糖代谢脂肪酸分解.pptx

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1、脂肪酸氧化的主要方式是脂肪酸氧化的主要方式是脂肪酸氧化的主要方式是脂肪酸氧化的主要方式是 -氧化（脂肪酸激活，氧化（脂肪酸激活，氧化（脂肪酸激活，氧化（脂肪酸激活，脂酰脂酰脂酰脂酰CoACoACoACoA转运，转运，转运，转运，-氧化步骤氧化步骤氧化步骤氧化步骤:脱氢脱氢脱氢脱氢,水合水合水合水合,再脱氢再脱氢再脱氢再脱氢,硫解）硫解）硫解）硫解）奇数碳脂肪酸的奇数碳脂肪酸的奇数碳脂肪酸的奇数碳脂肪酸的 -氧化有丙酰氧化有丙酰氧化有丙酰氧化有丙酰CoACoACoACoA生成生成生成生成,可代谢生成琥珀可代谢生成琥珀可代谢生成琥珀可代谢生成琥珀酰酰酰酰CoACoACoACoA，可生糖。偶数碳脂肪

2、酸不能生糖。，可生糖。偶数碳脂肪酸不能生糖。，可生糖。偶数碳脂肪酸不能生糖。，可生糖。偶数碳脂肪酸不能生糖。酮体是燃料分子（酮体在肝脏中合成，在肝外线粒体中酮体是燃料分子（酮体在肝脏中合成，在肝外线粒体中酮体是燃料分子（酮体在肝脏中合成，在肝外线粒体中酮体是燃料分子（酮体在肝脏中合成，在肝外线粒体中氧化）氧化）氧化）氧化）脂肪酸的合成是在细胞溶胶中进行的（乙酰脂肪酸的合成是在细胞溶胶中进行的（乙酰脂肪酸的合成是在细胞溶胶中进行的（乙酰脂肪酸的合成是在细胞溶胶中进行的（乙酰CoACoACoACoA的转运，的转运，的转运，的转运，丙二酸单酰丙二酸单酰丙二酸单酰丙二酸单酰CoACoACoACoA的生

3、成，脂肪酸合酶复合体催化的脂肪酸的生成，脂肪酸合酶复合体催化的脂肪酸的生成，脂肪酸合酶复合体催化的脂肪酸的生成，脂肪酸合酶复合体催化的脂肪酸合成合成合成合成).).).).磷脂和三脂酰甘油的合成是通过共同途径合成的磷脂和三脂酰甘油的合成是通过共同途径合成的磷脂和三脂酰甘油的合成是通过共同途径合成的磷脂和三脂酰甘油的合成是通过共同途径合成的.胆固醇是由细胞溶胶中的乙酰胆固醇是由细胞溶胶中的乙酰胆固醇是由细胞溶胶中的乙酰胆固醇是由细胞溶胶中的乙酰CoACoACoACoA合成的合成的合成的合成的.内容提要内容提要第六章第六章第六章第六章 脂代谢脂代谢脂代谢脂代谢 第1页/共62页主要内容主要内容第六

4、章第六章第六章第六章 脂代谢脂代谢脂代谢脂代谢 第一节第一节第一节第一节 脂类的消化吸收和转运脂类的消化吸收和转运脂类的消化吸收和转运脂类的消化吸收和转运 第二节第二节第二节第二节 脂肪的分解代谢脂肪的分解代谢脂肪的分解代谢脂肪的分解代谢 第三节第三节第三节第三节 脂肪酸和甘油三酯的生物合成脂肪酸和甘油三酯的生物合成脂肪酸和甘油三酯的生物合成脂肪酸和甘油三酯的生物合成 第四节第四节第四节第四节 磷脂代谢磷脂代谢磷脂代谢磷脂代谢 第五节第五节第五节第五节 鞘脂类代谢鞘脂类代谢鞘脂类代谢鞘脂类代谢 第六节第六节第六节第六节 胆固醇代谢胆固醇代谢胆固醇代谢胆固醇代谢 第七节第七节第七节第七节 脂类代

5、谢的调节脂类代谢的调节脂类代谢的调节脂类代谢的调节 第八节第八节第八节第八节 脂肪代谢紊乱脂肪代谢紊乱脂肪代谢紊乱脂肪代谢紊乱第2页/共62页脂类（脂类（lipidlipid）：）：脂肪酸和醇形成的酯及其衍生物。脂肪酸和醇形成的酯及其衍生物。胆固醇(cholesterol,Ch)胆固醇酯(cholesteryl ester,CE)磷脂(phospholipid,PL)糖脂(glycolipid,GL)饱和饱和不饱和不饱和奇数碳奇数碳偶数碳偶数碳甘油甘油鞘氨醇鞘氨醇胆固醇胆固醇脂肪脂肪磷脂磷脂糖脂糖脂胆固醇酯胆固醇酯概述第3页/共62页脂类的主要生理功能脂类的主要生理功能:(一一)储能和氧化供能

