第15章脂肪酸的分解代谢

酮症酸中毒
2020/9/23
酮血症
酮尿症
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酮体记忆口诀
• 酮体一家兄弟三，丙酮和乙酰乙酸， 再加β-羟丁酸，生成部位是在肝， 肝脏生酮肝不用，体小易溶往外送， 容易摄入组织中，氧化分解把能功。
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第四节 脂肪酸的合成
• 原料：乙酰CoA
1mol乙酰CoA ：直接参与脂肪酸的合成 其余乙酰CoA: 羧化成丙二酸单酰CoA
• 酶：脂肪酸合酶系 • 特点：细胞液中进行，消耗ATP和NADPH，
重复4步进行碳链延长反应，首先生成软脂酸 16:0，经过加工生成各种脂肪酸。 • 部位：肝脏和脂肪组织
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乙酰CoA的来源和去路
酸肪酸 来源：糖代谢
去路：酮体 TCA，生成 脂肪酸
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柠檬酸循环
一、软脂酸的合成
RCH2 CHCHCSCoA
RCH2 C CHC SCoA
NAD+ NADH+H+
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硫解
• 由β－酮硫解酶催化，β－酮酯酰CoA在α和β碳 原子之间断链，加上一分子辅酶A生成乙酰CoA 和一个少两个碳原子的脂酰CoA。
O O 硫解酶 O
O
RC H 2CC HCSC oA RC H 2CSC oA +C H 3CSC oA
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脂肪酸合成和分解的比较
• 脂肪酸合成过程不是β-氧化的逆过程， 它们的细胞定位，转移载体，酰基载体 ，加入或减去的二碳单位、限速酶，激 活剂，抑制剂，供氢体和受氢体以及反 应底物与产物均不相同。
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饱和脂肪酸的合成与β-氧化的比较
区别要点
从头合成
β-氧化
细胞内进行部位 酰基载体 转运机制 二碳单位参与或断裂形式 电子供体或受体 -羟酰基中间物的立体构型不同 对HCO3-和柠檬酸的需求
脂类代谢
脂肪（fat)--- 甘油三酯
脂类
（triglycerides,TG)
lipid
类脂-- 磷脂（ phospholipid)
甘油
脂肪酸
糖脂 胆固醇(cholesterol,ch)
胆固醇酯(cholesterol ester,CE)
20人20/9体/23 所需能量约40％来自脂肪。
第一节 脂的消化、吸收和转运
• 肝和肌肉是脂肪酸氧化最活跃的组织，其最 主要的氧化形式是β-氧化。动物实验证实 。
• 脂肪酸的分解发生在原核生物的细胞质及真 核生物的线粒体基质中。
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一） 脂肪酸的活化－细胞液中进行
• 脂肪酸的活化形式是脂酰CoA，由脂酰CoA合 成酶(acyl-CoA synthetase)催化。
+
-
柠檬酸、异柠檬酸、 α-酮戊二酸
长链脂肪酸
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3.脂肪酸合酶系
• 原料乙酰CoA和丙二酰CoA准备好后，即在脂 肪酸合酶系的催化下开始合成脂肪酸。
• 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。
o 8乙酰COA→彻底氧化→ 12ATP 12×8=96ATP
o 7FADH2 → 2×7=14ATP o 7NADH+7H+ → 3×7=21ATP
o
共96＋14＋21＝131ATP
o 活化消耗了2个高能键，所以应为131-2=129ATP 。
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五 不饱和脂肪酸的氧化
ACP
C4
C3
C6
C6
• ⑦软脂酰ACP经硫酯酶催化成游离软脂酸。
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合成软脂酸的反应式
• 每加一个二碳单位，需2(NADPH+H+), 1ATP。
14(NADPH+H+) 14NADP+
• 8乙酰CoA
软脂酸＋8CoA
7ATP 7(ADP+Pi)
• 1.乙酰CoA的转移：线粒体内 细胞 液。 穿越线粒体内膜。 经由三羧酸运送体系柠檬酸－丙酮酸 循环。制备部分NADPH。
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线粒体基质
脂肪酸氧化
丙酮酸羧化酶2020/9/23源自柠檬酸穿梭（三羧酸转运体系）
还原力的准备
反应中所需的NADPH+H+约有40%来自戊糖磷酸 途径，其余的60%可由EMP中生成的NADH+H+ 间接转化提供
• 按密度分为乳糜 微粒、极低、低 、和高密度脂蛋 白四种。
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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。
