肝胆生物化学课件.ppt
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1、关于肝胆生物化学现在学习的是第1页,共55页肝具有肝动脉和门静脉双重血液供应;肝具有肝动脉和门静脉双重血液供应;肝存在肝静脉和胆道系统双重输出通道;肝存在肝静脉和胆道系统双重输出通道;肝具有丰富的肝血窦;肝具有丰富的肝血窦;肝细胞含有丰富的肝细胞含有丰富的 细胞器和丰富的细胞器和丰富的 酶体系。酶体系。现在学习的是第2页,共55页第一节第一节肝在物质代谢中的作用肝在物质代谢中的作用现在学习的是第3页,共55页一、肝在糖代谢中的作用一、肝在糖代谢中的作用肝细胞主要通过调节糖原合成与分解、糖异生途径肝细胞主要通过调节糖原合成与分解、糖异生途径维持血糖的相对维持血糖的相对恒定恒定;进食后,肝细胞摄取
2、葡萄糖并将其进食后,肝细胞摄取葡萄糖并将其合成糖原或脂肪合成糖原或脂肪贮存起来;在贮存起来;在空腹时,空腹时,肝糖原即迅速分解肝糖原即迅速分解生成葡萄糖以补充血糖;长期饥饿时,生成葡萄糖以补充血糖;长期饥饿时,肝通过肝通过糖异生作用糖异生作用合成葡萄糖以维持血糖相对恒定;肝细胞可将半乳合成葡萄糖以维持血糖相对恒定;肝细胞可将半乳糖、果糖等转化为葡萄糖。糖、果糖等转化为葡萄糖。肝细胞肝细胞磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径也很活跃,还可通过也很活跃,还可通过糖醛酸途径糖醛酸途径生成生成UDP-UDP-葡葡萄萄糖醛酸,参与肝生物转化作用。糖醛酸,参与肝生物转化作用。现在学习的是第4页,共55页二、肝在脂类代
3、谢中的作用二、肝在脂类代谢中的作用肝在脂类的消化、吸收、分解、合成及运输等代谢过程中均起肝在脂类的消化、吸收、分解、合成及运输等代谢过程中均起重要的作用。重要的作用。肝能合成胆汁,肝能合成胆汁,促进脂类的消化和吸收促进脂类的消化和吸收肝是肝是脂肪脂肪(酮体)(酮体)代谢代谢的主要场所的主要场所 肝是肝是磷脂、胆固醇及血浆脂蛋白代谢磷脂、胆固醇及血浆脂蛋白代谢的主要器官的主要器官现在学习的是第5页,共55页三、肝在蛋白质代谢中的作用三、肝在蛋白质代谢中的作用肝细胞的一个重要功能是合成与分泌血浆蛋白质;肝细胞的一个重要功能是合成与分泌血浆蛋白质;肝还是清除血浆蛋白质(除肝还是清除血浆蛋白质(除白白
4、蛋白外)的重要器官;蛋白外)的重要器官;肝是体内除支链氨基酸以外的所有氨基酸分解和转变的重要场所;肝是体内除支链氨基酸以外的所有氨基酸分解和转变的重要场所;肝细胞是机体合成尿素的主要器官,能够解氨毒;肝细胞是机体合成尿素的主要器官,能够解氨毒;肝也是胺类物质的重要生物转化器官。肝也是胺类物质的重要生物转化器官。现在学习的是第6页,共55页四、肝在维生素代谢中的作用四、肝在维生素代谢中的作用肝分泌胆汁酸,可促进脂溶性维生素肝分泌胆汁酸,可促进脂溶性维生素A A、D D、E E和和K K的的吸收吸收。肝是体内含维生素较多的器官(肝是体内含维生素较多的器官(储存储存)。)。肝还可以合成维生素肝还可以
5、合成维生素D D结合球蛋白和视黄醇结合蛋白,通过血结合球蛋白和视黄醇结合蛋白,通过血液循环运输维生素液循环运输维生素D D与维生素与维生素A A。肝还参与多种维生素的肝还参与多种维生素的转化转化,如将胡萝卜转化为维生素,如将胡萝卜转化为维生素A A、维生素、维生素PPPP转变为辅酶和辅酶等。转变为辅酶和辅酶等。维生素维生素K K还是肝参与合成凝血因子不可缺少的物质。还是肝参与合成凝血因子不可缺少的物质。现在学习的是第7页,共55页五、肝在激素代谢中的作用五、肝在激素代谢中的作用多种激素在发挥其调节作用后,主要在肝被代谢转化,从而降多种激素在发挥其调节作用后,主要在肝被代谢转化,从而降低或失去其
