脂肪酸代谢
脂肪酸的代谢
• 脂肪酸概述 • 脂肪酸的消化和吸收 • 脂肪酸的分解代谢 • 脂肪酸的合成代谢 • 脂肪酸代谢的调节 • 脂肪酸代谢异常与疾病
01
脂肪酸概述
脂肪酸的种类和结构
01
02
03
饱和脂肪酸
碳氢化合物完全饱和，如 硬脂酸和软脂酸。
不饱和脂肪酸
碳氢化合物中存在双键， 如油酸、亚油酸和亚麻酸。
脂肪酸首先在脂酶的作用下水解成游离脂肪酸和甘油，然后甘油在甘油 激酶的作用下转变为3-磷酸甘油。
游离脂肪酸和3-磷酸甘油在线粒体中通过β-氧化过程被逐步降解，最终 生成乙酰CoA。
脂肪酸氧化产生的能量
01
在β-氧化过程中，每分子脂肪酸可 产生3分子乙酰CoA，每个乙酰 CoA进入三羧酸循环释放10个ATP。
脂肪酸代谢异常不仅会导致 肥胖症的发生，还可能引发 其他健康问题，如心血管疾 病、糖尿病等。因此，了解 脂肪酸代谢异常与肥胖症的 关系，有助于预防和治疗肥 胖症及其相关疾病。
糖尿病与脂肪酸代谢
• 糖尿病：糖尿病是一种常见的慢性疾病，其特征是胰岛素分泌不足或作用受损 ，导致血糖升高。脂肪酸代谢异常与糖尿病的发生和发展密切相关。
05
脂肪酸代谢的调节
激素的调节作用
胰岛素
胰岛素能够促进脂肪酸的摄取和储存，抑制脂肪 酸的分解和氧化。
胰高血糖素
胰高血糖素能够促进脂肪酸的分解和氧化，抑制 脂肪酸的摄取和储存。
肾上腺素
肾上腺素能够促进脂肪酸的分解和氧化，同时也 能抑制脂肪酸的摄取和储存。
营养状态的调节作用
能量摄入
能量摄入过多或过少都会影响脂肪酸的代谢。过多的能量 摄入会导致脂肪堆积，过少的能量摄入会导致脂肪分解加 速。
脂肪酸代谢
脂肪酸代谢一、脂肪酸的氧化分解脂肪酸在有充足氧供给的情况下，可氧化分解为CO2和H2O，释放大量能量，因此脂肪酸是机体主要能量来源之一。
肝和肌肉是进行脂肪酸氧化最活跃的组织，其最主要的氧化形式是β-氧化。
(一)脂肪酸的β-氧化过程此过程可分为活化，转移，β-氧化共三个阶段。
1.脂肪酸的活化和葡萄糖一样，脂肪酸参加代谢前也先要活化。
其活化形式是硫酯：脂肪酰CoA，催化脂肪酸活化的酶是脂酰CoA合成酶(acyl CoA synthetase)。
活化后生成的脂酰CoA极性增强，易溶于水；分子中有高能键、性质活泼；是酶的特异底物，与酶的亲和力大，因此更容易参加反应。
脂酰CoA合成酶又称硫激酶，分布在胞浆中、线粒体膜和内质网膜上。
胞浆中的硫激酶催化中短链脂肪酸活化；内质网膜上的酶活化长链脂肪酸，生成脂酰CoA，然后进入内质网用于甘油三酯合成；而线粒体膜上的酶活化的长链脂酰CoA，进入线粒体进入β-氧化。
2.脂酰CoA进入线粒体：催化脂肪酸β-氧化的酶系在线粒体基质中，但长链脂酰CoA不能自由通过线粒体内膜，要进入线粒体基质就需要载体转运，这一载体就是肉毒碱(carnitine)，即3－羟－4－三甲氨基丁酸。
长链脂肪酰CoA和肉毒碱反应，生成辅酶A和脂酰肉毒碱，脂肪酰基与肉毒碱的3?羟基通过酯键相连接。
催化此反应的酶为肉毒碱脂酰转移酶(carnitineacyl transferase)。
线粒体内膜的内外两侧均有此酶，系同工酶，分别称为肉毒碱脂酰转移酶I和肉毒碱脂酰转移酶Ⅱ。
酶Ⅱ使胞浆的脂酰CoA转化为辅酶A和脂肪酰肉毒碱，后者进入线粒体内膜。
位于线粒体内膜内侧的酶Ⅱ又使脂肪酰肉毒碱转化成肉毒碱和脂酰CoA，肉毒碱重新发挥其载体功能，脂酰CoA则进入线粒体基质，成为脂肪酸β-氧化酶系的底物(图5－10)。
图5-10肉毒碱参与脂酰辅酶A转入线粒体示意图酶Ⅱ：位于线粒体内膜外侧的肉毒碱脂酰转移酶酶Ⅱ：位于线粒体内膜内侧的肉毒碱脂酰转移酶长链脂酰CoA进入线粒体的速度受到肉毒碱脂酰转移酶Ⅱ和酶Ⅱ的调节，酶Ⅱ受丙二酰CoA抑制，酶Ⅱ受胰岛素抑制。
脂肪酸的合成与代谢研究
脂肪酸的合成与代谢研究脂肪酸是人体中不可缺少的营养物质之一。
它们是脂肪的主要组成成分，也能被转化为能量，为人体提供活动所需的能量。
与此同时，脂肪酸在人体中的合成和代谢也是很有趣的话题。
本文将介绍脂肪酸的合成和代谢机制。
脂肪酸的合成人体内的脂肪酸合成通常是在肝脏、脂肪组织和乳腺中进行的。
所有脂肪酸的合成都起源于乙酰辅酶A（Acetyl-CoA）。
当食物中的碳水化合物被消化后，葡萄糖等碳水化合物会通过糖原的代谢和酮体的代谢转化为乙酰辅酶A。
然后，乙酰辅酶A会被送到脂肪酸的合成途径中，参与到新脂肪酸的合成中。
脂肪酸的合成通常发生在胞浆中，而不是在线粒体中。
在代谢通路中，乙酰辅酶A首先被羧化为丙酮酸，然后被乙酰辅酶转移酶转化为乙酰辅酶A羧化酶（Acetyl-CoA Carboxylase, ACC）所需要的――乙酰辅酶A羧化酶亚基1（Biotin Carboxyl Carrier Protein, BCCP）。
BCCP上特定的赖氨酸残基与二氧化碳结合，然后乙酰辅酶A羧化酶将羧化的乙酰辅酶A转化为丙酮酸。
