（医学PPT课件）脂肪酸的分解β-氧化作用

1 脂肪酸的分解代谢 MetabolismofLipids 脂肪酸的分解和合成 2020年4月24日星期五 2 一 概述 储存能量的重要方式热值 氧化1g脂肪产生的热量 糖 Pr的2 3倍 磷脂 生物膜的主要成分 类脂及衍生物 重要生理作用固醇类 某些动物激素 VD及胆酸的前体脂代谢与人类的某些疾病 如冠心病 脂肪肝 胆病 肥胖病等 有密切关系 2020年4月24日星期五 3 生物体内的脂类 脂类 单纯脂类 复合脂类 非皂化脂类 酰基甘油酯 蜡 磷脂 糖脂 硫脂 萜类 甾醇类 含脂肪酸 不含脂肪酸 异戊二烯脂类 不含脂肪酸 不能进行皂化 2020年4月24日星期五 4 脂肪的分解代谢总图 2020年4月24日星期五 5 二 脂类的消化 吸收和转运 甘油三酯 三脂酰甘油脂肪酶 胆固醇酯 胆固醇酯酶 磷脂 磷脂酶A2 游离的脂肪酸 胆固醇和甘油 2 单酯经胆汁乳化 糖化后吸收 2020年4月24日星期五 6 一 脂类的消化 小肠上段 主要消化场所 脂类 TG Ch PL等 微团 甘油一脂 溶血磷脂 长链脂肪酸 胆固醇等 混合微团 胆汁酸盐乳化 胰脂肪酶 磷脂酶等水解 乳化 2020年4月24日星期五 7 二 脂类的吸收 十二指肠下段 空肠上段 混合微团 小肠粘膜细胞内 乳糜微粒 门静脉 肝脏 扩散 重新酯化 载脂蛋白结合 2020年4月24日星期五 8 2020年4月24日星期五 9 乳麋微粒 CM 极低密度脂蛋白VLDL 低密度脂蛋白LDL 高密度脂蛋白HDL 脂蛋白的种类 三 脂类的转运和脂蛋白的作用 按密度大小分 2020年4月24日星期五 10 分类 4类颗粒密度CM大小VLDLLDLHDL小大 2020年4月24日星期五 11 1 乳糜微粒 CM 小肠粘膜细胞中生成主要功能 外源性甘油三酯转运至脂肪 心和肌肉等肝外组织而利用 同时将食物中外源性胆固醇转运至肝脏 2020年4月24日星期五 12 2 极低密度脂蛋白 VLDL 肝脏内生成 体内转运内源性甘油三酯的主要方式 3 低密度脂蛋白 LDL 由VLDL转变功能 将肝脏合成的内源性胆固醇运到肝外组织保证组织细胞对胆固醇的需求 2020年4月24日星期五 13 4 高密度脂蛋白 HDL 肝脏和小肠中生成主要功能 将肝外细胞释放的胆固醇转运到肝脏防止胆固醇在血中聚积 防止动脉粥样硬化 2020年4月24日星期五 14 血浆脂蛋白的组成 性质及功能 2020年4月24日星期五 15 2020年4月24日星期五 16 二 脂肪的分解代谢 一 脂肪的水解 2020年4月24日星期五 17 2020年4月24日星期五 18 二 甘油的转化 实线为甘油的分解 虚线为甘油的合成 2020年4月24日星期五 19 2020年4月24日星期五 20 2020年4月24日星期五 21 三 饱和偶碳脂肪酸的 氧化作用 脂肪酸氧化分解时 碳链的断裂发生羧基端的 碳原子 脂肪酸碳链的断裂方式是每次切除2个碳原子 每次断下一个二碳单位 乙酰CoA 线粒体 试验证据1904 F Knoop 苯环标记脂肪酸饲喂狗 氧化学说 2020年4月24日星期五 22 b a b a FranzKnoop slabelingExperiments 1904 fattyacidsaredegradedbyoxidationatthebcarbon i e boxidation 2020年4月24日星期五 23 内质网 线粒体外膜 脂酰CoA合成酶 反应不可逆 1 脂肪酸的活化 脂酰CoA 胞浆 2020年4月24日星期五 24 脂肪酸氧化酶系 线粒体基质长链脂酰CoA 12C 