6、活性,此过程称低或失去其活性,此过程称激素的灭活激素的灭活。肝细胞表面具有某些水溶性激素(如胰岛素、去甲肾上腺素)的肝细胞表面具有某些水溶性激素(如胰岛素、去甲肾上腺素)的受体,可以特异地结合激素,通过内吞作用,将激素吞入细胞内受体,可以特异地结合激素,通过内吞作用,将激素吞入细胞内进行分解代谢。进行分解代谢。一些类固醇激素可通过扩散作用进入肝细胞,与肝内的葡萄糖醛一些类固醇激素可通过扩散作用进入肝细胞,与肝内的葡萄糖醛酸或活性硫酸等结合,失去其活性。酸或活性硫酸等结合,失去其活性。现在学习的是第8页,共55页第二节第二节肝的生物转化作用肝的生物转化作用现在学习的是第9页,共55页一、生物转化
7、的概念一、生物转化的概念机体将一些非营养物质进行各种代谢转变,使其极性增强,水溶性增高,机体将一些非营养物质进行各种代谢转变,使其极性增强,水溶性增高,易于随胆汁或尿液排出体外,这种体内转化过程称为易于随胆汁或尿液排出体外,这种体内转化过程称为生物转化作用生物转化作用。非营养物质非营养物质是一类既不能作为构建组织细胞的成分,又不能氧化是一类既不能作为构建组织细胞的成分,又不能氧化供能的物质。供能的物质。非营养性物质非营养性物质内源性:氨、胺类、胆红素、激素、神经递质等内源性:氨、胺类、胆红素、激素、神经递质等外源性:药物、毒物、食品添加剂、环境污染物和从肠道吸外源性:药物、毒物、食品添加剂、环
8、境污染物和从肠道吸收的腐败产物等收的腐败产物等现在学习的是第10页,共55页二、生物转化反应的类型二、生物转化反应的类型肝的生物转化包括氧化、还原、水解和结合四种类型的反应。肝的生物转化包括氧化、还原、水解和结合四种类型的反应。氧化、还原、水解反应属于氧化、还原、水解反应属于第一相反应第一相反应,有些物质经过第一,有些物质经过第一相反应后水溶性和极性改变不明显,还需进一步与葡萄相反应后水溶性和极性改变不明显,还需进一步与葡萄糖醛酸、硫酸等物质结合才能排出体外,这些结合反应糖醛酸、硫酸等物质结合才能排出体外,这些结合反应属于属于第二相反应第二相反应。现在学习的是第11页,共55页 酶酶 类类 辅
9、酶或结合物辅酶或结合物 细胞内定位细胞内定位第一相反应第一相反应 氧化酶类氧化酶类 加单氧酶系加单氧酶系NADPH+HNADPH+H+,O O2 2,P450P450内质网内质网 胺氧化酶胺氧化酶黄素辅酶黄素辅酶线粒体线粒体 脱氢酶类脱氢酶类NADNAD+胞液或线粒体胞液或线粒体 还原酶类还原酶类 硝基还原酶类硝基还原酶类NADH+HNADH+H+,NADPH+HNADPH+H+内质网内质网 偶氮还原酶类偶氮还原酶类NADH+HNADH+H+,NADPH+HNADPH+H+内质网内质网 水解酶类水解酶类 脂类水解酶脂类水解酶胞液或内质网胞液或内质网 酰胺水解酶酰胺水解酶胞液或内质网胞液或内质网
10、 糖苷水解酶糖苷水解酶胞液或内质网胞液或内质网现在学习的是第12页,共55页酶酶 类类辅酶或结合物辅酶或结合物细胞内定位细胞内定位第二相反应第二相反应 转葡萄糖醛酸酶转葡萄糖醛酸酶活性葡萄糖醛酸活性葡萄糖醛酸(UDPGAUDPGA)内质网内质网 转硫酸酶转硫酸酶活性硫酸(活性硫酸(PAPSPAPS)胞液胞液 谷胱甘肽转硫酶谷胱甘肽转硫酶谷胱甘肽(谷胱甘肽(GSHGSH)胞液与内质网胞液与内质网 乙酰基转移酶乙酰基转移酶乙酰乙酰CoACoA胞液胞液 酰基转移酶酰基转移酶甘氨酸甘氨酸线粒体线粒体 甲基转移酶甲基转移酶S-S-腺苷蛋氨酸腺苷蛋氨酸胞液与内质网胞液与内质网现在学习的是第13页,共55页