接下来，丙酮酸会与另一个乙酰辅酶A发生反应，形成一个四碳的分子――β羟基丁酰辅酶A（3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA, HMG-CoA）。
最后，HMG-CoA被再次加氢，形成甲羰基辅酶A（Acetoacetyl-CoA）。
这是脂肪酸合成途径的最后一个中间产物，甲羰基辅酶A能够进一步转化为二十碳的长链脂肪酸。
脂肪酸的代谢脂肪酸可被转化为乙酰辅酶A，然后参与到卡尔文循环和糖异生中。
除此之外，它们也可被β氧化为产物如丙酮酸、乙酰辅酶A等，这些产物可以被转化为三羧酸循环中的产物，继而被用于身体的能量供应。
在β氧化中，脂肪酸分子被加入到反应中，形成三羟基脂肪酸。
随后，三羟基脂肪酸被羧化为酮体，再被加入到辅酶A中，接着被β氧化为产物丙酮酸、乙酰辅酶A等。
这些产物可以被三羧酸循环的酶所分解，产生二氧化碳和水，释放出身体所需要的能量。
脂肪酸代谢
混合功能氧化酶
NADPH+H+ NAPD +
HOCH2(CH2)n COO醇酸脱氢酶
NAD(P) + NAD(P)H+H+
OHC(CH2)n COO醛酸脱氢酶
-OOC(CH )n 2
NAD(P) + NAD(P)H+H+
COO-
（一）乙酰-CoA的代谢结局 （二）肝脏中酮体的形成 （三）酮体的利用 （四）酮体生成的生理意义 （五）酮体生成的调节
软酯酰-CoA+7FAD+7CoA 8乙酰-CoA+7FADH2+7NADH 可得到： 10 ATP 8 乙酰CoA 80 ATP
2.5 ATP 7 NADH
1.5 ATP 7 FADH2
17.5 ATP
108 ATP
10.5 ATP
但软脂酸活化过程中消耗了2个高能磷酸键， 净算下来，1分子软脂酸可生成106个ATP。
β-氧化在酯酰-CoA脱氢酶的作用下生成 乙 酰-CoA，随后进入TCA循环，在线粒体中被 氧化最后脱出CO2，并产生还原型的NADH 和FADH2，将电子送至呼吸链，伴随电子流 ADP转化为ATP。
Ｏ
Ｏ
RCH2CH2C-SCoA 脂酰CoA
酯酰CoA脱氢酶
FAD FADH2
RCH=CH-C-SCoA β-烯脂酰CoA △2-烯酰 CoA水合酶
胰腺分泌的脂类水解酶：
① 三脂酰甘油脂肪酶（水解三酰甘油的C1、 C3酯键，生成2-单酰甘油和两个游离的脂肪 酸。胰脏分泌的脂肪酶原需要在小肠中激 活）；
②磷脂酶A2（水解磷脂，产生溶血磷脂和脂 肪酸）； ③胆固醇酯酶(水解胆固醇酯，产生胆固醇 和脂肪酸); ④辅脂酶（Colipase）（它和胆汁共同激活 胰脏分泌的脂肪酶原）
生化2017-脂类代谢
高密度脂蛋白 high density lipoprotein (HDL)
70
71
血浆脂蛋白的组成
CM VLDL
密度
＜0.95
0.95~1.006
脂类 含TG最多， 含TG
组
80~90%
成 蛋白 最少, 1%
质
50~70% 5~10%
L-甘油3-P
甘油
甘油激酶
55
从 甘油-3-磷酸和3个脂酰-CoAs形成三酰甘油
56
甘油三酯的合成代谢
甘油三酯 （肝脏、脂肪组织）
磷酸甘油
脂肪酸
磷酸二羟丙酮
甘油的磷酸化
糖代谢
乙酰CoA
脂肪酸氧化
57
第四节
胆固醇代谢
58
59
一、胆固醇的合成
• 合成部位：肝细胞质基质及光面内质网 • 合成原料：
血液 新生CM
FFA
外周组织
成熟CM
CM残粒
LPL
脂蛋白脂肪酶 肝细胞摄取
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2. 极低密度脂蛋白(VLDL) ——运输内源性TG
• 由肝细胞合成，将肝细胞合成的TG、磷脂、胆固 醇及其酯转运至其他组织，不断脱脂，转变为 LDL。
VLDL
VLDL
残粒
FFA
FFA
外周组织
LDL
75
3. 低密度脂蛋白(LDL) ——转运内源性胆固醇至肝外 组织
第十一章 脂类代谢及其调节
宋崴
1
第一节 脂肪酸代谢
2
一、脂肪酸的分解代谢
脂肪动员
甘油（glycerol)
脂肪酸(fatty acid)
脂肪酸的分解代谢
四种血浆脂蛋白及其功能
①CM：小肠合成，转 运外源性脂类到肝内；
②VLDL：肝脏合成， 转运内源性脂类到肝外；
③LDL：血管中合成， 转运内源性胆固醇和磷 脂至肝外；
④HDL：肝/肠/血浆中 合成，和LDL作用反， 收集肝外胆固醇和磷脂 到肝内。
-氧化产生的能量
如软脂酸（含16碳）经过7次-氧化，可以生成8 个乙酰CoA。每一次-氧化，还将生成1分子 FADH2和1分子NADH＋H+。
8乙酰COA→彻底氧化→ 12ATP 12×8=96ATP
7FADH2 → 2×7=14ATP 7NADH+7H+ → 3×7=21ATP
