最新医学生物化学课件--07ppt课件.ppt
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1、脂类脂类 脂肪脂肪:甘油三酯甘油三酯类脂类脂胆固醇胆固醇胆固醇酯胆固醇酯磷脂磷脂糖脂糖脂脂类是动、植物细胞原生质的主要成分是动、植物细胞原生质的主要成分分子中除分子中除C、H、O外,还有外,还有P和和N一、脂肪的动员v限速酶:限速酶:激素敏感性甘油三酯脂肪酶激素敏感性甘油三酯脂肪酶(HSL)v脂解激素:脂解激素:肾上腺素、胰高血糖素等肾上腺素、胰高血糖素等v抗脂解激素:抗脂解激素:胰岛素、前列腺素胰岛素、前列腺素E2及烟酸及烟酸胰高血糖素胰高血糖素胰岛素胰岛素(+)(-)腺苷酸环化酶腺苷酸环化酶ATPcAMP(+)蛋白激酶蛋白激酶HSLHSL- P (活性活性) TGDGMGFFA甘油甘油FF
2、A限速酶限速酶脂肪的动员脂肪的动员二、甘油的代谢CH2OHCHOHCH2OHATPADP 甘油激酶(肝、肾、肠)CH2OHCHOHCH2OPNAD+NADH+H+ 磷酸甘油脱氢酶CH2OHCCH2OPO3-磷酸甘油磷酸二羟丙酮糖酵解糖异生丙酮酸糖或糖原v甘油的分解代谢基本上沿糖分解代谢进行甘油的分解代谢基本上沿糖分解代谢进行脂肪酸脂肪酸-氧化氧化(-Oxidation)实验证据实验证据CH2CH2CH2COOHCH2COOHCH2CH2CH2CH2CH2COOHCH2CH2CH2CH2COOHCH2CH2COOHCOOHCH2CONHCH2COOHCONHCH2COOH偶碳苯脂酸奇碳苯脂酸 苯
3、乙尿酸(苯乙酸衍生物) 马尿酸(苯甲酸衍生物)三、脂肪酸的-氧化v 概念:脂肪酸氧化从概念:脂肪酸氧化从羧基端羧基端-碳原子碳原子开始,每次释放出一开始,每次释放出一个二碳片段(乙酰个二碳片段(乙酰CoA),故称),故称-氧化氧化。v 过程:过程:脂肪酸的活化脂肪酸的活化 进入线粒体进入线粒体 氧化氧化 TAC(1 1)脂肪酸的活化)脂肪酸的活化脂酰脂酰CoACoA的形成的形成亚细胞部位:亚细胞部位:胞液胞液RCOOH+HSCoAATPAMP+PPi脂酰CoA合成酶RCOSCoA脂酰CoA(2 2)肉碱携带脂酰)肉碱携带脂酰CoACoA进入线粒体进入线粒体H3CN+CH3CH3CH2CHOHC
4、H2COOH肉碱(L- 羟- -三甲氨基丁酸)RCOSCoA+脂酰CoAH3CN+CH3CH3CH2CHOCH2COOHC OR脂酰肉碱(Acylcarnitine)(Acyl-CoA)(Carnitine)+ HSCoA肉碱脂酰转移酶肉碱脂酰转移酶CAT脂酰CoA进入线粒体脂酰CoA合成酶肉碱脂酰转移酶肉碱脂酰转移酶FFAATPCoAAMPPPi脂酰CoA脂酰CoACoA肉碱脂酰肉碱肉碱脂酰肉碱转位酶脂酰肉碱肉碱CoA脂酰肉碱脂酰CoA基质线粒体外膜线粒体内膜 -氧化限速酶限速酶(3)线粒体内脂肪酸)线粒体内脂肪酸-氧化氧化v亚细胞部位:亚细胞部位:线粒体基质线粒体基质v过程:在脂肪酸过程:
5、在脂肪酸-氧化氧化多酶复合体多酶复合体的催化下,的催化下,从脂酰基从脂酰基碳原子碳原子开始,经开始,经脱氢、加水、再脱脱氢、加水、再脱氢、硫解氢、硫解四步,生成一分子比原来少两个碳原四步,生成一分子比原来少两个碳原子的子的脂酰脂酰CoA及一分子及一分子乙酰乙酰CoA。步骤步骤1:脱氢:脱氢 步骤步骤2:加水(水化):加水(水化) 步骤步骤3:再脱氢:再脱氢 步骤步骤4:硫解:硫解 由此产生由此产生2碳碳的的乙酰乙酰CoA,剩下少掉,剩下少掉2个碳的个碳的脂酰脂酰CoA,再,再进入进入-氧化循环。一个氧化循环。一个16碳碳的软脂酸经过完全分解总共可产生的软脂酸经过完全分解总共可产生129个个AT
