第二节 脂肪的分解代谢

的任何一端进行-氧化，最后生成的
琥珀酸可进入三羧酸循环。
-氧化不是哺乳动物脂肪酸氧化分解
的主要途径，但在β-氧化有缺陷时起重 要作用。
TCA循环
内质网内脂肪酸的-氧化
3、-氧化
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。
植烷酸
乙酰乙酸
OO CH3CCH2CSCoA
(乙酰乙酰CoA)
=
=
乙酰乙酰CoA硫解酶 （心、肾、脑及骨骼肌线粒体）
CoASH
=
O 2 CH3CSCoA
琥珀酰CoA
琥珀酰CoA转硫酶 （心、肾、脑及 骨骼肌的线粒体）
琥珀酸
酮体的生成和利用的总示意图
2乙酰CoA
乙酰乙酰CoA
乙酰CoA
HMGCoA
D(-)-β-羟丁酸 丙酮
饱食
饥饿
胰岛素↑ 脂肪动员↓
胰高血糖素、脂解激素↑ 脂肪动员↑
进入肝的脂肪酸↓
脂肪酸β氧化↓ 酮体生成↓
进入肝的脂肪酸↑
脂肪酸β氧化↑ 酮体生成↑
酮 体 的 生 成 和 运 输
禁食第一周血浆中脂肪酸、葡萄糖 及酮体的浓度变化
奶牛酮病(ketosis)
• 常见于高产奶牛 • 反刍动物葡萄糖的来源？ • 精料多，粗纤维不足 • 治疗？
Bears store an enormous amount of body fat in preparation for their long sleep. An adult grizzly consumes about 38,000 kJ/day during the late spring and summer, but as winter approaches it feeds 20 hours a day, consuming up to 84,000 kJ daily. This change in feeding is a response to a seasonal change in hormone secretion. Large amounts of triacylglycerols are formed from the huge intake of carbohydrates during the fatteningup period.
RCH2CH2C~SCoA
脂酰CoA
FAD
脱氢酶
FADH2
β αO
=
RCH=CHC~SCoA
加水
Δ2--烯脂酰CoA 水合酶
H2O
再脱氢 硫解
β
αO
=
RCHOHCH2C~SCoA
L-β-羟脂酰 CoA脱氢酶
NAD+ NADH+H+
βα O
=
RCOCH2C~SCoA
β-酮脂酰CoA 硫解酶
CoA-SH
Oxidation of a polyunsaturated fatty acid
亚油酰-CoA
烯酰-CoA异构酶
脂酰-CoA脱氢酶
2,4-二烯酰-CoA还原酶 烯酰-CoA异构酶
Four rounds of β-oxidation
5
2、-氧化
C10或C12脂肪酸的碳链末端碳原子 （-碳原子）被氧化，形成二羧酸。 二羧酸进入线粒体内后，可以从分子
第二节 脂肪的分解代谢
一、脂肪的动员 二、甘油的代谢 三、脂肪酸的β-氧化 四、脂肪酸的其他氧化方式 五、酮体的生成和利用
脂 类 的 消 化 和 吸 收
一、脂肪的动员
O
O CH2 O C R
R C O CH O
+ 3 H2O
CH2 O C R 脂肪
激素敏感脂肪酶
CH2 OH
O
HO CH
+ 3 R C OH
乙酰乙酸
NADH+H+ NAD+
OH
CH3CHCH2COOH
D(-)-β -羟丁酸
O
CO2
CH3CCH3
丙酮
β-羟丁酸 脱氢酶
2. 酮体的利用
OH CH3CHCH2COOH
D(-)-β -羟丁酸
NAD+
NADH+H+
CoASH+ATP
乙酰乙酰CoA硫激酶 （肾、心和脑的线粒体）
PPi+AMP
=
=
OO CH3CCH2COH
植烷酰CoA
α-羟植烷 酰CoA
Refsum’s disease
又名遗传性共济失调性多发性神经炎样 病 、 植 烷 酸 贮 积 病 。 患 者 体 内 植 烷 酰 -CoA 羟化酶有遗传缺陷，血液中植烷酸浓度极高， 导致失明、耳聋等严重的神经问题。
降植烷酸