共96＋14＋21＝131ATP
长链脂肪酸 脂酰CoA 降解（线粒体）
脂酰CoA的转运：肉碱脂酰转移酶Ⅰ催化。丰富燃料分子
如丙二酰CoA ↓。
脂肪酸合成的控制：
限速酶：乙酰CoA羧化酶。高能荷状态刺激酶活。
四、 三脂酰甘油的合成
脂肪的来源有二：①食物中脂肪 ②糖的转化。 前体：甘油－3磷酸和脂酰CoA。 甘油3－磷酸的合成：
是一个由6种不同功能的酶与酰基载体蛋白 ACP聚合成的复合体。即以ACP为核心，在它 周围有次序的排列着合成脂肪酸的各种酶，随 着ACP的转动，依次发生脂肪酸合成的各步反 应。每一步反应的产物正好是上一步反应的底 物，因此，效率极高。
（2）装载 （1）启动
（3）碳链延长：重复4步反应
丁酰ACP再与丙二酰ACP缩合，重复③脱羧 缩合④加氢⑤脱水⑥再加氢四步，每一次使 碳链延长两个碳，共7次重复，最终生成生 成软脂酰ACP。合成停止。
在-和-碳原子上各脱去一个氢原子，
脂肪酸与胆固醇的合成与代谢
脂肪酸与胆固醇的合成与代谢脂肪酸与胆固醇是人体内重要的脂类物质，在维持人体健康和正常生理功能方面具有重要作用。
本文将探讨脂肪酸与胆固醇的合成与代谢过程，以及它们在人体内的功能和调节机制。
一、脂肪酸的合成与代谢1.1 脂肪酸的合成在人体内，脂肪酸的合成主要发生在肝脏和脂肪组织中。
脂肪酸的合成过程被称为脂肪酸合成途径，主要依赖于一系列酶的参与。
首先，由葡萄糖酶磷酸化酶（glucokinase）催化的葡萄糖经糖酵解途径产生的乙酰辅酶A（Acetyl-CoA）是脂肪酸合成的前体物质。
然后，乙酰辅酶A与二氢异戊酸（Malonyl-CoA）在脂肪酸合成酶复合物的催化下，通过一系列反应逐渐合成长链脂肪酸。
最后，脂肪酸通过脂肪酸合成酶的催化与甘油酯结合形成三酰甘油（Triglyceride），被储存在脂肪细胞中。
1.2 脂肪酸的代谢脂肪酸代谢包括脂肪酸的氧化和合成反应。
脂肪酸氧化是指将脂肪酸分解为乙酰辅酶A，进而通过TCA循环（三羧酸循环）产生能量。
脂肪酸氧化发生在线粒体内，经过一系列酶的催化作用，脂肪酸被解体为乙酰辅酶A分子，并进入TCA循环产生能量。
此外，脂肪酸还可通过β氧化作用进一步分解为辅酶A和乙酰辅酶A，提供更多的能量供给。
二、胆固醇的合成与代谢2.1 胆固醇的合成胆固醇合成主要发生在肝脏和肠道上皮细胞中。
胆固醇合成是复杂的生物合成过程，主要依赖于多个酶的催化。
胆固醇的合成途径包括两个主要过程：前体物质戊二酸（Acetyl-CoA）通过一系列反应转化为甲酰辅酶A（Methylmalonyl-CoA），然后合成胆固醇。
胆固醇的合成过程是一个调控严格的代谢途径，受到多个酶和转运蛋白的调控。
2.2 胆固醇的代谢胆固醇的代谢主要通过两条途径进行：胆固醇酯化和胆汁酸合成。
胆固醇酯化是指将胆固醇与脂肪酸结合形成胆固醇酯，以便在脂蛋白颗粒中进行转运。
胆固醇酯可以被转运到组织细胞中，也可以通过胆固醇酯酶的催化重新释放为游离胆固醇。
脂肪酸代谢与三羧酸循环的关系
脂肪酸代谢与三羧酸循环的关系脂肪酸代谢和三羧酸循环是人体代谢的两个重要环节。
它们之间密切相关，相互支持，共同完成能量的产生和调节。
下面，我将详细介绍它们之间的关系。
先来了解一下脂肪酸代谢的过程。
脂肪酸是一类由甘油和脂肪酸酯化合物组成的脂类，在体内是能量的重要来源。
当体内碳水化合物和蛋白质供应不足时，脂肪酸会被分解成甘油和游离脂肪酸，在线粒体内进入β-氧化反应，分解成乙酰辅酶A（Acetyl-CoA）和能量，并在过程中生成NADH和FADH2等电子供体，供给三羧酸循环使用。
三羧酸循环是体内的重要代谢通路，也是脂肪酸代谢产生的Acetyl-CoA进入能量通路的必经之路。
Acetyl-CoA进入mitochondria 内的三羧酸循环，并被酶促反应催化成为三羧酸，甲基戊二酸等化合物，释放出较多的能量，同时生成NADH和FADH2等电子供体。
这些电子供体随后将作为线粒体呼吸链内电子传递链上的能量物质，与氧化还原过程相结合，产生大量的ATP，为整个生物体提供能量。
两者之间的关系是，脂肪酸代谢提供的Acetyl-CoA进入三羧酸循环，是三羧酸循环中的重要底物，为循环维持提供了动力。
同时，三羧酸循环中产生的电子供体被传递到呼吸链中，产生ATP，也为β-氧化中的脂肪酸代谢提供动力。
两者相辅相成，交错贯通，共同参与整个生物体的代谢过程，保证整个生命体系的正常运转。
总之，脂肪酸代谢和三羧酸循环是人体代谢的重要环节，相互协作，互相支持，最终共同完成了生命的能量转化。
我们还需要注意，善于保持身体的健康状态，合理的饮食和适当的运动有利于维持这两个代谢过程的正常进行，为我们的身体健康和生活带来更多的好处。
脂肪酸代谢
脂肪酸代谢
脂肪酸代谢是指代谢过程中，利用脂肪酸物质发生化学变化，以成品氧化物形式释放出能量的一系列反应。
脂肪酸代谢的具体过程主要分为三步：
1. 脂肪酸氧化：脂肪酸氧化是将脂肪酸氧化成脱氢乙酸（acetyl-CoA）的过程，它是释放能量的第一步。
在这一步中，含有2个碳原子的脂肪酸与氧气发生反应，产生2个脱氢乙酸（acetyl-CoA），同时释放出大量的能量。
2. 葡萄糖酸循环：葡萄糖酸循环是将脱氢乙酸（acetyl-CoA）氧化成二氧化碳的过程，它是释放能量的第二步。
在这一步中，脱氢乙酸（acetyl-CoA）通过一系列的化学反应，在生成ATP的同时，最终被氧化成二氧化碳，释放出大量的能量。
3. 乙醛酸循环：乙醛酸循环是将乙醛酸氧化成二氧化碳的过程，它是释放能量的第三步。
在这一步中，乙醛酸被氧化成二氧化碳，同时释放出大量的能量。
脂肪酸无氧代谢
脂肪酸无氧代谢
脂肪酸的无氧代谢通常发生在细胞缺氧或氧气供应受限的情况下，这个过程被称为脂肪酸的无氧氧化或厌氧代谢。
在脂肪酸的无氧代谢过程中，脂肪酸首先被活化并转化为酰基辅酶A （acyl-CoA），这一步骤需要消耗能量。
然后，酰基辅酶A 会在没有氧气的情况下进行代谢，产生一些中间产物，如丙酮酸和乳酸。
具体来说，脂肪酸的无氧代谢会经历以下几个步骤：
1. 脂肪酸活化：脂肪酸与辅酶A（CoA）结合形成酰基辅酶A。
2. 脱氢：酰基辅酶A 经过脱氢反应，形成烯酰基辅酶A。
3. 水合：烯酰基辅酶A 与水反应，形成β-羟基酰基辅酶A。
4. 脱水：β-羟基酰基辅酶A 脱水，形成α,β-不饱和酰基辅酶A。
5. 还原：α,β-不饱和酰基辅酶A 被还原，形成脂肪酸。
脂肪酸的无氧代谢产生的能量相对较少，并且会产生大量的乳酸。
在正常情况下，细胞更倾向于使用脂肪酸的有氧代谢来产生更多的能量。
脂肪酸合成代谢ppt课件
影响乙酰CoA羧化酶活性的因素：（在动物体中） 柠檬酸：促进无活性的单体聚合成有活性的全酶，从
而加速脂肪酸的合成； 软脂酰CoA：促使全酶的解体，因而抑制脂肪酸的合
成。
(一) 脂肪酸的从头合成
二. 脂肪酸的合成
1. 脂肪酸从头合成的过程
脂肪酸合酶系统（fatty acid synthase system，FAS）
脂肪酸的合成由此可见由脂肪酸合酶系统形成1分子软脂酸需要消耗1分子乙酰coa7分子丙二酸单酰coa以及14分子还原辅酶同时释放出7分子co脂肪酸的合成内质网动物体线粒体植物体叶绿体或前质体延长过程该过程是以脂酰coa不是脂肪酸作为起点引物通过与从头合成相似的步骤即缩合还原脱水再还原逐步在羧基端增加二碳单位
(一) 脂肪酸的从头合成 1. 脂肪酸从头合成的过程
(2) 丙二酸单酰CoA的形成
二. 脂肪酸的合成
在脂肪酸的从头合成过程中，参入脂肪酸链的二 碳 单 位 的 直 接 提 供 者 并 不 是 乙 酰 CoA， 而 是 乙 酰 CoA的羧化产物 —— 丙二酸单酰CoA（malonylCoA）。
(一) 脂肪酸的从头合成 1. 脂肪酸从头合成的过程
去饱和作用有需氧和厌氧两条途径，前者主 要存在于真核生物中，后者存在于厌氧微生物中。
脂肪酸分解代谢的主要过程再述
脂肪酸分解代谢的主要过程再述脂肪酸分解代谢是生物体中一种重要的能量产生过程，它通过将脂肪酸分解为较小的分子以生成能量。
这个过程在许多生物体中都非常重要，包括人类和其他动物。
本文将重点介绍脂肪酸分解代谢的主要过程，以及它在身体中的作用和调控。
一、脂肪酸的结构和分类脂肪酸是由一系列碳原子和氢原子组成的有机分子。
它们根据碳原子的数量和双键的位置可以被分类为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。
饱和脂肪酸没有双键，而不饱和脂肪酸具有一个或多个双键。
二、脂肪酸的激活在脂肪酸分解代谢开始之前，脂肪酸必须先被激活。
这一步骤包括将脂肪酸与辅酶A结合形成辅酶A脂肪酰基。
这个过程发生在细胞质中，并由脂肪酸激酶催化。
三、脂肪酸的β氧化激活后的脂肪酸进入线粒体内膜，并经过一系列反应进行β氧化，也称为β-氧化。
在这一过程中，脂肪酸被逐渐分解成两碳单位的乙酰辅酶A，并产生NADH和FADH2等能量相关物质。
β氧化反应主要涉及四个酶：脂肪酸辅酶A羧化酶、羟酰辅酶A脱氢酶、羟基酰辅酶A裂解酶和乙酰辅酶A乙酰转酶。
脂肪酸的β氧化是一个循环反应，每一个反应循环将脂肪酸分解为一个乙酰辅酶A和一分子较短的脂肪酸链。
这个过程将逐渐反复进行，直到整个脂肪酸完全分解为乙酰辅酶A为止。
四、乙酰辅酶A的进一步代谢在脂肪酸分解代谢中，乙酰辅酶A进一步参与柠檬酸循环和氧化磷酸化过程。
乙酰辅酶A可以进入线粒体的柠檬酸循环，在这里通过一系列反应最终产生ATP能量。
乙酰辅酶A也可以通过某些酶的催化，进入氧化磷酸化过程中参与ATP的产生。
五、调控脂肪酸分解代谢的因素脂肪酸分解代谢的调控受到多种因素的影响。
甲状腺激素和胰岛素能够促进脂肪酸的分解和利用，而肾上腺素和葡萄糖则对脂肪酸分解产生抑制作用。
