脂代谢中文课件.ppt

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1、脂代谢中文第1页，此课件共90页哦脂脂类类是是脂脂肪肪和和类类脂脂的的总总称称，是是一一大大类类不不溶于水而易溶于有机溶剂的化合物。溶于水而易溶于有机溶剂的化合物。脂肪脂肪磷酸甘油酯磷酸甘油酯磷脂磷脂鞘磷脂鞘磷脂脑苷脂脑苷脂鞘脂鞘脂神经节苷脂神经节苷脂胆固醇及其酯胆固醇及其酯类脂类脂脂类脂类糖脂糖脂第2页，此课件共90页哦脂类代谢对于生命活动具有重要意义。脂类代谢对于生命活动具有重要意义。（1）脂肪氧化可比其他能源物质提供更多的能量。脂肪氧化可比其他能源物质提供更多的能量。每克脂肪氧化时可释放出每克脂肪氧化时可释放出38.9kJ糖糖-为为17.2kJ蛋白质蛋白质-为为23.4kJ（2）类脂及其

2、衍生物具有重要生理作用。类脂及其衍生物具有重要生理作用。代谢的中间产物是合成激素、胆酸和维生素代谢的中间产物是合成激素、胆酸和维生素等的基本原料，维持正常活动有重要作用。等的基本原料，维持正常活动有重要作用。（3）亚油酸、亚麻酸等为人体必需脂肪酸，缺乏，缺亚油酸、亚麻酸等为人体必需脂肪酸，缺乏，缺乏时乏时会造成相应疾病。会造成相应疾病。（4）人类的某些疾病如动脉粥样硬化、脂肪肝和人类的某些疾病如动脉粥样硬化、脂肪肝和酮尿症等都与脂类代谢紊乱有关。酮尿症等都与脂类代谢紊乱有关。第3页，此课件共90页哦第一节第一节脂类的消化、吸收和转运脂类的消化、吸收和转运一、一、脂类的消化（十二指肠）脂类的消化

3、（十二指肠）乳化剂：胆汁盐、磷脂酰胆碱，都由肝脏产生第4页，此课件共90页哦二、脂类的吸收单酰甘油、脂肪酸、胆固醇、溶血磷脂、脂溶性维生素可与胆汁盐乳化成混合微团（20nm），被肠粘膜的柱状表面细胞吸收。第5页，此课件共90页哦被吸收的脂类，在柱状细胞中重新合成三酰甘油，结合上载脂脂蛋蛋白白、磷酯、胆固醇，形成乳糜微粒（CM），经胞吐排至细胞外，释放到血液。在脂肪组织和骨骼肌毛细血管中，在脂蛋白脂肪酶作用下，乳糜微粒中的三酰甘油被水解为游离脂肪酸和甘油，游离脂肪酸被这些组织吸收，甘油被运送到肝脏进行氧化等。三、三、脂类转运和脂蛋白的作用脂类转运和脂蛋白的作用第6页，此课件共90页哦脂蛋白：是由

4、疏水脂类为核心、围绕着极性脂类及载脂蛋白组成的复合体，是脂类物质（甘油三脂和胆固醇脂）的转运形式。P424第7页，此课件共90页哦四、贮脂的动员（mobilization)贮存于脂肪细胞中的甘油三酯在贮存于脂肪细胞中的甘油三酯在激素敏感性激素敏感性脂肪酶脂肪酶（hormonesensitivetri-glyceridelipase,HSL）的催化下水解并释放出脂肪酸，的催化下水解并释放出脂肪酸，供给全身各组织细胞摄取利用的过程称为供给全身各组织细胞摄取利用的过程称为脂肪脂肪动员。动员。第8页，此课件共90页哦第9页，此课件共90页哦激素敏感脂肪酶激素敏感脂肪酶（HSL）是脂肪动员的关是脂肪动员

