生物化学脂代谢课件.ppt
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1、目目 录录关于生物化学脂代谢第1页,此课件共103页哦 脂类脂类(lipid(lipid)是生物体内一大类是生物体内一大类不溶不溶于水于水而易而易溶于有机溶剂(乙醚、氯仿、溶于有机溶剂(乙醚、氯仿、苯)苯)的的有机化合物有机化合物,包括包括脂肪、类脂及脂肪、类脂及其衍生物。其衍生物。定定 义义第2页,此课件共103页哦第一节第一节 脂类的组成、分布及生理功用脂类的组成、分布及生理功用第3页,此课件共103页哦分类分类类脂类脂脂类脂类脂肪(油脂)脂肪(油脂)磷脂磷脂甘油磷酸甘油磷酸鞘磷脂鞘磷脂糖脂糖脂脑苷脂脑苷脂神经节苷脂神经节苷脂胆固醇及其酯胆固醇及其酯鞘糖脂鞘糖脂甘油糖脂甘油糖脂鞘脂鞘脂第4
2、页,此课件共103页哦甘油甘油(丙三醇)丙三醇)脂类的组成脂类的组成脂类一般由脂类一般由醇醇和和脂肪酸脂肪酸组成组成胆固醇胆固醇CH3(CH2)12-CH=CH-CHOH CHNH2 CH2OH 鞘氨醇鞘氨醇醇醇第5页,此课件共103页哦饱和脂酸:饱和脂酸:不含双键不含双键不饱和脂酸:不饱和脂酸:单不饱和脂酸(含单不饱和脂酸(含1 1个双键)个双键)多不饱和脂酸(含双键多不饱和脂酸(含双键2 2个)个)脂肪酸(脂肪酸(fatty acids,FA)CH3-(CH2)6-CH=CH-(CH2)6-COOHCH3-CH2-CH2-(CH2)14-COOH第6页,此课件共103页哦体内脂肪酸的来源体
3、内脂肪酸的来源体内脂肪酸的来源体内脂肪酸的来源自身合成自身合成 饱和脂酸饱和脂酸和和单不饱和脂酸单不饱和脂酸 食食物物供供给给 包包括括各各种种脂脂酸酸,特特别别是是一一些些多多不不饱饱和和脂脂酸酸,动动物不能自身合成,需从植物中摄取。物不能自身合成,需从植物中摄取。*必必需需脂脂肪肪酸酸体体内内不不能能合合成成,必必须须从从食食物物中中摄摄取取的的脂脂肪肪酸酸,称称为为必必需需脂脂肪肪酸酸,包包括括亚亚油油酸酸(18:2,18:2,9,129,12)、亚亚麻麻酸酸(18:3,18:3,9,12,159,12,15)、花花生生四四烯烯酸酸(20:4,20:4,5,8,11,145,8,11,1
4、4)等等多多不饱和脂肪酸。不饱和脂肪酸。第7页,此课件共103页哦胆固醇酯胆固醇酯 甘油三脂甘油三脂(脂肪)(脂肪)脂类的基本结构脂类的基本结构第8页,此课件共103页哦X X=H、胆胆碱碱、乙乙醇醇胺胺、丝丝氨氨酸酸、甘甘油油、肌肌醇醇、磷磷脂脂酰甘油等酰甘油等 甘油磷脂甘油磷脂X=磷脂胆碱磷脂胆碱、磷脂乙醇胺磷脂乙醇胺鞘磷脂鞘磷脂 糖链糖链第9页,此课件共103页哦脂类的分类、含量、分布及生理功能脂类的分类、含量、分布及生理功能 第10页,此课件共103页哦磷磷脂脂是是双双性性化化合合物物第11页,此课件共103页哦磷磷脂脂双双分分子子层层第12页,此课件共103页哦第第 二二 节节 脂类
5、的消化和吸收脂类的消化和吸收Digestion and Absorption of Lipid 第13页,此课件共103页哦脂类的消化脂类的消化乳化作用乳化作用 消化酶消化酶 产产 物物 食物中的脂类食物中的脂类 微团微团(3-10m)l场所:场所:小肠上段小肠上段l乳化剂:乳化剂:胆汁酸盐胆汁酸盐(降低脂降低脂水界面张力)水界面张力)l酶:酶:胰脂酶、磷脂酶胰脂酶、磷脂酶A A2 2、胆固醇酯酶及辅脂酶、胆固醇酯酶及辅脂酶l产物:产物:甘油一酯、脂酸、胆固醇及溶血磷脂等,与胆甘油一酯、脂酸、胆固醇及溶血磷脂等,与胆汁酸盐乳化成更小的汁酸盐乳化成更小的混合微团(混合微团(20nm)。第14页,
