生化脂代谢 (2).ppt

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1、生化脂代谢现在学习的是第1页，共47页10.1 概述概述脂脂类类物物质质是生物体是生物体维维持正常生命持正常生命现现象不可缺少象不可缺少的的.脂脂类类包括的范包括的范围围很广很广,脂脂类类在化学在化学结结构、理化构、理化性性质质方面存在很大差异方面存在很大差异,但有共同点但有共同点:不溶于水而溶不溶于水而溶于非极性有机溶于非极性有机溶剂剂定定义义:能被生物体利用能被生物体利用,不溶于水不溶于水,易溶于脂溶性溶易溶于脂溶性溶剂剂的生物分子的生物分子生生物物功功能能 生物膜的主要成分生物膜的主要成分储储能物能物质质(1g糖或糖或Pr17kJ 1g lip38kJ)保保护护、御寒功能、御寒功能促促进

2、进脂溶性物脂溶性物质质的吸收的吸收现在学习的是第2页，共47页分分类类 类类脂脂 脂脂类类 脂酸醇脂酸醇复复(合合)脂脂:脂脂类类的水解的水解产产物物:脂肪酸脂肪酸萜萜甾甾脂肪脂肪油油蜡蜡单单(纯纯)脂脂:脂酸醇非脂性物脂酸醇非脂性物质质(糖糖/磷酸磷酸/氮碱氮碱/蛋白蛋白质质)存在存在形式形式 体体质质脂形式脂形式:作作为为原生原生质质体存于体存于细细胞内胞内贮贮藏脂形式藏脂形式:贮贮于皮下等于皮下等现在学习的是第3页，共47页组组成成 脂肪脂肪(三三酰酰甘油甘油)CH2O-CO-R1 CHO-CO-R2 CH2O-CO-R3R1COOHR2COOH +R3COOH脂酸脂酸偶碳偶碳(C4C2

3、8)饱饱和和/不不饱饱和和R1/R2/R3可相同也可相同也可不同可不同软脂酸软脂酸C16:0硬脂酸硬脂酸C18:0油酸油酸C18:19亚油酸亚油酸C18:29,12亚麻酸亚麻酸C18:39,12,15CH2OH CHOH CH2OH甘油甘油 c(顺顺)t(反反)现在学习的是第4页，共47页磷脂磷脂 CH2O-CO-R1 CHO-CO-R2 CH2O-P-O-X+O O 胆碱胆碱:HO-CH2CH2N+(CH)3 胆胺胆胺:HO-CH2CH2N+H3丝丝氨酸氨酸:HO-CH2CH(NH2)COOH肌醇肌醇:环环己六醇己六醇10.2 脂脂类类的的酶酶促降解促降解脂肪脂肪 二二酰酰甘油甘油 单酰单酰

4、甘油甘油 甘油甘油脂脂酶酶脂脂酶酶脂脂酶酶H2O 脂酸脂酸H2O 脂酸脂酸H2O 脂酸脂酸现在学习的是第5页，共47页 CH2O-CO-R1 R2-CO-OCH CH2O-P-O-X+O O 磷脂酶磷脂酶A1磷脂酶磷脂酶A2磷脂酶磷脂酶D磷脂酶磷脂酶C磷脂磷脂 现在学习的是第6页，共47页 CH2O-CO-R1 R2-CO-OCH CH2O-P-O-X+O O 磷脂酶磷脂酶A2 CH2O-CO-R1 HO-CH CH2O-P-O-X+O O 溶血磷脂溶血磷脂 CH2-OH HO-CH CH2O-P-O-X+O O 无毒无毒蛇毒蜂蛇毒蜂毒蝎毒毒蝎毒现在学习的是第7页，共47页(CH(CH2 2)