4,8,12,三甲基 十三酰-CoA
丙酰-CoA
奇数碳脂肪酸 Ile Met Val
丙酰-CoA
丙酰CoA羧化酶 （ATP、生物素）
D-甲基丙二酸 单酰-CoA
甲基丙二酸单酰-CoA差向异构酶
甲基丙二酸单 酰-CoA变位酶
L-甲基丙二酰CoA 琥珀酰CoA
TAC
Fat Bears Carry Out β Oxidation in Their Sleep
CoA脱氢酶
NADH+H+
=
βα O RCOCH2C~SCoA
1.5ATP H2O
呼吸链
2.5ATP H2O
呼吸链
=
β-酮脂酰CoA 硫解酶
O
RC~SCoA
CoA-SH
TAC
+ CH3CO~SCoA
4. 脂肪酸氧化的能量生成
—— 以16碳软脂肪酸的氧化为例
活 化：消耗2个高能磷酸键 β-氧化每轮循环四个步骤：脱氢、水化、再脱氢、硫解 产物：1分子乙酰CoA
脂酰CoA合成酶(acyl-CoA synthetase)存在于 内质网及线粒体外膜上
2. 脂酰CoA进入线粒体
肉碱（carnitine） 肉碱脂酰转移酶（carnitine acyltransferase）
肉碱脂酰 转移酶Ⅰ
L-肉碱
脂酰基肉碱
Ⅱ
肉碱脂酰 转移酶Ⅱ
3. 脂肪酸的β-氧化
O
=
脱氢
过氧化物酶体中脂肪酸的 -氧化
乙酰CoA的去路
脂肪酸生物合成
柠檬酸循环
转化为酮体
胆固醇 生物合成
五、酮体(Ketone Bodies)的生成和利用
β-羟丁酸(β-hydroxybutyrate) 乙酰乙酸(acetoacetate) 丙酮(acetone)
生成：肝细胞线粒体 利用：肝外组织（心、肾、 脑、骨骼肌等）线粒体
Although expending about 25,000 kJ/day (6,000 kcal/day), the bear does not eat, drink, urinate,or defecate for months at a time.
A grizzly bear prepares its hibernation nest, near the McNeil River in Canada.
1分子少两个碳原子的脂酰CoA 1分子FADH2 1分子NADH+H+
7 轮循环产物：8分子乙酰CoA 7分子NADH+H+ 7分子FADH2
能量计算： 生成ATP 8×10 + 7×2.5 + 7×1.5 = 108 净生成ATP 108 – 2 = 106
脂肪酸活化过程 中消耗2个高能磷酸键
奇数碳原子脂肪酸的氧化
AMP 肉
PPi
脂酰CoA
碱
合成酶
ATP
转
CoASH 运
O
载
=
RCH2CH2C-OH
体
脂肪酸
线 粒 体 膜
O
=
RCH2CH2C~SCoA
脂酰CoA 脱氢酶
FAD FADH2
= =
β αO RCH=CHC~SCoA
Δ2-2烯脂酰CoA
H2O
水合酶
β
αO
RCHOHCH2C~SCoA
L-β-羟脂酰
NAD+
1. 酮体的生成
OO
=
= =
= =
=
CoASH
CH3CCH2CSCoA (乙酰乙酰CoA)
HMGCoA 合成酶
乙酰乙酰CoA
硫解酶
O
O CH3CSCoA
CoASH
CH3CSCoA
O OH O
HMGCoA 裂解酶
HOCCH2CCH2CSCoA
CH3
(HMGCoA)
羟甲基戊二酸单酰CoA
=
= =
OO
CH3CCH2COH
小结
• 脂肪的动员 • 甘油的分解
• 脂肪酸的分解代谢：β- 氧化、α- 氧化、ω-
氧化 • 酮体的生成与利用
CH2 OHLeabharlann 甘油脂肪酸关键酶：激素敏感脂肪酶 (hormone-sensitive lipase , HSL)
脂解激素: 能促进脂肪动员的激素，如胰高血糖素、 肾上腺素、去甲肾上腺素等。
对抗脂解激素因子: 抑制脂肪动员，如胰岛素、前列 腺素E2等。
运到肝脏、肾脏 进入糖代谢
通过血液循环进入 其他组织氧化供能
四、脂肪酸的其他氧化方式
1、含双键的不饱和脂肪酸的氧化 单不饱和脂肪酸的氧化 多不饱和脂肪酸的氧化
Oxidation of a monounsaturated fatty acid
油酰-CoA
不是烯脂酰-CoA 水合酶的底物