【生物化学】脂肪酸的分解代谢
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脂类代谢1、脂类的消化胰腺分泌的脂类消化酶:胰脂酶、辅脂酶、磷脂酶A2(催化磷脂2位酯键水解)、胆固醇酯酶(水解胆固醇酯,生成胆固醇和脂肪酸)2、脂类的吸收及吸收后的运输脂类及其消化产物主要在十二指肠下段及空肠上段吸收乳化、酶解、吸收、甘油三酯的再合成、CM的组装CM经小肠黏膜细胞分泌进入淋巴道→血循环→全身各组织器官甘油三脂的代谢一、脂肪的分解代谢:(1)脂肪动员:脂肪转变为脂肪酸和甘油;脂肪酶脂解激素——启动脂肪动员、促进脂肪水解:胰高血糖素、肾上腺素、去甲肾上腺素抗脂解激素——抑制脂肪动员:胰岛素、前列腺素E2(2)甘油的分解代谢1.甘油在甘油激酶的催化下转变成3'-磷酸甘油,甘油激酶(在肝中活性最高,甘油主要被肝摄取利用)2.3'-磷酸甘油脱氢生成磷酸二羟丙酮,磷酸甘油脱氢酶3.磷酸二羟丙酮进入糖代谢途径进行分解或异生(三)脂肪酸的β氧化1. 脂肪酸的活化:脂肪酸在脂酰CoA合成酶催化下生成脂酰CoA 部位:线粒体外1分子脂肪酸活化消耗2个高能磷酸键2. 脂酰CoA进入线粒体,肉碱脂酰转移酶Ⅰ3.脂肪酸经过多次β-氧化转变为乙酰CoA。
在线粒体内进行(1)脱氢:由EAD接受生成FADH2(2)加水(3)再脱氢,由NAD接受生成NADH+H(4)硫解经过上述反应,生成1分子乙酰CoA和少2碳原子的脂酰CoA。
(三)酮体的生成:部位:在肝细胞线粒体内生成原料:脂肪酸β氧化生成的乙酰CoA1.2分子CoA在乙酰乙酰CoA硫解酶作用下缩合生成乙酰乙酰CoA2.乙酰乙酰CoA在HMGCoA合成酶催化下和1分子乙酰CoA缩合生成羟甲基戊二酸单酰CoA(HMGCoA)3.HMGCoA在HMGCoA裂解酶(肝脏特有的酶)作用下裂解生成乙酰乙酸和乙酰CoA4.乙酰乙酸在β-羟基丁酸脱氢酶的作用下被还原成β-羟基丁酸,还原速度由NADH+H/NAD决定。
少量可以自然脱羧,生成丙酮。
(四)酮体的利用:酮体在肝外组织氧化分解1.乙酰乙酸的活化:(两条途径)(1)在心、肾、脑及骨骼肌线粒体,由琥珀酰CoA转硫酶催化乙酰乙酸活化,生成乙酰乙酰CoA(2)在肾、是、心和脑线粒体,由乙酰乙酸硫激酶催化,直接活化生成乙酰乙酰CoA2.乙酰乙酰CoA硫解生成乙酰CoA,进入三羧酸循环。
第28章、脂肪酸的分解代谢(p230)本章重点:1、脂肪酸分解代谢过程,2、脂肪酸代谢的能量产生,3、脂肪酸分解脱氢,4脂肪酸分解代谢和糖酵解的关系。
本章主要内容:一、脂肪的水解——脂酶的水解作用(细胞质中)生物体内脂肪是由脂肪酶水解,在脂肪酶的催化下生成一分子甘油和三分子脂肪酸,脂肪酶的特点:主要作用于有酯键的化合物,不论脂肪来源于什么组织,不论脂肪酸碳链的长短,只要是酯键,脂肪酶就可以使其断裂,这就是酶的专一性即键专一性。
事实上,脂肪的水解不是一步完成的,而是分步完成,分步进行水解。
第一步脂肪酶水解第一或第三全酯键,即a或a'酯键,如果第一步水解a -酯键,第二水解a '酯键,生成a和a'脂肪酸和甘油-酯,最后,3 -位的脂肪酸在转移酶的催化下3 -的脂肪酸转到a 或a'位上,再在脂肪酶的作用下,脂肪酸水解下来,共生成三分子脂肪酸和一分子甘油,水解过程为:脂肪(甘油三酯)水解的产物:一分子甘油和三分子脂肪酸。
