第23章脂肪酸的分解代谢课件.ppt

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1、第23章脂肪酸的分解代谢第1页，此课件共36页哦主要内容脂肪酸的氧化（脂肪酸的氧化（-氧化）氧化）不饱和脂肪酸的氧化不饱和脂肪酸的氧化酮体酮体磷脂的代谢磷脂的代谢脂肪酸代谢的调控脂肪酸代谢的调控第2页，此课件共36页哦脂肪代谢三酰甘油三酰甘油和和糖原糖原是脊椎动物的主要能量贮是脊椎动物的主要能量贮藏物质。藏物质。糖原适合于短时间内（糖原适合于短时间内（1h）内提供能量，）内提供能量，而长期的能量来源则是三酰甘油的代谢。而长期的能量来源则是三酰甘油的代谢。因此，三酰甘油是主要的能量来源，因此，三酰甘油是主要的能量来源，90%的脂肪以三酰甘油形式存在，其中的脂肪以三酰甘油形式存在，其中95%能能量

2、贮藏于量贮藏于脂肪酸脂肪酸中，中，5%在在甘油甘油中。中。第3页，此课件共36页哦Scanning electron micrograph of an adipose cell(fat cell).Globules of triacylglycerols occupy most of the volume of such cells第4页，此课件共36页哦Liberation of fatty acids from triacylglycerols in adipose tissue is hormone-dependent第5页，此课件共36页哦三酰甘油在脂肪酶催化下水解成甘三酰甘油在脂肪酶

3、催化下水解成甘油和脂肪酸。油和脂肪酸。甘油甘油是如何提供能量的？是如何提供能量的？脂肪酸通过氧化降解提供能量。脂肪酸通过氧化降解提供能量。glycolysisTCA cycle第6页，此课件共36页哦脂肪酸的氧化脂肪酸的氧化分三阶段进行，即：脂肪酸的氧化分三阶段进行，即：脂肪酸的活化脂酰CoA转入线粒体脂酰CoA的氧化第7页，此课件共36页哦脂肪酸的活化脂肪酸的氧化发生于原核生物的细胞溶胶脂肪酸的氧化发生于原核生物的细胞溶胶或真核生物的线粒体基质中。在进入线粒或真核生物的线粒体基质中。在进入线粒体基质前，脂肪酸先与体基质前，脂肪酸先与CoA结合形成脂酰结合形成脂酰CoA。脂酰CoA合酶催化下的

4、脂肪酸活化第8页，此课件共36页哦脂肪酸的活化脂酰CoA合酶催化下的脂肪酸活化机制第9页，此课件共36页哦脂肪酸转入线粒体脂肪酸的活化后形成的脂酰脂肪酸的活化后形成的脂酰CoA，若是短，若是短或中链长的则很容易通过线粒内膜，但是或中链长的则很容易通过线粒内膜，但是更长链的则不容易通过，需要与极性的肉更长链的则不容易通过，需要与极性的肉碱结合形成脂酰肉碱，才能穿过线粒体内碱结合形成脂酰肉碱，才能穿过线粒体内膜进入到基质中，再氧化解降。膜进入到基质中，再氧化解降。第10页，此课件共36页哦脂肪酸转入线粒体线粒体内膜线粒体基质膜内空间不一样第11页，此课件共36页哦脂肪酸的-氧化KnoopKnoop

5、的重大的重大发现第12页，此课件共36页哦第13页，此课件共36页哦脂肪酸的-氧化线粒体中脂肪酸彻底氧化的三大步骤软脂酸第14页，此课件共36页哦脂肪酸的-氧化氧化水解氧化硫解脂肪酸的-氧化途径可分为四步第15页，此课件共36页哦脂肪酸的-氧化（1）脂酰CoA脱氢酶黄素蛋白ETF(还)黄素蛋白ETF(氧)ETF：泛醌氧化还原酶（氧）ETF：泛醌氧化还原酶（还）QH2Q电子传递链1/2O2 H2O2ADP 2ATP反式-2-烯酰CoA新生儿一夜间突然死亡至少10%表现为中长链脂酰脱氢酶的缺欠，导致葡萄糖和脂肪酸氧化发生不平衡而产生的后果。第16页，此课件共36页哦脂肪酸的-氧化（2）反式-2-烯

6、酰CoA烯酰-CoA水合酶3-L-羟脂酰-CoA第17页，此课件共36页哦脂肪酸的-氧化（3）3-L-羟脂酰-CoA还原酶3-L-羟脂酰-CoA-酮脂酰-CoA第18页，此课件共36页哦脂肪酸的-氧化（4）-酮脂酰-CoA硫解酶-酮脂酰-CoA第19页，此课件共36页哦脂肪酸氧化的高度放能软脂酸每次-氧化产生：1NADH、1FADH2、1CH3COSCoA软脂酸经7次-氧化共产生：8 CH3COSCoA （=8*10=80ATP）7NADH （=7*1.5=10.5ATP）7FADH2 （=7*2.5=17.5ATP）Total=108ATP减去脂肪酸活化消耗的2个高能磷酸键Net=106AT

7、P第20页，此课件共36页哦不饱和脂肪酸的氧化不饱和脂肪酸的氧化也发生在线粒体中，不饱和脂肪酸的氧化也发生在线粒体中，它的活化与跨膜与饱和脂肪酸一样，也是它的活化与跨膜与饱和脂肪酸一样，也是经过氧化而降解，但它需要另外二个酶的经过氧化而降解，但它需要另外二个酶的参与：参与：烯酰烯酰CoA异构酶异构酶和和2,4-二烯酰二烯酰CoA还原酶还原酶（多不饱和脂肪酸）。（多不饱和脂肪酸）。第21页，此课件共36页哦单不饱和脂肪酸的氧化棕榈油酰CoA经过3次-氧化后3-顺-十烯酰CoA3-顺-十烯酰CoA异构酶2-反-十烯酰CoA先经烯酰CoA水合酶后经5次-氧化5 CH3COSCoA少一次脂酰CoA脱氢

