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1、第28章脂肪酸的分解代谢,脂肪的生理功能:生物膜的结构组分：磷脂、糖脂储能物质、燃料分子（氧化时每克可释放出38.9 kJ 的能量，每克糖和蛋白质氧化时释放的能量仅分别为17.2 kJ和23.4 kJ。）信号传导：激素、胞内信使,一、脂质的消化、吸收和传送,发生在脂质-水界面处 场所：胃、小肠上皮细胞 酶：胃脂肪酶、胰脂肪酶（辅脂酶）、磷脂酶、胆固醇脂酶,（一）脂肪的消化,O=,O=,CH2O CR1,R2COCH,CH2O CR3,O=,R1、R2、R3可以相同，也可以不全相同甚至完全不同，R2多是不饱和的。,甘油三酯（triacylglycerol）,非极性化合物无水状态存储,甘油磷脂,C
2、H,P,-,X,C,R1,o,o,o,o,o,o,CH2,O,O,（二）脂肪的吸收,小肠,小肠上皮细胞,脂肪或肌肉细胞,血管,（脂肪的动员）（饥饿等状况下）脂肪酶为激素敏感 肾上腺素、去甲肾上腺素、胰高血糖素 激活 胰岛素 抑制,（三）脂肪的水解,脂肪,脂肪酶,甘油+脂肪酸,CH2-O-C-R1,R2-C-O-CH,CH2OH,限速步骤，磷酸化的脂肪酶有活性，动物的脂肪酶存在于脂肪细胞中，而植物的脂肪酶存在脂体、油体及乙醛酸循环体中。,（四）甘油的氧化分解与转化,动物的脂肪细胞中无甘油激酶，则甘油需要经血液运到 肝细胞中进行氧化分解。,Glycolysis,甘油激酶,磷酸酯酶,NAD+,NAD
3、H+H+,磷酸甘油脱氢酶,异构酶,磷酸丙糖,糖异生,葡萄糖,EMP,-,-,乙酰COA,TCA,CO2+H2O,糖代谢与脂代谢通过磷酸二羟丙酮联系起来。甘油可生糖，但脂肪酸几乎不能生糖,二、脂肪酸的氧化,场所：线粒体基质（真核）细胞溶胶（原核）脂肪酸进入细胞，在胞浆中被活化，形成脂酰CoA,（一）脂肪酸的活化,10碳以上的脂酰CoA不能透过线粒体内膜,肉毒碱(3-羟基-4-三甲氨基丁酸),脂酰CoA载体,（二）脂酰CoA转运入线粒体,脂酰肉碱转移酶,脂酰肉碱转移酶,（三）脂肪酸的氧化,饱和脂肪酸在一系列酶的作用下，羧基端的位C原子发生氧化，碳链在位C原子与位C原子间发生断裂，每次生成一个乙酰C
4、oA和较原来少二个碳单位的脂肪酸，这个不断重复进行的脂肪酸氧化过程称为-氧化。,a,b,a,b,Franz Knoops labelingExperiments(1904):fatty acids are degraded by oxidation at the Carbon.oxidation,脂酰CoA在线粒体基质中进行氧化反应历程：脱氢、水化、再脱氢和硫解,脂酰CoA脱氢氧化,在脂酰CoA脱氢酶的催化下，在-和-碳原子上各脱去一个氢原子，生成反式,-烯脂酰CoA，氢受体是FAD。,偶数C饱和脂肪酸,水化,在烯脂酰CoA水合酶催化下，,-烯脂酰CoA水化，生成L(+)-羟脂酰CoA。,再脱
5、氢,在-羟脂酰CoA脱氢酶催化下，脱氢生成-酮脂酰CoA。反应的氢受体为NAD+。此脱氢酶具有立体专一性，只催化L(+)-羟脂酰CoA的脱氢。,硫解,在-酮脂酰CoA硫解酶催化下，生成乙酰CoA和比原来少两个碳原子的脂酰CoA。,电子传递黄素蛋白,(四)脂肪酸-氧化产生的能量,软脂酸（16碳）经7次-氧化生成：8个乙酰CoA（10）807分子FADH（1.5）10.57分子NADH（2.5）17.5活化消耗1分子ATP中两个高能磷酸键,108个ATP,106 个ATP,（五）脂肪酸-氧化的生理意义,为机体提供比糖氧化更多的能量乙酰CoA可作为脂肪酸和某些AA的合成原料产生大量的水可供陆生动物对