饮食中脂肪酸的摄入量和体内能量状态也会对脂肪酸分解代谢产生影响。
脂肪酸分解代谢是一种重要的能量产生过程。
它通过激活脂肪酸并进行β氧化，将脂肪酸分解为乙酰辅酶A，并通过柠檬酸循环和氧化磷酸化过程进一步产生能量。
脂肪酸的代谢PPT课件
3
奇数碳脂肪酸的氧化
奇数碳脂肪酸在肝脏中经过β-氧化生成乙酰CoA， 并进一步代谢。
02 脂肪酸的消化和吸收
脂肪的消化
脂肪的消化开始于胃部
在胃酸和酶的作用下，脂肪被分解成较小的脂肪酸和甘油一酯。
脂肪酸和甘油一酯在胰脂酶的作用下进一步水解
脂肪酸合成的调节
01
激素调节
胰岛素、胰高血糖素等激素可以调节脂肪酸的合成。胰岛素可以促进脂
肪酸的合成，而胰高血糖素则抑制脂肪酸的合成。
02
营养物质调节
碳水化合物、蛋白质等营养物质也可以调节脂肪酸的合成。碳水化合物
可以促进脂肪酸的合成，而蛋白质则抑制脂肪酸的合成。
03
酶的调节
脂肪酸合成的酶类也可以受到调节。例如，乙酰CoA羧化酶是脂肪酸合
吸收的影响因素
影响脂肪吸收的因素包括饮食中脂肪的种类、摄入量、肠道菌群等。
脂肪吸收的机制
被动扩散
游离脂肪酸和甘油可以以被动扩 散的方式通过肠细胞膜进入肠细 胞。
主动转运
一些重要的脂肪酸，如亚油酸和α亚麻酸等，需要经过主动转运才能 被肠细胞吸收。
03 脂肪酸的氧化分解
脂肪酸的活化
01
02
03
脂肪酸在脂肪酶的作用 下水解成游离脂肪酸和 甘油，游离脂肪酸在细
β-氧化过程中产生的中间产物可合成胆固醇、磷脂等生物活性物质，参与细胞膜的构建和功能调节。
04 脂肪酸的合成
脂肪酸的从头合成
定义
从头合成是指从简单的原料（如乙酰CoA和丙二酸单酰 CoA）开始，逐步合成脂肪酸的过程。
合成步骤
乙酰CoA与丙二酸单酰CoA缩合生成乙酰乙酰CoA，然后 乙酰乙酰CoA再与乙酰CoA缩合生成3-羟基乙酰CoA，最 后脱羧、加水生成脂肪酸。
生物化学脂肪酸的分解代谢
疾病和药物的影响
疾病
某些疾病如糖尿病、肥胖症等会影响人体的脂肪酸分解代谢。这些疾病可能导致脂肪酸分解代谢速率减慢，进而 引起脂肪堆积。
药物
一些药物如肾上腺素、甲状腺素等会影响人体的脂肪酸分解代谢。这些药物可能会加速脂肪酸的分解代谢，也可 能会抑制其分解代谢。
环境因素的影响
饮食
饮食习惯对脂肪酸分解代谢具有重要影响。高脂、高糖、高热量饮食可能导致 脂肪堆积，而低脂、低糖、高纤维饮食则有助于促进脂肪酸分解代谢。
3
脂肪酸分解代谢还参与调节体内激素的合成和分 泌，对维持内分泌系统的正常功能具有重要意义 。
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生物化学脂肪酸的分解代谢
汇报人：可编辑 2024-01-11
• 引言 • 脂肪酸的消化和吸收 • 脂肪酸的分解代谢途径 • 脂肪酸分解代谢的调节
• 脂肪酸分解代谢的影响因素 • 脂肪酸分解代谢的生理意义和健
康影响
01 引言
脂肪酸的定义和重要性
脂肪酸的定义
脂肪酸是脂类的一种成分，由碳 、氢和氧原子组成的长链化合物 。
05 脂肪酸分解代谢的影响因素
年龄和性别的影响
年龄
不同年龄段的人体脂肪酸分解代谢存 在差异。儿童和青少年时期，人体对 脂肪酸的吸收和利用效率较高，而老 年人的脂肪酸分解代谢能力则有所下 降。
性别
男性和女性在脂肪酸分解代谢方面也 存在差异。一般来说，男性体内的脂 肪酸分解代谢速率较快，而女性则相 对较慢。
β-氧化途径
脂肪酸在β-氧化途径中，首先 被分解为乙酰CoA，然后进入 三羧酸循环彻底氧化分解并释
放能量。
β-氧化途径主要在线粒体中 进行，需要脂肪酶、脂酰
CoA合成酶、肉碱脂酰转移 酶等酶的参与。
脂肪酸在生物体内代谢过程中的作用探讨
脂肪酸在生物体内代谢过程中的作用探讨脂肪酸是一种重要的营养物质，广泛存在于生物体内。
它们在生物体内代谢过程中扮演着重要的角色，如能量来源、构建细胞膜、转运信号分子等。
本文将从脂肪酸的化学性质、生物合成、代谢途径和作用等方面对其作用进行探讨。
一、脂肪酸的化学性质脂肪酸是由长链碳氢化合物和羧酸构成的，一般以甘油三酯的形式存在于生物体内。
它们的分子式为CnH(2n+1)COOH，链长可从4-28个碳原子不等。
脂肪酸分为饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸等。
饱和脂肪酸没有双键，易形成高熔点的结晶体，比如牛油酸和硬脂酸等；而不饱和脂肪酸含有一定数量的双键，其难以形成高熔点的结晶体，如油酸和亚油酸等。
二、脂肪酸的生物合成脂肪酸的合成主要是通过脂肪酸合成途径，即在胞浆中的乙酰辅酶A（ACoA）为原料，经过一系列酶的催化反应，如乙酰转移酶、丙酮酸羧化酶、羰基还原酶、3-羟基酰辅酶A脱羧酶等代谢酶降解而成。