6、此课件共103页哦胆胆 盐盐 在在 脂脂 肪肪 消消 化化 中中 的的 作作 用用第15页,此课件共103页哦消化过程及相应的酶消化过程及相应的酶 甘油三酯甘油三酯 2-甘油一酯甘油一酯+2 FFA 磷磷 脂脂 溶血磷脂溶血磷脂+FFA 磷脂酶磷脂酶A2 胆固醇酯胆固醇酯 胆固醇酯酶胆固醇酯酶 胆固醇胆固醇+FFA 胰脂酶胰脂酶 辅脂酶辅脂酶第16页,此课件共103页哦辅辅脂脂酶酶是是胰胰脂脂酶酶的的蛋蛋白白质质辅辅因因子子,分分子子量量约约10kD。分分泌泌入入十十二二指指肠肠后后被被胰胰蛋蛋白白酶酶水水解解N端端的的五五肽肽而而激激活活。辅辅脂脂酶酶本本身身不不具具脂脂肪肪酶酶活活性性,但
7、但它它具具有有与与脂脂肪肪及及胰胰脂脂酶酶结结合合的的结结构构域域。它它与与胰胰脂酶结合是通过脂酶结合是通过氢键氢键进行的;它与脂肪通过进行的;它与脂肪通过疏水键疏水键进行结合。进行结合。辅脂酶的作用:促进胰脂酶对脂肪的水解作用。辅脂酶的作用:促进胰脂酶对脂肪的水解作用。机制:使胰脂酶锚定于水油界面机制:使胰脂酶锚定于水油界面 辅脂酶辅脂酶第17页,此课件共103页哦脂类的吸收脂类的吸收乳乳 化化 吸收吸收 肠粘膜肠粘膜 细胞细胞消化产物消化产物混合微团混合微团l部位:部位:十二指肠下段及空肠上段十二指肠下段及空肠上段l方式方式 1 1:中、短链中、短链(10)10)脂酸脂酸构成的构成的甘油三
8、酯甘油三酯 乳化乳化 吸收吸收 脂肪酶脂肪酶 甘油甘油+FFAFFA 血循环血循环 肠粘膜细胞肠粘膜细胞 门静脉门静脉 第18页,此课件共103页哦 在在肠粘膜细胞肠粘膜细胞中由甘油一中由甘油一酯合成脂肪的途径称为酯合成脂肪的途径称为甘油甘油一酯合成途径一酯合成途径。长链脂酸及长链脂酸及2-2-甘油一酯甘油一酯胆固醇及游离脂酸胆固醇及游离脂酸溶血磷脂及游离脂酸溶血磷脂及游离脂酸甘油三酯甘油三酯胆固醇酯胆固醇酯磷脂磷脂淋巴管淋巴管 血循环血循环乳糜微粒乳糜微粒(CM)肠粘膜细胞肠粘膜细胞载脂蛋白载脂蛋白 B48、A、A、A l方式方式 2 2:+第19页,此课件共103页哦甘油一酯途径 CoA+
9、CoA+RCOOH RCOOH RCORCOCoA CoA 脂酰脂酰CoA合成酶合成酶 ATP ATP AMP PPiAMP PPi 酯酰酯酰CoA 转移酶转移酶 CoA R2COCoA R3COCoA CoA 酯酰酯酰CoA 转移酶转移酶第20页,此课件共103页哦第第 三三 节节 甘油三酯的分解代谢甘油三酯的分解代谢第21页,此课件共103页哦甘油甘油甘油一酯甘油一酯甘油二酯甘油二酯甘油三酯甘油三酯 甘油三酯是甘油的脂酸酯甘油三酯是甘油的脂酸酯第22页,此课件共103页哦(一)(一)脂肪动员脂肪动员 定义定义 储储存存在在脂脂肪肪细细胞胞中中的的甘甘油油三三酯酯,被被脂脂肪肪酶酶逐逐步步水