不能直接透过线粒体内膜与肉碱 carnitine 结合 脂酰肉碱 进入线粒体基质 肉碱脂酰转移酶 CAT 和CAT II 催化 2 脂酰CoA进入线粒体 肉毒碱穿梭 限速步骤 CAT 限速酶丙二酸单酰CoA 强竞争性抑制剂 2020年4月24日星期五 25 肉毒碱穿梭 2020年4月24日星期五 26 肉碱转运脂酰辅酶A进入线粒体 2020年4月24日星期五 27 3 脂肪酸 氧化 四步骤 线粒体 2020年4月24日星期五 28 乙酰CoA RCH2CH2CO SCoA 脂酰CoA脱氢酶 脂酰CoA 烯脂酰CoA水化酶 羟脂酰CoA脱氢酶 酮酯酰CoA硫解酶 RCHOHCH2CO ScoA RCOCH2CO SCoA RCH CH CO SCoA CH3CO SCoA R CO ScoA 乙酰CoA 氧化的生化历程 29 2020年4月24日星期五 30 4 总结 1 一次活化 消耗一个ATP的二个高能磷酸键 线粒体外 2 肉碱载体转运脂酰CoA进入线粒体 关键步骤 3 氧化酶都是线粒体酶 4 氧化 脱氢 水化 脱氢 硫解4个重复步骤 5 氧化产物乙酰CoA进入TCA 彻底氧化 2020年4月24日星期五 31 1分子软脂酸 16C 7次 氧化总反应式 5 能量生成 2020年4月24日星期五 32 氧化 乙酰CoA NADH和FADH2碳原子数 Cn脂肪酸 氧化 n 2 1 次循环n 2乙酰CoA n 2 1 NADH n 2 1 FADH2乙酰CoA TCA CO2 H2O 释放能量NADH FADH2 呼吸链传递电子生成ATP生成ATP数量 2020年4月24日星期五 33 草酰乙酸 柠檬酸 异柠檬酸 酮戊二酸 琥珀酸辅酶A 琥珀酸 延胡索酸 苹果酸 柠檬酸合成酶 1 顺乌头酸酶 2 异柠檬酸脱氢酶 3 三羧酸二羧酸 酮戊二酸脱氢酶 4 琥珀酸硫激酶 5 琥珀酸脱氢酶 6 延胡索酸酶 7 苹果酸脱氢酶 8 乙酰辅酶A 2020年4月24日星期五 34 1分子软脂酸彻底氧化 1 5 7 2 5 7 10 8 108分子ATP 脂肪酸活化 消耗2个ATP净生成 106分子ATP 2020年4月24日星期五 35 四 不饱和偶碳脂肪酸的 氧化作用 氧化作用需酶 异构酶 还原酶 1 单不饱和脂肪酸的氧化 除需 氧化所有酶 还需反烯脂酰CoA异构酶 2020年4月24日星期五 36 Oxidationofamonounsaturatedfattyacid theenoyl CoAisomerasehelpstorepositionthedoublebond 2020年4月24日星期五 37 2 多不饱和脂肪酸的氧化 反烯脂酰CoA异构酶 差向酶 D型和L型的转变 2020年4月24日星期五 38 Bothanisomeraseandareductaseareneededforoxidizingpolyunsaturatedfattyacids 2020年4月24日星期五 39 五 奇数碳原子的 氧化 1 反复 氧化 丙酰CoA 丙酰CoA 丙酰CoA羧化酶 D 甲基丙二酸单酰CoA 差向酶 L 甲基丙二酸单酰CoA 变位酶 琥珀酰CoA TCA 2020年4月24日星期五 40 2 丙酸代谢途径 1 丙酰CoA 硫激酶 2 乙酰CoA 羟丙酸支路 植物 脂肪酸氧化作用发生在 碳原子上 分解出CO2 生成比原来少一个碳原子的脂肪酸 1 脂肪酸的 氧化 植物 六 脂肪酸的其它氧化方式 41 2 脂肪酸的 氧化 脂肪酸末端甲基 端 经氧化转变成羟基 再氧化成羧基 形成 二羧酸的过程 进入线粒体 任何一端 氧化 细菌对石油的氧化 42 