脂肪酸摄取和脂肪酸氧化-脂肪酸（fatty acid）代谢

脂肪酸（Fatty acid，FA）是植物、动物和微生物体内重要的脂质成分，溶于脂肪中。一般来说，脂肪酸是由含有偶数个碳原子的直链组成的，其中一端是氢原子，另一端是羧基（-COOH），正是这个羧基使其成为酸性物质（羧酸）。脂肪酸的饱和度取决于碳与碳之间的键的类型，如果所有键都是单键，脂肪酸就是饱和脂肪酸，如果存在双键或三键，脂肪酸就是不饱和脂肪酸。在自然界中，脂肪酸通常不以游离的形式存在，而是与甘油结合形成甘油三酯的形式存在。

脂肪酸是心脏和骨骼肌中维持收缩功能的主要燃料来源。为了满足机体的能量需求，脂肪酸的摄取和β-氧化必须得到协调调节，以确保线粒体能够获得足够但不过量的脂肪酸供应，并进行有效的β-氧化代谢。这种调节机制确保了脂肪酸在能量代谢中的平衡运用。

图1.位于线粒体外膜上的CPT1和位于线粒体内膜上的CPT2在将长链脂肪酸以酰基辅酶A形式运输到线粒体基质中的作用示意图

脂肪酸摄取

长链脂肪酸(LCFA)作为β-氧化的底物是动物重要的燃料来源，是许多不同细胞结构的基石。长链未酯化脂肪酸(LCFA)通过膜转运蛋白(CD36、FABP等)转运到细胞中，细胞中LCFA水平升高在糖尿病、肥胖相关疾病、心血管疾病和某些形式的癌症中很常见。因此，脂肪酸摄取是代谢性疾病治疗的重要靶点，也是代谢研究的重要课题。Assay Genie的基于细胞的脂肪酸摄取检测试剂盒（cat#BA0184）利用荧光脂肪酸类似物，该类似物被脂肪酸转运蛋白摄取并在细胞内积累。加入荧光猝灭试剂以阻断培养基中细胞外的荧光信号。细胞摄取脂肪酸类似物，通过检测λex/em = 488/523nm处荧光信号的增加评估细胞中的脂肪酸摄取活性，并进行激活剂和抑制剂的筛选。

图2. 3T3-L1细胞脂肪酸摄取测定：将3T3-L1细胞以每孔60,000个细胞的密度接种，并进行饥饿处理。左上方：在无胰岛素和存在160 nM胰岛素以及30 μM竞争剂2-溴棕榈酸酯的情况下，3T3-L1细胞的分化和未分化活性。右上方：3T3-L1脂肪细胞对胰岛素的脂肪酸摄取增加。左下方：2-溴棕榈酸酯的脂肪酸转运抑制曲线。抑制剂与工作试剂一起加入，而不是在30分钟的预孵育期间加入。右下方：槲皮素的脂肪酸转运抑制曲线。抑制剂在运行前孵育30分钟。

脂肪酸氧化

脂肪酸氧化（Fatty Acid Oxidation，FAO）是肉碱棕榈酰转移酶 1和2（CPT1和CPT2）将长链脂肪酸转运到线粒体基质后经羟酰基辅酶a氧化为乙酰辅酶a、NADH和FADH2并生成能量的过程，脂肪酸氧化分为四步：

1）酰基辅酶A脱氢酶催化脱氢反应。

2）烯酰辅酶A水合酶催化水合作用，通过双键添加水。

3）3-羟酰基-辅酶A脱氢酶催化脱氢反应，产生NADH。

4）β-酮硫解酶催化硫酯裂解，裂解末端乙酰基辅酶A基团并形成新的酰基辅酶 A，新酰基辅酶A比原酰基辅酶A短两个碳原子。

脂肪酸β-氧化系统在人类中的重要性通过一组称为脂肪酸氧化障碍（FAODs）的遗传疾病得到了体现。FAODs是一类脂肪酸运输和氧化缺陷的异质性疾病群，以常染色体隐性遗传方式传递，临床表现范围广泛。此外，证据表明，胎儿发育期间对FAO活性的调节不仅对胎儿生命至关重要，而且对成年期的健康和疾病也有影响。因此，FAO活性的测量为许多疾病的病理生理和代谢基础提供了有价值的见解。Assay Genie的非放射性FAO检测试剂盒基于底物辛酰辅酶A的氧化反应。产生的NADH与还原反应产生的四唑盐INT结合形成甲瓒。甲醛产物在492nm处表现出最大吸收，因此甲瓒的吸收强度与增加的FAO活性成正比。

图3. 脂肪酸氧化检测:从健康仓鼠心脏和与心力衰竭相关的TO2仓鼠模型心脏制备组织裂解物。裂解物被用于测定，脂肪酸氧化水平被量化。

图4. 脂肪酸氧化试检测原理:辛烷酰辅酶a是底物，而不是反应的产物。

除了脂肪酸摄取和脂肪酸氧化检测试剂盒，Assay Genie的游离脂肪酸检测试剂盒提供了一个简单的，一步和高通量测定游离脂肪酸。在这个实验中，游离脂肪酸被酶转化为酰基辅酶a，随后转化为H2O2。所得的H2O2与特定的染料反应形成粉红色的产物。570nm处的光密度或荧光强度(530/585 nm)与样品中游离脂肪酸浓度成正比。

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