二、甘油的转化脂肪的水解产物甘油是联系脂肪代谢和糖代谢的重要化合物,它可以轩化成磷酸甘油醛进入糖代谢,其代谢过程为:生成的磷酸2羟丙酮有两种去路:1、DHAF可以进入EMP途径生成pyr,再经脱氢、脱羟生成乙酰COA经TCA循环氧化成CQ和H2O2、G-3-P可以与DHAP逆EMP途径在醛缩酶催化下生成F-1.6-P,继续转化成糖类。
甘油被彻底氧化以后可以生成多少molATP呢?首先总结氧化的部位:①a-磷酸甘油脱氢,生成ImolNADH H②G-3-P 生成1, 3-DPG 1molNADH H③Pyr 脱氢1molNADH H④异柠檬酸脱氢1molNADHH+⑤ a -酮戊二酸脱氢1molNADH H+⑥平果酸脱氢1molNADH H+⑦琥珀酸脱氢1molFADH 2琥珀酰COA>琥珀酸另外,甘油还可在代谢的过程中转化到蛋白质中去,如进入TCA后生成Pyr、OAAa -Kg等可经转氨基作用生成Ala、Asp和Glu参与到蛋白质的合成中去。
脂肪酸的分解代谢脂肪酸对生物体有四种重要的功能,其一脂肪酸是磷脂和糖脂的组成单元,这些分子又是生物膜的组成成分;其二,脂肪酸以共价键与糖蛋白的蛋白质相接,经过修饰的这个糖蛋白在脂肪酸残基的引导下指向膜的靶标位置;其三脂肪酸时燃料分子,它们以三脂酰甘油的形式贮存起来;其四,脂肪酸的某些衍生物担当者激素及胞内信使的职能。
长链脂肪酸的氧化铈动物、许多原生生物和一些细菌获取能量的主要途径。
在脂肪酸氧化的过程中,电子的转移通过线粒体呼吸链推动ATP合成,并产生乙酰辅酶A。
乙酰辅酶A经过柠檬酸循环产生二氧化碳,进一步实现能量贮存。
脊椎动物中,乙酰辅酶A在肝脏会转化为酮体,这是一种可溶于水的燃料,当葡萄糖不能供应室,它可向脑和其他组织提供能量。
在高等植物中,脂肪酸氧化产物乙酰辅酶A首先用作生物合成的前体,其次再用作为燃料。
脂肪酸氧化的生物功能尽管因不同生物体有所差别,但是它的反应机制都是相同的。
脂肪酸的氧化可分为三步一是长链脂肪酸降解为两个碳原子即乙酰辅酶A二是乙酰辅酶A经过柠檬酸循环氧化成二氧化碳三是还原的电子载体到线粒体呼吸链的电子传递三脂酰甘油即三酰甘油或脂肪是脂肪酸的甘油三酯。
三脂酰甘油在人类的饮食脂肪中,以及作为代谢能量的主要贮存形式中约占百分之九十。
脂肪可完全氧化成二氧化碳和水,由于脂肪分子中绝大部分碳原子和葡萄糖相比,都处于较低的氧化状态,因此脂肪氧化代谢产生的能量按同等干重计算比糖类或蛋白值高出2倍以上。
脂肪是非极性化合物,它以水合形式贮存,因此按同等重量计算,脂肪的代谢能量实际高达糖原的6倍,脂肪的酶促降解三脂酰甘油是水不溶性的,而消化作用的酶确是水溶性的,因此三脂酰甘油的消化是在脂质-水的界面出发生的。
三酰甘油的消化速度取决于界面的表面积,在小肠的“剧烈搅拌”下,特别是在胆汁盐的乳化作用下,消化量大幅度增高。
胆汁盐是强有力的,用于消化的“去污剂”,它是在肝脏中合成的,经胆囊分泌进入小肠,脂肪的消化和吸收也主要在小肠中进行。