第15章 脂肪酸的分解代谢
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生物化学第15章代谢整合
CoA
☆还原性合成中NADPH是主要的 电子供体
脂肪合成时加入的二碳单位的酮基还 原成亚甲基是由两分子NADPH输入 四个电子实现的。
☆生物分子是从比较小的一 套构造单元组成的
葡萄糖→淀粉或糖原 核苷酸→DNA,RNA 氨基酸→蛋白质 乙酰CoA→脂肪酸 等
☆生成途径和分解途径几乎总 是不同的
的代谢特点
☆重复出现的基本图案
变构相互作用 共价修饰 酶的水平 区域化
☆代谢途径的区域化
糖酵解，脂肪酸合成，磷酸戊糖途径在 胞液中
脂肪酸ß-氧化，TCA循环在线粒体中 尿素合成，糖异生发生在上述两个区域
)
肉碱→ 脂酰肉碱 (
反馈抑制
★特指某一代谢途径的终产物积累时， 反过来对催化该途径的前几步，特别 是第一步反应的酶引起的别构抑制作 用
PPP 途径第一阶段
五碳糖的互变异构
糖酵解途径与糖异生途径相互抑制
柠檬酸和ATP激活1，6二磷酸果糖酶 AMP抑制1，6二磷酸果糖酶
柠檬酸和ATP抑制6-磷酸果糖激酶 AMP激活6-磷酸果糖激酶
三个最关键的中间代谢产物
☆6-磷酸葡萄糖 ☆丙酮酸 ☆乙酰-CoA
☆大脑，肌肉，脂肪组织，肝
脂肪酸合成和分解 糖原合成和分解 核苷酸的合成和分解等
☆糖酵解
无氧和有氧条件下3-磷酸甘油醛脱 氢反应中消耗的NAD+的再生
磷酸果糖激酶的调节
☆ TCA循环
☆TCA循环产生GTP 3NADH FADH2
☆磷酸戊糖途径
☆目的合成磷酸戊糖和NADPH ☆高浓度的NADPH/NADP+ 和
NADH/NAD +同时存在使还原性 合成反应和糖酵解反应同时进行
第十五章 代谢整合
☆还原性合成中NADPH是主要的 电子供体
脂肪合成时加入的二碳单位的酮基还 原成亚甲基是由两分子NADPH输入 四个电子实现的。
☆生物分子是从比较小的一 套构造单元组成的
葡萄糖→淀粉或糖原 核苷酸→DNA,RNA 氨基酸→蛋白质 乙酰CoA→脂肪酸 等
☆生成途径和分解途径几乎总 是不同的
的代谢特点
☆重复出现的基本图案
变构相互作用 共价修饰 酶的水平 区域化
☆代谢途径的区域化
糖酵解，脂肪酸合成，磷酸戊糖途径在 胞液中
脂肪酸ß-氧化，TCA循环在线粒体中 尿素合成，糖异生发生在上述两个区域
)
肉碱→ 脂酰肉碱 (
反馈抑制
★特指某一代谢途径的终产物积累时， 反过来对催化该途径的前几步，特别 是第一步反应的酶引起的别构抑制作 用
PPP 途径第一阶段
五碳糖的互变异构
糖酵解途径与糖异生途径相互抑制
柠檬酸和ATP激活1，6二磷酸果糖酶 AMP抑制1，6二磷酸果糖酶
柠檬酸和ATP抑制6-磷酸果糖激酶 AMP激活6-磷酸果糖激酶
三个最关键的中间代谢产物
☆6-磷酸葡萄糖 ☆丙酮酸 ☆乙酰-CoA
☆大脑，肌肉，脂肪组织，肝
脂肪酸合成和分解 糖原合成和分解 核苷酸的合成和分解等
☆糖酵解
无氧和有氧条件下3-磷酸甘油醛脱 氢反应中消耗的NAD+的再生
磷酸果糖激酶的调节
☆ TCA循环
☆TCA循环产生GTP 3NADH FADH2
☆磷酸戊糖途径