6、储能和氧化供能(二二)生物膜的重要结构成分生物膜的重要结构成分(三三)参与代谢调控参与代谢调控(四四)形成脂锚钩形成脂锚钩,将蛋白质锚定在膜上将蛋白质锚定在膜上第4页/共62页脂类的主要生理功能脂类的主要生理功能(一一)储能和氧化供能储能和氧化供能 1g1g脂肪在体内彻底氧化供能约脂肪在体内彻底氧化供能约38kJ38kJ，1g1g糖彻底氧化仅供能糖彻底氧化仅供能16.7kJ.16.7kJ.脂肪热值脂肪热值(caloricvalue)caloricvalue)是糖和蛋白质的是糖和蛋白质的2.32.3倍倍。脂肪组织储存脂肪脂肪组织储存脂肪,约占体重约占体重101020%.20%.合理饮食合理饮食脂

7、肪氧化供能占脂肪氧化供能占2030%2030%空腹空腹脂肪氧化供能占脂肪氧化供能占50%50%以上以上禁食禁食1313天天脂肪氧化供能占脂肪氧化供能占85%85%饱食、少动饱食、少动脂肪堆积，发胖脂肪堆积，发胖第5页/共62页(三三)参与代谢调控参与代谢调控(激素激素,胞内信使胞内信使)花生四烯酸前列腺素等生物活性物质磷脂酰肌醇三磷酸肌醇、甘油二酯（第二信使）胆固醇类固醇激素、VitD3(二二)生物膜的重要结构成分生物膜的重要结构成分 甘油磷脂 生物膜脂双层的基本骨架 鞘脂 生物膜的重要成分(四四)形成脂锚钩形成脂锚钩,将蛋白质锚定在膜上将蛋白质锚定在膜上,是生物膜受体成分是生物膜受体成分第6

8、页/共62页(一一)脂类的消化脂类的消化(二二)脂类的吸收脂类的吸收(三三)脂类转运和储存脂类转运和储存第一节第一节 脂类的消化吸收和转运脂类的消化吸收和转运 第7页/共62页脂肪的消化和吸收主要在小肠中进行 胃脂肪酶酸性食糜第8页/共62页(一)脂类的消化：胃：胃脂肪酶（gastric lipase）胃酸胃酸胃酸胃酸 酸性食糜 小肠 刺激刺激 胰脏 胰液（三种脂肪酶）胆囊 胆汁（乳化）（1）胰脂肪酶(pancreatic lipase,三脂酰甘油脂肪三脂酰甘油脂肪酶酶)：在胰液中为酶原，经肠中胆汁和辅（共）脂肪酶（colipase）作用成为活性形式。甘油三酯+H2O 胰脂肪酶胰脂肪酶 2-单

9、脂酰甘油+游离脂肪酸（2）酯酶酯酶：水解胆固醇酯（胆固醇酯酶），单酰甘油，维生素A的酯。（3）磷脂酶磷脂酶A2：水解磷脂，产生溶血磷脂和脂肪酸。第9页/共62页(二)脂类的吸收 中、短链脂肪酸或甘油中、短链脂肪酸或甘油 小肠粘膜细胞小肠粘膜细胞肝门静脉入血肝门静脉入血 甘油单酯和长链脂肪酸小肠粘膜细胞小肠粘膜细胞 重新合成甘油三酯 磷脂或胆固醇等磷脂或胆固醇等 +载脂蛋白 乳糜微粒(CM)淋巴系统淋巴系统 血液循环血液循环 甘油三酯被消化甘油三酯被消化 残余乳糜微粒残余乳糜微粒（富含胆富含胆固醇酯）固醇酯）肝脏吸收肝脏吸收 乳糜微粒：合成于小肠上皮细胞中，是乳糜微粒：合成于小肠上皮细胞中，是运

10、输外源性甘油三酯运输外源性甘油三酯和胆固醇酯的主要形式和胆固醇酯的主要形式 第10页/共62页(三)脂类转运和储存被吸收的甘油、脂肪酸被吸收的甘油、脂肪酸 、重新重新重新重新合成合成合成合成磷脂、胆固醇等磷脂、胆固醇等 内源性脂类 储存 载脂蛋白载脂蛋白载脂蛋白载脂蛋白 不同密度脂蛋白不同密度脂蛋白 转运转运转运转运 进入细胞进入细胞 脂肪酸运输脂肪酸运输 在血液中与清蛋白结合，可被心肌等直接在血液中与清蛋白结合，可被心肌等直接利用利用 内源性脂肪的主要运输形式内源性脂肪的主要运输形式极低密度脂蛋白极低密度脂蛋白(VLDL)VLDL)VLDL VLDL合成于肝脏内质网，随着其中甘油三酯的消化合

