Chapter 28 Fatty Acid Catabolism

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1 Chapter 28 Fatty Acid Catabolism
第二十八章 脂肪酸的分解代谢 Chapter 28 Fatty Acid Catabolism 欧阳红生 动物生物技术系 吉林大学畜牧兽医学院 Tel: Copyright © by Ouyang Hongsheng. All rights reserved.

2 主要内容： 脂肪酸的氧化、酮体的生成和利用、磷脂、鞘脂、甾醇的代谢和脂肪酸代谢的调节。
主要内容： 脂肪酸的氧化、酮体的生成和利用、磷脂、鞘脂、甾醇的代谢和脂肪酸代谢的调节。

3 脂肪细胞扫描电镜图

4 一、脂质的消化、吸收和传送 （一）脂类的消化（脂类的酶水解） 脂肪：胰脂肪酶，酯酶，胆汁酸盐，共脂肪酶 （colipase）。
胆固醇酯：胆固醇酯酶。 磷脂：磷脂酶。

5 （二）脂类的吸收： 被吸收的甘油、FA和β-甘油-酯在小肠粘膜细胞 内重新合成脂肪。
脂肪+少量磷脂和胆固醇→乳糜微粒（chylomicron） 细胞间液→淋巴系统→血液。 胆固醇或胆固醇酯：胆汁酸盐，脂蛋白。 磷脂：胆汁酸盐。 小肠粘膜细胞

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8 （三）脂类的转运： 脂蛋白

9 脂肪的分解代谢 甘油的分解代谢 脂酸的分解代谢 基本上是糖的分解代谢 1．β-氧化 2．不饱和脂酸的氧化 3．奇数碳原子脂酸的氧化
4．脂酸的其他氧化途径

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11 二、脂肪酸的氧化 （一）脂肪酸的活化 （二）脂肪酸转入线粒体 （三）β-氧化 （四）脂肪酸氧化是高度的放能过程

12 (一) 脂肪酸的活化 细胞质中进行

13 （二） 脂肪酸转化线粒体(脂酰CoA的转运）
从细胞质转运到线粒体中 rate-limiting step for oxidation of FAs

14 （三）β-氧化 1.Knoop的重要发现 1904年德国化学家Knoop发现 β-氧化途径

15 2. 脂肪酸的β-氧化作用 脱氢

16 加水

17 脱氢

18 硫解

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20 (四)脂肪酸氧化是高度的放能过程 脂酸β-氧化所产生的能量 脂肪酸活化：-2ATP 一轮β-氧化： 1FADH2，1NADH， 1乙酰CoA
(2ATP) (3ATP) (TCAcycle: 12ATP) 棕榈酸（i.e.软脂酸 C15H31COOH）彻底氧化产生？ATP

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22 三、不饱和脂酸的氧化 (一)不饱和脂肪酸的氧化 (二)奇数碳原子脂肪酸的氧化生成丙酰-CoA (三)脂肪酸还可发生α-或ω-氧化

23 (一）不饱和脂酸的氧化

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25 (二)奇数碳原子脂肪酸的氧化生成丙酰-CoA
奇数FA n CH3COSCoA CH3CH2COSCoA 甲基丙二酸单酰途径 β-OX

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28 (三)脂肪酸还可发生α-或ω-氧化 α-氧化： 存在：首先在植物中观察到，但在动物组织，特别是脑组织 中也存在α-氧化。
RCH2COOH RCH－COOH R－COOH ＋ CO2 意义：带甲基的支链FA、奇数FA或过分长的长链FA 例: 叶绿素 叶绿醇 植烷酸（带甲基的支链FA） 降植烷酸 α α OH α-OX 水解 氧化

29 ω-氧化: ω CH3(CH2)9COOH + O2 HOH2C(CH2)9COOH - 2H OHC(CH2)9COOH
HOOC(CH2)9COOH

30 甘油: 按糖分解代谢进行 脂肪 产生大量 CH3COSCoA 脂酸: 有不同的代谢途径 （其中最重要的是β-OX） 彻底氧化 合成脂酸 合成固醇 合成酮体 乙酰CoA的去路

31 四、酮体 1. 酮体的生成 丙酮 乙酰乙酸 β-羟丁酸

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34 2．酮体的利用

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37 五、磷脂的代谢（phospholipids metabolism）
(一)膜结构脂类-磷脂和糖脂 （一）甘油醇磷脂的分解代谢 A1：FA，2-脂酰甘油磷酰胆碱（溶血卵磷脂） A2：FA，1-脂酰甘油磷酰胆碱（溶血卵磷脂） C： 二脂酰甘油，磷酰胆碱 D： 磷脂酸，胆碱 磷脂是构成生物膜脂双层的主要成分。 构成膜脂的磷脂或糖脂中，磷酸甘油酯的疏水区由两个与甘油相接的脂肪酸构成。鞘脂(spingolipid)的疏水区由一个与羟基化的二级胺相连接的脂肪酸构成。

