATP cAMP蛋白质激酶蛋白质激酶（无活性）（无活性）蛋白质激酶蛋白质激酶（有活性）（有活性）激素敏感性脂酶激素敏感性脂酶（无活性）（无活性）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）最后的产物：最后的产物：脂肪酸进入脂肪酸进入-氧氧化；化；磷酸和甘油进入糖磷酸和甘油进入糖代谢代谢磷脂酶的作用部位磷脂酶的作用部位第五节第五节 磷脂的代谢磷脂的代谢磷脂酶磷脂酶 C磷脂酶磷脂酶 D磷脂酶磷脂酶 A2磷脂酶磷脂酶 A1