☆目的合成磷酸戊糖和NADPH ☆高浓度的NADPH/NADP+ 和
NADH/NAD +同时存在使还原性 合成反应和糖酵解反应同时进行
第十五章 代谢整合
脂肪酸的分解代谢
•《脂肪酸的分解代谢》
饱和脂肪酸β-氧化的实验证据：
1904年，的标记实验：
实验前提：已知动物体内不能降解苯环 实验方案：用苯基标记的饱和脂肪酸饲喂动物
马尿酸
苯乙尿酸
•《脂肪酸的分解代谢》
2. 脂肪酸的β-氧化
（1）脂肪酸的活化
脂肪酸首先在线粒体外或细胞质中被活化，形成脂酰 CoA，然后进入线粒体或在其它细胞器中进行氧化。
饱和脂肪酸的氧化分解 ❖β-氧化作用 ❖α-氧化作用 ❖ω-氧化作用
不饱和脂肪酸的氧化分解 ❖单不饱和脂肪酸的氧化分解 ❖多不饱和脂肪酸的氧化分解
▪ 奇数C原子脂肪酸的氧化分解
•《脂肪酸的分解代谢》
㈠ 饱和脂肪酸的β-氧化作用
概念
脂肪酸的β-氧化作用
能量计算 乙醛酸循环 乙醛酸循环的生物学意义 乙酰COA的可能去路
脂肪酸的活化
COA-SH+ATP AMP+PPi
Pi
RCH2CH2CH2COOH
脂酰COA合酶 （硫激酶）
RCH2CH2CH2CO～SCOA
（脂酰COA）
氧化脱H 水合 氧化脱H
FAD
FADH2
-
脂酰COA脱H酶 （3种）
RCH2C=CCO～SCOA
（△2反式烯脂酰COA）
烯脂酰COA水合酶
-
OH
HMGCOA 裂解酶
乙酰-COA
自动
丙酮
D - -羟丁酸脱氢酶
乙酰乙酸
NADH+H+ NAD+
•《脂肪酸的分解代谢》
D - -羟丁酸
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
TCA
饱和脂肪酸β-氧化的实验证据：
1904年，的标记实验：
实验前提：已知动物体内不能降解苯环 实验方案：用苯基标记的饱和脂肪酸饲喂动物
马尿酸
苯乙尿酸
•《脂肪酸的分解代谢》
2. 脂肪酸的β-氧化
（1）脂肪酸的活化
脂肪酸首先在线粒体外或细胞质中被活化，形成脂酰 CoA，然后进入线粒体或在其它细胞器中进行氧化。
饱和脂肪酸的氧化分解 ❖β-氧化作用 ❖α-氧化作用 ❖ω-氧化作用
不饱和脂肪酸的氧化分解 ❖单不饱和脂肪酸的氧化分解 ❖多不饱和脂肪酸的氧化分解
▪ 奇数C原子脂肪酸的氧化分解
•《脂肪酸的分解代谢》
㈠ 饱和脂肪酸的β-氧化作用
概念
脂肪酸的β-氧化作用
能量计算 乙醛酸循环 乙醛酸循环的生物学意义 乙酰COA的可能去路
脂肪酸的活化
COA-SH+ATP AMP+PPi
Pi
RCH2CH2CH2COOH
脂酰COA合酶 （硫激酶）
RCH2CH2CH2CO～SCOA
（脂酰COA）
氧化脱H 水合 氧化脱H
FAD
FADH2
-
脂酰COA脱H酶 （3种）
RCH2C=CCO～SCOA
（△2反式烯脂酰COA）
烯脂酰COA水合酶
-
OH
HMGCOA 裂解酶
乙酰-COA
自动
丙酮
D - -羟丁酸脱氢酶
乙酰乙酸
NADH+H+ NAD+
•《脂肪酸的分解代谢》
D - -羟丁酸
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
TCA
脂肪的分解代谢