6、水的需要,三、不饱和脂肪酸的氧化,（二）多不饱和脂肪酸 异构酶、还原酶,场所：线粒体脂肪酸活化与转运同饱和脂肪酸,（一）单不饱和脂肪酸 异构酶,油酰CoA,3-顺-12烯酰CoA,烯酰CoA异构酶,2-顺-12烯酰CoA,单不饱和脂肪酸的分解,烯酰CoA异构酶,烯酰CoA还原酶,（三）奇数碳原子脂肪酸氧化,丙酰CoA羧化酶,生物素,D-甲基丙二酰CoA,消旋酶,甲基丙二酰CoA变位酶,辅酶B12,奇数碳原子FA的氧化,脂酰CoA脱氢酶不能作用丙酰CoA丙酰CoA+ATP+CO2 甲基丙二酸单酰CoA+ADP+Pi,丙酰CoA羧化酶,生物素,甲基丙二酸单酰CoA变位酶,琥珀酰CoA，进入TCA,
7、VB12,丙酸代谢的一条途径,丙酸的来源,反刍动物胃中碳水化合物酵解产生大量丙酸某些氨基酸降解（如Val Ile）产生丙酸脂肪酸的降解 所以丙酸代谢非常重要,氰钴胺素,咕啉环,二甲基苯并咪唑核苷酸,5脱氧腺苷,5脱氧腺苷钴胺素,甲基钴胺素,脂酰CoA脱氢酶烯酰CoA水合酶羟脂酰CoA脱氢酶酮脂酰CoA硫解酶,异构酶,多功能蛋白,(四)脂肪酸的氧化,植烷酸,降植烷酸,位甲基取代-氧化位阻,羟化酶,丙酰CoA,-氧化FA的-碳被氧化成羟基，生成-羟基酸-羟基酸进一步脱羧、氧化转变成少一个碳原子的脂肪酸,（五）脂肪酸的氧化,中长链脂肪酸,-氧化中长链FA碳链末端（）碳原子先被氧化形成二羧酸（内质网）
8、二羧酸进入线粒体从分子任何一端进行-氧化最后生成的琥珀酰CoA可直接进入TCA,（一）乙酰CoA的可能去路,TCA CO2+H2O+能量类固醇合成前体脂肪酸合成前体在动物肝、肾脏中产生乙酰乙酸、D-羟丁酸和丙酮（酮体）。乙醛酸循环草酰乙酸,四、酮体代谢,丙酮,乙酰乙酸,D-羟丁酸,（二）酮体的形成,在动物肝、肾的线粒体内乙酰CoA进入酮体的合成（正常代谢）糖代谢受阻，草酰乙酸供给不够，乙酰CoA积累,酮体在肝脏中形成但肝脏没有乙酰乙酸-琥珀酰CoA转移酶酮体易溶于水，透出细胞进入血液循环在肝外组织进行氧化 肝内生成和肝外利用是肝脏输出能源的形式为酸性物质，累积产生酸中毒，破坏机体水盐代谢平衡糖
9、尿病,骆驼,糖异生加速脂肪酸代谢加速,一般情况：乙酰乙酸在肌肉线粒体中的分解,-酮酯酰COA转移酶,-氧化,TCA,+,+,（三）酮体在肝外组织中的利用,酮体的生成和利用,五、磷脂的代谢,磷酸甘油酯,磷脂酸磷脂酰乙醇胺磷脂酰胆碱（卵磷脂）磷脂酰丝氨酸磷脂酰甘油,乙醇胺-胆碱-丝氨酸-甘油-,头部基团,肌醇-磷脂酰甘油-,磷脂酰肌醇,心磷脂,头部基团,磷脂酶A2,磷脂酶A1,磷脂酶D,磷脂酶C,甘油磷脂的降解,CH2O-C-R1,R2-C-O-CH,CH2O-P-OCH2CH2N+(CH3)3,-,O,=,O,=,-,=,O,-,O-,卵磷脂(磷脂酰胆碱),磷脂酶,A1、A2、C、D,A1,2-
10、脂酰甘油磷酸胆碱+脂肪酸,A2,1-脂酰甘油磷酸胆碱+脂肪酸,C,二酰甘油+磷酸胆碱,D,磷脂酸+胆碱,脂酰甘油磷酸胆碱+脂肪酸,A1：动物体中；A2：蛇、蝎、蜂毒和动物胰脏中C：蛇、微生物分泌的毒素、动物脑D：高等植物中,六、鞘脂类代谢,鞘氨醇,神经酰胺,磷酸胆碱 葡萄糖 双、三、四糖 复杂寡糖,鞘磷脂脑苷脂,在溶酶体中分解,鞘磷脂,磷酸胆碱,二 糖脂的降解与生物合成,糖脂的降解,糖脂,脂酶和糖苷酶,脂肪酸+单糖及衍生物+甘油+鞘氨醇等,软脂酰CoA+L-丝氨酸,七、甾醇代谢,胆固醇不被降解、氧化为CO2和H2O进入肠道的胆固醇,胆汁酸盐,粪固醇,转化成7-脱氢胆固醇 VD3组织中生成胆固醇