6、P。 RCH2CH2COOHRCH2CH2COSCoARCH2CH2COSCoACHCOSCoARCHCH2COSCoARCHOHCH2COSCoARCORCOSCoA+CH3COSCoAATP+HSCoAAMP+PPi脂酰CoA 合成酶CFADFADH2脂酰CoA脱氢酶烯脂酰CoA 水化酶2H2ONAD+NADH+H+L(+) 羟脂酰 CoA脱氢酶HSCoA 酮脂酰CoA 硫解酶呼吸链2PH2OH2O呼吸链3P脱氢加水脱氢硫解脂酰CoA烯脂酰CoA2反L(+) 羟脂酰CoA 酮脂酰CoA 脂酰CoA(少两个碳原子)乙酰CoA脂酰CoA脂肪酸线粒体内膜(dehydrogenation)(hyd
7、ration)(dehydrogenation)(thiolysis)脂肪酸-氧化要点v脂肪酸仅需活化一次(脂肪酸仅需活化一次(cytosol),消耗),消耗一个一个ATP的的两个两个高能键;高能键;v脂酰脂酰-CoA由由肉碱肉碱运入线粒体,限速酶:运入线粒体,限速酶:CAT-;v-氧化(氧化(mitochondrion): 包括包括脱氢脱氢、加水、再脱氢、硫解加水、再脱氢、硫解四个重复步骤。四个重复步骤。脂肪酸氧化的能量生成v如软脂酸(如软脂酸(C16):):* 7次次-氧化,生成氧化,生成8分子乙酰分子乙酰CoA、7分子分子FADH2及及7分子分子NADH 即即 12 8 +27+3 7=
8、131分子分子ATP* 脂肪酸活化时消耗脂肪酸活化时消耗2个高能磷酸键个高能磷酸键* 净生成净生成131-2=129分子分子ATPv计算公式:计算公式:12 +5 ( -1) 2 51.61299791100=68%2n2nv 能量利用率能量利用率:脂肪氧化的能量生成以三硬脂酸甘油酸为例:以三硬脂酸甘油酸为例:(1)甘油部分:)甘油部分: 共产生共产生23ATP-1ATP=22ATP CH2OHCHOHCH2OHATPADP 甘 油 激 酶(肝 、 肾 、 肠 )CH2OHCHOHCH2OPNAD+NADH+H+ 磷 酸 甘 油 脱 氢 酶CH2OHCCH2OPO3-磷 酸 甘 油磷 酸 二
9、羟 丙 酮糖 酵 解糖 异 生丙 酮 酸糖 或 糖 原(2)硬脂酸()硬脂酸(18C)部分:)部分: 在在-氧化中,氧化中,2次次脱氢脱氢:FAD2H(+2ATP),),NADH(+3ATP),共),共5ATP; 硬脂酸为硬脂酸为18C:85=40ATP,活化时消耗,活化时消耗2ATP,实际,实际产生:产生:40ATP-2ATP=38ATP; 三分子硬脂酸:三分子硬脂酸:383=114ATP; 三分子硬脂酸:三分子硬脂酸:93=27个个CH3-CO ScoA(每个产生(每个产生12ATP) 1227=324ATP 所以一分子三硬脂酸甘油酸共产生:所以一分子三硬脂酸甘油酸共产生: 22+114+
10、324=460ATP 四、脂肪酸的其他氧化方式 饱和奇碳脂酸饱和奇碳脂酸的氧化的氧化 不饱和脂肪酸不饱和脂肪酸的氧化的氧化 -氧化氧化作用作用 -氧化氧化作用作用1、饱和奇碳脂酸的、饱和奇碳脂酸的-氧化作用氧化作用 奇碳脂酸最后奇碳脂酸最后-氧化的一个产物不是乙酰氧化的一个产物不是乙酰CoA,而是丙酰,而是丙酰CoA。丙酰丙酰CoA羧化酶羧化酶甲基丙二酸单酰甲基丙二酸单酰CoA差向酶差向酶2、不饱和脂肪酸的、不饱和脂肪酸的-氧化作用氧化作用 所有饱和脂所有饱和脂肪酸肪酸-氧化作用的氧化作用的酶也都参与,但酶也都参与,但因为有烯键,所因为有烯键,所以需要顺以需要顺-反反-烯脂烯脂酰酰CoA异构酶