通过高通量测序技术，研究脂肪分解 相关基因的表达和调控，揭示脂肪分 解的分子机制。
02
蛋白质组学和代谢组 学
利用质谱等技术，分析脂肪分解过程 中的蛋白质表达和代谢物变化，深入 了解脂肪分解的生理和病理过程。
03
细胞信号传导研究
运用荧光共振能量转移（FRET）、蛋 白质芯片等技术，研究脂肪分解过程中 的信号传导通路和关键分子，为药物设 计和治疗提供新思路。
02
脂肪分解的酶与调节
脂肪分解的关键酶
激素敏感性甘油三酯酶（HSL）
HSL是启动脂肪分解的关键酶，受多种激素的调节，如胰岛素、胰高血糖素和 儿茶酚胺等。
单酰甘油脂肪酶（MGL）
MGL负责将单酰甘油分解为甘油和脂肪酸，是脂肪分解过程中的重要酶。
脂肪分解的调节机制
激素调节
胰岛素抑制脂肪分解，而胰高血糖素和儿茶酚胺则促进脂肪分解。这些激素通过调节HSL和MGL 的活性来控制脂肪分解。
肪肝的病变。
其他疾病与脂肪分解的关系
糖尿病
糖尿病患者体内胰岛素分泌不足 或胰岛素抵抗，影响脂肪分解代 谢的正常进行，易导致脂肪堆积 和肥胖。
高血脂症
高血脂症患者体内脂肪含量过高， 脂肪分解代谢异常，易导致动脉 粥样硬化等心血管疾病的发生。
代谢综合征
代谢综合征是一组包括肥胖、高 血压、高血脂、高血糖等多种代 谢紊乱的综合征，与脂肪分解代 谢异常密切相关。
未来发展趋势及挑战
多组学整合分析
随着基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等技术的不断发展，未来有望实现多组学数据的整合分析，更全面 地揭示脂肪分解的分子机制和调控网络。
精准医学在脂肪分解研究中的应用
基于个体差异的精准医学理念，未来有望开发出针对特定人群的个性化脂肪分解治疗方案，提高治疗效果和患者生活 质量。
02
蛋白质组学和代谢组 学
利用质谱等技术，分析脂肪分解过程 中的蛋白质表达和代谢物变化，深入 了解脂肪分解的生理和病理过程。
03
细胞信号传导研究
运用荧光共振能量转移（FRET）、蛋 白质芯片等技术，研究脂肪分解过程中 的信号传导通路和关键分子，为药物设 计和治疗提供新思路。
02
脂肪分解的酶与调节
脂肪分解的关键酶
激素敏感性甘油三酯酶（HSL）
HSL是启动脂肪分解的关键酶，受多种激素的调节，如胰岛素、胰高血糖素和 儿茶酚胺等。
单酰甘油脂肪酶（MGL）
MGL负责将单酰甘油分解为甘油和脂肪酸，是脂肪分解过程中的重要酶。
脂肪分解的调节机制
激素调节
胰岛素抑制脂肪分解，而胰高血糖素和儿茶酚胺则促进脂肪分解。这些激素通过调节HSL和MGL 的活性来控制脂肪分解。
肪肝的病变。
其他疾病与脂肪分解的关系
糖尿病
糖尿病患者体内胰岛素分泌不足 或胰岛素抵抗，影响脂肪分解代 谢的正常进行，易导致脂肪堆积 和肥胖。
高血脂症
高血脂症患者体内脂肪含量过高， 脂肪分解代谢异常，易导致动脉 粥样硬化等心血管疾病的发生。
代谢综合征
代谢综合征是一组包括肥胖、高 血压、高血脂、高血糖等多种代 谢紊乱的综合征，与脂肪分解代 谢异常密切相关。
未来发展趋势及挑战
多组学整合分析
随着基因组学、转录组学、蛋白质组学和代谢组学等技术的不断发展，未来有望实现多组学数据的整合分析，更全面 地揭示脂肪分解的分子机制和调控网络。