11、成于肝脏内质网，随着其中甘油三酯的消化 中间密度脂蛋白（中间密度脂蛋白（IDL)IDL)低密度脂蛋白低密度脂蛋白（LDLLDL）LDLLDL是转运肝脏合成是转运肝脏合成内源性胆固醇内源性胆固醇的主要形式的主要形式 受体介导内吞形式吸收受体介导内吞形式吸收 高密度脂蛋白高密度脂蛋白(HDL)HDL)：搜集、清除血中胆固醇搜集、清除血中胆固醇 新生新生HDLHDL由肝、小肠合成，吸收血液中由肝、小肠合成，吸收血液中 CM CM或或VLDLVLDL释放的胆固醇、磷脂、甘油三酯等后释放的胆固醇、磷脂、甘油三酯等后,形成形成HDLHDL（含含50%50%蛋白），至肝清除蛋白），至肝清除课后复习课后复习第

12、11页/共62页第12页/共62页(一一)脂肪的动员脂肪的动员甘油三酯的水解甘油三酯的水解(二二)饱和脂肪酸的饱和脂肪酸的-氧化作用氧化作用(三三)不饱和脂肪酸的氧化不饱和脂肪酸的氧化(四四)奇数碳链脂肪酸的氧化奇数碳链脂肪酸的氧化(五五)脂肪酸的其他氧化途径脂肪酸的其他氧化途径第二节第二节 脂肪的分解代谢脂肪的分解代谢第13页/共62页(一)脂肪的动员甘油三酯的水解脂肪的动员脂肪的动员（fatmobilizationfatmobilization）：储存于脂肪细胞储存于脂肪细胞中的脂肪，被脂肪酶逐步水解为游离脂酸中的脂肪，被脂肪酶逐步水解为游离脂酸(FFA)(FFA)和甘和甘油，并释放入血供

13、其他组织氧化利用的过程。油，并释放入血供其他组织氧化利用的过程。激素敏感脂肪酶激素敏感脂肪酶(HSL):(HSL):甘油三酯脂肪酶甘油三酯脂肪酶是脂肪动员的是脂肪动员的限速酶限速酶，其，其活活性受多种激素调节，故称激素敏感脂肪酶性受多种激素调节，故称激素敏感脂肪酶。脂解激素：脂解激素：促进脂肪动员的激素。促进脂肪动员的激素。肾上腺素、胰肾上腺素、胰高血糖素、促肾上腺皮质激素、生长素。高血糖素、促肾上腺皮质激素、生长素。抗脂解激素：抗脂解激素：抑制脂肪动员的激素抑制脂肪动员的激素。胰岛素、胰岛素、前列腺素前列腺素E1E1。第14页/共62页肝和肾脏肝和肾脏Glycerol脂滴包被蛋白脂滴包被蛋白

14、 第15页/共62页1.1.甘油三酯的水解甘油三酯的水解:CH CH2 2OOCROOCR1 1 CHCH2 2OOCROOCR1 1R R2 2COO-CH +HCOO-CH +H2 2O O 脂肪酶脂肪酶 R R2 2COO-CH COO-CH CH CH2 2OOCROOCR3 3 R R3 3COOHCOOH CHCH2 2OHOH （甘油三酯）甘油三酯）甘油三酯）甘油三酯）（甘油二酯）甘油二酯）甘油二酯）甘油二酯）CHCH2 2OH OH CHCH2 2OHOH甘油二酯脂肪酶甘油二酯脂肪酶 R R2 2COO-CH COO-CH 甘油单酯脂肪酶甘油单酯脂肪酶 HO-CHHO-CH R

15、 R1 1COOHCOOH CH CH2 2OH OH R R2 2COOHCOOH CHCH2 2OHOH （甘油单酯）甘油单酯）甘油单酯）甘油单酯）（甘油）甘油）甘油）甘油）(一一一一)脂肪动员与脂肪酸运输脂肪动员与脂肪酸运输脂肪动员与脂肪酸运输脂肪动员与脂肪酸运输第16页/共62页2.甘油的代谢：CH CH2 2OH OH （glycerokinaseglycerokinase）CHCH2 2OHOH HO-CH HO-CH 甘油激酶甘油激酶 HO-CH HO-CH CHCH2 2OH OH ATP ADPATP ADP CH CH2 2O O POPO3 32-2-（甘油）甘油）甘油）

16、甘油）（3-P-3-P-3-P-3-P-甘油）甘油）甘油）甘油）CH CH2 2OHOH 磷酸甘油脱氢酶磷酸甘油脱氢酶 O=CO=C NAD NAD+NADH+H NADH+H+CHCH2 2O POO PO3 32-2-（二羟丙二羟丙二羟丙二羟丙酮磷酸）酮磷酸）酮磷酸）酮磷酸）二羟丙酮磷酸（二羟丙酮磷酸（DHAPDHAP）走向走向:（1 1）进入进入EMPEMP和和TCATCA循环，氧化为循环，氧化为COCO2 2和和HH2 2OO（2 2）沿着逆反应重新生成甘油沿着逆反应重新生成甘油（3 3）经糖异生作用合成葡萄糖）经糖异生作用合成葡萄糖(一一)脂肪动员与脂肪酸运输脂肪动员与脂肪酸运输第1

