生物化学第24章：脂肪酸的分解代谢PPT.ppt

第24章：脂肪酸的分解代谢 主要内容 脂肪酸的氧化（?-氧化） 不饱和脂肪酸的氧化 酮体 磷脂的代谢 脂肪酸代谢的调控 脂肪代谢 三酰甘油和糖原是脊椎动物的主要能量贮藏物质。 糖原适合于短时间内（1h）内提供能量，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，90%的脂肪以三酰甘油形式存在，其中95%能量贮藏于脂肪酸中，5%在甘油中。 Scanning electron micrograph of an adipose cell (fat cell). Globules of triacylglycerols occupy most of the volume of such cells Liberation of fatty acids from triacylglycerols in adipose tissue is hormone-dependent 脂肪酸的氧化 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 脂肪酸的活化 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。在进入线粒体基质前，脂肪酸先与CoA结合形成脂酰CoA。 脂酰CoA合酶催化下的脂肪酸活化 脂肪酸的活化 脂酰CoA合酶催化下 的脂肪酸活化机制 脂肪酸转入线粒体 脂肪酸的活化后形成的脂酰CoA，若是短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。 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 脂肪酸的?-氧化 Knoop的重大发现 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 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 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） QH2 Q 电 子 传 递 链 1/2O2 H2O 2ADP 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。 脂肪酸的?-氧化（2） 反式-△2-烯酰CoA 烯酰-CoA水合酶 3-L-羟脂酰-CoA 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 脂肪酸的?-氧化（4） ?-酮脂酰-CoA硫解酶 ?-酮脂酰-CoA 脂肪酸氧化的高度放能 软脂酸 每次?-氧化产生： 1NADH、1FADH2、1CH3CO~SCoA 软脂酸经7次?-氧化共产生： 8 CH3CO~SCoA （=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=106ATP 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，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参与：烯酰CoA异构酶和2,4-二烯酰CoA还原酶（多不饱和脂肪酸）。 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CoA △3-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 CH3CO~SCoA 少一次脂酰CoA脱氢酶的脱氢反应，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。 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。 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罕见的，但在反刍动物中如牛、中，也提供约25%能量。17个碳的直链脂肪酸经?氧化后产生7个乙酰CoA和1个丙酰CoA。而丙酰CoA经三步反应后又可转变成琥珀酰CoA而进入TCA循环。 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CoA TCA cycle VB12作为该变位酶的辅酶 生物素作为该的辅酶 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?-氧化。 在鼠肝微粒中观察到脂肪酸的?-