10、水解解为为游游离离脂脂酸酸(FFA)及及甘甘油油,并并释释放放入入血血以以供供其他组织氧化利用的过程。其他组织氧化利用的过程。限速酶限速酶 甘油三酯脂肪酶甘油三酯脂肪酶 (又称激素敏感性甘油三酯脂肪酶,又称激素敏感性甘油三酯脂肪酶,hormone-sensitive triglyceride lipase,HSL)第23页,此课件共103页哦 脂解激素脂解激素脂解激素脂解激素能能促促进进脂脂肪肪动动员员的的激激素素,如如胰胰高高血血糖糖素素、肾肾上上腺腺素、素、ACTH、TSH等。等。抗脂解激素抗脂解激素抗脂解激素抗脂解激素 抑抑制制脂脂肪肪动动员员,如如胰胰岛岛素素、前前列列腺腺素素E2、烟
11、酸等。烟酸等。第24页,此课件共103页哦脂肪动员过程脂肪动员过程脂解激素脂解激素-受体受体G蛋白蛋白 AC ATPcAMP PKA+HSLa(无活性无活性)HSLb-P(有活性有活性)甘油三酯甘油三酯 甘油二酯甘油二酯甘油甘油一酯一酯 甘甘 油油 FFA FFA FFA 甘油二酯脂肪酶甘油二酯脂肪酶 甘油一酯脂肪酶甘油一酯脂肪酶 产产 物物FFAFFA:与清蛋白结合运至全身:与清蛋白结合运至全身甘油:入血运至甘油:入血运至肝肾肠肝肾肠等等第25页,此课件共103页哦(二)甘油的分解利用(二)甘油的分解利用肝肾肠甘油激酶肝肾肠甘油激酶 ATP ADP 磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 O O 磷酸甘油
12、脱氢酶磷酸甘油脱氢酶 NAD NADHH糖酵解糖酵解途径途径糖异生糖异生途径途径第26页,此课件共103页哦(三)脂肪酸的氧化(三)脂肪酸的氧化组组 织:织:大多数组织(除脑组织外)均可大多数组织(除脑组织外)均可进进 行,行,其中其中肝脏、肌肉肝脏、肌肉最活跃。最活跃。亚细胞:亚细胞:胞液、线粒体胞液、线粒体 部位部位 1 1、脂酸的活化脂酸的活化脂酰脂酰CoACoA的生成的生成2 2、脂酰脂酰CoACoA进入线粒体进入线粒体3 3、脂酰脂酰CoACoA的的-氧化氧化4 4、乙酰乙酰CoACoA的彻底氧化的彻底氧化过程过程第27页,此课件共103页哦1.脂肪酸活化为脂酰脂肪酸活化为脂酰 Co
13、A(胞液)(胞液)+HS-CoA HS-CoA脂酰脂酰CoA合成酶合成酶 ATP AMP PPi Mg高能硫酯键高能硫酯键第28页,此课件共103页哦n n中短链脂酰中短链脂酰中短链脂酰中短链脂酰CoACoA可直接穿过线粒体内膜可直接穿过线粒体内膜可直接穿过线粒体内膜可直接穿过线粒体内膜2.脂酰脂酰CoA进入线粒体进入线粒体n n长链脂酰长链脂酰长链脂酰长链脂酰CoACoA进入线粒体需要肉碱的转运进入线粒体需要肉碱的转运进入线粒体需要肉碱的转运进入线粒体需要肉碱的转运(肉碱肉碱)(L-羟基羟基-三甲氨基丁酸三甲氨基丁酸)(脂酰肉碱脂酰肉碱)第29页,此课件共103页哦限速酶 转转 运运 过过
14、程程第30页,此课件共103页哦脱氢脱氢 加水加水 再脱氢再脱氢 硫解硫解 脂酰脂酰CoA -羟脂酰羟脂酰CoA-酮脂酰酮脂酰CoA脂酰脂酰CoA +乙酰乙酰CoA 脂酰CoA 脱氢酶,烯脂酰烯脂酰CoAL(+)-羟脂酰CoA脱氢酶 NAD+NADH+H+2-烯脂酰CoA 水化酶H2O FADFADH2酮脂酰CoA 硫解酶HSCoA RCSCoA+CH3COSCoA O=3.脂酸的脂酸的-氧化氧化第31页,此课件共103页哦乙酰乙酰CoA彻底氧化彻底氧化 三羧酸循环三羧酸循环氧化磷酸化氧化磷酸化 4.乙酰乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化进入三羧酸循环彻底氧化2 2分子COCO2 23 3分子分
