脂肪酸的分解代谢08

脂肪酸的分解代谢脂肪酸的生理功能：磷脂、糖脂的成分——生物膜与糖蛋白结合——引到糖蛋白到膜靶位置燃料分子——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。始于胃中（胃脂肪酶）主要在小肠中（胰脂肪酶）第一节、脂类的消化吸收和运转一、脂类的消化和吸收胰脂肪酶OCO(CH2)mCH3OCO(CH2)kCH3HH+脂肪酸CH2CHCH2OOHOHCO(CH2)nCH32-单酰甘油CH2CHCH2OOOCO(CH2)mCH3CO(CH2)kCH3CO(CH2)nCH3脊椎动物食物脂类的消化与吸收二、脂肪组织贮存的甘油三酯的动员第二节、甘油三酯和脂肪酸的分解代谢三种脂肪酶：脂肪酶二酯酰甘油脂肪酶一脂酰甘油脂肪酶一、甘油三酯的水解脂肪的酶促水解（实线为甘油的分解，虚线为甘油的合成)甘油激酶磷酸甘油脱氢酶异构酶磷酸酶二、甘油的命运三、脂肪酸的分解代谢1.脂肪酸的活化—脂酰CoA的生成（胞液）脂酰CoA合成酶脂酰CoA合酶(acyl-CoAsynthase)存在于内质网及线粒体外膜上，需ATP和Mg2+，形成一个高能硫酯键消耗2个高能磷酸键。+CoA-SH脂肪酸RCHRCH22CHCH22CC--OHOHOO=OO=脂酰~SCoARCHRCH22CHCH22CC~SCoA~SCoAOO=OO=ATPAMPPPi2.脂酰CoA进入线粒体脂酰CoA进入线粒体基质示意图脂酰CoA进入线粒体过程N+(CH3)3CH2HO-CH2COO-肉碱CoASHOR-C-S～CoAOR-C-OHATPCoASHAMP+PPiβ-氧化线粒体内膜内侧外侧载体脂酰肉碱CoASH肉碱OR-C-S～CoA脂酰肉碱转移酶I脂酰肉碱转移酶IIOR-CN+(CH3)3CH2-O-CH2COO-脂酰肉碱3.脂肪酸的β-氧化(线粒体内)1904年Franz.Knoop实验证明：脂肪酸的氧化在肝脏中逐步进行，每次从羧基端断下一个二碳物（C2），即β位碳原子首先氧化，故称为β-氧化。苯乙酸苯甲酸脱氢加水再脱氢硫解脂酰CoA脱氢酶L(+)-β羟脂酰CoA脱氢酶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CoARCH=CHC~SCoAβαO=RCH=CHC~SCoAβαO=O=脂酰CoARCH2CH2C~SCoAO=O=L(+)-β-羟脂酰CoARCHOHCH2C~SCoAβαO=O=β酮脂酰CoARCOCH2C~SCoAβαO=O=脂酰CoA+乙酰CoARC~SCoA+CH3CO~SCoAO=O=H2O1）脱氢：脂酰-SCoA脱氢酶催化，在C2-C3间生成双键——Δ2-反-烯脂酰-SCoARCH2CH2CH2COSCoAFADFADH2RCH2CCHHCOSCoA脂酰CoA脱氢酶Δ2-反-烯脂酰-SCoA在其水合酶作用下生成β-羟脂酰-SCoA2）加水：RCH2CCHHCOSCoARCH2CHCHCOSCoAOHH2O烯脂酰CoA水合酶3）再脱氢：β-羟脂酰-SCoA脱氢酶催化生成β-酮脂酰-SCoA，辅酶为NAD+。RCH2CHCHCOSCoAOHRCH2CCHCOSCoAO烯脂酰CoA脱氢酶NAD+NADH+H+4）硫解：在硫解酶作用下，形成乙酰-SCoA和比原脂酰-SCoA少2个C的脂酰-SCoARCH2CCHCOSCoAORCH2COSCoACH3COSCoACoASH+硫解酶氧化的生化历程乙酰CoAFADFADH2NAD+NADHRCH2CH2CO-SCoA脂酰CoA脱氢酶脂酰CoAβ-烯脂酰CoA水化酶β-羟脂酰CoA脱氢酶β-酮酯酰CoA硫解酶RCHOHCH2CO~ScoARCOCH2CO-SCoARCH=CH-CO-SCoA+CH3CO~SCoAR-CO~ScoAH2OCoASHTCA乙酰CoA乙酰CoA乙酰CoAATPATP+H20呼吸链ATP+H20呼吸链乙酰CoA乙酰CoA乙酰CoA乙酰CoAβ-氧化过程中能量的释放及转换效率净生成：108–2=106ATP7次β-氧化8乙酰CoA例：软脂酸CH3(CH2)14COOH7NADH7FADH210ATP2.5ATP1.5ATP80ATP17.5ATP10.5ATP108ATP能量转换率=-30.54KJ106-9730KJ100%=33油酰CoA（918：1）CH3(CH2)7CH=CH-CH2(CH2)6CO-CoAOHCH3(CH2)7CH2-C-CH2-CO-CoAHCH3(CH2)7CH2-C=C-CH2-CO-CoAHH2-反-十二碳烯酰CoAβ-氧化,三次循环再开始β-氧化烯酯酰CoA异构酶烯酯酰CoA水化酶CH3(CH2)7-C=C-CH2-CO-CoA3-顺-十二碳烯酯酰CoAHH6CH3-CO-CoA结果：少产生一分子FADH24.不饱和脂肪酸的氧化5.多不饱和脂肪酸的氧化亚油酸脂酰-CoA脱氢酶2，4烯酰-CoA还原酶烯酰-CoA异构酶6.奇数碳原子脂肪酸的氧化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17个碳的直链脂肪酸可经正常的β-氧化途径，产生7个乙酰-CoA和1个丙酰-CoA。琥珀酰CoA丙酰-CoA的代谢甲基丙二酰CoA琥珀酰CoA三羧酸循环羧化酶ATP、CO2生物素变位酶CoB127.脂肪酸的α-氧化作用脂肪酸氧化作用发生在α-碳原子上，分解出CO2，生成比原来少一个碳原子的脂肪酸，这种氧化作用称为α-氧化作用。RCH2COOHRCH(OH)COOHRCOCOOHRCOOHCO2NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+羟化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）经氧化转变成羟基，继而再氧化成羧基，从而形成α，ω-二羧酸的过程。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脱氢酶醛酸脱氢酶乙酰CoA的代谢去路三羧酸循环乙酰CoA酮体类固醇合成最主要取决于草酰乙酸浓度第三节酮体氧化脂肪酸酮体：脂肪酸β-氧化产物乙酰CoA,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。乙酰CoA可在肝细胞形成乙酰乙酸、β-羟丁酸、丙酮，这三种物质统称为酮体。酮体的生成（在肝脏线粒体基质）NADH+H+CH3CHOHCH2COOH--羟丁酸羟丁酸脱氢酶NAD+丙酮CO2CH3COCH3脱羧酶硫解酶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羟甲基戊二酰CoA（HMGCoA）|CH3OH|酮体的分解硫解酶CoASH乙酰CoA2--氧化乙酰乙酸脱氢酶NADH+H+NAD+--羟丁酸乙酰乙酰CoA转移酶琥珀酰CoA琥珀酸第四节脂肪酸代谢的调节1.脂肪酸进入线粒体的调节主要控制点：脂酰肉碱转移酶—受丙二酰CoA的抑制。2.心脏中脂肪酸氧化的调节高浓度乙酰CoA和NADH抑制硫解酶，NADH/NAD+抑制3-羟脂酰-CoA。3.激素对脂肪酸代谢的调节激素对脂代谢的调节甘油三脂脂肪动员激素（肾上腺素、生长激素等）受体修饰受体腺苷酸环化酶（无活性）腺苷酸环化酶（有活性）ATPcAMP蛋白质激酶（无活性）蛋白质激酶（有活性）激素敏感性脂酶（无活性）激素敏感性脂酶（有活性）脂肪酸+甘油（第一信使）（第二信使）