在这一过程中，脂肪酸的链长也会不断延长。
三、脂肪酸的代谢途径脂肪酸在生物体内的代谢途径分为氧化代谢和合成代谢两种类型。
氧化代谢是指在线粒体中摄取脂肪酸进行代谢，分解成乙酰辅酶A的过程，同时放出大量的能量。
而合成代谢则是说脂肪酸通过胞浆的脂肪酸合成途径合成，并以脂质酯的形式储存在细胞中。
四、脂肪酸在生物体内的作用1、能量来源脂肪酸是生物体内最重要的能量来源之一。
由于脂肪酸链非常长，它们可以在氧化过程中生成大量的ATP，即细胞的能量含量。
同时，这种能量是可持续的，可以提供长期的能量供应。
2、构建细胞膜脂肪酸可以被用来构建细胞膜。
细胞膜是由脂质双层构成，而这层膜的骨架就由脂肪酸构成。
这个骨架可以保持细胞膜的稳定性，并通过脂质酯的形式储存能量。
3、转运信号分子脂肪酸能够转运信号分子。
例如，人体内的内源性脂质产生的转运因子，如leptin、adiponectin等，都是脂肪酸催化合成的。
这些分子通过作用于细胞受体，改变细胞内的代谢状态，从而对人体内的代谢产生重要的影响。
脂肪酸的代谢过程
脂肪酸的代谢过程脂肪酸呀，就像是身体里的小能源战士呢！让咱来好好唠唠它们的代谢过程。
你想啊，咱吃进去的那些含有脂肪酸的食物，就好比是给这些小战士们准备的营地。
当这些食物进入消化道后，经过一系列的折腾，脂肪酸就被释放出来啦。
这时候，它们就开始了自己的奇妙之旅。
一部分脂肪酸会直接进入到细胞里，准备大显身手。
就好像是战士们找到了自己要守卫的阵地。
接着呢，在细胞里，脂肪酸会经历一个叫做活化的过程。
这就像是给小战士们穿上了超级装备，让他们变得更厉害。
活化后的脂肪酸，现在有了新名字，叫脂酰 CoA。
然后呀，脂酰 CoA 就被送进了线粒体。
这线粒体就像是一个能量加工厂。
脂酰 CoA 在这里要通过一个叫做β-氧化的过程。
这过程可复杂啦，就像一场精密的战斗部署。
每一轮β-氧化，脂酰 CoA 就会被切掉两个碳原子，变成少两个碳的脂酰 CoA 和乙酰 CoA。
这乙酰 CoA可重要啦，它可是产生能量的关键呢！就好比是战士们在战斗中获得的胜利果实。
这β-氧化会一轮一轮地进行下去，直到脂酰 CoA 变成了非常小的家伙。
那产生的这些乙酰 CoA 呢，它们会进入到一个叫做三羧酸循环的大工程里。
这就像是把胜利果实送进了一个大工厂，经过一系列的加工，产生出大量的能量，让我们的身体能够活力满满地运转。
你说神奇不神奇？脂肪酸这些小家伙们，在我们身体里悄悄地进行着这么多复杂又重要的过程。
咱平时可得注意饮食啊，要是吃了太多含有大量脂肪酸的食物，身体处理不过来，那不就麻烦啦？就好比给小战士们派了太多任务，他们也会累呀！可要是吃太少呢，那身体也没了足够的能量来源呀，那不就没力气做事啦？所以啊，咱得好好对待这些脂肪酸，让它们在我们身体里好好工作，为我们的健康和活力贡献力量呢！这脂肪酸的代谢过程，是不是特别有意思呀？咱可得多了解了解，这样才能更好地照顾自己的身体呀！你说是不是呢？。
脂类的代谢和调节机制
脂类的代谢和调节机制脂类是人体内至关重要的一类有机物质，不仅是能量的重要来源，还参与了细胞结构的构建和维护、激素合成、保护器官等多种生理功能。
然而，脂类代谢紊乱可能引发多种疾病，如肥胖、高血脂、心血管疾病等。
因此，了解脂类代谢和调节机制对人体健康具有重要意义。
本文将深入探讨脂类的代谢途径和调节机制。
一、脂类的代谢途径脂类代谢主要包括脂肪的吸收、运输、储存和分解等过程。
在脂类的代谢途径中，主要涉及到脂肪酸、甘油三酯和胆固醇三种重要的脂类成分。
1. 脂肪酸代谢脂肪酸是脂类代谢的基本单元，主要分为饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸和多不饱和脂肪酸。
在脂肪酸的代谢过程中，首先通过脂肪酸的吸收，进入血液循环。
然后，脂肪酸被转运到肝脏或其他组织，进行进一步的代谢。
在细胞内，脂肪酸可以被氧化产生能量，也可以合成甘油三酯以储存。
2. 甘油三酯代谢甘油三酯是体内最常见的脂质，也是脂类代谢中主要的能量储存形式。
甘油三酯的合成主要发生在肝脏和脂肪组织中。
当机体摄入过多的能量时，多余的能量会被合成为甘油三酯并存储在脂肪细胞内。
而当机体能量需求增加时，储存在脂肪细胞内的甘油三酯会被分解为脂肪酸，提供能量。
3. 胆固醇代谢胆固醇是脂类代谢中的重要成分，它在体内主要用于细胞膜的构建、激素合成和胆汁酸的合成。
胆固醇的代谢主要包括胆固醇的合成和胆固醇的消耗。
胆固醇合成主要发生在肝脏和肠道，而胆固醇的消耗则通过胆酸的形式排出体外。
二、脂类的调节机制为了维持脂类代谢的平衡，人体内存在着一系列的调节机制。
1. 激素调节激素在脂类代谢中起着重要作用。
胰岛素是调节脂类代谢的主要激素之一，它能促进脂肪酸的合成和甘油三酯的合成，并抑制脂肪酸的分解。