11、。异构酶。-羟脂酰羟脂酰CoA3、脂肪酸的其他氧化方式、脂肪酸的其他氧化方式 1、-氧化作用:植物线粒体内除了氧化作用:植物线粒体内除了-氧化外,还有氧化外,还有-氧氧化作用。化作用。 结果产生一个结果产生一个CO2 生理作用:人若缺乏生理作用:人若缺乏-氧化作用,就会造成体内植烷酸氧化作用,就会造成体内植烷酸累积,导致外周神经炎类型的运动失调和视网膜炎等。累积,导致外周神经炎类型的运动失调和视网膜炎等。2、-氧化作用:脂肪酸(氧化作用:脂肪酸(C10C12)位的碳(远离羧基端)位的碳(远离羧基端)首先被氧化成二羧酸(包括首先被氧化成二羧酸(包括- 原子的羟基化,然后再氧化原子的羟基化,然后再
12、氧化为羧基),然后再通过为羧基),然后再通过-氧化作用脱下氧化作用脱下C2物。物。 如浮游细菌中如此。如浮游细菌中如此。 五、酮体的生成和利用v酮体:酮体:乙酰乙酸、乙酰乙酸、 -羟丁酸和丙酮羟丁酸和丙酮v酮体的生成酮体的生成v酮体的利用酮体的利用v酮体生成的生理意义酮体生成的生理意义v酮体生成的调节酮体生成的调节酮体(KB)CH3CHOHCH2COOH -羟丁酸CH2COCH2COOH乙酰乙酸CH3COCH3丙酮(acetoacetate)(-hydroxybutyrate)(acetone) 脂肪酸在肝脏中会发生不完全氧化,产生乙酰乙酸、脂肪酸在肝脏中会发生不完全氧化,产生乙酰乙酸、-羟丁
13、酸和丙羟丁酸和丙酮,这些统称为酮体:酮,这些统称为酮体:酮体的生成脂肪酸 -氧化2CH3COSCoA乙酰乙酰CoA 硫解酶HSCoACH3COCH2COSCoA乙酰乙酰CoA限速酶限速酶CH3COSCoAHSCoAHMGCoA 合成酶HOOCCH2COHCH2COSCoACH3羟甲基戊二酸单酰CoA (HMGCoA)CH3COSCoAHMGCoA 裂解酶3(1)肌肉中的)肌肉中的 -羟丁酸羟丁酸首先被氧化成首先被氧化成乙酰乙酸乙酰乙酸( -羟丁酸脱氢酶羟丁酸脱氢酶)(2)乙酰乙酸乙酰乙酸通过两条途径转变为通过两条途径转变为乙酰乙酰乙酰乙酰CoA 琥珀酰琥珀酰CoA转硫酶转硫酶(心肌、骨骼肌)(
14、心肌、骨骼肌) 乙酰乙酸硫激酶乙酰乙酸硫激酶(肾脏)(肾脏)(3)乙酰乙酰乙酰乙酰CoA硫解,生成硫解,生成2分子乙酰分子乙酰CoA酮体的利用CH3CHOHCH2COOH -羟丁酸NADH+H+NAD+丙酮丙酮酸(或乳酸)糖异生糖CH2COCH2COOHCH3COCH2COSCoACH2CH2COOHCOSCoACH2CH2COOHCOOHHSCoA+ATPAMP+PPi乙酰乙酰硫激酶琥珀酰CoA转硫酶乙酰乙酸v为肝外组织提供能源利用(在肌肉中氧化)为肝外组织提供能源利用(在肌肉中氧化)v形成乙酰形成乙酰CoA,可作为大脑发育中脂类合成的原料。,可作为大脑发育中脂类合成的原料。 -羟丁酸脱氢酶
15、羟丁酸脱氢酶(肾脏)(肾脏)(心肌、骨骼肌)(心肌、骨骼肌)UrineAcetoneLungsCitric acid cycleCitric acid cycleLiver BloodExtrahepatic Tissues各组织依赖的主要能源物质GlucoseFFAKBRed Blood Cell+Brain+Muscle+(剧烈运动剧烈运动)+(休息时休息时)+Liver+酮体生成的生理意义 它是肝为肝外组织提供的一种它是肝为肝外组织提供的一种能源能源(Fuel)物质,物质,是肌肉和大脑等组织的重要能源;是肌肉和大脑等组织的重要能源; 正常情况下血中仅含少量酮体,但饥饿、高脂正常情况下血中