11、(一)氧化反应(一)氧化反应1 1加单氧酶系加单氧酶系加单氧酶加单氧酶(又称(又称羟化酶羟化酶或或混合功能氧化酶混合功能氧化酶)存在于肝细胞的)存在于肝细胞的微粒体中,催化多种化合物(如药物、毒物和类固醇激素等)微粒体中,催化多种化合物(如药物、毒物和类固醇激素等)的芳香族环上和侧链烃基羟化以及脂肪族烃链的羟化。的芳香族环上和侧链烃基羟化以及脂肪族烃链的羟化。加单氧酶系可被诱导,长期服用苯巴比妥类药物的人,其对加单氧酶系可被诱导,长期服用苯巴比妥类药物的人,其对异戊巴比妥、氨基比林等多种药物的氧化及耐受能力。异戊巴比妥、氨基比林等多种药物的氧化及耐受能力。P 450 A HP 450 A HF
12、eFe2+2+O+O2 2NADPNADP+NADPH+HNADPH+H+FADHFADH2 2FADFAD2Fe2Fe2 2S S2 22Fe2Fe2 2S S2 22+2+e e2Fe2Fe2 2S S2 23+3+2H2H+H H2 2O OP 450 A HP 450 A HFeFe2+2+P 450 A HP 450 A HFeFe3+3+P 450 A HP 450 A HP 450P 450FeFe3+3+e eA HA HO O2 2A OHA OHNADPH-CytP-450NADPH-CytP-450还原酶还原酶FeFe2+2+-O-O2 2-RH+NADPH+HRH+NA
13、DPH+H+O+O2 2R OH+NADPR OH+NADP+H+H2 2O O加单氧酶系加单氧酶系cytP450cytP450现在学习的是第14页,共55页2 2胺氧化酶系胺氧化酶系单胺氧化酶(单胺氧化酶(MAOMAO)存在于肝细胞的线粒体中,是一种黄素蛋白,蛋)存在于肝细胞的线粒体中,是一种黄素蛋白,蛋白质腐败作用产生的胺类物质如组胺、酪胺、色胺、尸胺、腐胺等,白质腐败作用产生的胺类物质如组胺、酪胺、色胺、尸胺、腐胺等,以及一些拟肾上腺素能药物如以及一些拟肾上腺素能药物如5-5-羟色胺、儿茶酚胺类等均可在单胺氧羟色胺、儿茶酚胺类等均可在单胺氧化酶作用下氧化脱氨基生成相应的醛类,使其丧失活性
14、。化酶作用下氧化脱氨基生成相应的醛类,使其丧失活性。RCHRCH2 2NHNH2 2+O+O2 2+H+H2 2O ORCHO+NHRCHO+NH3 3+H+H2 2O O2 2单胺氧化酶单胺氧化酶现在学习的是第15页,共55页3 3脱氢酶系脱氢酶系脱氢酶存在于肝细胞胞浆及线粒体中,以脱氢酶存在于肝细胞胞浆及线粒体中,以NADNAD+为辅酶,包括醇为辅酶,包括醇脱氢酶(脱氢酶(ADHADH)和醛脱氢酶()和醛脱氢酶(ALDHALDH),分别催化醇类和醛类氧化),分别催化醇类和醛类氧化生成酸。生成酸。RCHRCH2 2OH+NADOH+NAD+RCHO+NADH+HRCHO+NADH+H+醇脱氢
15、酶醇脱氢酶RCHO+NADRCHO+NAD+H+H2 2O ORCOOH+NADH+HRCOOH+NADH+H+醛脱氢酶醛脱氢酶现在学习的是第16页,共55页(二)还原反应(二)还原反应肝细胞微粒体中含有还原酶系,主要有肝细胞微粒体中含有还原酶系,主要有硝基还原酶硝基还原酶和和偶氮还原酶偶氮还原酶两大类,此酶以两大类,此酶以NADHNADH为供氢体,分别催化硝基化合物和偶氮为供氢体,分别催化硝基化合物和偶氮化合物还原,最终生成胺。化合物还原,最终生成胺。硝基苯硝基苯亚硝基苯亚硝基苯羟氨基苯羟氨基苯苯胺苯胺2H2HH H2 2O O2H2H2H2HH H2 2O O偶氮苯偶氮苯偶氮苯偶氮苯还原产
16、物还原产物2H2H2H2H22苯胺苯胺现在学习的是第17页,共55页(三)水解反应(三)水解反应肝细胞的胞浆和微粒体中含有多种水解酶类,主要包括肝细胞的胞浆和微粒体中含有多种水解酶类,主要包括脂酶脂酶、酰胺酰胺酶酶和和糖苷酶糖苷酶三种,分别水解酯键、酰胺键、糖苷键。三种,分别水解酯键、酰胺键、糖苷键。普鲁卡因酰胺普鲁卡因酰胺 +H+H2 2O O酰胺酶酰胺酶对氨基苯甲酸对氨基苯甲酸 +二乙氨基乙醇二乙氨基乙醇乙酰水杨酸乙酰水杨酸 +H+H2 2O O水杨酸水杨酸 +乙酸乙酸水解水解现在学习的是第18页,共55页(四)结合反应(四)结合反应结合反应是体内最重要的生物转化方式。结合反应是体内最重要