15、子NADHNADHH H1 1分子分子FADHFADH2 21 1分子分子GTPGTP最终产生最终产生1010分子分子ATPATP第32页,此课件共103页哦5.脂肪酸氧化的能量生成脂肪酸氧化的能量生成 以以16碳软脂酸的氧化为例碳软脂酸的氧化为例活化:活化:消耗消耗2个高能磷酸键个高能磷酸键-氧氧 化:化:7 轮循环产物:轮循环产物:8分子分子乙酰乙酰CoA 7分子分子NADH+H+7分子分子FADH2 能量计算:能量计算:生成生成ATPATP 810+72.5+71.5=810+72.5+71.5=108108 净生成净生成ATPATP 108 2=108 2=106106第33页,此课件
16、共103页哦肉肉碱碱转转运运载载体体ATPCoASHAMP PPiH2O 呼吸链呼吸链 2.5ATP 线线粒粒体体膜膜三羧酸循环三羧酸循环H2OFADH2NADH+H+H2O呼吸链呼吸链 1.5ATP CoA-SHRCSCoA+CH3COSCoA O=第34页,此课件共103页哦目目 录录小小 结结1 1、脂类的种类及功能;必需脂肪酸、脂类的种类及功能;必需脂肪酸2 2、脂肪动员的概念、限速酶、产物、脂肪动员的概念、限速酶、产物3 3、脂肪酸氧化分解的四个阶段、限速酶、脂肪酸氧化分解的四个阶段、限速酶4 4、软脂酸彻底氧化产生、软脂酸彻底氧化产生ATPATP的计算的计算第35页,此课件共103
17、页哦1.不饱和脂酸的氧化不饱和脂酸的氧化 不饱和脂酸不饱和脂酸 氧化氧化 顺顺 3-烯酰烯酰CoA顺顺 2-烯酰烯酰CoA 反反 2-烯酰烯酰CoA 3顺顺-2反烯酰反烯酰CoA 异构酶异构酶 氧化氧化 L(+)-羟脂酰羟脂酰CoA D(-)-羟脂酰羟脂酰CoA D(-)-羟脂酰羟脂酰CoA 表构酶表构酶H2O 脂酸的其他氧化方式脂酸的其他氧化方式第36页,此课件共103页哦 极长链脂酸极长链脂酸(C22)过氧化酶体过氧化酶体 脂酰脂酰CoA氧化酶氧化酶(FAD为辅基)为辅基)较短链较短链 脂酸脂酸 线粒体线粒体 氧化氧化 2.过氧化酶体脂酸氧化过氧化酶体脂酸氧化 第37页,此课件共103页哦
18、3.丙酸的氧化丙酸的氧化支链氨基酸支链氨基酸支链脂酸支链脂酸 奇数碳脂酸奇数碳脂酸胆固醇侧链胆固醇侧链CH3CH2COCoA 羧化酶羧化酶(ATP、生物素)、生物素)CO2 D-甲基丙二酰甲基丙二酰CoA L-甲基丙二酰甲基丙二酰CoA 消旋酶消旋酶 变位酶变位酶 5-脱氧腺苷钴胺脱氧腺苷钴胺素素 琥珀酰琥珀酰CoA 三羧酸循环三羧酸循环 第38页,此课件共103页哦(四)酮体的生成及利用(四)酮体的生成及利用酮体酮体(ketone bodies):是脂酸在肝分解氧化时:是脂酸在肝分解氧化时特有的中间代谢物,是特有的中间代谢物,是乙酰乙酸、乙酰乙酸、-羟丁酸及丙酮羟丁酸及丙酮的的总称。总称。合