5、n n-CH-CH3 3-C=OC=O胆固醇胆固醇酯酯 胆固醇胆固醇酯酯酶酶现在学习的是第8页，共47页甘甘油油三三酯酯的的消消化化与与吸吸收收 现在学习的是第9页，共47页10.3 脂肪的分解代脂肪的分解代谢谢一一.甘油的分解甘油的分解(胞胞浆浆中中进进行行)CH2OH CHOH CH2OHCH2OH CHOH CH2O-P甘油甘油甘油甘油-3-P二二羟羟丙丙酮酮-PCH2OH C=O CH2-P ATP ADPNAD NADH2甘油甘油-P-脱脱氢氢酶酶甘油激甘油激酶酶Mg2+丙丙酮酮酸酸G酵解酵解异生异生现在学习的是第10页，共47页1mol甘油分解甘油分解为为CO2+H2O,产产生多少

6、生多少ATP?甘油甘油甘油酸甘油酸-1,3-2P乙乙酰酰COA10ATPNADH2ATPATPNADH2NADH2ATP18.5 ATP甘油甘油-3-P二二羟羟丙丙酮酮-P甘油酸甘油酸-3-P丙丙酮酮酸酸CO2+H2O现在学习的是第11页，共47页二二.脂肪酸的分解脂肪酸的分解-,-,-分解分解(氧化氧化)-氧化氧化1904年年,F.Knoop实验证实实验证实用奇碳、偶用奇碳、偶碳的苯脂酸碳的苯脂酸饲饲养养动动物物,收集尿液收集尿液分析分析现在学习的是第12页，共47页1.-氧化氧化脂酸脂酸活化活化-氧化氧化胞胞浆浆线线粒体粒体a.反应历程反应历程RCH2CH2CH2COOH硫激硫激酶酶Mg2

7、+ATP AMP +HSCoA PPi活化活化脂酸脂酸脂脂酰酰CoA脂脂酰酰CoA转转运运脂脂酰酰CoA乙乙酰酰CoARCH2CH2CH2COSCoA现在学习的是第13页，共47页转运转运RCH2CH2CH2COSCoARCH2CH2CH2COSCoA转转运运肉毒碱肉毒碱脂脂酰酰肉毒碱肉毒碱HSCoAHSCoARCH2CH2CH2COSCoAHSCoA(CH3)3N+CH2CHCH2C-O-OOH(CH3)3N+CH2CHCH2C-O-RCH2CH2CH2C=OOO脂脂酰酰肉毒碱肉毒碱肉毒碱肉毒碱脂脂酰酰CoA脂脂酰酰CoA脂脂酰酰CoA转移酶转移酶转移酶转移酶现在学习的是第14页，共47页转

8、移酶转移酶 现在学习的是第15页，共47页-氧化氧化RCH2CH2CH2COSCoA脂脂酰酰CoA反反-,-烯烯脂脂酰酰CoA-羟羟脂脂酰酰CoARCH2C=CCOSCoAHH-酮酮脂脂酰酰CoARCH2COSCoA脂脂酰酰CoA(少少2C)FAD FADH2脱脱氢氢酶酶脱脱氢氢酶酶水化水化酶酶RCH2CHCH2COSCoAOHH2ONAD NADH2RCH2CCH2COSCoAOHSCoA CH3COSCoA 硫解硫解酶酶TCA循循环环现在学习的是第16页，共47页特点特点,-位脱位脱氢氢-位加位加OH,-位加位加H-位脱位脱H-位裂解位裂解-氧化氧化b.能量能量活化活化脱脱氢氢脱脱氢氢以以

9、软软脂酸脂酸(C16:0)为为例例计计算能量算能量FADFADH2 +1.5ATPNADNADH2 +2.5ATP-氧化一氧化一轮轮+4ATPATPAMP+PPi -2ATPC16:0 C14:0 C12:02C+2C(n/2 1)次循次循环环2Pi现在学习的是第17页，共47页生成生成8mol CH3COSCoA活化活化-氧化氧化TCA循循环环-2ATP(n/2 1)次循环次循环 74 +28ATP 810 +80ATP+106ATPCH3(CH2)14COOH+ATP+7FAD+7H2O+8HSCoA+7NAD+总总反反应应8CH3COSCoA+AMP+PPi+7FADH2+7NADH2储