精准医学在脂肪分解研究中的应用
基于个体差异的精准医学理念，未来有望开发出针对特定人群的个性化脂肪分解治疗方案，提高治疗效果和患者生活 质量。
脂肪酸的分解代谢过程
脂肪酸的分解代谢过程脂肪酸分解代谢是维持人体能量供应的重要过程之一。
当身体需要能量时，脂肪酸会被释放出来，并通过一系列的反应被分解成乙酰辅酶A（acetyl-CoA），进而进入三羧酸循环（TCA循环）产生能量。
脂肪酸分解代谢的过程可以分为四个主要步骤：激活、β氧化、TCA循环和呼吸链。
下面将详细介绍每个步骤的过程。
第一步是激活。
在细胞质中，脂肪酸首先与辅酶A结合，形成酰辅酶A。
这个反应需要消耗两个ATP分子的能量。
酰辅酶A会被转运至线粒体内膜，准备进入下一步。
第二步是β氧化。
在线粒体内膜上，酰辅酶A会被脱酰酶（acyl-CoA去氢酶）催化，产生乙酰辅酶A和一个分子的饱和脂肪酰辅酶A。
这个过程会释放出一分子FADH2和NADH。
第三步是TCA循环。
乙酰辅酶A进入线粒体内膜中的TCA循环，与草酰乙酸结合形成柠檬酸。
在TCA循环中，柠檬酸经过一系列的反应逐步分解，最后生成三分子NADH、一分子FADH2和一个分子的GTP（相当于ATP）。
这些高能物质会在后续的呼吸链中产生更多的ATP。
第四步是呼吸链。
NADH和FADH2被带到线粒体内膜上的呼吸链中。
在呼吸链中，这些高能物质会被氧气氧化，产生大量的ATP。
同时，氧气还会与电子结合形成水。
通过这个分解代谢过程，脂肪酸能够被转化为大量的ATP，为身体提供所需的能量。
这个过程在人体中持续进行，特别是在长时间的运动或低血糖状态下，脂肪酸的分解代谢将成为主要的能量来源。
脂肪酸的分解代谢过程是一个复杂而精确的调控系统，受到多个因素的影响。
例如，激素、饮食和运动等因素都能够调节脂肪酸的分解速率。
理解这个过程的机制对于维持身体健康和控制体重都是非常重要的。
总结起来，脂肪酸的分解代谢过程包括激活、β氧化、TCA循环和呼吸链等步骤。
通过这个过程，脂肪酸能够被转化为ATP，为身体提供能量。
了解脂肪酸分解代谢的机制对于我们理解能量代谢和健康管理都具有重要意义。
脂肪酸代谢第一节_PPT幻灯片
H2C COO
1. 乙醛酸循环的过程
P319
六. 乙醛酸循环
1. 乙醛酸循环的过程
六. 乙醛酸循环
乙醛酸循环的净结果是把两分子乙酰CoA转变 成一分子琥珀酸。其总反应为：
O
NAD+
2 H3C C～SCoA
NADH+H+
_
H2C H2C
COO
_
＋
COO
2CoASH
乙酰CoA
琥珀酸
1. 乙醛酸循环的过程
(2) 脂肪酸的转运
脂肪酸的b-氧化作用通常是在线粒体的基质中进 行的，而在细胞质中形成的脂酰CoA不能透过线粒体 内膜，需依靠内膜上的载体肉碱携带，以脂酰肉碱的 形式跨越内膜而进入基质。
肉碱（也叫肉毒碱，carnitine）的结构如下：
1.脂肪酸β-氧化的过程
三. 脂肪酸的b-氧化途径
(2) 脂肪酸的转运
3. 奇数碳链脂肪酸的氧化
三. 脂肪酸的b-氧化途径
油酰CoA 的b氧化
偶数碳不饱和脂肪酸的氧化
三. 脂肪酸的b-氧化途径
有C=C, 少一个FAD, 有C-OH呢?