而胰高血糖素则与胰岛素相反，能够促进脂肪酸的分解和胆固醇的合成。
此外，肾上腺皮质激素、甲状腺激素等也参与了脂类的调节。
2. 长链非编码RNA调控最近的研究表明，长链非编码RNA在脂类代谢中发挥了重要的调节作用。
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脂肪酸的去饱和反应
哺乳动物细 胞的去饱和 能力有限， 它不能在大 于9号位C原 子的位置引 入双键，但 植物细胞没 有此限制。
植物和动物体内的去饱和反应
脂肪酸代谢的调控
一、脂肪酸分解代谢的调控 脂肪酸分解代谢的受到调节的限速酶是CPT I，丙二酸单酰CoA能够抑制该酶的活性，而丙二酸单酰-CoA本身是脂肪酸合 成的前体，其浓度是由乙酰-CoA羧化酶控制的调控。 二、脂肪酸合成代谢的调控 （1）脂肪酸合成的限速酶为乙酰-CoA羧化酶，哺乳动物的乙酰CoA羧化酶的调节方式有两种：一种由别构调节引起的单体和 多聚体形式的互变，单体无活性的，多聚体由7个～14个单体 聚合而成，具有活性。柠檬酸促进单体转变为多聚体。相反， 软脂酰-CoA以负反馈的形式促使多聚体向单体的转变。 （2）另外一种方式是“可逆的蛋白质磷酸化”。乙酰-CoA羧化酶 具有磷酸化形式和去磷酸化形式，其中磷酸化形式为无活性的 形式，去磷酸化为有活性的形式。
单不饱和脂肪酸（油酸）的β-氧化
多不饱和脂肪酸（亚油酸）的β-氧化
奇数脂肪酸的氧化
奇数脂肪酸的氧化实际上就是丙酰-CoA的氧 化，因为碳原子数目≥5以上的奇数脂肪酸完 全可以和偶数脂肪酸一样进行β-氧化直到丙酰 -CoA出现为止 。 丙酰-CoA的氧化是将它转变为偶数的琥珀酰CoA即可。
硫脂解
这是一步由硫脂解酶催化的反应，反 应机制如下：酶活性中心的一个Cys残 基上的巯基亲核进攻β-酮基碳，释放 出乙酰-CoA，形成与硫酯键相连的但 少了2个碳原子的脂酰-酶中间物，随 后，CoA上的巯基取代Cys上的巯基产 生新的脂酰-CoA 。
β-氧化小结
以1分子软脂酸为例，需要经过7轮β-氧化循 环，共产生8分子乙酰-CoA、7分子FADH2 和NADH，总反应式为： 软脂酰-CoA＋7FAD＋7NAD＋＋7H2O→ 8乙酰-CoA＋7FADH2＋7NADH＋H＋ 其完全氧化可以产生106分子ATP
丙酰-CoA的氧化的利用
超长链脂肪酸的β-氧化
大于18个碳原子的脂酰-CoA难以进入线粒体 进行β-氧化，但是可以进入过氧化物酶体或 乙醛酸循环体进行β-氧化。脂酰-CoA进入过 氧化物酶体或乙醛酸循环体需要膜上的一种 运输蛋白，但不需要肉碱。
线粒体和非线粒体β-氧化反应的异同
脂肪酸的α-氧化
策略： 在-C产生一个羰基 第3步反应产生，第4步切开“-酮酯" 产物：乙酰-CoA、少两个C的脂酰CoA、 FADH2和NADH 类似前三步的反应发现在其他代谢 途径之中
一轮β-氧化循环的四步反应
脱氢
这是一步由脂酰-CoA脱氢酶催化的氧化还原反 应，FAD为电子受体 从一种叫Ackee的植物中提取的降糖氨酸是该 酶的强抑制剂。 脱氢反应是高度立体专一性的，产物是Δ2-反 烯脂酰-CoA和FADH2。 后者经过电子传递黄素蛋白（ETF）、铁硫蛋 白和CoQ进入呼吸链，1分子FADH2产生1.5分 子ATP。
α-氧化直接在游离的脂肪酸上进行， 它并不需要激活，不产生ATP，既可 以发生在内质网，也可以发生在线粒 体或过氧化物酶体。 先天缺乏α-氧化相关的酶可导致 Refsum氏病。
植烷酸这样 的脂肪酸因 它的β-碳原 子被甲基封 闭住了，在 细胞内难以 直接进行β氧化，必须 先通过α-氧 化去除1个 碳原子以后 才可以进行 β-氧化。
乙酰-CoA的羧化反应
脂酰基载体蛋白（ACP）
ACP在脂肪酸合成中的功能是作为脂酰 基的载体，其负责接受脂酰基部分的结 构与乙酰-CoA十分相似，由磷酸泛酰巯 基乙胺与它的一个 Ser 残基的羟基以磷 酸酯键相连，因此，在功能上，ACP可 视为放大的CoA。
CoA和ACP的结构比较
脂肪酸合酶的结构与功能
细菌和植物体内的脂肪酸合酶以多酶复合体形 式存在，不同的酶活性由不同的蛋白质承担； 而酵母细胞的脂肪酸合酶有6个α亚基和6个β亚 基（α6β6）组成，其中α亚基具有ACP、KS和 KR的活性，β亚基具有AT、MT、DH、ER和 TE的活性；哺乳动物的脂肪酸合酶是一种多功 能酶，由两个相同的亚基头尾相连，每一个亚 基的大小为250kDa，包含三个结构域，同时具 有ACP的功能和7个酶活性。
1分子软脂酸彻底氧化以后ATP的收支情况
与ATP产生有关的酶 NADH或FADH2产生的量 脂酰-CoA合成酶 脂酰-CoA脱氢酶 7 FADH2 最终产生ATP的数目 －2 7×1.5＝10.5
羟脂酰-CoA脱氢酶
异柠檬酸脱氢酶 α-酮戊二酸脱氢酶 琥珀酰-CoA合成酶 琥珀酸脱氢酶 苹果酸脱氢酶 总量