8、酶的脱氢反应，少生成1FADH2它不是脂酰CoA脱氢酶的底物，因此需要异构化成反式的2位烯酰CoA。第22页，此课件共36页哦多不饱和脂肪酸的氧化亚油酰CoA烯酰CoA异构酶一次-氧化2,4-二烯酰CoA还原酶烯酰CoA异构酶三次-氧化四次-氧化它专一性地需要NADPH和2,4-二烯酰CoA还原酶。第23页，此课件共36页哦奇数碳原子脂肪酸的氧化大多数哺乳动物中奇数碳原子的脂肪酸是大多数哺乳动物中奇数碳原子的脂肪酸是罕见的，但在反刍动物中如牛、中，也提罕见的，但在反刍动物中如牛、中，也提供约供约25%能量。能量。17个碳的直链脂肪酸经个碳的直链脂肪酸经 氧化后产生氧化后产生7个乙酰个乙酰CoA

9、和和1个丙酰个丙酰CoA。而丙酰而丙酰CoA经三步反应后又可转变成琥珀经三步反应后又可转变成琥珀酰酰CoA而进入而进入TCA循环。循环。第24页，此课件共36页哦由丙酰CoA生成琥珀酰CoA丙酰CoA羧化酶D-甲基丙二酰-CoA甲基丙二酰-CoA消旋酶L-甲基丙二酰-CoA甲基丙二酰-CoA变位酶琥珀酰CoATCA cycleVB12作为该变位酶的辅酶生物素作为该的辅酶第25页，此课件共36页哦脂肪酸还可发生-或-氧化某些极少量的脂肪酸的氧化对人体健康是某些极少量的脂肪酸的氧化对人体健康是必不可少的，如植烷酸的氧化第一步即是必不可少的，如植烷酸的氧化第一步即是-氧化，形成降植烷酸，再经正常的氧

10、化，形成降植烷酸，再经正常的-氧氧化。化。在鼠肝微粒中观察到脂肪酸的在鼠肝微粒中观察到脂肪酸的-氧化降解，氧化降解，生成二羧酸，这样一次可结合二个乙酰生成二羧酸，这样一次可结合二个乙酰CoA分子，进行分子，进行-氧化，从而加速了降解氧化，从而加速了降解速度。速度。第26页，此课件共36页哦脂肪酸还可发生-或-氧化第27页，此课件共36页哦乙酰CoA的四种代谢结局脂肪酸的合成胆固醇的生物合成TCA cycle乙酰乙酰CoA乙酰乙酸丙酮D-羧丁酸酮体第28页，此课件共36页哦肝脏中酮体的形成3-羟-3-甲基戌二酰CoA(HMG CoA)裂解酶D-羧丁酸第29页，此课件共36页哦糖尿病人的酮体累积严

11、重饥饿或未经治疗的糖尿病人体可产生大量的乙酰乙酸，因为饥饿状态和胰岛素水平过低都会耗尽体内的葡萄糖的贮藏。肝外组织不能自血液中获取充分的葡萄糖，为了取得能量，肝中的葡萄糖异生加速，同时脂肪酸氧化和蛋白质分解也加速。脂肪酸氧化产生大量的乙酰CoA，糖异生也将草酰乙酸耗尽，而草酰乙酸又是乙酰CoA 进入TCA的必需物质，因此它不能正常进入TCA而转向生成酮体方向。这时，血液中生成大量对组织有毒害的丙酮，同时乙酰乙酸和D-羟丁酸也使血液pH降低而产生“酸中毒”。第30页，此课件共36页哦肝外组织使用酮体作为燃料产生的能量提供给肝外组织第31页，此课件共36页哦磷脂的代谢磷脂是生物膜脂双层的重要组成部

12、分。磷脂是生物膜脂双层的重要组成部分。在绝大多数膜中存在的极性脂肪大多是甘在绝大多数膜中存在的极性脂肪大多是甘油磷脂（磷酸甘油脂）。油磷脂（磷酸甘油脂）。（饱和脂肪酸）（不饱和脂肪酸）如-X=胆碱，则称磷脂酰胆碱（即卵磷脂）-X=乙醇胺，则称磷脂酰乙醇胺（即脑磷脂）-X=丝氨酸，则称磷脂酰丝氨酸 -X=H，即最简单的甘油磷脂第32页，此课件共36页哦磷脂的代谢磷脂酶A1磷脂酶A2磷脂酶C磷脂酶D产物去向：脂肪酸-氧化甘油、磷酸糖代谢第33页，此课件共36页哦磷脂的代谢glycolysisTCA cycle甘油的代谢第34页，此课件共36页哦脂肪代谢的调控1、脂肪酸进入线粒体的调控它强烈地受丙二酰CoA的抑制，当含量高时指向脂肪酸的合成，也就妨碍了脂肪酸的解降。第35页，此课件共36页哦脂肪代谢的调控2、心脏中脂肪酸氧化的调节在心脏中脂肪酸的合成很少，主要能量来源是脂肪酸的氧化降解。若心脏用能减少时，TCA循环和氧化磷酸化均减弱，导致乙酰CoA和NADH的累积，而高乙酰CoA在线粒体中会抑制硫解酶活性从而抑制了-氧化。NADH的增加也影响了3-羟脂酰CoA脱氢酶而妨碍了氧化反应。第36页，此课件共36页哦