17、7页/共62页甘油甘油甘油甘油磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮消耗消耗消耗消耗1 1分子分子分子分子ATP,ATP,产生产生产生产生1 1分子分子分子分子NADHNADH第18页/共62页(二)饱和脂肪酸的-氧化作用1 1 1 1脂肪酸的活化脂肪酸的活化脂肪酸的活化脂肪酸的活化2 2 2 2脂肪酸脂肪酸脂肪酸脂肪酸 -氧化作用的步骤氧化作用的步骤氧化作用的步骤氧化作用的步骤3 3 3 3脂肪酸脂肪酸脂肪酸脂肪酸 -氧化的要点氧化的要点氧化的要点氧化的要点4 4 4 4还原型辅酶进入电子传递链还原型辅酶进入电子传递链还原型辅酶进入电子传递链还原型辅酶进入电子传递链5 5 5 5

18、脂肪酸脂肪酸脂肪酸脂肪酸 -氧化过程中的能量贮存氧化过程中的能量贮存氧化过程中的能量贮存氧化过程中的能量贮存第19页/共62页饱和脂肪酸的-氧化作用：消耗消耗2 2个高能磷酸键个高能磷酸键FADH2,NADH,乙酰CoA脂酰CoA脂酰CoA脂酰CoA脂酰脂酰CoACoA合成酶合成酶第20页/共62页 脂酸脂酸脂酸脂酸-氧化氧化氧化氧化是是是是脂酰脂酰脂酰脂酰CoACoACoACoA进入线粒体基质后，进入线粒体基质后，进入线粒体基质后，进入线粒体基质后，经经经经脂脂脂脂酸酸酸酸-氧化酶系氧化酶系氧化酶系氧化酶系的催化作用，的催化作用，的催化作用，的催化作用，在脂酰基在脂酰基在脂酰基在脂酰基-碳碳

19、碳碳原子上依原子上依原子上依原子上依次进行次进行次进行次进行脱氢脱氢脱氢脱氢、加水加水加水加水、再脱氢再脱氢再脱氢再脱氢和和和和硫解硫解硫解硫解4 4 4 4步步步步连续反应连续反应连续反应连续反应,使脂使脂使脂使脂酰基在酰基在酰基在酰基在与与与与-碳原子间断裂，生成碳原子间断裂，生成碳原子间断裂，生成碳原子间断裂，生成1 1 1 1分子乙酰分子乙酰分子乙酰分子乙酰CoACoACoACoA和少和少和少和少2 2 2 2个碳原子的脂酰个碳原子的脂酰个碳原子的脂酰个碳原子的脂酰CoACoACoACoA的过程的过程的过程的过程.饱和脂酸的饱和脂酸的-氧化氧化:主要在主要在肝和肌细胞线粒体肝和肌细胞线

20、粒体基质基质中进行。中进行。第21页/共62页-氧化作用的试验证据氧化作用的试验证据 试验证据试验证据 19041904年年F.KnoopF.Knoop根据根据用用苯环苯环标记脂肪酸饲喂狗标记脂肪酸饲喂狗的实验的实验结果，推导出了结果，推导出了-氧化学说氧化学说。课后复习课后复习第22页/共62页11脂肪酸的活化脂肪酸的活化：脂肪酸：脂肪酸脂酰脂酰-CoACoA细胞溶胶脂酰CoA合成酶脂酰CoA合成酶第23页/共62页1 1 脂肪酸的活化：脂肪酸的活化：仅需一次活化，但消耗仅需一次活化，但消耗1 1个个ATPATP分子中的分子中的两个高能键两个高能键 RCOOH+HS CoA RCOOH+HS

21、 CoA 脂酰脂酰CoACoA合成酶合成酶 RCO-SCoARCO-SCoA （脂肪酸脂肪酸脂肪酸脂肪酸）ATP AMP+PPiATP AMP+PPi （脂脂脂脂酰酰酰酰-CoACoACoACoA）脂酰脂酰CoA CoA 合成酶合成酶催化，该酶分布在催化，该酶分布在细胞溶胶细胞溶胶、线粒体外膜或内质网膜线粒体外膜或内质网膜上上，活化后形，活化后形成的中、短链脂成的中、短链脂酰酰酰酰CoACoACoACoA可直接透过线粒体内膜；而长链脂可直接透过线粒体内膜；而长链脂酰酰酰酰CoACoACoACoA必须通过必须通过肉碱肉碱(carnitine)carnitine)的载体作用转运至线粒体基质中。的载

22、体作用转运至线粒体基质中。第24页/共62页脂酰-CoA通过肉碱转移系统进入线粒体肉碱肉碱-脂酰转移酶脂酰转移酶I I（CAT-ICAT-I）肉碱-脂酰转移酶II（CAT-ll）肉碱/脂酰肉碱移位酶acyl-carnitine/carnitineacyl-carnitine/carnitinetransportertransporter第25页/共62页此转移过程为脂肪酸-氧化的限速步骤限速步骤，CAT-ICAT-I是限速酶是限速酶，丙二酸单酰丙二酸单酰CoACoA是强烈的竞争性抑制剂。饥饿、高脂低糖膳食或糖尿病时，CAT-I活性增强。(肉毒碱或肉碱，carnitine，L-羟-三甲氨基丁酸)

