3、 脂肪酸β-氧化作用小结
      结合P154图15-1和P156图15-2，回顾脂肪酸β氧化过程。

（1） 脂肪酸β-氧化时仅需活化一次，其代价是消耗1个ATP的两个高能键
（2） 长链脂肪酸由线粒体外的脂酰CoA合成酶活化，经肉碱运到线粒体内；中、短链脂肪酸直接进入线粒体，由线粒体内的脂酰CoA合成酶活化。
（3） β-氧化包括脱氢、水化、脱氢、硫解4个重复步骤
（4） β-氧化的产物是乙酰CoA，可以进入TCA

4、 脂肪酸β-氧化产生的能量
以硬脂酸为例，18碳饱和脂肪酸
胞质中：  ⑴活化：消耗2ATP，生成硬脂酰CoA
线粒体内：
⑵脂酰CoA脱氢：FADH2 ，产生2ATP
⑶β-羟脂酰CoA脱氢：NADH，产生3ATP
⑷β-酮脂酰CoA硫解：乙酰CoA  →  TCA，12ATP
                     (n-2)脂酰CoA → 第二轮β氧化
活化消耗：       -2ATP
β氧化产生：     8×（2+3）ATP  =  40
9个乙酰CoA：   9×12 ATP =  108
净生成：     146ATP
饱和脂酸完全氧化净生成ATP的数量：(8.5n-7)ATP  (n 为偶数)
硬脂酸燃烧热值：–2651 kcal
β-氧化释放：146ATP×(-7.3Kcal)=-1065.8Kcal

转换热效率
5、 β-氧化的调节
⑴脂酰基进入线粒体的速度是限速步骤，长链脂酸生物合成的第一个前体丙二酸单酰CoA的浓度增加，可抑制肉碱脂酰转移酶Ⅰ，限制脂肪氧化。
⑵[NADH]/[NAD+]比率高时，β—羟脂酰CoA脱氢酶便受抑制。
⑶乙酰CoA浓度高时；可抑制硫解酶，抑制氧化（脂酰CoA有两条去路： ①氧化。②合成甘油三酯）（二） 不饱和脂酸的β氧化
1、 单不饱和脂肪酸的氧化
P157  油酸的β氧化

△3顺—△2反烯脂酰CoA异构酶（改变双键位置和顺反构型）
（146-2）ATP 
2、 多不饱和脂酸的氧化
P158  亚油酸的β氧化

△3顺—△2反烯脂酰CoA异构酶（改变双键位置和顺反构型）
β-羟脂酰CoA差向酶（改变β-羟基构型：D→L型）

（146—2—2）ATP
（三） 奇数碳脂肪酸的β氧化
奇数碳脂肪酸经反复的β氧化，最后可得到丙酰CoA，丙酰CoA有两条代谢途径：
1、 丙酰CoA转化成琥珀酰CoA，进入TCA。
详细过程  P158
动物体内存在这条途径，因此，在动物肝脏中奇数碳脂肪酸最终能够异生为糖。
反刍动物瘤胃中，糖异生作用十分旺盛，碳水化合物经细菌发酵可产生大量丙酸，进入宿主细胞，在硫激酶作用下产丙酰CoA，转化成琥珀酰CoA，参加糖异生作用。