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七、脂肪酸的-氧化
• 在植物种子萌发时，脂肪酸的-碳被氧 化成羟基，生成-羟基酸。-羟基酸可 进一步脱羧、氧化转变成少一个碳原子 的脂肪酸。
• 对降解支链脂肪酸，奇数脂肪酸有重要 作用。
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八、-氧化：
• 12C以下脂肪酸的氧化形式。甲基碳原 子（-碳原子）可以先被氧化，形成二 羧酸。二羧酸进入线粒体内后，可以从 分子的任何一端进行-氧化，最后生成 的琥珀酰CoA可直接进入三羧酸循环。
a. 顺式双键需异构为反式双键进行催化 b. 同等链长的脂肪酸，产生ATP数较少。
（少产生1FADH2) c.多不饱和脂肪酸还需另外的酶参与。其
余同-氧化。
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六、奇数碳脂肪酸的氧化
• 先按-氧化降解，最后剩下丙酰CoA。 丙酰CoA羧化成琥珀酰CoA或脱羧形成 乙酰CoA，进入TCA循环。
• ⑴消化：主要小肠中进行。胆汁盐乳 化，形成微团。胰脂肪酶和辅脂肪酶 降解脂。胰磷脂酶催化磷脂的水解。
• ⑵ 吸收：小肠粘膜细胞吸收，吸收形 式有三种：完全水解、部分水解和完 全不水解。经淋巴系统进入血液循环 。
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⑶ 运送－血浆脂蛋白
• 血浆脂蛋白由血 脂与载脂蛋白结 合而形成，溶于 水，运行于血。
• 分解：转化成乙酰CoA，进入TCA循环彻底
氧化。
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肝内生酮肝外用
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三、酮体生成的意义
（1）正常：
酮体是肝脏正常的中间代谢产物，是肝脏输出能 源的一种形式。长期饥饿及糖供给不足时，酮体 可代替葡萄糖成为主要能源。为肝外组织特别是 脑组织，提供有用的能源。
（2）异常：饥饿、高脂低糖饮食、糖尿病会使酮 体代谢加强，造成
｛NADH+H ++草酰乙酸 苹果酸脱氢酶 苹果酸+NAD+ 苹果酸+NADP+ 苹果酸酶 丙酮酸+CO2+NADPH+H +
总反应：
NADH+H++NADP+ +草 酰乙酸
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丙酮酸 +CO2+NADPH+H++NA D+
2.丙二酰CoA的生成
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关键酶：乙酰CoA羧化酶（生物素）
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磷脂的生物合成
• CTP是必需的活化因子。
1脂酰CoA 1脂酰CoA 甘油3－磷酸 单酰甘油磷酸 二酰甘油磷酸
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（2）装载
（1）启动
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（3）碳链延长：重复4步反应
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• 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。
• 丁酰ACP＋丙二酰ACP 丁酰乙酰ACP 己酰
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第三节 酮体的代谢
• 当脂肪酸降解过量时，细胞内缺少足够的草酰 乙酸将所有的乙酰CoA带入TCA循环，乙酰 CoA还有另一条代谢途径－进入肝脏，合成酮 体。
• 乙酰CoA可形成 乙酰乙酸(30％) β-羟丁酸(70％) 丙酮(acetone，微量)。
这三种物质统称酮体。主要在肝脏线粒体中进行 。
三）-氧化
• 脂酰CoA在线粒体的基质中进行氧化分解 。每进行一次-氧化，需要经过脱氢、水 化、再脱氢和硫解四步反应，同时释放出1 分子乙酰CoA。
• 反应产物是比原来的脂酰CoA减少了2个 碳的新的脂酰CoA。如此反复进行，直至 脂酰CoA全部变成乙酰CoA。
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脱氢
• 脂酰CoA在脂酰CoA脱氢酶的催化下，
C oS A H
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β-氧化的反应历程总结
RCH2CH2COOH
RCH2CH2CO～SCOA
（脂酰COA）
继续β-氧化
O
O
= =
R-C～SCOA+ CH3-C～SCOA
-
-
-
H RC=CCO～SCOA
H （△2反式烯脂酰COA）
OH
RCH-CH2CO～SCOA
（L-β- 羟脂酰COA）
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（4）脂肪的动员
• 食物中的脂肪（外源性脂肪）经消化吸收（为 碳链长短与饱和度的改造过程）后，贮存于脂 肪组织（内源性脂肪）。