23、第26页/共62页2 脂肪酸-氧化作用的步骤脂肪酸脂肪酸 -氧化氧化在在线粒体基质线粒体基质中进行中进行经历：经历：脱氢、水化、再脱氢和硫解脱氢、水化、再脱氢和硫解4 4个重复步骤。个重复步骤。（1 1）脱氢：脂酰）脱氢：脂酰CoACoA脱氢形成脱氢形成 2 2反式烯脂酰反式烯脂酰CoACoA（2 2）水化：）水化：2 2反式烯脂酰反式烯脂酰CoACoA水化形成水化形成 L(+)-L(+)-羟脂酰羟脂酰CoACoA（3 3）再脱氢：）再脱氢：-羟脂酰羟脂酰CoACoA再脱氢形成再脱氢形成 -酮脂酰酮脂酰CoACoA（4 4）硫解：）硫解：-酮脂酰酮脂酰CoACoA硫解生成少两个硫解生成少两个C

24、 C原子原子的脂酰的脂酰CoACoA 按照上述四个步骤循环进行，生成的产物为按照上述四个步骤循环进行，生成的产物为乙酰乙酰CoACoA饱和脂肪酸的饱和脂肪酸的-氧化作用氧化作用第27页/共62页第28页/共62页3 脂肪酸-氧化的要点:脂肪酸脂肪酸仅需一次活化仅需一次活化，消耗一个，消耗一个ATPATP的的两个高能两个高能键键，所需的脂酰，所需的脂酰CoACoA合成酶在线粒体外。合成酶在线粒体外。活化后的长链脂酰活化后的长链脂酰CoACoA需要经过需要经过肉碱脂酰转移肉碱脂酰转移酶酶催化进入线粒体。催化进入线粒体。所有脂肪酸所有脂肪酸 -氧化的酶全部为氧化的酶全部为线粒体酶线粒体酶。-氧化经历

25、：氧化经历：脱氢、水化、再脱氢和硫解脱氢、水化、再脱氢和硫解4 4个重个重复步骤复步骤,每一循环产生每一循环产生1 1分子分子FADHFADH2 2,1 1分子分子NADHNADH,1 1分子乙酰分子乙酰CoACoA 。第29页/共62页4.还原辅酶进入电子传递链:第30页/共62页5 脂肪酸-氧化过程中的能量贮存 以以软脂酸软脂酸（C C1616）为例：为例：含有含有1616个个C C的软脂酸需要经历的软脂酸需要经历 16/2 1=7 16/2 1=7 次次 -氧化氧化，形成：，形成：8 8个乙酰辅酶个乙酰辅酶A A 经过经过TCATCA循环循环 产生产生8 8 10 =80 10 =80个

26、个ATPATP 7 7个个NADH NADH 经过呼吸链经过呼吸链 产生产生7 7 2.5=2.5=17.517.5个个ATPATP 7 7个个FADHFADH2 2 经过呼吸链经过呼吸链 产生产生7 7 1.5=1.5=10.510.5个个ATPATP 脂肪酸活化脂肪酸活化:消耗消耗2 2个高能键个高能键 共形共形成成106106个个ATPATP 软脂酰CoA+7FAD+7NAD+7CoASH+7H2O8乙酰CoA+7FADH2+7(NADH+H+)能量转换率能量转换率 =-30.54kJ-30.54kJ 106106-9730kJ-9730kJ 100%=100%=3333第31页/共62

27、页水化课后复习课后复习第32页/共62页第33页/共62页动物组织中大约有2550%的脂肪酸是在过氧化物酶体中氧化 第34页/共62页(三三)不饱和脂肪酸的氧化不饱和脂肪酸的氧化:体内不饱和体内不饱和FAFA约占约占FAFA总量的一半以上。总量的一半以上。也在也在线粒体线粒体中进行中进行氧化。氧化。在未遇双键前的反应过程与饱和在未遇双键前的反应过程与饱和FAFA的的氧氧化完全相同。化完全相同。但顺式双键需经线粒体特异（但顺式双键需经线粒体特异（3 3,2 2-）烯）烯酰酰CoACoA异构酶异构酶催化催化(如油酸如油酸=18:1,=18:1,9 9).).多不饱和脂酸如亚油酸多不饱和脂酸如亚油酸

28、(18:2,(18:2,9,129,12)的的另一双键还需另一双键还需2,4-2,4-二烯酰二烯酰CoACoA还原酶还原酶.第35页/共62页少脱一次氢，少脱一次氢，少生成少生成1 1分子分子FADHFADH2 2。在线粒体中。在线粒体中。烯酰辅酶烯酰辅酶A A异构酶异构酶11单不饱和脂肪酸的氧化：单不饱和脂肪酸的氧化：第36页/共62页2 多不饱和脂肪酸的氧化：亚油酸（18:2 9,12）第二个双键:消耗1个NADPH 2,4-二烯酰CoA还原酶第37页/共62页（四）奇数碳脂肪酸的-氧化与丙酸代谢奇数碳奇数碳脂肪酸在脂肪酸在反刍动物中含量较高（提供25%能量）、一些支链氨基酸(Val,Il