38 五、磷脂的代谢（phospholipids metabolism）
(二)磷酸甘油酯是磷脂酸的衍生物 （一）甘油醇磷脂的分解代谢 A1：FA，2-脂酰甘油磷酰胆碱（溶血卵磷脂） A2：FA，1-脂酰甘油磷酰胆碱（溶血卵磷脂） C： 二脂酰甘油，磷酰胆碱 D： 磷脂酸，胆碱 甘油磷脂（glycerophosphatide） 甘油磷脂通式

39 五、磷脂的代谢（phospholipids metabolism）
甘油磷脂（glycerophosphatide） 甘油磷脂通式 X：胆碱(卵磷脂)、乙醇胺(脑磷脂)、丝氨酸、1D-肌醇、甘油、磷脂酰甘油(心磷脂)

40 五、磷脂的代谢（phospholipids metabolism）
(三)磷脂的代谢 A1：FA，2-脂酰甘油磷酰胆碱（溶血卵磷脂） A2：FA，1-脂酰甘油磷酰胆碱（溶血卵磷脂） C： 二脂酰甘油，磷酰胆碱 D： 磷脂酸，胆碱 （一）甘油醇磷脂的分解代谢 A1：FA，2-脂酰甘油磷酰胆碱（溶血卵磷脂） A2：FA，1-脂酰甘油磷酰胆碱（溶血卵磷脂） C： 二脂酰甘油，磷酰胆碱 D： 磷脂酸，胆碱

41 溶血磷脂酶L2 FA + 甘油磷酰胆碱 胆碱 溶血磷脂酶L1 FA + 甘油磷酰胆碱 胆碱

42 六、鞘脂类的代谢(sphingomymelin metabolism)
(一)鞘磷脂 鞘磷脂由鞘氨醇、脂酸、磷酸及胆碱组成。

43 六、鞘脂类的代谢(sphingomymelin metabolism)
(二)鞘糖脂 脑苷脂（脑糖脂） （cerebroside）

44 六、鞘脂类的代谢(sphingomymelin metabolism)
(二)鞘糖脂 神经节苷脂（神经节糖脂）（ganglioside）

45 六、鞘脂类的代谢(sphingomymelin metabolism)
(二)鞘糖脂 鞘糖脂的分解代谢 鞘糖脂的降解发生在溶酶体中

46 Sphingolipid storage diseases
Principal Storage Disease Enzyme deficiency Substance Major Symptoms GM1 gangliosidosis GM1 b-gangliosidase Ganglioside GM1 Mental retardation, liver enlargement, skeletal involvement, death by age 2 Tay-Sachs disease Hexoaminidase A Ganglioside GM2 Metal retardation, blindness, death by age 3 Fabry's disease a-galactosidase A Trihexosylceramide Skin rash, kidney failure, lower extremity pain Sandhoff'sdisease Hexoaminidase A & B Ganglioside GM2 Similar to Tay-Sach's, but more and globoside rapidly progressing Gaucher's disease Glucocerebrosidase Glucocerebroside Liver and spleen enlargement, erosion of long bones, metal retardation (in infantile form) Niemann-Pick disease Sphingomyelinase Sphingomyeline Liver and spleen enlargement, metal retardation Farber's Ceramidase Ceramide Painful and progressively deformed joints, lipogranulomatosis skin nodules, death within a few years Krabbe's disease Galactocerebrosidase Deacylated Loss of myelin, mental retardation, death Galactocerebrosidase by age 2 Metachromatic Arylsulfatase A Sulfatide Mental retardation, death in first decade leukodystrophy (Sulfatide lipidosis)

47 七、甾醇的代谢 (一)概论 (二) 胆固醇的代谢
七、甾醇的代谢 (一)概论 (二) 胆固醇的代谢 1.转变成胆汁酸 2. 转变成激素 3.转变成维生素 D3

48 八、脂肪酸代谢的调节 (一)脂肪酸进入线粒体的调控 (二)心脏中脂肪酸氧化的调节 (三)激素对脂肪酸的调节 (四)根据机体代谢的调节 (五)长时间膳食的改变导致相关酶水平的调整