第二节-脂肪的分解代谢

第二节脂肪的分解代谢二、甘油的代谢一、脂肪的动员三、脂肪酸的β-氧化四、脂肪酸的其他氧化方式五、酮体的生成和利用脂类的消化和吸收关键酶：激素敏感脂肪酶(hormone-sensitivelipase,HSL)一、脂肪的动员RCCHCH2CH2OCROOCOROHOCHCH2CH2OHOHRCOHOO3+激素敏感脂肪酶H2O3+脂肪甘油脂肪酸脂解激素:能促进脂肪动员的激素，如胰高血糖素、肾上腺素、去甲肾上腺素等。对抗脂解激素因子:抑制脂肪动员，如胰岛素、前列腺素E2等。通过血液循环进入其他组织氧化供能运到肝脏、肾脏进入糖代谢二、甘油的代谢组织：除脑组织外,大多数组织均可进行，其中肝、肌肉最活跃。亚细胞：胞液、线粒体三、脂肪酸的β-氧化(β-oxidation)1.脂肪酸的活化——脂酰CoA的生成（胞液）脂酰CoA合成酶(acyl-CoAsynthetase)存在于内质网及线粒体外膜上+CoA-SH脂肪酸RCHRCH22CHCH22CC--OHOHOO=OO=脂酰~SCoARCHRCH22CHCH22CC~SCoA~SCoAOO=OO=脂酰CoA合成酶ATPAMP+PPi2.脂酰CoA进入线粒体肉碱（carnitine）肉碱脂酰转移酶（carnitineacyltransferase）脂酰基肉碱肉碱脂酰转移酶ⅠL-肉碱Ⅱ肉碱脂酰转移酶Ⅱ3.脂肪酸的β-氧化脱氢加水再脱氢硫解脂酰CoAL-β-羟脂酰CoAβ-酮脂酰CoA脂酰CoA+乙酰CoA脂酰CoA脱氢酶Δ2-反烯脂酰CoAL-β-羟脂酰CoA脱氢酶NAD+NADH+H+Δ2--烯脂酰CoA水合酶H2OFADFADH2β-酮脂酰CoA硫解酶CoA-SHRCH=CHC~SCoAβαO=RCH=CHC~SCoAβαO=O=RCH2CH2C~SCoAO=O=RCHOHCH2C~SCoAβαO=O=RCOCH2C~SCoAβαO=O=RC~SCoA+CH3CO~SCoAO=O=棕榈酰CoAL-β-羟脂酰CoAβ-酮脂酰CoA14C脂酰CoA+乙酰CoAΔ2-反烯脂酰CoACH3(CH2)7CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2COSCoACH3(CH2)7CH2CH2CH2CH2CH2COSCoACH3COSCoACH3(CH2)7CH2CH2CH2COCoACH3COSCoACH3(CH2)7CH2COSCoACH3COCoACH3COSCoA5脂酰CoA脱氢酶L-β-羟脂酰CoA脱氢酶NAD+NADH+H+Δ2-烯脂酰CoA水合酶2H2OFADFADH2β-酮脂酰CoA硫解酶CoA-SH脂酰CoA合成酶肉碱转运载体ATPCoASHAMPPPiH2O呼吸链1.5ATPH2O呼吸链2.5ATP线粒体膜TAC脂肪酸RCHRCH22CHCH22CC--OHOHOO=OO=RCH=CHC~SCoAβαO=RCH=CHC~SCoAβαO=O=RCH2CH2C~SCoAO=O=RCHOHCH2C~SCoAβαO=O=RCOCH2C~SCoAβαO=O=RC~SCoA+CH3CO~SCoAO=O=RCH2CH2C~SCoAO=O=活化：消耗2个高能磷酸键β-氧化每轮循环四个步骤：脱氢、水化、再脱氢、硫解产物：1分子乙酰CoA1分子少两个碳原子的脂酰CoA1分子FADH21分子NADH+H+4.脂肪酸氧化的能量生成——以16碳软脂肪酸的氧化为例7轮循环产物：8分子乙酰CoA7分子NADH+H+7分子FADH2能量计算：生成ATP8×10+7×2.5+7×1.5=108净生成ATP108–2=106脂肪酸活化过程中消耗2个高能磷酸键丙酰CoA羧化酶（ATP、生物素）丙酰-CoAD-甲基丙二酸单酰-CoA甲基丙二酸单酰-CoA差向异构酶L-甲基丙二酰CoA琥珀酰CoA甲基丙二酸单酰-CoA变位酶奇数碳原子脂肪酸的氧化奇数碳脂肪酸IleMetValTACFatBearsCarryOutβOxidationinTheirSleepAlthoughexpendingabout25,000kJ/day(6,000kcal/day),thebeardoesnoteat,drink,urinate,ordefecateformonthsatatime.Agrizzlybearpreparesitshibernationnest,neartheMcNeilRiverinCanada.Experimentalstudieshaveshownthathibernatinggrizzlybearsusebodyfatastheirsolefuel.Fatoxidationyieldssufficientenergyformaintenanceofbodytemperature,activesynthesisofaminoacidsandproteins,andotherenergy-requiringactivities,suchasmembranetransport.Fatoxidationalsoreleaseslargeamountsofwater,asdescribedinthetext,whichreplenisheswaterlostinbreathing.Theglycerolreleasedbydegradationoftriacylglycerolsisconvertedintobloodglucosebygluconeogenesis.Bearsstoreanenormousamountofbodyfatinpreparationfortheirlongsleep.Anadultgrizzlyconsumesabout38,000kJ/dayduringthelatespringandsummer,butaswinterapproachesitfeeds20hoursaday,consumingupto84,000kJdaily.Thischangeinfeedingisaresponsetoaseasonalchangeinhormonesecretion.Largeamountsoftriacylglycerolsareformedfromthehugeintakeofcarbohydratesduringthefattening-upperiod.1、含双键的不饱和脂肪酸的氧化四、脂肪酸的其他氧化方式单不饱和脂肪酸的氧化多不饱和脂肪酸的氧化Oxidationofamonounsaturatedfattyacid油酰-CoAΔ3-cis-十二烯酰-CoA烯酰-CoA异构酶Δ2-trans-十二烯酰-CoA不是烯脂酰-CoA水合酶的底物亚油酰-CoA烯酰-CoA异构酶Oxidationofapolyunsaturatedfattyacid脂酰-CoA脱氢酶2,4-二烯酰-CoA还原酶烯酰-CoA异构酶Fourroundsofβ-oxidation5C10或C12脂肪酸的碳链末端碳原子（-碳原子）被氧化，形成二羧酸。二羧酸进入线粒体内后，可以从分子的任何一端进行-氧化，最后生成的琥珀酸可进入三羧酸循环。2、-氧化内质网内脂肪酸的-氧化TCA循环-氧化不是哺乳动物脂肪酸氧化分解的主要途径，但在β-氧化有缺陷时起重要作用。过氧化物酶体中脂肪酸的-氧化植烷酸植烷酰CoAα-羟植烷酰CoA降植烷酸4,8,12,三甲基十三酰-CoA丙酰-CoA脂肪酸的-碳被氧化成羟基，生成-羟基酸。-羟基酸可进一步脱羧、氧化转变成少一个碳原子的脂肪酸。3、-氧化Refsum’sdisease又名遗传性共济失调性多发性神经炎样病、植烷酸贮积病。患者体内植烷酰-CoA羟化酶有遗传缺陷，血液中植烷酸浓度极高，导致失明、耳聋等严重的神经问题。胆固醇生物合成柠檬酸循环脂肪酸生物合成转化为酮体乙酰CoA的去路五、酮体(KetoneBodies)的生成和利用β-羟丁酸(β-hydroxybutyrate)乙酰乙酸(acetoacetate)丙酮(acetone)生成：肝细胞线粒体利用：肝外组织（心、肾、脑、骨骼肌等）线粒体CO2CoASHCoASHNAD+NADH+H+β-羟丁酸脱氢酶HMGCoA合成酶乙酰乙酰CoA硫解酶HMGCoA裂解酶1.