29、e)降解也产生丙酸。丙酸两条代谢途径：丙酸两条代谢途径：(1)(1)生成生成琥珀酰琥珀酰CoACoA：（动物中存在）（动物中存在）消旋酶H2O活化活化,耗耗2 2个高能键个高能键;羧化，耗羧化，耗1 1个个ATPATP第38页/共62页第39页/共62页(2)(2)-羟丙酸支路羟丙酸支路（植物、微生物中普遍存在）脱羧脱羧 -羟基丙酰羟基丙酰CoACoA水解酶水解酶第40页/共62页(五五)脂肪酸的其它氧化途脂肪酸的其它氧化途径径1.1.-氧化作用氧化作用 存在于植物的种子、叶子；动物的脑、肝脏等存在于植物的种子、叶子；动物的脑、肝脏等中。中。以以游离脂肪酸游离脂肪酸为底物，有为底物，有OO2

30、2参与，在参与，在 -碳原子碳原子上发生氧化作用，分解出一个一碳单位上发生氧化作用，分解出一个一碳单位COCO2 2，生成缩短了一个碳原子的脂肪酸。这种氧化作生成缩短了一个碳原子的脂肪酸。这种氧化作用称为脂肪酸的用称为脂肪酸的 -氧化作用。氧化作用。降解支链降解支链FAFA、奇数、奇数FAFA或过分长链或过分长链(C(C2222、C C2424)FA)FA植烷酸植烷酸(phytanic acid)phytanic acid)-氧化氧化 降植烷酸降植烷酸(pristanic pristanic acid)acid)-氧化氧化 CHCHCHCH3 3 3 3-(CH-(CH-(CH-(CH2 2

31、2 2)n n n n-CHCHCHCH2 2 2 2-CHCHCHCH2 2 2 2-COOH-COOH-COOH-COOH COCO2 2叶绿素叶绿素 例例:叶绿醇叶绿醇植烷酸（带甲基的支链植烷酸（带甲基的支链FA）降植烷酸降植烷酸水解水解氧化氧化-OX微粒体OHOH第41页/共62页脂肪酸的脂肪酸的-氧化作用氧化作用:两个途两个途径径RCHRCH2 2COOHCOOHRCH(OH)COOHRCH(OH)COOHRCOCOOHRCOCOOHRCOOHRCOOHCOCOCOCO2 2 2 2O O O O2 2 2 2NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+RCH(OOH)COOHRCH

32、(OOH)COOHCOCO2 2RCHORCHOH H2 2O O2 2NAD+NADH+H+过氧化过氧化过氧化过氧化羟化羟化羟化羟化H H2 2O ONADP+NADPH+H+单加氧酶单加氧酶FeFe2+2+，VcVc 脂肪酸过氧化物酶脂肪酸过氧化物酶D-D-氢过氧脂肪酸氢过氧脂肪酸ATP+L-L-羟脂肪酸羟脂肪酸第42页/共62页2.2.脂肪酸的脂肪酸的-氧化途径途径 首先在首先在鼠鼠肝内质网的微粒体肝内质网的微粒体中发现。中发现。中长链的脂肪酸（中长链的脂肪酸（8C8C12C12C）可通过此途径降）可通过此途径降解；解；脂肪酸的脂肪酸的-氧化：氧化：指脂肪酸的末端甲基（-端）经氧化转变成

33、羟甲基，继而再氧化成羧基，从而形成，-二羧酸的过程。然后在-端或-端活化，进行-氧化CHCH3 3(CH(CH2 2)8 8COOH COOH -氧化氧化 HOOC(CHHOOC(CH2 2)8 8COOH COOH -氧化氧化 琥琥珀酰珀酰CoACoA (C C1010羧酸羧酸)()(C C1010二羧酸二羧酸)CHCH3 3-(CH-(CH2 2)n n-CHCH2 2-CHCH2 2-COOH-COOH 在肝脏（微粒体）和植物及细菌中均可进行。第43页/共62页脂肪酸的脂肪酸的氧化作用氧化作用CytCytP P450450非血红素铁蛋白非血红素铁蛋白第44页/共62页脂肪酸的-氧化作用

34、课外阅读资料需要需要CytCytP P450450和和非血红素铁蛋白非血红素铁蛋白参与反应。参与反应。第45页/共62页脂肪酸的脂肪酸的脂肪酸的脂肪酸的-氧化氧化途径的应用途径的应用途径的应用途径的应用:如浮游细菌，氧化烃类，清除海洋表面的大量石油。如浮游细菌，氧化烃类，清除海洋表面的大量石油。如浮游细菌，氧化烃类，清除海洋表面的大量石油。如浮游细菌，氧化烃类，清除海洋表面的大量石油。加速脂肪酸降解的速度。加速脂肪酸降解的速度。加速脂肪酸降解的速度。加速脂肪酸降解的速度。第46页/共62页脂肪脂肪甘油甘油:脂酸脂酸:按糖分解代谢按糖分解代谢进行进行有不同的代谢途径有不同的代谢途径（其中最重要的