10、储能能30.521069790.56=0.33=33%现在学习的是第18页，共47页c.奇数碳脂肪酸的奇数碳脂肪酸的-氧化氧化奇碳脂酸奇碳脂酸5C3C+2CCH3CH2COSCoA+CH3COSCoA丙丙酰酰CoA乙乙酰酰CoA丙丙酰酰CoA琥珀琥珀酰酰CoATCA丙二丙二酰酰CoA乙乙酰酰CoA TCACO2动动物物植物植物d.不饱和脂肪酸的不饱和脂肪酸的-氧化氧化以油酸以油酸(C18:19)为为例例CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH活化活化转转运运CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COSCoA现在学习的是第19页，共47页CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COSC

11、oA-氧化氧化16C,14C,12C(3次循次循环环)CH3(CH2)7CH=CHCH2COSCoA顺顺-,-烯烯脂脂酰酰CoACH3(CH2)7CH2C=CCOSCoA反反-,-烯烯脂脂酰酰CoAHH异构异构酶酶-氧化氧化2C5+2C5次循次循环环能量能量少少1次脱次脱氢氢(少得少得1mol FADH2)2C3现在学习的是第20页，共47页能计算能计算4(n/2-1)+10(n/2)1.5双双键键数数 -2活化活化-氧化次数氧化次数乙乙酰酰CoA分子数分子数2.-氧化氧化RCH2COOHRCOOH单单加氧加氧酶酶CO22HO2少少1C羧酸羧酸3.-氧化氧化CH3(CH2)nCOOHHOCH2

12、(CH2)nCOOHHOOC(CH2)nCOOH-氧化氧化末端甲基末端甲基(-端端)氧化氧化-C氧化氧化OHRCHCOOH ORCCOOHO2单单加氧加氧酶酶-氧化氧化现在学习的是第21页，共47页4.酮体的生成和利用酮体的生成和利用A.酮体的生成酮体的生成-羟丁酸羟丁酸 CH3CH(OH)CH2COOH脂酸脂酸-氧化氧化乙乙酰酰CoA肝外肝外组织组织肝内肝内组织组织氧化不完全氧化不完全乙酰乙酸乙酰乙酸CH3COCH2COOH丙酮丙酮CH3COCH3酮酮体体TCA酮酮体体现在学习的是第22页，共47页CO2 CoASH CoASH NAD+NADH+H+-羟丁酸羟丁酸脱氢酶脱氢酶HMGCoA

13、合酶合酶乙酰乙酰乙酰乙酰CoA硫硫解酶解酶HMGCoA 裂解酶裂解酶现在学习的是第23页，共47页乙酰乙酰乙酰乙酰CoA还原酶还原酶NADPH+H+NADP+CH3CHCH2CSCoAOH O=(-羟丁酰羟丁酰CoA)-丁丁酰酰CoA脱酰基酶脱酰基酶H2OHSCoA饥饿或糖尿病饥饿或糖尿病现在学习的是第24页，共47页 NAD+NADH+H+琥珀酰琥珀酰CoA 琥珀酸琥珀酸 CoASH+ATP PPi+AMP CoASH 琥珀酰琥珀酰CoA转硫酶转硫酶（心、肾、脑及骨骼肌的（心、肾、脑及骨骼肌的线粒体）线粒体）乙酰乙酰乙酰乙酰CoA硫硫激酶激酶（肾、心和脑的（肾、心和脑的线粒体）线粒体）乙酰乙

