医学生物化学课件--07

脂肪氧化的能量生成
以三硬脂酸甘油酸为例： （1）甘油部分：
限速酶
脂 酰 CoA 合成酶
肉碱脂酰 转移酶Ⅰ
线粒体外膜
脂 酰 CoA 肉碱
CoA 脂酰肉碱
肉碱脂酰 转移酶Ⅱ
肉碱－脂酰 肉碱转位酶
线粒体内膜
CoA
肉碱
脂酰肉碱 基质
脂酰肉碱
脂 酰 CoA
β -氧 化
（3）线粒体内脂肪酸β-氧化
❖ 亚细胞部位：线粒体基质 ❖ 过程：在脂肪酸β-氧化多酶复合体的催化下，
从脂酰基β碳原子开始，经脱氢、加水、再脱 氢、硫解四步，生成一分子比原来少两个碳原 子的脂酰CoA及一分子乙酰CoA。
步骤1：脱氢 步骤2：加水（水化）
步骤3：再脱氢
步骤4：硫解
由此产生2碳的乙酰CoA，剩下少掉2个碳的脂酰CoA，再 进入β-氧化循环。一个16碳的软脂酸经过完全分解总共可产生 129个ATP。
一、脂肪的动员 二、甘油的代谢 三、脂肪酸的β-氧化 四、脂肪酸的其他氧化 五、酮体的生成和利用
一、脂肪的动员
❖限速酶：激素敏感性甘油三酯脂肪酶(HSL) ❖脂解激素：肾上腺素、胰高血糖素等 ❖抗脂解激素：胰岛素、前列腺素E2及烟酸
胰高血糖素 胰岛素
(+)
(-)
腺苷酸环化酶
ATP
(+)
cAMP
蛋白激酶
* 7次β-氧化，生成8分子乙酰CoA、7分子 FADH2及7分子NADH 即 12 ×8 +2×7+3 ×7=131分子ATP
* 脂肪酸活化时消耗2个高能磷酸键
* 净生成131-2=129分子ATP
❖计算公式：12
×
n 2
+5
×(
n 2
-1)
–2
❖ 能量利用率：51.6×129×100=68%
9791
CoA脱 氢 酶
NADH+H +
O
O
3～ P H 2O
呼吸链
③ 脱 氢 (dehydrogenation)
β － 酮 脂 酰 CoA
RC β αCH 2 C ～ SCoA
β － 酮 脂 酰 C o A HSCoA
硫解酶 O
O
④ 硫 解 (thiolysis)
脂 酰 C o A RC ～ SCoA (少 两 个 碳 原 子 )
进入线粒体
β氧化
TAC
（1）脂肪酸的活化—脂酰CoA的形成
亚细胞部位：胞液
O
O
ATP AMP+PPi
RC OH+ HSCoA
RC ～ SCoA
脂酰CoA合成酶
脂酰CoA
（2）肉碱携带脂酰CoA进入线粒体
O
C3H
肉碱脂酰转移酶
RC ～ SCo +H A 3CN+
CAT C2HCH C2HCOOH
C3H OH
CH 2O P 糖 异 生 糖 或 糖 原
磷酸二羟丙酮
❖甘油的分解代谢基本上沿糖分解代谢进行
三、脂肪酸的β-氧化
脂肪酸β-氧化(β-Oxidation)实验证据
偶碳苯脂酸
奇碳苯脂酸
CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 COOH
CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 COOH
CH 2 CH 2 CH 2 COOH
+ CH 3 C ～ SCoA
乙 酰 CoA
脂肪酸β-氧化要点
❖脂肪酸仅需活化一次（cytosol），消耗 一个ATP的两个高能键；
❖脂酰-CoA由肉碱运入线粒体，限速酶： CAT-Ⅰ；
❖β-氧化（mitochondrion）: 包括脱氢、 加水、再脱氢、硫解四个重复步骤。
脂肪酸氧化的能量生成
❖如软脂酸（C16）：
R1COOR H3COO
Fra Baidu bibliotek
C2 HO C R3
C2 H OH
2-甘 油 一 酯 （ MG）
FFA
❖辅酯酶：能与胰脂酶及脂肪结合，增加胰脂酶活性，促进脂肪水解。
由甘油一酯合成的途径
O
CH 2OH
R 1 C O CH
CH 2OH
转酰酶
R 2COCoA CoA
O
O
CH 2 O C R 2
R 1 C O CH
O
脂肪酸
R CH 2 CH 2 C OH
脂 酰 CoA 合成酶
ATP+HSCoA AMP+PPi
脂 酰 CoA
O R CH 2 CH 2 C ～ SCoA
C
线粒体内膜
O
脂 酰 CoA
R CH 2 CH 2 C ～ SCoA
FAD
脂 酰 CoA脱 氢 酶 FADH 2
反Δ 2－ 烯 脂 酰 C o A
β RCH
O
α CHC
～ SCoA
2～ P 呼 吸 链 H 2O
① 脱 氢 (dehydrogenation)
Δ 2－ 烯 脂 酰 CoA 水化酶
H 2O
OH
O
② 加 水 (hydration)
L (+ )β
－ 羟 脂 酰 C o A RCHβ CαH
L (+ )β － 羟 脂 酰
2 C ～ SCoA NAD +
医学生物化学课件--07
第一节 脂类的消化和吸收
❖ 消化：
➢ 小肠：胆汁酸盐、胰脂酶、辅酯酶、胰磷脂酶A2、胆固 醇酯酶
➢ 消化产物：甘油一酯(MG)、FFA、Cholesterol、溶血磷 脂
O
+ + O
C2 HO C R1 胰 脂 酶 C2 H OH O
R2 C O CH O
HCO CR2
脂 酰 CoA 肉 碱 (L-β羟 -γ-三 甲 氨 基 丁 酸 )
(Acyl-CoA)
(Carnitine)
CH3
H3C N+ CH2 CH CH2 COOH + HSCoA
CH3
O
C O 脂酰肉碱
R (Acylcarnitine)
脂酰CoA进入线粒体
ATP AM P
FFA
CoA
PPi 脂 酰 CoA
CH 2OH
2-甘 油 一 酯 （ m onoacylglycerol,M G ）
1,2-甘 油 二 酯 （ diacylglycerol,DG ）
O
转酰酶
R 3COCoA CoA
O
CH 2 O C R 2
R 1 C O CH
O
CH 2 O C R 3
甘油三酯 （ TG）
第二节 甘油三酯的分解代谢
CH 2 CH 2 COOH
CH 2 COOH
COOH
O CH 2 C NHCH 2 COOH
苯乙尿酸 (苯 乙 酸 衍 生 物 )
O C NHCH 2 COOH
马尿酸 (苯 甲 酸 衍 生 物 )
❖ 概念：脂肪酸氧化从羧基端β-碳原子开始，每次释放出一 个二碳片段（乙酰CoA），故称β-氧化。
❖ 过程：脂肪酸的活化
限速酶 HSL
HSL- P (活性)
脂肪的动员
TG
DG
FFA
MG FFA
甘油
二、甘油的代谢
CH 2OH ATP ADP CH 2OH NAD + NADH+H +
CHOH
CHOH
甘油激酶
磷酸甘油脱氢酶
CH 2OH (肝 、 肾 、 肠 ) CH 2O P
3-磷 酸 甘 油
CH 2OH CO
糖酵解 丙酮酸