35、是（其中最重要的是-OX）产生大量产生大量CH3COSCoA乙酰乙酰CoA的去路的去路 彻底氧化彻底氧化 合成固醇合成固醇 合成酮体合成酮体 合成脂酸合成脂酸 第47页/共62页三三酮酮体体 乙酰乙酰CoACoA可在可在肝细胞线粒体肝细胞线粒体中形成乙酰中形成乙酰乙酸、乙酸、-羟丁酸和丙酮，这三种物质统称为酮体。羟丁酸和丙酮，这三种物质统称为酮体。第48页/共62页 酮体的生成酮体的生成 酮体的分解酮体的分解 生成酮体的意义生成酮体的意义酮酮 体：体：第49页/共62页1.酮体的合成：主要在肝脏合成。脂酰CoA限速酶限速酶第50页/共62页上述酮体生成过程实际上是一个循环过程，又称为上述酮体生

36、成过程实际上是一个循环过程，又称为雷雷宁循环宁循环(lynencycle)(lynencycle)，两个分子乙酰两个分子乙酰CoACoA通过此循环通过此循环生成一分子生成一分子乙酰乙酸乙酰乙酸 第51页/共62页酮体在肝脏合成酮体在肝脏合成，但但肝脏不能利用酮体，肝脏不能利用酮体，因为缺乏因为缺乏琥珀酰琥珀酰CoACoA转转硫酶硫酶（-酮酰酮酰CoACoA转移转移酶）酶）和和乙酰乙酸硫激酶乙酰乙酸硫激酶。肝外组织（心肌、骨骼肝外组织（心肌、骨骼肌、肾上腺皮质和脑等）肌、肾上腺皮质和脑等）不产生酮体但可以利用不产生酮体但可以利用酮体供能酮体供能TCATCA循环循环D-D-丙酮丙酮：低浓度：丙酮酸

37、、乳酸低浓度：丙酮酸、乳酸 生糖生糖高浓度：乙酸高浓度：乙酸肝内生酮肝外用琥珀酰琥珀酰CoACoA转硫酶转硫酶乙酰乙酸硫激酶乙酰乙酸硫激酶AMP+PPiAMP+PPi2酮体的分解与利用肝外组织肝外组织利用酮体为能源：利用酮体为能源：o o第52页/共62页1 1 1 1）酮体易运输）酮体易运输：酮体通过线粒体内膜以及在血中转：酮体通过线粒体内膜以及在血中转运并不需要载体，运并不需要载体，能透过血脑屏障及毛细血管壁。能透过血脑屏障及毛细血管壁。而长链脂肪酸需要载体。而长链脂肪酸需要载体。2 2 2 2）易利用）易利用：FAFAFAFA活化后进入活化后进入-氧化，每经氧化，每经4 4 4 4步反应

38、才步反应才能生成一分子乙酰能生成一分子乙酰CoACoACoACoA，而乙酰乙酸活化后只需一步，而乙酰乙酸活化后只需一步反应就可以生成两分子乙酰反应就可以生成两分子乙酰CoACoACoACoA，-羟丁酸的利用羟丁酸的利用只比乙酰乙酸多一步氧化反应。也可以把酮体看作只比乙酰乙酸多一步氧化反应。也可以把酮体看作是是脂肪酸在肝脏加工生成的半成品。3.酮体生成的生理意义第53页/共62页酮体易运输，易利用酮体易运输，易利用酮体易运输，易利用第54页/共62页3 3 3 3）节省葡萄糖供脑和红细胞利用）节省葡萄糖供脑和红细胞利用：肝外组织利用酮体：肝外组织利用酮体会生成大量的乙酰会生成大量的乙酰CoACo

39、ACoACoA，大量乙酰，大量乙酰CoACoACoACoA抑制丙酮酸脱氢酶抑制丙酮酸脱氢酶系活性，限制糖的利用。同时乙酰系活性，限制糖的利用。同时乙酰CoACoACoACoA还能激活丙酮酸还能激活丙酮酸羧化酶，促进糖异生。羧化酶，促进糖异生。禁食、应激及糖尿病时，心、肾、禁食、应激及糖尿病时，心、肾、骨骼肌摄取酮体代替葡萄糖供能，节省葡萄糖以供脑和骨骼肌摄取酮体代替葡萄糖供能，节省葡萄糖以供脑和红细胞所需。并可防止肌肉蛋白的过多消耗。红细胞所需。并可防止肌肉蛋白的过多消耗。脑组织不能利用长链脑组织不能利用长链FAFAFAFA，但在饥饿时可利用酮体供能，但在饥饿时可利用酮体供能，长期饥饿时，长期