5、的关键酶。主要受共价修饰调节。键酶。主要受共价修饰调节。激素敏感脂肪酶激素敏感脂肪酶-+肾上腺素肾上腺素去甲肾上腺素去甲肾上腺素胰高血糖素胰高血糖素胰岛素胰岛素前列腺素前列腺素E2E2第10页，此课件共90页哦第二节脂肪的分解代谢(Breakdownoftriacylglyceroles)一.脂肪的水解(Hydrolysisoftriacylglyceroles)第11页，此课件共90页哦第12页，此课件共90页哦二、甘油的分解代谢甘油的分解代谢（CatabolismofGlycerol）第13页，此课件共90页哦第14页，此课件共90页哦脂肪酸的脂肪酸的-氧化氧化脂肪酸的脂肪酸的-氧化作用是

6、指脂肪酸在氧化分氧化作用是指脂肪酸在氧化分解时，碳链的解时，碳链的氧化、水合、氧化、断裂氧化、水合、氧化、断裂均均发生在脂肪酸的发生在脂肪酸的-位，即脂肪酸碳链的位，即脂肪酸碳链的断裂方式是断裂方式是每次切除每次切除2个碳原子。个碳原子。脂肪酸的脂肪酸的-氧化是饱和脂肪酸的主要分解氧化是饱和脂肪酸的主要分解方式。方式。脂肪酸的脂肪酸的-氧化在线粒体中进行氧化在线粒体中进行.三三.脂肪酸的脂肪酸的分解分解代谢代谢第15页，此课件共90页哦脂肪酸脂肪酸氧化过程氧化过程线粒体中脂肪酸彻底氧化的三大步骤长链脂肪酸氧化分解为乙酰-CoA-氧化氧化乙酰-CoA进入柠檬酸循环还原型辅酶的氧化磷酸化第16页，

7、此课件共90页哦（一）*饱和脂肪酸的氧化第17页，此课件共90页哦活化活化(细胞质）细胞质）在线粒体外或胞浆中被活化，形成脂酰在线粒体外或胞浆中被活化，形成脂酰CoA，然后进入线粒体进行氧化。然后进入线粒体进行氧化。在在脂酰脂酰CoA合成酶合成酶催化下，由催化下，由ATP提供能提供能量，将脂肪酸转变成量，将脂肪酸转变成脂酰脂酰CoA：第18页，此课件共90页哦脂酰-CoA合酶家族对脂肪酸的链长具有要求：内质网膜型脂酰CoA合酶：活化长链脂肪酸（12C以上）线粒体外膜型脂酰CoA合酶：活化中、短链脂肪酸（410C）中、短链脂酰CoA直接进入线粒体第19页，此课件共90页哦在在线线粒粒体体外外生生

8、成成的的脂脂酰酰CoA需需进进入入线线粒粒体体基基质质才才能能被被氧氧化化分分解解，此此过过程程必必须须要要由由肉肉碱碱（肉肉毒毒碱碱）携携带带，借借助助于于两两种种肉肉碱碱脂脂酰酰移移位位酶酶（酶酶和和酶酶）催催化化的的移移换换反反应应才才能能完完成成。其其中中肉肉碱碱脂脂肪肪酰酰转转移移酶酶是是脂脂肪肪酸酸-氧化的关键酶氧化的关键酶。HOOC-CH2-CH（OH）-CH2-N+-（CH3）3转运转运（脂酰-CoA的肉碱穿梭机制）肉毒碱肉毒碱(3-羟基羟基-4-三甲氨基丁酸三甲氨基丁酸)第20页，此课件共90页哦 肉毒碱肉毒碱(3-羟基羟基-4-三甲氨基丁酸三甲氨基丁酸)第21页，此课件共9

9、0页哦脂酰脂酰CoACoA进入线粒体的过程进入线粒体的过程*第22页，此课件共90页哦脂肪酸氧化途径：氧化途径：氧化、水合、氧化、断裂氧化、水合、氧化、断裂第23页，此课件共90页哦I、脂酰脂酰CoA脱氢生成脱氢生成-反式烯脂酰反式烯脂酰CoA三种脂酰CoA脱氢酶对脂肪酸的链长具有专一性第24页，此课件共90页哦II、2反式烯脂酰反式烯脂酰CoA水化生成水化生成L-羟脂酰羟脂酰CoA-烯脂酰CoA水化酶第25页，此课件共90页哦III、L-羟脂酰羟脂酰CoA脱氢生成脱氢生成-酮脂酰酮脂酰CoAL-羟脂酸CoA脱氢酶第26页，此课件共90页哦IV、-酮酮脂脂酰酰CoA硫硫解解生生成成乙乙酰酰Co