11、酯LDL/HDL核心组分固醇类激素肾上腺皮质激素，性激素,八、脂肪酸分解代谢的调节,（一）脂酰CoA进入线粒体的调控肉碱酰基转移酶 丙二酰CoA为肉碱酰基转移酶抑制剂,（三）激素的调节：cAMP依赖的PK、肾上腺素、胰高血糖素促进脂水解 胰岛素抑制脂水解,（二）心脏线粒体中 线粒体中乙酰CoA抑制硫解酶活性,1.下列哪项叙述符合脂肪酸的氧化：A仅在线粒体中进行B产生的NADPH用于合成脂肪酸C被胞浆酶催化D产生的NADPH用于葡萄糖转变成丙酮酸E需要酰基载体蛋白参与2.脂肪酸在细胞中氧化降解A从酰基CoA开始B产生的能量不能为细胞所利用C被肉毒碱抑制D主要在细胞核中进行E在降解过程中反复脱下三
12、碳单位使脂肪酸链变短3下列哪些辅因子参与脂肪酸的氧化：A ACP B FMN C 生物素 D NAD+,4下列关于乙醛酸循环的论述哪些是正确的（多选）？A 它对于以乙酸为唯一碳源的微生物是必要的；B 它还存在于油料种子萌发时形成的乙醛酸循环体；C 乙醛酸循环主要的生理功能就是从乙酰CoA合成三羧酸循环的中间产物；D 动物体内不存在乙醛酸循环，因此不能利用乙酰CoA为糖异生提供原料。7下述哪种说法最准确地描述了肉毒碱的功能？A转运中链脂肪酸进入肠上皮细胞 B转运中链脂肪酸越过线粒体内膜 C参与转移酶催化的酰基反应 D是脂肪酸合成代谢中需要的一种辅酶,是非判断题（）1.脂肪酸的-氧化和-氧化都是从
13、羧基端开始的。（）2.只有偶数碳原子的脂肪才能经-氧化降解成乙酰CoA.。（）3脂肪酸-氧化酶系存在于胞浆中。（）4肉毒碱可抑制脂肪酸的氧化分解。（）5萌发的油料种子和某些微生物拥有乙醛酸循环途径，可利用脂肪酸-氧化生成的乙酰CoA合成苹果酸，为糖异生和其它生物合成提供碳源。,增加表面积、乳化作用,胆固醇核,胆汁盐,-COOH 胆酸胆酸-Gly 甘氨胆酸,牛磺胆酸,信号作用、被LPL识别,chylomicron particle 乳糜微粒,胆固醇,磷脂,胆固醇酯,三酰甘油酯,将脂从小肠上皮细胞运到毛细血管中,LPL 水解三酰甘油,脂酰腺苷酸,无机焦磷酸酶水解,高能化合物,氧化,柠檬酸循环,油料
14、种子萌发时，脂肪酸-氧化是在乙醛酸循环体内进行的。,（四）乙醛酸循环,乙醛酸循环三羧酸循环支路,在异柠檬酸与苹果酸间搭了一条捷径,异柠檬酸,柠檬酸,琥珀酸,苹果酸,草酰乙酸,CoASH,三羧酸循环,乙酰CoA,植物和微生物兼具有这样的途径,异柠檬酸裂解酶,苹果酸合成酶,草酰乙酸 PEP（细胞质中）,PEP羧化酶,GTP,GDP+CO2,苹果酸,PEP,2-P甘油酸,3-P甘油酸,1，3-二P甘油酸,3-P甘油醛,1，6-二P果糖,6-P果糖,6-P葡萄糖,葡萄糖,NAD+,NADH+H+,草酰乙酸,GTP,乙醛酸循环体,细胞质,糖异生,油类植物种子发芽,脂代谢,糖,乙醛酸循环,草酰乙酸,乙酰C
15、oA,意义不在于产能,原始细菌生存,乙酸菌以乙酸为主要食物的细菌,生存,四碳、六碳化合物,转化,乙醛酸循环的生物学意义,可看成TCA循环的一条支路（琥珀酸可进入TCA）苹果酸进入细胞质可进行再氧化草酰乙酸 糖异生 糖（油料种子萌发时脂肪转变成糖）对于某些植物、微生物，乙酸、乙酸盐、乙酰COA等成为赖以生存的细胞原料,卵磷脂（磷脂酰胆碱PC)可由脑磷脂的氨基甲基化而来,磷脂酰乙醇胺+3 S-腺苷-甲硫氨酸,3 S-腺苷-同型半胱氨酸,卵磷脂(PC),从头合成途径：,节约利用途径（动物）,胆碱+ATP 磷酸胆碱+ADP磷酸胆碱+CTP CDP-胆碱+PpiCDP-胆碱+甘油二酯 磷脂酰胆碱+CMP,胆碱激酶,转移酶,磷脂酰胆碱转移酶,胆固醇的转化,转化为胆酸及其衍生物转化为类固醇激素转化为VD,7-脱氢胆固醇麦角固醇,紫外线,VD3,紫外线,VD2,