酮体的生成CHCH33CSCoACSCoA==OOCHCH33CSCoACSCoA==OO==OOCHCH33CSCoACSCoA==OOCHCH33CSCoACSCoA==OO==OOCHCH33CCHCCH22CSCoACSCoA((乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA))==OO==OOCHCH33CCHCCH22CSCoACSCoA((乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA))==OO==OO==OO==OOHOCCHHOCCH22CCHCCH22CSCoACSCoA((HMGCoAHMGCoA))CHCH33OHOH羟甲基戊二酸单酰羟甲基戊二酸单酰CoACoA==OO==OOHOCCHHOCCH22CCHCCH22CSCoACSCoA((HMGCoAHMGCoA))CHCH33OHOH羟甲基戊二酸单酰羟甲基戊二酸单酰CoACoA==OO==OO==OO==OOCHCH33CHCHCHCH22COOHCOOHD(D(--))--ββ--羟丁酸羟丁酸OHOHCHCH33CHCHCHCH22COOHCOOHD(D(--))--ββ--羟丁酸羟丁酸CHCH33CHCHCHCH22COOHCOOHD(D(--))--ββ--羟丁酸羟丁酸OHOHCHCH33CCHCCH33丙酮丙酮==OOCHCH33CCHCCH33丙酮丙酮CHCH33CCHCCH33丙酮丙酮==OO==OOCHCH33CCHCCH22COHCOH乙酰乙酸乙酰乙酸==OO==OOCHCH33CCHCCH22COHCOH乙酰乙酸乙酰乙酸==OOCHCH33CCHCCH22COHCOH乙酰乙酸乙酰乙酸CHCH33CCHCCH22COHCOH乙酰乙酸乙酰乙酸==OO==OO==OO==OONAD+NADH+H+琥珀酰CoA琥珀酸CoASH+ATPPPi+AMPCoASH2.酮体的利用CHCH33CHCHCHCH22COOHCOOHD(D(--))--ββ--羟丁酸羟丁酸OHOHCHCH33CHCHCHCH22COOHCOOHD(D(--))--ββ--羟丁酸羟丁酸CHCH33CHCHCHCH22COOHCOOHD(D(--))--ββ--羟丁酸羟丁酸OHOHCHCH33CCHCCH22COHCOH乙酰乙酸乙酰乙酸==OO==OOCHCH33CCHCCH22COHCOH乙酰乙酸乙酰乙酸==OOCHCH33CCHCCH22COHCOH乙酰乙酸乙酰乙酸CHCH33CCHCCH22COHCOH乙酰乙酸乙酰乙酸==OO==OO==OO==OOCHCH33CCHCCH22CSCoACSCoA((乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA))==OO==OOCHCH33CCHCCH22CSCoACSCoA((乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA))==OO==OO==OO==OOCHCH33CSCoACSCoA==OO2CHCH33CSCoACSCoA==OOCHCH33CSCoACSCoA==OO==OO2琥珀酰CoA转硫酶（心、肾、脑及骨骼肌的线粒体）乙酰乙酰CoA硫激酶（肾、心和脑的线粒体）乙酰乙酰CoA硫解酶（心、肾、脑及骨骼肌线粒体）2乙酰CoA乙酰乙酰CoA乙酰CoA乙酰乙酸HMGCoAD(-)-β-羟丁酸丙酮乙酰乙酰CoA琥珀酰CoA琥珀酸2乙酰CoA酮体的生成和利用的总示意图3.酮体生成的生理意义•酮体是肝脏输出能源的一种形式。并且酮体可通过血脑屏障，是脑组织的重要能源。•酮体利用的增加可减少葡萄糖的利用，有利于维持血糖水平恒定。•酮体利用的增加可节省蛋白质的消耗。4.酮体生成的调节饱食及饥饿的影响（主要通过激素的作用）饱食胰岛素↑脂肪动员↓进入肝的脂肪酸↓脂肪酸β氧化↓酮体生成↓饥饿胰高血糖素、脂解激素↑脂肪动员↑进入肝的脂肪酸↑脂肪酸