10、A和和（n-2）脂酰脂酰CoA酮脂酰硫解酶第27页，此课件共90页哦第28页，此课件共90页哦脂肪酸脂肪酸-氧化的特点：氧化的特点：-氧化过程在线粒体基质内进行；氧化过程在线粒体基质内进行；-氧氧化化为为一一循循环环反反应应过过程程，由由脂脂肪肪酸酸氧氧化酶系催化，反应不可逆；化酶系催化，反应不可逆；需要需要FAD，NAD+，CoA为辅助因子；为辅助因子；每循环一次，生成每循环一次，生成一分子一分子FADH2，一分子一分子NADH，一分子乙酰一分子乙酰CoA一分子减少两个碳原子的脂酰一分子减少两个碳原子的脂酰CoA。肉碱脂肪酰转移酶肉碱脂肪酰转移酶是脂肪酸是脂肪酸-氧化的关键酶。氧化的关键酶。

11、第29页，此课件共90页哦脂肪酸-氧化产生的能量以软脂酸为例：7次循环：7X（1.5+2.5+10）+10=108ATP活化消耗：-2个高能磷酸键净生成：108-2=106ATP第30页，此课件共90页哦软脂酸燃烧热值：9790kj-氧化释放：106ATP(-30.54)=-3237kj第31页，此课件共90页哦7次次-氧化分解产生氧化分解产生57=35分子分子ATP；8分子乙酰分子乙酰CoA可得可得128=96分子分子ATP；共共可可得得131分分子子ATP，减减去去活活化化时时消消耗耗的的两两分分子子ATP，故故软软脂脂酸酸彻彻底底氧氧化化分分解解可可净净生生成成129分子分子ATP。第3

12、2页，此课件共90页哦（二）不饱和脂酸的氧化1、单不饱和脂肪酸的氧化单不饱和脂肪酸的氧化-油酸的氧化3顺-2反烯脂酰CoA异构酶（改变双键位置和顺反构型）少了一次脂酰-CoA脱氢酶的作用，少了1个FADH2第33页，此课件共90页哦第34页，此课件共90页哦2、多不饱和脂酸的氧化多不饱和脂酸的氧化P241图28-13亚油酸的氧化3顺2反烯脂酰CoA异构酶（改变双键位置和顺反构型）-羟脂酰CoA差向酶（改变-羟基构型：DL型）（14622）ATP第35页，此课件共90页哦第36页，此课件共90页哦3.奇数碳脂肪酸的氧化奇数碳脂肪酸经过反复的氧化可以产生丙酰CoA，丙酰CoA转化成琥珀酰CoA，进

13、入TCA。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。第37页，此课件共90页哦第38页，此课件共90页哦4.脂酸的其它氧化途径脂酸的其它氧化途径(1)氧化氧化（不需活化，直接氧化游离脂酸）（不需活化，直接氧化游离脂酸）RCH2COOHRCOOH+CO2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）有重要作用第39页，此课件共90页哦(2)氧氧化化（端端的的甲甲基基羟羟基基化化，氧氧化化成成醛醛，再氧化成酸）再氧化成酸）少数长链脂酸可通过氧化途径，产生二羧酸。第40页，此课件共90页哦4、酮体（ketonebody)的代谢肝脏线粒体中乙酰-C

14、oA有4种去向：(1)柠檬酸循环（2）合成胆固醇（3）合成脂肪酸（4）酮体代谢乙酰乙酸、D-羟丁酸、丙酮第41页，此课件共90页哦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。只有少量乙酰CoA可以进入TCA，大多数乙酰CoA用于合成酮体。第42页，此课件共90页哦（1）酮体的生成酮体的生成（肝、肾细胞线粒体（肝、肾细胞线粒体内）内）第43页，此课件共90页哦(2)酮体的降解心、肾、心、肾、脑细胞脑细胞心、肾、心、肾、脑、骨脑、骨骼肌细骼肌细胞胞第44页，此课件共90页哦（3）酮体生成的生理意义酮体生成的生理意义酮体是肝

