糖代谢脂肪酸分解专家讲座

◆★重点掌握脂肪酸β-氧化过程和部位，参加反应酶、辅基和辅酶◆★会计算饱和、不饱和脂肪酸经β氧化，柠檬酸循环和氧化磷酸化彻底氧化为CO2和水所产生能量◆★掌握酮体定义、生成和利用部位;了解其生成过程及危害◆了解脂肪酸合成部位和合成过程以及与脂肪酸分解过程主要差异◆了解甘油磷脂以及胆固醇生物合成基本路径.学习目标第六章脂代谢

糖代谢脂肪酸分解专家讲座第1页◆脂肪酸氧化主要方式是-氧化（脂肪酸激活，脂酰CoA转运，-氧化步骤:脱氢,水合,再脱氢,硫解）◆奇数碳脂肪酸-氧化有丙酰CoA生成,可代谢生成琥珀酰CoA，可生糖。偶数碳脂肪酸不能生糖。◆酮体是燃料分子（酮体在肝脏中合成，在肝外线粒体中氧化）◆脂肪酸合成是在细胞溶胶中进行（乙酰CoA转运，丙二酸单酰CoA生成，脂肪酸合酶复合体催化脂肪酸合成).◆磷脂和三脂酰甘油合成是经过共同路径合成.◆胆固醇是由细胞溶胶中乙酰CoA合成.内容提要第六章脂代谢

糖代谢脂肪酸分解专家讲座第2页主要内容第六章脂代谢第一节脂类消化吸收和转运第二节脂肪分解代谢第三节脂肪酸和甘油三酯生物合成第四节磷脂代谢第五节鞘脂类代谢第六节胆固醇代谢第七节脂类代谢调整第八节脂肪代谢紊乱

糖代谢脂肪酸分解专家讲座第3页脂类（lipid）：脂肪酸和醇形成酯及其衍生物。胆固醇(cholesterol,Ch)胆固醇酯(cholesterylester,CE)磷脂(phospholipid,PL)糖脂(glycolipid,GL)饱和不饱和奇数碳偶数碳

甘油鞘氨醇胆固醇脂肪磷脂糖脂胆固醇酯概述

糖代谢脂肪酸分解专家讲座第4页脂类主要生理功效:(一)储能和氧化供能(二)生物膜主要结组成份(三)参加代谢调控(四)形成脂锚钩,将蛋白质锚定在膜上

糖代谢脂肪酸分解专家讲座第5页脂类主要生理功效(一)储能和氧化供能

1g脂肪在体内彻底氧化供能约38kJ，

1g糖彻底氧化仅供能16.7kJ.

脂肪热值(caloricvalue)是糖和蛋白质2.3倍。脂肪组织储存脂肪,约占体重10～20%.合理饮食脂肪氧化供能占20~30%空腹脂肪氧化供能占50%以上禁食1~3天脂肪氧化供能占85%饱食、少动脂肪堆积，发胖

糖代谢脂肪酸分解专家讲座第6页(三)参加代谢调控(激素,胞内信使)花生四烯酸前列腺素等生物活性物质磷脂酰肌醇三磷酸肌醇、甘油二酯（第二信使）胆固醇类固醇激素、VitD3(二)生物膜主要结组成份

甘油磷脂生物膜脂双层基本骨架鞘脂生物膜主要成份(四)形成脂锚钩,将蛋白质锚定在膜上,是生物膜受体成份

糖代谢脂肪酸分解专家讲座第7页(一)脂类消化(二)脂类吸收(三)脂类转运和储存第一节脂类消化吸收和转运

糖代谢脂肪酸分解专家讲座第8页脂肪消化和吸收主要在小肠中进行

胃脂肪酶酸性食糜糖代谢脂肪酸分解专家讲座第9页(一)脂类消化：

胃：胃脂肪酶（gastriclipase）胃酸酸性食糜小肠刺激

胰脏胰液（三种脂肪酶）胆囊胆汁（乳化）

（1）胰脂肪酶(pancreaticlipase,三脂酰甘油脂肪酶)：在胰液中为酶原，经肠中胆汁和辅（共）脂肪酶（colipase）作用成为活性形式。

甘油三酯+H2O胰脂肪酶2-单脂酰甘油+游离脂肪酸（2）酯酶：水解胆固醇酯（胆固醇酯酶），单酰甘油，维生素A酯。（3）磷脂酶A2：水解磷脂，产生溶血磷脂和脂肪酸。