四. 脂肪酸的a-氧化途径
脂肪酸在一些酶的催化下，在a-碳原子上发 生氧化作用，分解出一个一碳单位CO2，生成缩 短了一个碳原子的脂肪酸。这种氧化作用称为脂 肪酸的a-氧化作用。
2. 乙醛酸循环的生物学意义
六. 乙醛酸循环
对于一些细菌和藻类，乙醛酸循环 使它们能够仅以乙酸盐作为能源和碳源 而生长。
2. 乙醛酸循环的生物学意义
六. 乙醛酸循环
由乙醛酸循环转变成的琥珀酸，需要在线粒体 中通过三羧酸循环的部分反应转化为苹果酸，然后 进入细胞质，沿糖异生途径转变成糖类。
第15章 脂肪酸的分解代谢(共57张PPT)
二、酮体的氧化
肝脏中缺少分解酮体的酶。酮体是水溶 性物质，在肝脏生成后迅速透过肝线粒 体膜和细胞膜进入血液，转运至肝外组 织利用（脑、骨胳肌）。
分解：转化成乙酰CoA，进入TCA循环彻底
氧化。
肝内生酮肝外用
三、酮体生成的意义
（1）正常：
酮体是肝脏正常的中间代谢产物，是肝脏输出能源的
一种形式。长期饥饿及糖供给不足时，酮体可代替葡萄
柠檬酸、异柠檬酸、
长链脂肪酸 α-酮戊二酸
β-氧化的反应历程总结
RCH2CH2COOH
RCH2CH2CO～SCOA
（脂酰COA）
继续β-氧化
O
O
= =
R-C～SCOA+ CH3-C～SCOA
-
-
-
H
RC=CCO～SCOA
H △2反式烯脂酰COA）
OH
RCH-CH2CO～SCOA
（L-β- 羟脂酰COA）
②VLDL：肝脏合成，转运内源性脂类到肝外；
胆固醇合成过程比较复杂，有近30步反应，整个过程可根据为5个阶段。
穿越线粒体内膜。
关键酶：HMGCoA还原酶。 ②脂肪酸→ -氧化；
HMGCoA在HMG CoA还原酶催化下，消耗2（NADPH+H+）生成甲羟戊酸(MVA)。
B1 O
合成原料：乙酰CoA。 降解（线粒体）
1脂酰CoA
二脂酰甘油磷酸
甘油二脂 甘油三酯
第五节 磷脂的代谢
磷脂是生物膜的主要成份。分解代谢为
磷脂酶A1： 磷脂酶A2 磷脂酶C 磷脂酶D
产物的去路：
①甘油→磷酸二羟丙酮→EMP、TCA循环；
②脂肪酸→ -氧化； ③氨基醇→氨基酸或参加磷脂的再合成。
脂肪酸的分解代谢
1.3脂肪酸β氧化的生理意义
谢谢观看！
脂肪酸的活化： 消耗2mol高能键 脂酰CoA从细胞液转移至线粒体内：
在肉碱参与下脂肪酸转入线粒体的简要过程
脱氢：
Байду номын сангаас
氧化生成1.5molATP
加水：
脱氢：
氧化生成2.5molATP
硫解：
棕榈酸的β氧化：
1mol NADH+H+经呼吸链氧化后产生2.5molATP 1mol FADH2经呼吸链氧化后产生1.5molATP 1mol乙酰CoA经过一次三羧酸循环可氧化生成10molATP
脂肪酸的分解代谢
讲解人：13级动医四班王莹莹
脂肪酸β氧化的发现（Knoop实验） 脂肪酸的β氧化过程 脂肪酸β氧化的生理意义
1.脂肪酸的分解代谢
例：奇数碳原子： 氧化 偶数碳原子： Β
1.1Knoop实验
脂肪酸的活化
脂酰CoA从细胞液转移至线粒体内
脱氢
加水 脱氢
硫解
1.2脂肪酸的β氧化
2molCO2、10molATP
具体详见P136三羧酸循环具体过程
Β氧化作用能为机体提供大量的能量。