14、酰乙酰乙酰CoA硫解酶硫解酶（心、肾、脑及骨骼肌（心、肾、脑及骨骼肌线粒体）线粒体）B.酮体的利用酮体的利用现在学习的是第25页，共47页丙丙酮酮去路去路a.随尿排出随尿排出b.直接从肺部呼出直接从肺部呼出c.转变为丙酮酸或甲酰基及乙酰基转变为丙酮酸或甲酰基及乙酰基酮体在肝脏合成酮体在肝脏合成,肝外分解肝外分解正常情况下正常情况下,血液中酮体浓度相对恒定血液中酮体浓度相对恒定饥饿饥饿/膳食中糖供给不足膳食中糖供给不足/糖尿病糖尿病脂肪脂肪动动员员加速加速肝肝脏脏中中酮酮体生成增加体生成增加糖代糖代谢谢减少减少,丙丙酮酮酸缺乏酸缺乏,可与乙可与乙酰酰CoA缩缩合合成成柠柠檬酸的草檬酸的草酰酰乙酸

15、乙酸,酮酮体去路体去路酮酮血症血症酸中毒酸中毒现在学习的是第26页，共47页10.4 脂肪的合成代脂肪的合成代谢谢一一.甘油甘油的合成的合成G二二羟羟丙丙酮酮-P 甘油甘油-PEMP甘油甘油-P脱脱氢氢酶酶NADH2 NAD+或或甘油甘油 甘油甘油-P甘油甘油-P激激酶酶ATP ADP二二.脂肪酸脂肪酸的合成的合成合成部位合成部位:胞胞浆浆(主要主要)线线粒体粒体/微粒体微粒体/叶叶绿绿体体现在学习的是第27页，共47页原料原料:乙酰乙酰CoA、NADPH2乙酰乙酰CoA(线粒体线粒体)胞胞浆浆丙酮酸丙酮酸甘油甘油乳酸乳酸GAA脂酸脂酸1.从头从头合成合成非非线线粒体粒体酶酶系合成系合成,丙二

16、丙二酰酰CoA途径途径乙酰乙酰CoA转运转运现在学习的是第28页，共47页线线粒粒体体膜膜胞液胞液 线粒体基质线粒体基质 丙酮酸丙酮酸 丙酮酸丙酮酸 苹果酸苹果酸 草酰乙酸草酰乙酸 柠檬酸柠檬酸 柠檬酸柠檬酸 乙酰乙酰CoA NADPH+H+NADP+苹果酸酶苹果酸酶 CoA 乙酰乙酰乙酰乙酰CoA CoA ATP ADP Pi 柠檬酸裂解酶柠檬酸裂解酶 CoA 草酰乙酸草酰乙酸 H2O 柠檬酸合成酶柠檬酸合成酶 苹果酸苹果酸 CO2CO2柠檬酸丙酮酸穿梭柠檬酸丙酮酸穿梭现在学习的是第29页，共47页柠柠檬檬酸酸柠柠檬檬酸酸CH3CSCoAO CH3CSCoA O 柠柠檬酸檬酸合成合成酶酶柠柠

17、檬酸檬酸裂解裂解酶酶草草酰酰乙酸乙酸+H2O HSCoA草草酰酰乙酸乙酸+ADP+Pi HSCoA+ATP丙二酸单酰丙二酸单酰CoA的合成的合成乙乙酰酰CoA羧羧化化酶酶Mg2+,VHCO2+H2O+ATPADP+Pi+H+HOOCCH2CSCoAO CH3CSCoAO 丙二酸单酰丙二酸单酰CoA现在学习的是第30页，共47页脂酸碳链的迭加脂酸碳链的迭加脂酸合脂酸合成酶系成酶系酰基载体蛋白酰基载体蛋白(ACP,ACPSH)六种酶六种酶脂酰基转移酶脂酰基转移酶E1丙二酰基转移酶丙二酰基转移酶E2-酮酮脂脂酰酰-ACP合成合成酶酶E3-酮酮脂脂酰酰-ACP还还原原酶酶E4-羟羟脂脂酰酰-ACP脱水

