脂肪酸的合成与分解

(CH2)n
OH
Cβ
α
C
H
O C SCoA
NAD+ NADH+H+
O C SCoA
2.5ATP
H2O
呼吸链
β酮脂酰CoA硫解酶
CoA-SH
H3C
(CH2)n
O Cβ
+
SCoA
H3Cα
O C SCoA
TCA
脂酸氧化的能量生成 —— 以16碳软脂酸的氧化为例
活 化：消耗2个高能磷酸键 β氧 化：每轮循环四个重复步骤：脱氢、
脂肪酸的合成与分解
脂酸β-氧化 酶系定位 酰基载体 二碳单位 脱氢辅酶 对CO2需要 能量变化 不饱和脂肪酸 奇数C脂链
脂酸合成
脂肪酸的合成与分解
脂酸β-氧化 酶系定位 线粒体
脂酸合成 胞液
酰基载体 CoA-SH
ACP-SH
二碳单位 乙酰CoA 丙二酰CoA
脱氢辅酶 对CO2需要 能量变化
FAD，NAD NADPH
• 关键酶：脂肪酶——激素敏感性脂肪酶
(hormone-sensitive triglyceride lipase , HSL)
• 促脂解激素：胰高血糖素、肾上腺素
抗脂解激素：胰岛素
脂肪动员过程
ATP 脂解激素-膜受体 + G蛋白 + AC
HSLa(无活性)
cAMP + PKA
HSLb(有活性)
甘油二酯脂肪酶
(4)奇数碳脂肪酸的氧化
羧化酶
变位酶
奇数碳脂肪酸也可经脱羧等反应形成乙酰CoA。
3.不饱和脂肪酸的氧化
△9-顺烯脂酰CoA
(1) 单不饱和脂肪酸的氧 化（油酸18：1△9）
△3-顺烯脂酰CoA 烯酰CoA异构酶
△2-反烯脂酰CoA 烯酰CoA水化酶
β-羟脂酰CoA
2.不饱和脂酸的合成
• 真核生物不饱和脂肪酸合成： 去饱和酶系， 在已合成的饱和脂肪酸中引入双键
运
O
载
=
RCH2CH2C-OH
体
脂肪酸
线 粒 体 膜
H3C
(CH2)n
HH
βα
CC HH
脂酰CoA脱氢酶
H3C
(CH2)n
β
C
H
Cα
H
烯脂酰CoA水化酶
O C SCoA
FAD FADH2
O C SCoA
H2O
1.5ATP
H2O
呼吸链
H3C
(CH2)n
HH
β
C
Cα
OH H
L-β羟脂酰CoA脱氢酶
H3C
无
有
产生106ATP 消耗7ATP ＋
14NADPH
合成原料
乙酰CoA（ NADPH、 ATP、HCO3﹣、Mn2+） ➢ 乙酰CoA的主要来源：葡萄糖
乙酰CoA主要在线粒体内产生，通过柠檬酸-苹 果酸-丙酮酸循环 (citrate-malate-pyruvate cycle) 出线粒体。 ➢ NADPH的主要来源：磷酸戊糖途径
乙酰CoA羧化酶 P （无活性）
ATP 蛋白激酶
ADP
(+) 胰高血糖素
肾上腺素
AMP
总反应
软脂酸合成的总反应
经过7轮循环反应，每次加上一个丙二酰 基，增加两个碳原子，最终释出软酯酸。
CH3COSCoA
+
7 HOOCH2COSCoA
+
14NADPH+14H+
CH3(CH2)14COOH +
7 CO2 + 6H2O +
• 位置：内质网膜；4e反应形成2分子H2O • 前体：软脂酸（C16），硬脂酸（C18）
H++NADH
2H+
E-FAD
Fe2+
Fe2+ 油酰CoA+2H2O
NAD+
E-FADH2
NADH-Cytb5 还原酶
Fe3+
Fe3+
Cytb5
硬脂酰CoA+O2 +2H+ 去饱和酶
还原酶+去饱和酶 +细胞色素组成的电子传递体
柠檬酸-苹果酸-丙酮酸循环
（1）乙酰CoA的转运
胞液
丙酮酸
NADPH+H+CO2
NADP+
苹果酸酶
线
NAD+ 苹果酸
NADH+H+ 苹果酸脱氢酶
粒
草酰乙酸
乙酰CoA
ADP
ATP
CoA
体
ATP柠檬酸裂解酶
膜
柠檬酸
线粒体基质
丙酮酸
乙酰CoA
CO2，ATP
苹果酸
