【正文】 H2O 2Pi 反應(yīng)不可逆 + CoASH 脂 肪 酸RCH 2 CH 2 C O H O==脂 酰 ~ SCo ARCH 2 CH 2 C ~S Co A O==脂酰 CoA合成酶 形成高能鍵的反應(yīng)： 通過 ATP的一個(gè)磷酸酐鍵水解產(chǎn)生， 由 ATP的第二個(gè)酸酐鍵驅(qū)動完成。 脂酰 CoA水解時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)自由能變化 ΔG0= 13 KJ/mol 生物體內(nèi) ATP供能往往通過偶聯(lián)反應(yīng)使 ΔG0 0 脂酰 CoA形成與 ATP水解相偶聯(lián) 焦磷酸 的水解強(qiáng)化了供能 23 ? 試解釋脂肪酸活化的能量變化？ 存在于 線粒體外膜 和 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) ， 該酶至少有三種 ， 分別相應(yīng)于 長 、 中 、 短鏈 脂肪酸 24 脂酰 CoA合成酶 (脂肪酸硫激酶 ) 活化了的脂肪酸分子（脂酰 CoA） 小于 10個(gè)碳，容易穿過線粒體內(nèi)膜； 大于 10個(gè)碳？ 脂肪酸首先要進(jìn)入 線粒體基質(zhì) 才能開始代謝過程 （脂酰 CoA進(jìn)入線粒體） HOOCCH2CHCH2N+CH3 OH CH3 CH3 ? 1）脂酰 CoA進(jìn)入 線粒體基質(zhì)的 載體 ——肉堿 (carnitine） 來攜帶 脂?；?。 羥基與脂肪酸連接成酯 肉毒堿 Lβ 羥 γ 三甲氨基丁酸 酯酰肉堿穿梭系統(tǒng) 移位酶 2） 肉堿脂肪酰轉(zhuǎn)移酶同工酶 (CAT)（酶 Ⅰ 和酶 Ⅱ ） 催化移換反應(yīng) 是由 肉堿脂肪酰轉(zhuǎn)移酶 Ⅰ (carnitine acyl transferase Ⅰ )和肉堿脂肪酰轉(zhuǎn)移酶 Ⅱ 共同完成 . 肉毒堿脂酰 CoA轉(zhuǎn)移酶 Ⅰ ( 限速酶 ) 肉毒堿脂酰CoA轉(zhuǎn)移酶 Ⅱ 肉毒堿 此過程為脂肪酸 β 氧化 的限速步驟，CATⅠ 是限速酶 ① 脫氫： 脂酰 CoA脫氫酶， FAD ② 加水： △ 2烯酰 CoA水化酶 ③再脫氫： β羥脂酰 CoA脫氫酶， NAD+ ④ 硫解 （脫乙酰 CoA）： β酮脂酰 CoA硫解酶， HSCoA 3. 脂酸的 β氧化 （ 1）脫氫 脂酰 CoA經(jīng)脂酰 CoA脫氫酶催化，在其 α 和 β 碳原子上脫氫，生成△ 2反烯脂酰 CoA。 （ 2）加水 （水合反應(yīng)） △ 2反烯脂酰 CoA在△ 2反烯脂酰CoA水合酶催化下，在雙鍵上加水生成 Lβ 羥脂酰 CoA。 R C H 2 C H 2 C H 2 COS C oAF A D F A D H 2R C H 2 C CHHCOS C oA脂酰 C o A 脫氫酶 β α △ G0’=20kJ/mol R C H 2 C CHHCOS C oA R C H 2 C H C H COS C oAO HH 2 O烯脂酰 C o A 水合酶 β α △ G0’=2 （ 3）脫氫 Lβ 羥脂酰 CoA在 Lβ 羥脂酰 CoA脫氫酶催化下，脫去 β 碳原子與羥基上的氫原子生成 β 酮脂酰 CoA，該反應(yīng)的輔酶為 NAD+。 （ 4）硫解 在 β 酮脂酰 CoA硫解酶催化下， β 酮脂酰 CoA與 CoA作用，硫解產(chǎn)生 1分子乙酰 CoA和比原來 少兩個(gè)碳 原子的 脂酰 CoA。 