18、脱水酶酶E5-烯烯脂脂酰酰-ACP还还原原酶酶E6分子量分子量40万万现在学习的是第31页，共47页-氧化氧化:脱脱氢氢水合水合脱脱氢氢硫解硫解合成合成:缩缩合合还还原原脱水脱水还还原原原始反原始反应应:ACP-SH HSCoAE2ACP-SH HSCoAE1丙二酸单酰丙二酸单酰-S-ACP乙酰乙酰-S-ACPOHOOCCH2CSCoACH3CSACPOCH3CSCoAOOHOOCCH2CSACP丙二酸单酰丙二酸单酰CoA现在学习的是第32页，共47页CH3CSACPOOHOOCCH2CSACP+CO2+ACPSHE3CH3CCH2CSACPOO乙酰乙酰乙酰乙酰-S-ACPE4NADPH2NA

19、DPCH3CHCH2CSACPOOH-羟羟丁丁酰酰-S-ACP反反-,-烯烯丁丁酰酰-S-ACPE5H2OE6NADPH2NADPCH3CCCSACPHHOCH3CH2 CH2CSACPO丁丁酰酰-S-ACP循循环环,增增C2乙酰乙酰-S-ACP丙二酸单酰丙二酸单酰-S-ACP现在学习的是第33页，共47页循循环环,增增C2即即缩缩合合还还原原脱水脱水还还原原脂酰脂酰ACP硫硫酰酰酶酶ACP-SHH2O脂酸脂酸 CH3CSACPOO HOOCCH2CSACP如如:软脂酸软脂酸(C16:0)的合成的合成需需:循环循环7次次CH3CSCoAOOHOOCCH2CSCoA1mol7mol现在学习的是第

20、34页，共47页总反应总反应 CH3CSCoAOO 7HOOCCH2CSCoA+7CO2+7H2O+7ATP7CH3CSCoAO+7ADP+7PiO+7HOOCCH2CSCoA+14NADPH2 CH3(CH2)14COOH+14NADP+7CO2+8HSCoA+6H2O8CH3CSCoAO+H2O+7ATP+14NADPH2 CH3(CH2)14COOH+7ADP+7Pi+14NADP+8HSCoA现在学习的是第35页，共47页ACPACP乙酰乙酰CoACoA乙酰基乙酰基HSCoA丙二酰丙二酰CoACoA丙酰基丙酰基乙酰基乙酰基乙酰基乙酰基乙酰基乙酰基b b-酮脂酰基酮脂酰基CO2NADPH

21、NADP+b b-羟脂酰基羟脂酰基H2O反式反式-D D2 2-烯脂酰基烯脂酰基NADPHNADP+脂酰基脂酰基脂酰脂酰CoACoAFFAHSCoAHSCoAHSCoA 中央巯基中央巯基 外围巯基外围巯基 脂酰基转移酶脂酰基转移酶 丙二酰基转移酶丙二酰基转移酶 b b-酮脂酰酮脂酰-ACP合成酶合成酶 b b-酮脂酰酮脂酰-ACP还原酶还原酶 b b-羟脂酰羟脂酰-ACP脱水酶脱水酶 b-烯脂酰烯脂酰-ACP还原酶还原酶脂酸脂酸合成酶合成酶现在学习的是第36页，共47页现在学习的是第37页，共47页*除酵母菌主要产生硬脂酸除酵母菌主要产生硬脂酸(C18:0)外外,大多数机体大多数机体脂酸合成到

22、脂酸合成到16C为止为止,可能因为可能因为-酮酮脂脂酰酰-ACP合合成成酶酶只能接受只能接受14C的脂的脂酰酰基基,而不能接受大于而不能接受大于14C的脂的脂酰酰基的基的缘缘故故2.线粒体线粒体(微粒体微粒体)中的中的合成合成脂酸碳脂酸碳链链延延长长的合成的合成CH3CSCoAO软软脂脂酰酰CoA延延长长C链链(24C)从从头头合成合成逆逆-氧化氧化软软脂脂酰酰CoA(16C)+CH3CSCoAO缩缩合合(18C)还还原原硬脂硬脂酰酰CoA(18C)还还原原脱水脱水现在学习的是第38页，共47页3.奇碳饱和脂酸合成奇碳饱和脂酸合成起始起始为为丙二丙二酰酰CoA4.不饱和脂酸合成不饱和脂酸合成不