酮体的形成
酮体的利用
脂肪酸的合成代谢
1. 除了植物在质体内，其它生物合成的场所均 为细胞液； 2. 从头合成需要乙酰-CoA作为引物； 3. 丙二酸单酰-CoA作为活化的“二碳单位”供 体； 4. 丙二酸单酰-CoA的脱羧反应和NADPH作为驱 动碳链延伸的动力； 5. 软脂酸通常是反应的终产物； 6. 软脂酸以外的脂肪酸通过修饰、延伸等反应 形成。
脂肪酸分解与合成的比较
挑战：细胞液中的乙酰CoA从何而来？
氨基酸降解在细胞液产生乙酰CoA 脂肪酸氧化在线粒体产生乙酰CoA 糖酵解产生的丙酮酸进入线粒体基质转 变成乙酰CoA 柠檬酸-丙酮酸穿梭系统提供细胞液中的 乙酰CoA和NADPH
柠檬酸-丙酮酸跨膜穿梭系统
乙酰-CoA的活化
脂肪酸代谢
脂肪酸的分解代谢
脂肪酸的分解是以氧化的形式进行 的，而氧化的方式有α-氧化、β-氧 化和ω-氧化，其中β-氧化是主要的 方式。
脂肪酸的β-氧化
☺Knoop发现，脂肪酸一定是通过一次除去1个 二碳单位进行降解。 ☺Albert Lehninger证明氧化发生在线粒体 ☺F. Lynen和E. Reichart证明 2-C单位是乙酰CoA，不是游离的乙酸。 ☺由于β-C被氧化成羰基，故被称为β-氧化。
脂肪酸的ω-氧化
脂肪酸的ω-氧化发生在它的末端甲基 即ω-碳原子上，被氧化的脂肪酸也不 需要活化，参与ω-氧化的酶主要位于 内质网上，其中的混合功能加氧酶需 要细胞色素P450、O2和NADPH。
脂肪酸的ω-氧化
酮体
☺包括丙酮、乙酰乙酸和D-β-羟丁 酸，其合成的场所位于肝细胞的 线粒体基质。 ☺是脑、心脏和肌肉的燃料 ☺是饥饿期间脑细胞的注意能源 ☺是脂肪酸可运输的形式!
β-氧化的挑战
不饱和脂肪酸的氧化 奇数脂肪酸的氧化 含有分支的脂肪酸的氧化
-氧化的挑战
单不饱和脂肪酸
多饱和脂肪酸
奇数脂肪酸
β-C含有甲基
不饱和脂肪酸的β-氧化
不饱和脂肪酸在进行氧化的时候所 遇到的问题是如何处理它本来就有 的位置不对的顺式双键，当顺式的 双键进入β号位以后，将不能继续 进行β-氧化。这时需要特殊的异构 酶即烯脂酰-CoA异构酶来改变双键 的位置和性质，使之转变为可被脂 酰-CoA脱氢酶识别的2号位的反式 双键，这样β-氧化又可以继续了。
Ackee的种子
脂酰-CoA脱氢酶与呼吸链之间的联系
加水
这是一步由烯脂酰-CoA水化酶催化的反 应，H2O作为底物参加反应。反应也是 高度立体专一性的，被水化的双键只能 是反式，而生成的产物只会是L-羟脂酰CoA，而且羟基一定加在β-碳原子上。
再脱氢
这又是一步氧化还原反应，由羟脂酰CoA脱氢酶催化，被氧化的是β-碳原 子，NAD+ 为电子受体，产物为β-酮 脂酰-CoA和NADH。后者直接进入 NADH呼吸链，产生2.5分子ATP。
Knoo的活化 脂酰-CoA的转运 四步反应的重复循环
CoA激活FFA，以便其氧化
脂酰-CoA合成酶将脂肪酸与 CoA缩合，伴随 着ATP水解成AMP 和 PPi
脂酰-CoA的形成付出了巨额的能量代价 但随后 PPi 的水解驱动了反应前进 注意脂酰-AMP是反应的中间物!
脂肪酸的活化
肉碱作为脂酰基的载体
肉碱将脂酰基运载通过线粒体内膜
短链脂肪酸可以直接进入线粒体基质 长链脂肪酸不行。 长链脂肪酸要先转变成脂酰肉碱，才可 以进入基质 在基质，脂酰-CoA重新形成。
脂酰-CoA的跨线粒体内膜的转运 （脂肪酸氧化的限速步骤）
脂肪酸的 -氧化
四步反应的重复循环
7 NADH
8 NADH 8 NADH
7×2.5＝17.5
8×2.5＝20 8×2.5＝20 8 GTP＝8 ATP
8 FADH2 8 NADH
8×1.5＝12 8×2.5＝20 106
β-氧化的功能
☺产生ATP，其产生ATP的效率要高于葡萄糖。 ☺产生大量的H2O。这对于某些生活在干燥缺水 环境的生物十分重要，像骆驼已将β-氧化作为 获取水的一种特殊手段。
乙酰-CoA的活化是在乙酰-CoA羧化酶的催 化下完成的，其反应的机理类似于糖异生 途径中丙酮酸的羧化反应。 是脂肪酸合成的限速反应。 原核细胞的乙酰-CoA羧化酶由三个亚基组 成，分别具有生物素载体、生物素羧化酶 和转羧基酶的功能；真核细胞的乙酰-CoA 羧化酶是一个多功能酶，一条多肽链同时 具有三种功能。
不同生物来源的脂肪酸合酶的结构
哺乳动物脂肪酸合酶的结构模型
脂肪酸合成的反应历程
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ 引发反应 活化的“二碳单位”的装载 缩合 还原 脱水 再还原 循环 软脂酸的释放 脂肪酸的修饰——碳链的延伸和去饱和
脂肪酸合酶催化的脂肪酸合成反应
合成一分子软脂酸的总反应式
脂肪酸的延伸反应
哺乳动物乙酰-CoA羧化酶的活性调节