15、输出能量的一种形式,形成酮体的目的是将肝中大量的乙酰CoA转移出去酮体溶于水，分子小，能通过血脑屏障及肌肉毛细管壁。脑组织不能氧化脂肪酸，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。第45页，此课件共90页哦第六节脂肪酸及甘油三脂的合成代谢脂类的合成代谢：从头合成：主要在肝脏脂肪积累：脂肪组织脂肪肝：（1）动员过度（2）运输问题第46页，此课件共90页哦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脂类合成在肝脏、脂肪细胞、乳腺中占优势。第47页，此课件共90页哦一、一、饱和脂肪酸的从头合成饱和脂肪酸的从头合成合成部位：

16、细胞质合成的原料：乙酰CoA（主要来自Glc酵解）NADPH（60%磷酸戊糖途径、40%苹果酸酶反应）ATPHCO3第48页，此课件共90页哦1、乙酰乙酰CoA的转运（线粒体的转运（线粒体细胞质）细胞质）转运方式：柠檬酸-丙酮酸循环第49页，此课件共90页哦2、丙二酸单酰丙二酸单酰CoA的生成（供体活化）的生成（供体活化）乙酰CoA羧化酶：辅酶是生物素乙酰CoA羧化酶是脂肪酸合成的限速酶：柠檬酸激活，脂肪酸抑制。乙酰CoA是脂肪酸合成的起始引物，丙二酸单酰CoA是链的延长单位。第50页，此课件共90页哦3、脂肪酸合酶、脂肪酸合酶(7种酶种酶+ACP)脂酰基载体蛋白（脂酰基载体蛋白（ACP）辅基

17、：磷酸泛酰巯基乙胺磷酸泛酰巯基乙胺通过-SH与脂酰基相连，犹如摇臂，把脂酰基从一个催化中心转移到另一个催化中心。第51页，此课件共90页哦4-磷酸泛酰巯基乙胺是ACP和CoA的共同活性基团。ACP上的Ser羟基与4-磷酸泛酰巯基乙胺上的磷酸基团相连第52页，此课件共90页哦4、脂肪酸的生物合成步骤脂肪酸的生物合成步骤第53页，此课件共90页哦乙酰乙酰CoA-ACP酰基转移酶酰基转移酶（ACP-脂酰基转移酶）脂酰基转移酶）CoA-SHCH3CO-S-CoA-酮脂酰ACP合成酶脂酰-S-合成酶CH3CO-S-合成酶脂酰-S-ACPCH3CO-S-ACPACP-SH（1）启动）启动乙酰基（脂酰基）引

18、物连到乙酰基（脂酰基）引物连到-酮脂酰酮脂酰ACP合成酶上合成酶上第54页，此课件共90页哦（2）装载）装载丙二酸单酰基转移，生成丙二酸单酰丙二酸单酰基转移，生成丙二酸单酰-S-ACP丙二酸单酰基供体与ACP相连。脂酰基(乙酰基)引物与-酮脂酰-ACP合成酶相连。丙二酸单酰CoACoA-SHACP-SH丙二酸单酰-S-ACP丙二酸单酰CoA-ACP酰基转移酶（ACP-丙二酸单酰转移酶）第55页，此课件共90页哦（3）缩合：生成缩合：生成-酮脂酰酮脂酰-S-ACP释放的CO2来自形成丙二酸单酰CoA时所羧化的HCO3脂酰基引物的羰基脂酰基引物的羰基C攻击丙二酸单酰基供体的甲基攻击丙二酸单酰基供体