23、不饱饱和和键键通通过过脂脂酰酰CoA加氧加氧酶酶催化形成催化形成必必须须脂酸脂酸:亚亚油酸油酸(18:29,12)亚亚麻酸麻酸(18:29,12,15)三三.脂肪脂肪的合成的合成R1COSCoAR2COSCoA转酰酶转酰酶2HSCoACH2OHCHOH +CH2O-PCH2O-COR1CHO-COR2CH2O-P脂脂酰酰CoA甘油甘油-PL-磷脂酸磷脂酸现在学习的是第39页，共47页CH2O-COR1CHO-COR2 CH2O-PR3COSCoAL-磷脂酸磷脂酸磷酸酶磷酸酶CH2O-COR1CHO-COR2 CH2OH甘油二甘油二酯酯H2O Pi甘油二酯转酰基酶甘油二酯转酰基酶HSCoACH2

24、O-COR1CHO-COR2 CH2O-COR3脂肪脂肪现在学习的是第40页，共47页 CH2O-CO-R1 R2-CO-OCH CH2O-P-O-X+O O 磷脂酶磷脂酶A1(B1)磷脂酶磷脂酶A2(B2)磷脂酶磷脂酶D磷脂酶磷脂酶C10.5 磷脂的代磷脂的代谢谢磷脂的分解磷脂的分解现在学习的是第41页，共47页磷脂的合成磷脂的合成甘油二甘油二酯酯CDP-X转移酶转移酶CDP-X CMPCH2O-COR1CHO-COR2 CH2OH CH2O-CO-R1R2-CO-OCH CH2O-P-O-X+OO磷脂酸磷脂酸CDP-甘油二甘油二酯酯磷脂磷脂酰酰Ser磷脂磷脂酰酰胆胺胆胺磷脂磷脂酰酰胆碱胆碱

25、CH2O-COR1CHO-COR2 CH2O-CDPCTP-X PPiSer CMPCO2CH3CH2O-COR1CHO-COR2 CH2O-P现在学习的是第42页，共47页CDP-X的合成的合成HO(CH2)2N+H3HO(CH2)2N+(CH3)3HOCH2CHCOOHNH2CDP-SerCDP-胆碱胆碱CDP-胆胺胆胺Ser激激酶酶ATPADP胆胺胆胺激激酶酶ATPADP胆碱胆碱激激酶酶ATPADP磷磷酰酰胆胺胆胺转转胞苷胞苷酶酶CTPPPi磷磷酰酰Ser转转胞苷胞苷酶酶CTPPPi磷磷酰酰胆碱胆碱转转胞苷胞苷酶酶CTPPPiCO2CH3P-CH2CHCOOHNH2P-(CH2)2N+(

26、CH3)3P-(CH2)2N+H3现在学习的是第43页，共47页10.6 胆固醇代胆固醇代谢谢1.胆固醇的胆固醇的转转化化转变为转变为非开非开环环的各种衍生物的各种衍生物,进进一步被利用一步被利用,并非并非彻彻底氧化分解底氧化分解胆固醇胆固醇类类固醇固醇进进一步利用一步利用排出体外排出体外排出体外排出体外少量少量少量少量性激素性激素胆汁酸胆汁酸VD肾肾上腺皮上腺皮质质激素激素现在学习的是第44页，共47页2.胆固醇的合成胆固醇的合成 (胞浆胞浆/微粒体微粒体)胆固醇胆固醇(27C)原料原料:乙乙酰酰CoAa.乙乙酰酰CoA+乙乙酰酰乙乙酰酰CoA-羟羟-甲戊二酸甲戊二酸(6C)b.脱脱羧羧异戊二异戊二烯单烯单位位(5C)c.6个异戊二个异戊二烯单烯单位位缩缩合合鲨烯鲨烯(30C)d.羊毛脂固醇羊毛脂固醇(30C)e.胆固醇胆固醇(27C)现在学习的是第45页，共47页现在学习的是第46页，共47页现在学习的是第47页，共47页