R C H 2 C H C H COS C oAO HR C H 2 C C H COS C oAO烯脂酰 C o A 脫氫酶N A D + N A D H + H +R C H 2 C C H COS C oAOR C H 2 COS C oA C H 3 COS C oAC oA S H+硫解酶△ G0’=+△ G0’=28kJ/mol 乙酰 CoA FAD FADH2 NAD + NADH RCH2CH2COSCoA 脂酰 CoA 脫氫 酶 脂酰 CoA β 烯脂酰 CoA 水化 酶 β 羥脂酰 CoA 脫氫 酶 β 酮酯酰 CoA 硫解 酶 RCHOHCH2CO~ScoA RCOCH2COSCoA RCH=CHCOSCoA + CH3CO~SCoA RCO~ScoA H2O CoASH TCA 乙酰 CoA 乙酰 CoA 乙酰 CoA ATP H20 呼吸鏈 H20 呼吸鏈 乙酰 CoA 乙酰 CoA 乙酰 CoA 乙酰 CoA ?氧化循環(huán)的反應(yīng)過程 脂肪酸氧化的三個(gè)階段 脂肪酸 β氧化最終的 產(chǎn)物為 乙酰 CoA、 NADH和 FADH2： FADH2→ 2ATP。 NADH → 3ATP， 故一次 ?氧化 循環(huán)可生成 5分子 ATP。 1分子乙酰 CoA 經(jīng)徹底氧化分解可生成 12分子 ATP。 脂肪酸 β氧化的能量生成 ? 以 16C的 軟脂酸 為例來計(jì)算，則生成 ATP的數(shù)目為： 7次 ?氧化分解產(chǎn)生 5 7=35分子 ATP； 8分子乙酰 CoA可得 12 8=96分子 ATP； 共可得 131分子 ATP，減去活化時(shí)消耗的兩分子 ATP，故軟脂酸徹底氧化分解可凈生成 129分子 ATP。 ? 對于任一偶數(shù)碳原子的長鏈脂肪酸 ， 其凈生成的 ATP數(shù)目可按下式計(jì)算： n n ATP凈生成數(shù) = （ — 1） 5 + — 12 – 2 2 2 β氧化的次數(shù) 生成的乙酰CoA數(shù) 脂肪酸活化 消耗的 ATP數(shù) （二）飽和脂肪酸的 α氧化作用 (肝、腦 ) 發(fā)生在 α 碳原子上脂肪酸氧化作用 RCH2COO RCH(OH)COO RCOCOO CO2 O2 NAD + NADH +H+ NAD + NADH +H+ RCH(OOH)COO CO2 RCHO O2 NAD + NADH +H+ 過氧化 羥化 RCOO （三）飽和 脂肪酸的 ω氧化作用 ω氧化 : 指脂肪酸的末端甲基（ ω端）經(jīng) 氧化 轉(zhuǎn)變成 羥甲基 ，繼而 再 氧化 成羧基，從而形成 α， ω二羧酸的過程 。 生成的 二羧酸 轉(zhuǎn)運(yùn)至線粒體 ,在進(jìn)行 ?氧化 ,最后生成琥珀酰 CoA,直接進(jìn)入 TCA代謝 . CH3(CH2)n COO HOCH2(CH2)n COO OHC(CH2)n COO OOC(CH2)n COO O2 NAD(P) + NAD(P)H+H+ NAPD + NADPH+H+ NAD(P) + NAD(P)H+H+ 混合功能氧化酶 醇酸脫氫酶 醛酸脫氫酶 脂肪酸的其他氧化方式 L甲基丙二酸單酰 CoA 消旋酶 變位酶 5?脫氧腺苷鈷胺素 琥珀酰 CoA 丙酰 CoA羧化酶 （生物素） ADP+Pi D甲基丙二酸單酰 CoA ATP+CO2 經(jīng)三羧酸循環(huán)途徑 → 丙酮酸羧化支路 → 糖有氧氧化途徑徹底氧化分解 1. 奇數(shù)碳脂肪酸的氧化： 奇數(shù)碳脂肪酸 CH3CH2CO~CoA ?氧化 丙酰CoA 不飽和脂酸 β氧化 順 ?3烯酰 CoA 順 ?2烯酰 CoA 反 ?2烯酰 CoA ?3順 ?2反烯酰 CoA 異構(gòu)酶 β氧化途徑 L(+)β羥脂酰 CoA D()β羥脂酰 CoA D()β羥脂酰 CoA 表異構(gòu)酶 H2O 脂肪酸的其他氧化方式 乙酰CoA 2. 不飽和脂肪酸的氧化 （差向異構(gòu)酶、還原酶） 1） 進(jìn)入 TCA循環(huán) 2）膽固醇生物合成的起始化合物 3）脂肪酸合成前體的