40、饥饿时，酮体供能可达酮体供能可达5070%5070%。4 4 4 4）长期饥饿和糖尿病时，脂肪动员加强，酮体生成增长期饥饿和糖尿病时，脂肪动员加强，酮体生成增多。多。当肝内产生酮体超过肝外组织氧化酮体的能力时，当肝内产生酮体超过肝外组织氧化酮体的能力时，血中酮体蓄积，称为血中酮体蓄积，称为酮血症酮血症。尿中有酮体排出，称。尿中有酮体排出，称酮尿酮尿症症（ketosisketosis）。二者统称为。二者统称为酮体症酮体症(酮症酮症).).可导致代谢可导致代谢性酸中毒，性酸中毒，称称酮症酸中毒酮症酸中毒。第55页/共62页第56页/共62页1、从以下几方面比较饱脂肪酸的-氧化与生物合成的异同：反应

41、的亚细胞定位，酰基载体，C2单位，氧化还原反应的受氢体和供氢体，中间产物的构型，合成或降解的方向，酶系统情况。2、脂肪组织中己糖激酶缺失为什麽导致脂肪合成障碍？3、简述油料作物种子萌发脂肪转化成糖的机理。4、名词解释氧化氧化氧化乙醛酸循环复习题一复习题一作业题:P256,2(计算硬脂酸和亚油酸彻底氧化产生的ATP数)脂代谢I第57页/共62页5 5、当肝脏的、当肝脏的-氧化作用超过柠檬酸循环的容量时，则过量生成的氧化作用超过柠檬酸循环的容量时，则过量生成的乙酰乙酰CoACoA会形成酮体，即乙酰乙酸、会形成酮体，即乙酰乙酸、D-D-羟丁酸和丙酮。这种情羟丁酸和丙酮。这种情况会出现在况会出现在严重

42、的糖尿病患者严重的糖尿病患者，因为这些患者的组织不能利用葡萄，因为这些患者的组织不能利用葡萄糖，只好以氧化大量的脂肪酸来代替。尽管乙酰糖，只好以氧化大量的脂肪酸来代替。尽管乙酰CoACoA没有毒性，但没有毒性，但线粒体也必须将它转化成酮体，如果不能转换将出现什么问题？这线粒体也必须将它转化成酮体，如果不能转换将出现什么问题？这种转换带来什么好处？种转换带来什么好处？6 6、糖尿病患者一般都患有严重酮病。如果给她服用、糖尿病患者一般都患有严重酮病。如果给她服用14C14C标记的乙酰标记的乙酰CoACoA（乙酰基的两个碳都标记），那么她呼出的气体中是否含有（乙酰基的两个碳都标记），那么她呼出的气体

43、中是否含有14C14C标记的丙酮？说明理由。标记的丙酮？说明理由。复习题复习题 第58页/共62页7、假如你必须食用鲸脂和海豹脂，其中几乎不含有碳水化合物。（a）使用脂肪做为唯一能量的来源，会产生什么样的后果？（b）如果饮食中不含葡萄糖，试问消耗奇数碳脂肪酸好还是偶数碳脂肪酸好？8、每一分子软脂酸（16碳）完全氧化为CO2和H2O净生成的能量可以使多少分子的葡萄糖转化为甘油醛-3-磷酸？9.P256,1-510.氧化途径(oxidationpathway)：是脂肪酸氧化分解的主要途径，脂肪酸被连续地在碳氧化降解生成乙酰CoA，同时生成NADH和FADH2，因此可产生大量的ATP。该途径因脱氢和

44、裂解均发生在位碳原子而得名。每一轮脂肪酸氧化都是由4步反应组成：氧化、水化、再氧化和硫解。复习题复习题 第59页/共62页5、答：由于线粒体CoA库比较小，缺少CoA不能使-氧化正常运作，所以CoA必须经由乙酰CoA形成酮体再循环生成再循环生成。这可使-氧化正常运作。从以下几方面比较饱脂肪酸的-氧化与生物合成的异同：反应的亚细胞定位，酰基载体，C2单位，氧化还原反应的受氢体和供氢体，中间产物的构型，合成或降解的方向，酶系统情况。6、答：糖尿病患者的呼吸中有可能含有14C标记的丙酮。标记的乙酰CoA进入体内的乙酰CoA库，其中一部分要转换成酮体进一步代谢，丙酮是其中的一种酮体，容易进入呼吸系统。复习题复习题 第60页/共62页7、答：（a）葡萄糖经酵解生成丙酮酸，丙酮酸是草酰乙酸的主要前体，如果饮食中不含葡萄糖，草酰乙酸的浓度下降，柠檬酸循环的速度将减慢（b）奇数，因为丙酸可以转换为琥珀酰CoA，它是柠檬酸循环的中间代谢物，可用于糖异生。肉毒碱穿梭系统（carnitineshuttlesystem）:脂酰CoA通过形成脂酰肉毒碱从细胞质转运到线粒体的一个穿梭循环途径。复习题复习题 第61页/共62页感谢您的观看！第62页/共62页