脂肪酸β-氧化也是脂肪酸的改造过程，人体所需要的 脂肪酸链的长短不同，通过β-氧化可将长链脂肪酸改 造成长度适宜的脂肪酸，供机体代谢所需。 脂肪酸β-氧化过程中生成的乙酰CoA是一种十分重要 的中间化合物，乙酰CoA除能进入三羧酸循环氧化供 能外，还是许多重要化合物合成的原料，如酮体、胆 固醇和类固醇化合物。
棕榈酸是十六碳的饱和脂肪酸，共需经过7次β氧化，每进行一次β氧化可生 成乙酰CoA、FADH2和NADH+H+各1mol 共生成2.5*7+1.5*7+10*8=108molATP,因在脂肪酸活化时要消耗2mol高能 键，故1mol棕榈酸彻底氧化净生成106魔力ATP
脂肪酸的分解代谢
磷脂的代谢(自学)
五.脂肪酸代谢的调节控制
(一) 脂肪酸进入线粒体的调控 脂肪酸分解代谢的调控主要是由线粒体控制脂 肪酸进入线粒体内.主要的调控点是肉碱酰基 转移酶Ⅰ, 它强烈的受丙二酸-coA抑制,丙二 酸-coA处于高水平时,它指向脂肪酸的合成,抑 制水解.
(二) 心脏中脂肪酸氧化的调节
脂肪酸的氧化是心脏的主要能源,心脏用能减少，乙酰 coA与NADH积累，前者抑制硫解酶的活性。
3．许多类脂及其衍生物有重要的生理作用。如固醇类激素、 维生素D及胆汁酸等，磷酸肌醇有细胞内信使的作用，前 列腺素有各种生理效应，而糖脂与细胞的识别和免疫方 面有着密切的关系。
4.人类的某些疾病如动脉粥样硬化、脂肪肝和酮尿症等都与 脂类代谢紊乱有关。
一.脂肪酸的结构
1.脂肪酸的结构 脂肪酸有一长的烃链，其一端为羧基。绝 大多数的脂肪酸有着偶数的碳原子，而且 不具侧链。饱和脂肪酸在其碳－碳原子这 间没有双键。但单或多－不饱和则有一个 或多个双键。
脂肪酸的完全氧化可以产生大量的能量。例如软脂酸 （含16碳）经过7次-氧化，可以生成8个乙酰CoA，每一 次-氧化，还将生成1分子FADH2和1分子NADH。软脂酸完 全氧化的反应式为： C16H31CO~SCoA + 7 CoA-SH + 7 FAD + NAD+ +7 H2O 8 CH3CO~SCoA + 7 FADH2 + 7 NADH + 7 H+ 按照一个NADH产生2.5个ATP，1个FADH2产生1.5个ATP, 1 个乙酰CoA完全氧化产生10个ATP计算，1分子软脂酰CoA 在分解代谢过程中共产生108个ATP。 由于软脂酸转化成软脂酰CoA时消耗了1分子ATP中的两个 高能磷酸键的能量（ATP分解为AMP, 可视为消耗了2个 ATP），因此，1分子软脂酸完全氧化净生成 108 – 2 = 106 个ATP。
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脂肪酸的分解代谢起始于脂的消化、吸收和转运，主要在小肠ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ进行，经胰脂肪酶和辅脂肪酶降解，由小肠粘膜细胞吸收后进入血液循环。血浆脂蛋白负责运送脂类，按密度分为乳糜微粒、极低密度脂蛋白、低密度脂蛋白和高密度脂蛋白，各有不同的功能。脂肪的动员是指脂库中贮存的脂肪经水解释放脂肪酸，并转移到肝脏的过程。脂肪酸在肝和肌肉中最活跃地进行氧化，主要形式是β-氧化，包括脂肪酸的活化、脂酰CoA的转运入线粒体，以及在线粒体基质中的氧化分解。每次β-氧化需经过脱氢、水化、再脱氢和硫解四步反应，最终产物是乙酰CoA。此过程反复进行，直至脂酰CoA全部转化为乙酰CoA。