16、仅含少量酮体,但饥饿、高脂低糖或糖尿病时,酮体生成过多,低糖或糖尿病时,酮体生成过多,可引起酮血可引起酮血症症(ketonemia) 、酮尿症、酮尿症(ketonuria)或酮症酸中或酮症酸中毒毒(Ketoacidosis) 。酮体生成的调节脂肪动员FFAFFATG脂酰CoA分解合成乙酰CoATCA酮体胰高血糖素 饥饿胰岛素 饱食饱食糖饥饿糖丙二酰CoA乙酰CoAG(+)(-)(+)(+)(-)线粒体肝本小节要求 掌握掌握脂肪及类脂的生理功能;脂肪及类脂的生理功能;掌握掌握胆汁酸胆汁酸盐在脂类消化吸收中的作用及脂类的吸收盐在脂类消化吸收中的作用及脂类的吸收形式。形式。 掌握掌握脂肪动员的概念、
17、限速酶、脂肪酸脂肪动员的概念、限速酶、脂肪酸-氧化过程;氧化过程;了解了解脂肪的合成过程。脂肪的合成过程。 掌握掌握酮体的生成、利用及其生理意义;酮体的生成、利用及其生理意义;了了解解酮体生成的调节。酮体生成的调节。复习题 名词解释名词解释* 1、脂肪的动员、脂肪的动员(lipolysis);* 2、激素敏感性甘油三酯脂肪酶、激素敏感性甘油三酯脂肪酶(HSL);* 3、脂解激素;、脂解激素;* 4、脂肪酸的、脂肪酸的-氧化氧化(-oxidation);* 5、必需脂酸、必需脂酸(essential fatty acid);* 6、酮体、酮体(ketone bodies) 问答问答* 1、简述胆
18、汁酸盐的生理作用。、简述胆汁酸盐的生理作用。* 2、简述酮体生成的生理意义。、简述酮体生成的生理意义。* 3、写出甘油异生为葡萄糖的过程。、写出甘油异生为葡萄糖的过程。* 4、一分子三软脂酰甘油彻底氧化成、一分子三软脂酰甘油彻底氧化成CO2和和H2O,产生多少分子,产生多少分子ATP?写出代谢途径的?写出代谢途径的全过程。全过程。测试题 1、胆汁酸盐胆汁酸盐在在 脂脂 类类 消消 化化 中中 主主 要要 作作 用:用:A、 有有 使使 脂脂 肪肪 乳乳 化化 的的 作作 用用B、 有有 促促 进进 脂脂 肪肪 吸吸 收收 的的 作作 用用C、 有有 促促 进进 胰胰 脂脂 酶酶 活活 性性 的
19、的 作作 用用D、 使使 水水 解解 的的 脂脂 类类 呈呈 溶溶 解解 状状 态态E、 有有 促促 进进 辅辅 脂脂 酶酶 活活 性性 的的 作作 用用 (A、B)测试题 2、参、参 与与 脂脂 肪肪 酸酸 氧氧 化,化, 以以 FAD 为为 辅辅 基基 的的 酶酶 催催 化化 :A、 还还 原原 不不 饱饱 和和 脂脂 酰酰 CoAB、 -羟羟 脂脂 酰酰 CoA 脱脱 氢氢C、 脂脂 肪肪 酸酸 的的 激激 活活D、 脂脂 酰酰 CoA 脱脱 氢氢E、 -酮酮 脂脂 酰酰 还还 原原 (D)测试题 3、一分子、一分子14 碳的肉豆蔻酸经碳的肉豆蔻酸经-氧化为乙酰氧化为乙酰CoAA、活化肉
20、豆蔻酸消耗、活化肉豆蔻酸消耗2 分子高能磷酸键分子高能磷酸键B、肉豆蔻酸需经、肉豆蔻酸需经7次次-氧化才生成氧化才生成7分子乙酰分子乙酰CoAC、生成、生成6 分子分子FADH2 和和6 分子分子NADH + H+D、肉毒碱脂酰转移酶、肉毒碱脂酰转移酶是豆蔻酸是豆蔻酸-氧化的关键酶氧化的关键酶(A、C)测试题 4、对脂酸分解代谢而言下列哪一种叙述是、对脂酸分解代谢而言下列哪一种叙述是错误的?的? A、存在于胞液、存在于胞液 B、生成、生成CH3COCoA C、氧化的活性形式是氧化的活性形式是RCH2CH2CH2COCoA D、一种中间物是、一种中间物是RCH2CHOHCH2COCoA E、反应