2、 丙酰CoA转化成乙酰CoA，进入TCA
P159
这条途径在植物、微生物中较普遍。
有些植物、酵母和海洋生物，体内含有奇数碳脂肪酸，经β氧化后，最后产生丙酰CoA。
（四） 脂酸的其它氧化途径
1、 α—氧化（不需活化，直接氧化游离脂酸）
植物种子、叶子、动物的脑、肝细胞，每次氧化从脂酸羧基端失去一个C原子。
RCH2COOH→RCOOH+CO2
α—氧化对于降解支链脂肪酸、奇数碳脂肪酸、过分长链脂肪酸（如脑中C22、C24）有重要作用
2、 ω—氧化（ω端的甲基羟基化，氧化成醛，再氧化成酸）
动物体内多数是12C以上的羧酸，它们进行β氧化，
但少数的12C以下的脂酸可通过ω—氧化途径，产生二羧酸，如11C脂酸可产生11C、9C、和7C的二羧酸（在生物体内并不重要）。
ω—氧化涉及末端甲基的羟基化，生成一级醇，并继而氧化成醛，再转化成羧酸。
ω—氧化在脂肪烃的生物降解中有重要作用。泄漏的石油，可被细菌ω氧化，把烃转变成脂肪酸，然后经β氧化降解。
四、 酮体的代谢
脂肪酸β-氧化产生的乙酰CoA，在肌肉和肝外组织中直接进入TCA，然而在肝、肾脏细胞中还有另外一条去路：生成乙酰乙酸、D-β-羟丁酸、丙酮，这三种物质统称酮体。
酮体在肝中生成后，再运到肝外组织中利用。
1、 酮体的生成
酮体的合成发生在肝、肾细胞的线粒体内。
形成酮体的目的是将肝中大量的乙酰CoA转移出去，乙酰乙酸占30%，β—羟丁酸70%，少量丙酮。（丙酮主要由肺呼出体外）
肝脏线粒体中的乙酰CoA走哪一条途径，主要取决于草酰乙酸的可利用性。饥饿状态下，草酰乙酸离开TCA，用于异生合成Glc。当草酰乙酸浓度很低时，只有少量乙酰CoA进入TCA，大多数乙酰CoA用于合成酮体。
当乙酰CoA不能再进入TCA时，肝脏合成酮体送至肝外组织利用，肝脏仍可继续氧化脂肪酸。
酮体的生成途径：
P164  图15-5酮体的生成过程

肝中酮体生成的酶类很活泼，但没有能利用酮体的酶类。因此，肝脏线粒体合成的酮体，迅速透过线粒体并进入血液循环，送至全身。
2、 酮体的利用
肝外许多组织具有活性很强的利用酮体的酶。
（1）、 乙酰乙酸被琥珀酰CoA转硫酶（β-酮脂酰CoA转移酶）活化成乙酰乙酰CoA
心、肾、脑、骨骼肌等的线粒体中有较高的酶活性，可活化乙酰乙酸。
乙酰乙酸+琥珀酰CoA→乙酰乙酰CoA+琥珀酸

然后，乙酰乙酰CoA被β氧化酶系中的硫解酶硫解，生成2分子乙酰CoA，进入TCA。
（2）、 β—羟基丁酸由β—羟基丁酸脱氢酶催化，生成乙酰乙酸，然后进入上述途径。
（3）、 丙酮可在一系列酶作用下转变成丙酮酸或乳酸，进入TCA或异生成糖。
肝脏氧化脂肪时可产生酮体，但不能利用它（缺少β—酮脂酰CoA转移酶），而肝外组织在脂肪氧化时不产生酮体，但能利用肝中输出的酮体。
在正常情况下，脑组织基本上利用Glc供能，而在严重饥饿状态，75%的能量由血中酮体供应。
3、 酮体生成的生理意义
酮体是肝内正常的中间代谢产物，是肝输出能量的一种形式。
酮体溶于水，分子小，能通过血脑屏障及肌肉毛细管壁，是心、脑组织的重要能源。脑组织不能氧化脂酸，却能利用酮体。长期饥饿，糖供应不足时，酮体可以代替Glc，成为脑组织及肌肉的主要能源。
正常情况下，血中酮体0.03~0.5 mmal/2。在饥饿、高脂低糖膳食时，酮体的生成增加，当酮体生成超过肝外组织的利用能力时，引起血中酮体升高，导致酮症酸（乙酰乙酸、β—羟丁酸）中毒，引起酮尿。
4、 酮体生成的调节。
（1）饱食：胰岛素增加，脂解作用抑制，脂肪动员减少，进入肝中脂酸减少，酮体生成减少。
饥饿：胰高血糖素增加，脂肪动员量加强，血中游离脂酸浓度升高，利于β氧化及酮体的生成。
（2）肝细胞糖原含量及代谢的影响：
进入肝细胞的游离脂酸，有两条去路：一条是在胞液中酯化，合成甘油三酯及磷脂；一是条进入线粒体进行β氧化，生成乙酰CoA及酮体。
肝细胞糖原含量丰富时，脂酸合成甘油三酯及磷脂。
肝细胞糖供给不足时，脂酸主要进入线粒体，进入β—氧化，酮体生成增多。
（3）丙二酸单酰CoA抑制脂酰CoA进入线粒体
乙酰CoA及柠檬酸能激活乙酰CoA羧化酶，促进丙二酰CoA的合成，后者能竞争性抑制肉碱脂酰转移酶Ⅰ，从而阻止脂酰CoA进入线粒体内进行β氧化。
第三节 脂肪酸及甘油三脂的合成代谢
所有的生物都可用糖合成脂肪酸，有两种合成方式。
A. 从头合成（乙酰CoA）——在胞液中（16碳以下）
B. 延长途径——在线粒体或微粒体中
高等动物的脂类合成在肝脏、脂肪细胞、乳腺中占优势。
一、 饱和脂肪酸的从头合成
合成部位：细胞质中
合成的原料：乙酰CoA（主要来自Glc酵解）
             NADPH   （磷酸戊糖途径）
             ATP 
             HCO3—
1、 乙酰CoA的转运
细胞内的乙酰CoA几乎全部在线粒体中产生，而合成脂肪酸的酶系在胞质中，乙酰CoA必须转运出来。
转运方式：柠檬酸-丙酮酸循环