糖代谢脂肪酸分解专家讲座第10页(二)脂类吸收中、短链脂肪酸或甘油小肠粘膜细胞肝门静脉入血

甘油单酯和长链脂肪酸小肠粘膜细胞重新合成甘油三酯磷脂或胆固醇等+载脂蛋白乳糜微粒(CM)

淋巴系统血液循环甘油三酯被消化残余乳糜微粒（富含胆固醇酯）肝脏吸收乳糜微粒：合成于小肠上皮细胞中，是运输外源性甘油三酯和胆固醇酯主要形式

糖代谢脂肪酸分解专家讲座第11页(三)脂类转运和储存被吸收甘油、脂肪酸、重新合成磷脂、胆固醇等

内源性脂类储存载脂蛋白

不一样密度脂蛋白转运进入细胞脂肪酸运输在血液中与清蛋白结合，可被心肌等直接利用内源性脂肪主要运输形式极低密度脂蛋白(VLDL)VLDL合成于肝脏内质网，伴随其中甘油三酯消化

中间密度脂蛋白（IDL)低密度脂蛋白（LDL）

LDL是转运肝脏合成内源性胆固醇主要形式受体介导内吞形式吸收高密度脂蛋白(HDL)：搜集、去除血中胆固醇新生HDL由肝、小肠合成，吸收血液中CM或VLDL释放胆固醇、磷脂、甘油三酯等后,形成HDL（含50%蛋白），至肝去除

课后复习糖代谢脂肪酸分解专家讲座第12页糖代谢脂肪酸分解专家讲座第13页(一)脂肪动员—甘油三酯水解(二)饱和脂肪酸-氧化作用(三)不饱和脂肪酸氧化(四)奇数碳链脂肪酸氧化(五)脂肪酸其它氧化路径第二节脂肪分解代谢

糖代谢脂肪酸分解专家讲座第14页(一)脂肪动员—甘油三酯水解脂肪动员（fatmobilization）

：储存于脂肪细胞中脂肪，被脂肪酶逐步水解为游离脂酸(FFA)和甘油，并释放入血供其它组织氧化利用过程。

激素敏感脂肪酶(HSL):

甘油三酯脂肪酶是脂肪动员限速酶，其活性受各种激素调整，故称激素敏感脂肪酶。脂解激素：促进脂肪动员激素。肾上腺素、胰高血糖素、促肾上腺皮质激素、生长素。抗脂解激素：抑制脂肪动员激素。胰岛素、前列腺素E1。

糖代谢脂肪酸分解专家讲座第15页肝和肾脏Glycerol脂滴包被蛋白

糖代谢脂肪酸分解专家讲座第16页1.甘油三酯水解:

CH2OOCR1CH2OOCR1R2COO-CH+H2O脂肪酶R2COO-CHCH2OOCR3

R3COOHCH2OH

（甘油三酯）（甘油二酯）

CH2OHCH2OH甘油二酯脂肪酶

R2COO-CH甘油单酯脂肪酶

HO-CH

R1COOHCH2OHR2COOHCH2OH

（甘油单酯）（甘油）(一)脂肪动员与脂肪酸运输

糖代谢脂肪酸分解专家讲座第17页2.甘油代谢：CH2OH（glycerokinase）CH2OHHO-CH甘油激酶

HO-CH

CH2OHATPADPCH2O–PO32-

（甘油）（3-P-甘油）CH2OH磷酸甘油脱氢酶

O=CNAD+NADH+H+

CH2O–PO32-（二羟丙酮磷酸）二羟丙酮磷酸（DHAP）走向:（1）进入EMP和TCA循环，氧化为CO2和H2O（2）沿着逆反应重新生成甘油（3）经糖异生作用合成葡萄糖(一)脂肪动员与脂肪酸运输