2020年4月24日星期五 43 三 酮体的生成和利用 1 酮体 脂肪酸在肝脏中不完全氧化的中间产物 羟丁酸 70 CH3CH OH CH2COOH乙酰乙酸 30 CH3COCH2COOH丙酮 极微 CH3COCH3 统称 原料 乙酰CoA 脂肪酸在肝脏中氧化分解所生成的乙酰乙酸 羟丁酸和丙酮三种中间代谢产物 2020年4月24日星期五 44 羟甲基戊二酸单酰CoA HMGCoA 脂肪酸 硫解酶 2CH3COSCoA CH3COCH2COSCoA 乙酰乙酰CoA HMGCoA合成酶 CH3COSCoA CoASH 氧化 CoASH 2 酮体的生成 2020年4月24日星期五 45 3 酮体的利用 酮体 肝脏合成 肝脏缺乏利用酮体的酶 不能利用通过血液输送到肝外组织利用 2020年4月24日星期五 46 CH3COCH2COOH乙酰乙酸 CH3COCH2CO SCoA乙酰乙酰CoA ATP CoA SH PPi AMP 2Pi 乙酰CoACH3CO CoA 羟丁酸CH3CH OH CH2COOH 羟丁酸脱氢酶 NAD NADH H 琥珀酰CoA 琥珀酸 转移酶 乙酰乙酰CoA合成酶 H2O HSCoA 硫解酶 心 肾 脑和骨胳肌此酶活性高 10倍 TCA 2020年4月24日星期五 47 4 酮体生成及利用的意义 1 正常情况 肝脏输出能源的一种形式 2 饥饿或疾病 心 脑等重要器官提供必要的能源供给脑组织50 70 的能量 2020年4月24日星期五 48 2020年4月24日星期五 49 酮血症 ketonemia 正常 血中酮体的含量极低 0 078 0 49mmol L饥饿 高脂低糖膳食 糖尿病 脂肪动员加强 肝中酮体生成过多 超过肝外组织利用能力血中酮体升高 2020年4月24日星期五 50 临床意义 正常 25mg 9mg和3mg 24hr 含量少 正常值 阴性糖类代谢障碍 脂肪分解代谢 酮体 严重者3 4g L 超过肝外组织利用能力 积聚体内 酸中毒尿酮体 代谢性酸中毒阳性 糖尿病酮症酸中毒 严重的妊娠中毒性休克中毒 磷 乙醚 氯仿等 热性病 伤寒 麻疹 猩红热 肺炎 败血症 急性风湿热 结核等 分娩 过量摄入脂肪和蛋白质 重症不能进食 食道癌 体内缺乏糖类 大量分解脂肪 尿中酮体阳性 2020年4月24日星期五 51 CH2OOCHCH2O C R1 R2 C O O C R1 O TG OPOHOH 磷脂酸 X 磷脂 胆碱 磷脂酰胆碱 胆胺 磷脂酰胆胺 丝氨酸 磷脂酰丝氨酸 甘油 磷脂酰甘油 磷脂酰甘油 二磷脂酰甘油 四 磷脂的分解代谢 2020年4月24日星期五 52 胆碱合成或摄入 磷脂酰胆碱 VLDL DG TG 肝 脂肪肝 磷酸胆碱的重要作用a 含量最多b 磷酸胆碱与脂肪肝 2020年4月24日星期五 53 2020年4月24日星期五 54 磷脂酶的作用部位 磷脂酶 A1 A2 B C D 产物 甘油 脂肪酸 磷脂 含氮碱 磷脂酶的作用位点 2020年4月24日星期五 55 2020年4月24日星期五 56 溶血磷脂 磷脂酶A1或A2的水解产物强表面活性剂 可使RBC破裂溶血毒蛇咬伤 急性胰腺炎溶血磷脂的消除 磷脂酶B 2020年4月24日星期五 57 甘油的代谢 2020年4月24日星期五 58 1 只存在于真核细胞 2 膜结构的重要成分 游离胆固醇细胞内 胆固醇酯 3 来源食物0 5 1g day体内合成 五 胆固醇代谢 2020年4月24日星期五 59 胆固醇 胆汁酸 胆固醇酯 组成脂蛋白成分 VD3 肝脏 皮肤 UV 脂酰CoA CoASH 血浆 粪固醇 排出 类固醇类激素 雄激素 雌激素 肾上腺皮质激素等