19、的甲基C第56页，此课件共90页哦（4）还原：生成）还原：生成D-羟脂酰羟脂酰-S-ACP形成的是D-羟脂酰-S-ACP，而脂肪分解氧化时形成的是L型。-酮脂酰-ACP还原酶NADPH第57页，此课件共90页哦（5）脱水：形成脱水：形成反式反式-烯脂酰烯脂酰-S-ACP羟脂酰-ACP脱水酶第58页，此课件共90页哦（6）还原：形成（）还原：形成（n+2）脂酰脂酰-S-ACP烯脂酰-ACP还原酶NADPH第59页，此课件共90页哦第第二二次次循循环环：丁丁酰酰-S-ACP的的丁丁酰酰基基由由ACP转转移移至至-酮酮脂脂酰酰-ACP合成酶上。合成酶上。多数生物（尤其动物）仅限于形成软脂酸（16C）

20、，因为-酮脂酰ACP合成酶不能接受16C酰基。第60页，此课件共90页哦（7）释放（动物）软脂酰-ACP硫酯酶软脂酰-ACP+H2O软脂酸+HS-ACP第61页，此课件共90页哦5、脂肪酸合成的化学计量（从乙酰脂肪酸合成的化学计量（从乙酰CoA开始）开始）以合成软脂酸为例：由乙酰-S-CoA合成软脂酸的总反应：8乙酰CoA+14NADPH+14H+7ATP+H2O软脂酸+8CoASH+14NADP+7ADP+7Pi142.5+7=42ATP第62页，此课件共90页哦第63页，此课件共90页哦6、脂肪酸合成途径与脂肪酸合成途径与-氧化的比较氧化的比较第64页，此课件共90页哦合成合成氧化氧化细胞

21、中部位细胞中部位细胞质细胞质线粒体线粒体酶酶系系7种酶，多酶复合体种酶，多酶复合体4种酶分散存在种酶分散存在酰基载体酰基载体ACPCoA二碳片段二碳片段丙二酸单酰丙二酸单酰CoA乙酰乙酰CoA电子供体（受体）电子供体（受体）NADPHFAD、NAD循环循环缩缩合合、还还原原、脱脱水水、还原还原氧氧化化、水水合合、氧氧化化、裂解裂解-羟脂酰基构型羟脂酰基构型D型型L型型底物穿梭机制底物穿梭机制柠檬酸穿梭柠檬酸穿梭脂酰肉碱穿梭脂酰肉碱穿梭对对HCO3及及柠柠檬檬酸酸的的要求要求要求要求不要求不要求方向方向甲基到羧基甲基到羧基羧基到甲基羧基到甲基能量变化能量变化消消 耗耗 7个个 ATP及及 14个

22、个NADPH，共共49ATP。（7FADH2+7NADH-2ATP）共共33ATP产物产物16碳酸以内的脂酸。碳酸以内的脂酸。18碳酸可彻底降解碳酸可彻底降解第65页，此课件共90页哦二、二、线粒体和内质网中脂肪酸碳链的延长线粒体和内质网中脂肪酸碳链的延长1、线粒体脂肪酸延长酶系线粒体脂肪酸延长酶系能够延长中、短链（4-16C）饱和或不饱和脂肪酸。延长过程是-氧化过程的逆转，乙酰CoA作为二碳片段的供体，NADPH作为氢供体。第66页，此课件共90页哦2、内质网脂肪酸延长酶系内质网脂肪酸延长酶系哺乳动物细胞的内质网膜能延长饱和或不饱和长链脂肪酸（16C及以上），延长过程与从头合成相似，只是以C

23、oA代替ACP作为脂酰基载体软脂酰-CoA以丙二酸单酰CoA作为C2供体，NADPH作为氢供体，缩合、还原、脱水、再还原，从羧基端延长。第67页，此课件共90页哦三、三、不饱和脂肪酸的合成不饱和脂肪酸的合成在人类及多数动物体内，只能合成一个双键的单不饱和脂肪酸（9），如硬脂酸脱氢生成油酸，软脂酸脱氢生成棕榈油酸。植物和某些微生物可以合成(12)二烯酸、三烯酸，甚至四烯酸。某些微生物(E.coli)、酵母及霉菌能合成二烯、三烯和四烯酸。第68页，此课件共90页哦1、去饱和途径去饱和途径脂酰CoA去饱和酶，催化软脂酰CoA及硬脂酰CoA分别在C9-C10脱氢，生成棕榈油酸（916:1）和油酸(91