糖代谢脂肪酸分解专家讲座第18页甘油→磷酸二羟丙酮消耗1分子ATP,

产生1分子NADH

糖代谢脂肪酸分解专家讲座第19页(二)饱和脂肪酸-氧化作用脂肪酸活化脂肪酸-氧化作用步骤脂肪酸-氧化关键点还原型辅酶进入电子传递链5脂肪酸-氧化过程中能量贮存

糖代谢脂肪酸分解专家讲座第20页饱和脂肪酸-氧化作用：

消耗2个高能磷酸键FADH2,NADH,乙酰CoA脂酰CoA脂酰CoA脂酰CoA脂酰CoA合成酶

糖代谢脂肪酸分解专家讲座第21页脂酸β-氧化是脂酰CoA进入线粒体基质后，经脂酸β-氧化酶系催化作用，在脂酰基β-碳原子上依次进行脱氢、加水、再脱氢和硫解4步连续反应,使脂酰基在α与β-碳原子间断裂，生成1分子乙酰CoA和少2个碳原子脂酰CoA过程.

★饱和脂酸β-氧化:

主要在肝和肌细胞线粒体基质中进行。糖代谢脂肪酸分解专家讲座第22页β-氧化作用试验证据试验证据

1904年F.Knoop依据用苯环标识脂肪酸饲喂狗试验结果，推导出了β-氧化学说。

课后复习糖代谢脂肪酸分解专家讲座第23页1脂肪酸活化：脂肪酸→脂酰-CoA细胞溶胶脂酰CoA合成酶脂酰CoA合成酶

糖代谢脂肪酸分解专家讲座第24页1脂肪酸活化：仅需一次活化，但消耗1个ATP分子中两个高能键RCOOH+HSCoA脂酰CoA合成酶

RCO-SCoA（脂肪酸）

ATPAMP+PPi

（脂酰-CoA）脂酰CoA合成酶催化，该酶分布在细胞溶胶、线粒体外膜或内质网膜上，活化后形成中、短链脂酰CoA可直接透过线粒体内膜；而长链脂酰CoA必须经过肉碱(carnitine)载体作用转运至线粒体基质中。

糖代谢脂肪酸分解专家讲座第25页

★脂酰-CoA经过肉碱转移系统进入线粒体肉碱-脂酰转移酶I（CAT-I）肉碱-脂酰转移酶II（CAT-ll）肉碱/脂酰肉碱移位酶acyl-carnitine/carnitinetransporter

糖代谢脂肪酸分解专家讲座第26页

★此转移过程为脂肪酸β-氧化限速步骤，CAT-I是限速酶，丙二酸单酰CoA是强烈竞争性抑制剂。饥饿、高脂低糖膳食或糖尿病时，CAT-I活性增强。(肉毒碱或肉碱，carnitine，L-β-羟-γ-三甲氨基丁酸)

糖代谢脂肪酸分解专家讲座第27页2★脂肪酸-氧化作用步骤脂肪酸-氧化在线粒体基质中进行经历：脱氢、水化、再脱氢和硫解4个重复步骤。（1）脱氢：脂酰CoA脱氢形成2反式烯脂酰CoA（2）水化：2反式烯脂酰CoA水化形成L(+)--羟脂酰CoA（3）再脱氢：-羟脂酰CoA再脱氢形成-酮脂酰CoA（4）硫解：-酮脂酰CoA硫解生成少两个C原子脂酰CoA

按照上述四个步骤循环进行，生成产物为乙酰CoA饱和脂肪酸-氧化作用

糖代谢脂肪酸分解专家讲座第28页

糖代谢脂肪酸分解专家讲座第29页3★脂肪酸-氧化关键点:脂肪酸仅需一次活化，消耗一个ATP两个高能键，所需脂酰CoA合成酶在线粒体外。活化后长链脂酰CoA需要经过肉碱脂酰转移酶催化进入线粒体。全部脂肪酸-氧化酶全部为线粒体酶。-氧化经历：脱氢、水化、再脱氢和硫解4个重复步骤,每一循环产生1分子FADH2,1分子NADH,1分子乙酰CoA

。

糖代谢脂肪酸分解专家讲座第30页4.还原辅酶进入电子传递链:

糖代谢脂肪酸分解专家讲座第31页5★脂肪酸-氧化过程中能量贮存以软脂酸（C16）为例：含有16个C软脂酸需要经历16/2–1=7次-氧化，形成：

8个乙酰辅酶A经过TCA循环产生810=80个ATP7个NADH经过呼吸链产生72.5=17.5个ATP7个FADH2

经过呼吸链产生71.5=10.5个ATP脂肪酸活化:消耗2个高能键共形成106个ATP

软脂酰CoA+7FAD+7NAD++7CoA～SH+7H2O→8乙酰CoA+7FADH2+7(NADH+H+)能量转换率=-30.54kJ106-9730kJ100%=33

糖代谢脂肪酸分解专家讲座第32页

水化课后复习糖代谢脂肪酸分解专家讲座第33页

糖代谢脂肪酸分解专家讲座第34页

动物组织中大约有25～50%脂肪酸是在过氧化物酶体中氧化

糖代谢脂肪酸分解专家讲座第35页(三)不饱和脂肪酸氧化:体内不饱和FA约占FA总量二分之一以上。也在线粒体中进行β－氧化。在未遇双键前反应过程与饱和FAβ－氧化完全相同。但顺式双键需经线粒体特异（Δ3,Δ2-）烯酰CoA异构酶催化(如油酸=18:1,Δ9).多不饱和脂酸如亚油酸(18:2,Δ9,12)另一双键还需2,4-二烯酰CoA还原酶.

糖代谢脂肪酸分解专家讲座第36页少脱一次氢，少生成1分子FADH2。在线粒体中。烯酰辅酶A异构酶1单不饱和脂肪酸氧化：

糖代谢脂肪酸分解专家讲座第37页2多不饱和脂肪酸氧化：亚油酸（18:29,12）第二个双键:消耗1个NADPH

2,4-二烯酰CoA还原酶糖代谢脂肪酸分解专家讲座第38页（四）奇数碳脂肪酸-氧化与丙酸代谢奇数碳脂肪酸在反刍动物中含量较高（提供25%能量）、一些支链氨基酸(Val,Ile)降解也产生丙酸。丙酸两条代谢路径：(1)生成琥珀酰CoA：（动物中存在）

消旋酶H2O活化,耗2个高能键;羧化，耗1个ATP糖代谢脂肪酸分解专家讲座第39页

糖代谢脂肪酸分解专家讲座第40页(2)-羟丙酸支路（植物、微生物中普遍存在）脱羧

-羟基丙酰CoA水解酶糖代谢脂肪酸分解专家讲座第41页(五)脂肪酸其它氧化路径1.-氧化作用●存在于植物种子、叶子；动物脑、肝脏等中。●以游离脂肪酸为底物，有O2参加，在

-碳原子上发生氧化作用，分解出一个一碳单位CO2，生成缩短了一个碳原子脂肪酸。这种氧化作用称为脂肪酸-氧化作用。●降解支链FA、奇数FA或过分长链(C22、C24)FA植烷酸(phytanicacid)

-氧化降植烷酸(pristanicacid)

-氧化

CH3-(CH2)n-

CH2-

CH2-COOHCO2叶绿素

例:叶绿醇植烷酸（带甲基支链FA）降植烷酸水解氧化α-OX

微粒体OH糖代谢脂肪酸分解专家讲座第42页脂肪酸α-氧化作用:两个路径RCH2COOHRCH(OH)COOHRCOCOOHRCOOHCO2O2NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+RCH(OOH)COOHCO2RCHOH2O2NAD+NADH+H+过氧化羟化H2ONADP+NADPH+H+

单加氧酶Fe2+，Vc

脂肪酸过氧化物酶D-α-氢过氧脂肪酸ATP+L-α-羟脂肪酸糖代谢脂肪酸分解专家讲座第43页2.脂肪酸-氧化路径

●首先在鼠肝内质网微粒体中发觉。●中长链脂肪酸（8C～12C）可经过此路径降解；

●脂肪酸ω-氧化：指脂肪酸末端甲基（ω-端）经氧化转变成羟甲基，继而再氧化成羧基，从而形成α，ω-二羧酸过程。然后在α-端或ω-端活化，进行-氧化CH3(CH2)8COOH-氧化HOOC(CH2)8COOH-氧化琥珀酰CoA