21、进行时、反应进行时NAD+NADH (A)测试题 5、彻底氧化、彻底氧化1分子硬脂酰分子硬脂酰CoA(18:0)共需消耗多少分子共需消耗多少分子O2? A、23 B、26 C、30 D、16 E、32 (B)测试题 6、有关酮体的正确叙述是:、有关酮体的正确叙述是: A、酮体包括丙酮、乙酰乙酸和、酮体包括丙酮、乙酰乙酸和-羟丁酸羟丁酸 B、酮体可以从尿中排出、酮体可以从尿中排出 C、饥饿可引起酮体增加、饥饿可引起酮体增加 D、糖尿病可引起酮体增加、糖尿病可引起酮体增加 (A、B、C、D)测试题 7、能将酮体氧化成、能将酮体氧化成CO2和和H2O的组织是的组织是 A、心肌、心肌 B、红细胞、红细
22、胞 C、脑、脑 D、肝、肝 (A、C)第三节第三节 甘油三酯的合成代谢甘油三酯的合成代谢一、一、甘油三酯甘油三酯的合成的合成二、二、脂肪酸脂肪酸的合成的合成三、三、多不饱和脂肪酸多不饱和脂肪酸的重要衍生物的重要衍生物合成部位:合成部位:肝、脂肪组织和小肠肝、脂肪组织和小肠* 合成原料:合成原料:葡萄糖、食物脂肪葡萄糖、食物脂肪* 合成过程:合成过程:- 甘油一酯甘油一酯途径:途径:- 甘油二酯甘油二酯途径:途径:一、甘油三酯的合成代谢食物脂肪食物脂肪(外源外源)小肠脂肪CM合成脂肪合成脂肪(内源内源)肝糖脂肪VLDLCMCM脂肪细胞合成、储存、 动员脂肪VLDLFFA动员动员FFA肾心肌CM:
23、乳糜微粒:乳糜微粒VLDL:极低密度脂蛋白:极低密度脂蛋白由甘油一酯合成的途径 2-甘油一酯 (monoacylglycerol,MG)CH2OHCHCH2OHOCR1O转酰酶R2COCoACoACH2CHOCR2OCH2OHOCR1OCH2CHOCR2OCH2OOCCR1OOR3 1,2-甘油二酯 (diacylglycerol,DG)转酰酶R3COCoACoA甘油三酯 (TG)由甘油二酯合成的途径葡萄糖CH2OHCHCH2OHOP转酰酶R1COCoACoACH2OCHCH2OHOPCR1O3-磷酸甘油1-脂酰-3-磷酸甘油转酰酶R2COCoACoACH2OCHCH2OOPCR1OCOR2磷
24、脂酸磷酸酶PiCH2OCHCH2OHOCR1OCOR21,2-甘油二酯 (DG)转酰酶R3COCoACoACH2CHOCR2OCH2OOCCR1OOR3甘油三酯 (TG)磷脂酸二、脂肪酸的合成代谢v软脂酸的软脂酸的生物合成生物合成v脂酸碳链的脂酸碳链的加长加长* 内质网内质网脂酸碳链延长酶体系脂酸碳链延长酶体系* 线粒体线粒体酶体系酶体系v不饱和脂酸的合成不饱和脂酸的合成v脂酸合成的调节脂酸合成的调节(一)软脂酸的生物合成合成部位:合成部位:肝肝 (主要部位主要部位, VLDL) 、肾、肾、乳腺、脂肪组织乳腺、脂肪组织* 亚细胞定位:胞液亚细胞定位:胞液合成原料:合成原料:脂酰脂酰-CoA、N
25、ADPH、ATP、HCO3-(CO2)及及Mn2+合成酶系及合成过程合成酶系及合成过程* 丙二酰丙二酰CoA的生物合成的生物合成* 脂肪酸脂肪酸的生物合成的生物合成 柠檬酸-丙酮酸循环线粒体内膜胞液基质丙酮酸草酰乙酸柠檬酸柠檬酸草酰乙酸丙酮酸苹果酸乙酰CoACO2H2OHSCoA ATPHSCoA ADP+Pi乙酰CoANADH+H+NAD+NADP+CO2+NADPH+H+GFA由此说明为什么脂肪分解代谢必须建立在糖代谢的基础上由此说明为什么脂肪分解代谢必须建立在糖代谢的基础上1、丙二酰CoA的合成CH3COSCoAHCO3-ATP乙酰CoA羧化酶生物素、Mn2+HOOCCH2COSCoAA
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