24、8:1)P266图29-11哺乳动物体内的脂酰CoA去饱和酶反应第69页，此课件共90页哦2、氧化脱氢（需氧）氧化脱氢（需氧）一般在脂肪酸的第9、10位脱氢，生成不饱和脂肪酸。如硬脂酸可在特殊脂肪酸氧化酶作用下，脱氢生成油酸。图第70页，此课件共90页哦四、四、三脂酰甘油的合成三脂酰甘油的合成动物肝脏、脂肪组织及小肠粘膜细胞中合成大量的三脂酰甘油，植物也能大量合成三脂酰甘油，微生物合成较少。第71页，此课件共90页哦脂酰甘油的合成过程：合成原料：（1）甘油-3-磷酸：甘油的活化形式磷酸二羟丙酮(糖酵解产物)还原甘油磷酸化(只有肝中才有甘油激酶)（2）脂酰CoA：脂肪酸的活化形式第72页，此课件

25、共90页哦第73页，此课件共90页哦甘油+ATP磷酸甘油+ADP磷酸二羟丙酮+NADH+H+磷酸甘油+NAD+2RCOSCoA+CH2OCORCHOCORCH2OHCH2OCORCHOCORCH2OP+2CoASHCH2OHCHOHCH2OPRCOSCoACH2OCORCHOCORCH2OCOR第74页，此课件共90页哦第三节甘油磷脂的分解代谢甘油磷脂的一般结构磷脂酸脑磷脂：磷脂酰乙醇胺卵磷脂：磷脂酰胆碱第75页，此课件共90页哦（一）甘油磷脂的基本结构：（一）甘油磷脂的基本结构：CH2-O-CO-R|R-CO-O-CH|CH2-O-PO3H-X第76页，此课件共90页哦（二）甘油磷脂的分解代

26、谢：（二）甘油磷脂的分解代谢：甘甘油油磷磷脂脂的的分分解解靠靠存存在在于于体体内内的的各各种种磷磷脂脂酶酶将将其其分分解解为为脂脂肪肪酸酸、甘甘油油、磷磷酸等，然后再进一步降解。酸等，然后再进一步降解。第77页，此课件共90页哦水解甘油磷脂的磷脂酶（水解甘油磷脂的磷脂酶（phosphalipase):1、磷脂酶磷脂酶A1作用于sn-1位置，存在于动物细胞中。2、磷脂酶磷脂酶A2作用于sn-2位大量存在于蛇毒、蝎毒、蜂毒中，动物胰脏中有此酶原磷脂经过酶促分解脱去一个脂肪酸分子形成溶血磷脂（带一个游离脂肪酸和一个-P-X），催化溶血磷脂水解的酶称溶血磷脂酶（L1L2）第78页，此课件共90页哦3、

27、磷脂酶磷脂酶C存在于动物脑、蛇毒和细菌毒素中。作用于sn-3位、磷酸前，生成二酰甘油和磷酸胆碱。4、磷脂酶磷脂酶D主要存在于高等植物中，作用于sn-3位、磷酸后边，水解产物是磷脂酸和胆碱。5、磷脂酶磷脂酶B可能是A1、A2的混合物，能同时水解、位第79页，此课件共90页哦第四节、甘油磷脂的生物合成第80页，此课件共90页哦第81页，此课件共90页哦第82页，此课件共90页哦第83页，此课件共90页哦第五节胆固醇的代谢一、胆固醇的分解代谢胆固醇一般不能氧化降解为CO2、H2O，只能氧化为各种衍生物第84页，此课件共90页哦第85页，此课件共90页哦第86页，此课件共90页哦第87页，此课件共90页哦二、胆固醇的生物合成原料：乙酰-CoA、NADPH、ATP部位：内质网乙酰-CoAC2甲羟戊酸C6异戊二烯衍生物C5鲨烯C30羊毛固醇C30胆固醇C27第88页，此课件共90页哦第89页，此课件共90页哦第90页，此课件共90页哦