19、成部位:肝细胞线粒体;合成部位:肝细胞线粒体;合成原料:脂酸氧化生成的乙酰合成原料:脂酸氧化生成的乙酰CoACoA;第39页,此课件共103页哦CO2 CoASH CoASH NAD+NADH+H+-羟丁酸脱氢酶限速酶HMGCoA合成酶乙酰乙酰CoA硫解酶HMGCoA 裂解酶1.酮体的生成酮体的生成 2H H2 2O O乙酰乙酰脱羧酶第40页,此课件共103页哦 NAD+NADH+H+琥珀酰琥珀酰CoA 琥珀酸琥珀酸 CoASH+ATP PPi+AMP CoASH 2.酮体的利用酮体的利用 肝外组织线粒体肝外组织线粒体心、心、肾、脑、骨骼肌等肾、脑、骨骼肌等琥珀酰CoA转硫酶乙酰乙酰CoA硫解
20、酶乙酰乙酸硫激酶丙丙 酮酮丙酮酸丙酮酸第41页,此课件共103页哦3酮体生成的生理意义酮体生成的生理意义 酮酮体体是是肝肝输输出出能能源源的的一一种种形形式式(酮酮体体肝肝内内生生成成,肝肝外外利利用用)。长长期期饥饥饿饿或或糖糖供供应应不不足足时时,酮酮体体是是脑脑组组织织、肌肌肉肉的的重重要能源。要能源。正常血浆酮体:正常血浆酮体:0.030.030.5mmol/L(0.30.5mmol/L(0.35mg/dl)5mg/dl)在在饥饥饿饿、高高脂脂低低糖糖膳膳食食、糖糖尿尿病病时时,脂脂肪肪动动员员加加强强,血血浆浆酮酮体体增增高高。严严重重糖糖尿尿病病患患者者,血血浆浆酮酮体体明明显显升
21、升高高,可可导致酮症酸中毒,酮尿。导致酮症酸中毒,酮尿。第42页,此课件共103页哦第四节第四节 甘油三酯的合成代谢甘油三酯的合成代谢第43页,此课件共103页哦组组 织:织:肝肝(主要)(主要)、肾、脑、肾、脑、脂肪脂肪等组织等组织 亚细胞:亚细胞:胞液:胞液:主要合成主要合成1616碳的软脂酸(棕榈酸)碳的软脂酸(棕榈酸)肝线粒体、内质网:肝线粒体、内质网:碳链延长碳链延长1.合成部位合成部位(一)脂肪酸的合成(一)脂肪酸的合成第44页,此课件共103页哦 NADPH来自来自 磷酸戊糖途径(主要)磷酸戊糖途径(主要)胞液胞液中异柠檬酸脱氢酶及苹果酸中异柠檬酸脱氢酶及苹果酸酶催化的反应酶催化
22、的反应乙酰乙酰CoA(主要)、(主要)、NADPH、ATP、HCO32.合成原料合成原料 乙酰乙酰CoACoA来自来自 葡萄糖代谢(主要)葡萄糖代谢(主要)氨基酸代谢氨基酸代谢柠檬酸柠檬酸-丙酮酸循环丙酮酸循环线粒体线粒体胞液胞液第45页,此课件共103页哦胞液胞液基质基质第46页,此课件共103页哦(1)丙二酸单酰)丙二酸单酰CoA的合成的合成 HOOCCH2COSCoA+ADP+Pi CH3COSCoA+HCO3-+H+ATP3.合成过程合成过程乙酰乙酰CoACoA羧化酶羧化酶(生物素为辅基,生物素为辅基,MnMn2 2)乙酰辅酶乙酰辅酶A A丙二酸单酰辅酶丙二酸单酰辅酶A A限速酶第47
23、页,此课件共103页哦CH3COSCoA +7 HOOCCH2COSCoA +14 NADPH+H+CH3(CH2)14COOH+7 CO2 +6 H2O+8 HSCoA +14 NADP+(2)软脂酸合成)软脂酸合成乙酰辅酶乙酰辅酶A A丙二酸单酰辅酶丙二酸单酰辅酶A A第48页,此课件共103页哦脂酸合成酶脂酸合成酶 多酶体系多酶体系(有(有7种酶蛋白)种酶蛋白)脂酰基转移酶、丙二酰脂酰基转移酶、丙二酰CoA酰基转移酶、酰基转移酶、酮脂酰合成酶、酮脂酰合成酶、酮脂酰还原酶、酮脂酰还原酶、羟脂酰基脱水酶、脂烯酰还原酶、羟脂酰基脱水酶、脂烯酰还原酶、硫酯酶硫酯酶多功能酶多功能酶(有(有7种酶活
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