NADH+H+ 草酰乙酸
柠檬酸合酶
H2O
柠檬酸 CoA
（3）乙酰ACP和丙二酸单酰-ACP的合成
• 脂酰基载体蛋白（acyl carrier protein，ACP）
CoA的磷酸泛酰巯基乙胺基
ACP的磷酸泛酰巯基乙胺基
胆酸的促进脂类消化吸收作用
脂肪的吸收
部 位 十二指肠下段及空肠上段
方式
中链及短链脂酸构成的TG 乳化
吸收 肠粘膜 细胞
脂肪酶 甘油 + 脂肪酸
门静脉
血循环
长链脂酸及2-甘油一酯
肠粘膜细胞 （酯化成TG）
O
O H2C O HC (CH2)m CH3
H3C (CH2)n C O CH
O
H2C O HC (CH2)k CH3
+ 载脂蛋白(apo)
血循环
淋巴管
乳糜微粒
(chylomicron, CM)
载脂蛋白
乳糜微粒的 分子结构
胆固醇
甘油三酯 胆固醇酯
2-甘油单酯
甘油二酯
TG
脂肪酸
（DG） 脂肪酸
甘油单酯脂肪酶
脂肪酸
甘油
AC -----腺苷酸还化酶 HSL-----激素敏感性脂肪酶
磷酸甘油的合成
三、脂肪、脂肪酸合成与分解的协同调控
1. 细胞水平的区域化调控 ➢ 脂肪酸合成不是脂肪酸分解的逆反应。 ➢ 脂肪酸合成在胞质，脂肪酸分解在线粒体中。 ➢ 脂肪酸和乙酰辅酶A分别由不同的转运系统进行
8HSCoA + 14NADP+
7 HOOCH2COSCoA： 7 CH3COSCoA + 7CO2 + 7ATP →
7 HOOCH2COSCoA + 7ADP + 7Pi 总反应：
8乙酰CoA + 7ATP + 14NADPH + 14H+ → 软脂酸 + 8HSCoA + 14NADP+ + 7ADP + 7Pi + 6H2O
磷脂
胃
二、甘油三酯（脂肪）的合成
合成部位 肝脏（合成能力最强），脂肪组织 合成原料 磷酸甘油（甘油；葡萄糖→磷酸二羟丙酮）， 脂肪酸（脂酰CoA）
水解酶
• 脂肪酶 甘油二酯脂肪酶 甘油单酯脂肪酶
O
O H2C O C (CH2)m CH3
H3C (CH2)n C O CH
O
H2C O C (CH2)k CH3
转运。脂肪酸：脂酰肉碱转运系统；乙酰辅酶A： 柠檬酸-苹果酸-丙酮酸转运系统
2. 酶水平的调节
➢ 脂肪酸合成途径的限速酶是乙酰辅酶A羧化酶， 脂肪酸分解途径的限速酶是肉碱酰基转移酶I。
➢ 脂肪酸合成旺盛时，乙酰辅酶A羧化酶产物丙二 酸单酰辅酶A抑制肉碱酰基转移酶I的活性，阻断 脂肪酸进入线粒体的转运，从而阻止脂肪酸的氧 化分解，实现两条相反途径的协同调控。
柠檬酸-苹果酸-丙酮酸循环
(2) 脂酰CoA进入线粒体
肉碱 脂酰肉碱
肉碱酰基转移酶I 限速酶
肉碱酰基转移酶II 移位酶
（2）丙二酸单酰CoA的形成
（生物素） 乙酰CoA羧化酶
乙酰CoA
丙二酸单酰CoA
抑制肉碱酰基转移酶I
O
=ห้องสมุดไป่ตู้
RCH2CH2C~SCoA
肉
脂酰CoA 合成酶
AMP 碱
PPi
转
ATP CoASH
3. 激素水平的调控
➢ 胰高血糖素、肾上腺素等促脂解激素 ➢ 胰岛素抗脂解激素 ➢ 通过可逆磷酸化/脱磷酸化作用对脂肪酸合成与分
解进行协同调控。
Pi (+) 胰岛素 蛋白磷酸酶
H2O
乙酰CoA羧化酶 （有活性）
乙酰CoA羧化酶 P （无活性）
ATP 蛋白激酶
ADP
(+) 胰高血糖素
肾上腺素
AMP
水化、再脱氢、硫解 产物：1分子乙酰CoA
1分子少两个碳原子的脂酰CoA 1分子NADH+H+ 1分子FADH2
乙酰CoA羧化酶的调节
• 别构调节： 柠檬酸激活剂（动）；软脂酰CoA抑制剂
• 共价修饰调节： 乙酰CoA羧化酶 ↔ 乙酰CoA羧化酶-P
Pi (+) 胰岛素 蛋白磷酸酶
H2O
乙酰CoA羧化酶 （有活性）