P165 图15-6  循环图示：乙酰CoA从线粒体内到胞液中的转运

2、 丙二酸单酰CoA的生成（限速步骤）
脂肪合成时，乙酰CoA是脂肪酸的起始物质（引物），其余链的延长都以丙二酸单酰CoA的形式参与合成。
P165  反应式：

所用的碳来自HCO3—（比CO2活泼），形成的羧基是丙二酸单酰CoA的远端羧基
乙酰CoA羧化酶：（辅酶是生物素）为别构酶，是脂肪酸合成的限速酶，柠檬酸可激活此酶，脂肪酸可抑制此酶。
3、 脂酰基载体蛋白（ACP）
脂肪酸合成酶系有7种蛋白质，其中6种是酶，1种是脂酰基载体蛋白（ACP），它们组成了脂肪酸合成酶复合体
ACP上的Ser羟基与4-磷酸泛酰巯基乙胺上的磷酸基团相连，4-磷酸泛酰巯基乙胺是ACP和CoA的共同活性基团。

  P167 图15-8  磷酸泛酰巯基乙胺是CoA和ACP的活性基团。

脂肪酸合成过程中的中间产物，以共价键与ACP辅基上的-SH基相连，ACP辅基就象一个摇臂，携带脂肪酸合成的中间物由一个酶转到另一个酶的活性位置上。
4、 脂肪酸的生物合成步骤
P170  图15-10 脂肪酸生物合成的程序

第一阶段：缩合
第二阶段：还原
第三阶段：释放


（1）、 原初反应：乙酰基连到β-酮脂酰ACP合成酶上
（2）、 丙二酸酰基转移反应：生成丙二酸单酰-S-ACP
此时一个丙二酸单酰基与ACP相连,另一个脂酰基(乙酰基)与β-酮脂酰-ACP合成酶相连。
（3）、 缩合反应：生成β-酮脂酰-S-ACP

同位素实验证明，释放的CO2来自形成丙二酸单酰CoA时所羧化的HCO3— ，羧化上的C原子并未掺入脂肪酸，HCO3— 在脂酸合成中只起催化作用。
（4）、 第一次还原反应：生成β-羟脂酰-S-ACP


注意：形成的是D型β羟丁酰-S-ACP，而脂肪分解氧化时形成的是L型。
（5）、 脱水反应：形成β-烯脂酰-S-ACP


（6）、 第二次还原反应：形成（n+2）脂酰-S-ACP

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