(C10羧酸)(C10二羧酸)CH3-(CH2)n-

CH2-

CH2-COOH

●在肝脏（微粒体）和植物及细菌中均可进行

。糖代谢脂肪酸分解专家讲座第44页脂肪酸ω氧化作用

CytP450非血红素铁蛋白糖代谢脂肪酸分解专家讲座第45页脂肪酸ω-氧化作用

课外阅读资料需要CytP450和非血红素铁蛋白参加反应。糖代谢脂肪酸分解专家讲座第46页脂肪酸-氧化路径应用:

如浮游细菌，氧化烃类，去除海洋表面大量石油。加速脂肪酸降解速度。

糖代谢脂肪酸分解专家讲座第47页脂肪甘油:脂酸:按糖分解代谢进行有不一样代谢路径（其中最主要是β-OX）

产生大量CH3COSCoA乙酰CoA去路

彻底氧化

合成固醇

合成酮体

合成脂酸

糖代谢脂肪酸分解专家讲座第48页三酮体乙酰CoA可在肝细胞线粒体中形成乙酰乙酸、β-羟丁酸和丙酮，这三种物质统称为酮体。

★糖代谢脂肪酸分解专家讲座第49页酮体生成酮体分解生成酮体意义酮体：

糖代谢脂肪酸分解专家讲座第50页1.酮体合成：主要在肝脏合成。脂酰CoA

限速酶糖代谢脂肪酸分解专家讲座第51页

上述酮体生成过程实际上是一个循环过程，又称为雷宁循环(lynencycle)，两个分子乙酰CoA经过此循环生成一分子乙酰乙酸

糖代谢脂肪酸分解专家讲座第52页酮体在肝脏合成，但肝脏不能利用酮体，因为缺乏琥珀酰CoA转硫酶（β-酮酰CoA转移酶）和乙酰乙酸硫激酶。肝外组织（心肌、骨骼肌、肾上腺皮质和脑等）不产生酮体但能够利用酮体供能

TCA循环D-☺丙酮：低浓度：丙酮酸、乳酸生糖高浓度：乙酸肝内生酮肝外用琥珀酰CoA转硫酶乙酰乙酸硫激酶AMP+PPi2酮体分解与利用☺肝外组织利用酮体为能源：★o糖代谢脂肪酸分解专家讲座第53页1）酮体易运输：酮体经过线粒体内膜以及在血中转运并不需要载体，能透过血脑屏障及毛细血管壁。而长链脂肪酸需要载体。2）易利用：FA活化后进入β-氧化，每经4步反应才能生成一分子乙酰CoA，而乙酰乙酸活化后只需一步反应就能够生成两分子乙酰CoA，β-羟丁酸利用只比乙酰乙酸多一步氧化反应。也能够把酮体看作是脂肪酸在肝脏加工生成半成品。

3.酮体生成生理意义

糖代谢脂肪酸分解专家讲座第54页

酮体易运输，易利用糖代谢脂肪酸分解专家讲座第55页3）节约葡萄糖供脑和红细胞利用：肝外组织利用酮体会生成大量乙酰CoA，大量乙酰CoA抑制丙酮酸脱氢酶系活性，限制糖利用。同时乙酰CoA还能激活丙酮酸羧化酶，促进糖异生。禁食、应激及糖尿病时，心、肾、骨骼肌摄取酮体代替葡萄糖供能，节约葡萄糖以供脑和红细胞所需。并可预防肌肉蛋白过多消耗。脑组织不能利用长链FA，但在饥饿时可利用酮体供能，长久饥饿时，酮体供能可达50~70%。4）长久饥饿和糖尿病时，脂肪动员加强，酮体生成增多。当肝内产生酮体超出肝外组织氧化酮体能力时，血中酮体蓄积，称为酮血症。尿中有酮体排出，称酮尿症（ketosis）

。二者统称为酮体症(酮症).可造成代谢性酸中毒，称酮症酸中毒。

糖代谢脂肪酸分解专家讲座第56页

糖代谢脂肪酸分解专家讲座第57页1、从以下几方面比较饱脂肪酸β-氧化与生物合成异同：反应亚细胞定位，酰基载体，C2单位，氧化还原反应受氢体和供氢体，中间产物构型，合成或降解方向，酶系统情况。

2、脂肪组织中己糖激酶缺失为什麽造成脂肪合成障碍？

3、简述油料作物种子萌发脂肪转化成糖机理。4、名词解释

α－氧化β－氧化ω－氧化

乙醛酸