17、的生物转化方式。凡是含有羟基、巯基、羧基或氨基等功能基团的非营养物质均凡是含有羟基、巯基、羧基或氨基等功能基团的非营养物质均可与体内一些极性较强的物质或化学基团结合,使它们的极性、可与体内一些极性较强的物质或化学基团结合,使它们的极性、溶解度和生物学活性发生明显变化。溶解度和生物学活性发生明显变化。常见的结合物或基团有葡萄糖醛酸、硫酸、乙酰基和甲基等,常见的结合物或基团有葡萄糖醛酸、硫酸、乙酰基和甲基等,其中以其中以葡萄糖醛酸葡萄糖醛酸的结合反应最为普遍。的结合反应最为普遍。现在学习的是第19页,共55页1 1葡萄糖醛酸结合反应葡萄糖醛酸结合反应肝细胞微粒体中的葡萄糖醛酸基转移酶,以肝细胞微粒
18、体中的葡萄糖醛酸基转移酶,以UDPGAUDPGA为供体,催化为供体,催化含有醇、酚、胺及羧基等极性基团的化合物与之结合,生成相应含有醇、酚、胺及羧基等极性基团的化合物与之结合,生成相应的的葡萄糖醛酸苷葡萄糖醛酸苷,使其毒性降低,极性增加。,使其毒性降低,极性增加。胆红素、类固醇激素等代谢产物均在肝与葡萄糖醛酸结合、进而排出胆红素、类固醇激素等代谢产物均在肝与葡萄糖醛酸结合、进而排出体外。体外。OGAOGACOOGACOOGACOOHCOOHOHOH+UDPGA+UDPGA+UDPGA+UDPGA+UDP+UDP+UDP+UDP葡萄糖醛酸基转移酶葡萄糖醛酸基转移酶葡萄糖醛酸基转移酶葡萄糖醛酸基转
19、移酶现在学习的是第20页,共55页2 2硫酸结合反应硫酸结合反应3-3-磷酸腺苷磷酸腺苷-5-5-磷酸硫酸(磷酸硫酸(PAPSPAPS)为活性硫酸供体,在硫酸转移)为活性硫酸供体,在硫酸转移酶的催化下,将硫酸基转移到醇、酚和芳香胺类化合物的分子上,酶的催化下,将硫酸基转移到醇、酚和芳香胺类化合物的分子上,生成硫酸酯生成硫酸酯(如:(如:雌酮雌酮的灭活)的灭活)。O O+PAPS+PAPS硫酸转移酶硫酸转移酶HOHO3 3SOSOO O+PAP+PAP现在学习的是第21页,共55页3 3乙酰基结合反应乙酰基结合反应肝细胞胞液中含有乙酰基转移酶,催化各种芳香胺化合物(如苯胺、肝细胞胞液中含有乙酰基
20、转移酶,催化各种芳香胺化合物(如苯胺、磺胺、磺胺、异烟肼异烟肼等)的氨基与乙酰基结合,形成乙酰基化合物。乙等)的氨基与乙酰基结合,形成乙酰基化合物。乙酰辅酶酰辅酶A A是乙酰基的直接供体。是乙酰基的直接供体。OCNHNHOCNHNH2 2N N+CH+CH3 3CO-SCoACO-SCoA乙酰基转移酶乙酰基转移酶OCNHNHCOCHOCNHNHCOCH3 3N N+HSCoA+HSCoA现在学习的是第22页,共55页4 4谷胱甘肽结合反应谷胱甘肽结合反应谷胱甘肽谷胱甘肽S-S-转移酶分布在肝细胞浆中,可催化谷胱甘肽与环氧转移酶分布在肝细胞浆中,可催化谷胱甘肽与环氧化合物和卤代化合物结合,生成谷
21、胱甘肽结合物,然后随胆汁化合物和卤代化合物结合,生成谷胱甘肽结合物,然后随胆汁排出体外排出体外(如:(如:环氧萘环氧萘的结合反应)的结合反应)。SCHSCH2 2 CHCOOHCHCOOHH HOHOHH HNHCOCHNHCOCH3 3SCHSCH2 2 CHCOOHCHCOOHNHCOCHNHCOCH3 3脱水脱水+GSH+GSH谷胱甘肽谷胱甘肽S S环氧化物转换酶环氧化物转换酶SGSGH HOHOHH HO OH HH H现在学习的是第23页,共55页5 5甘氨酸结合反应甘氨酸结合反应某些药物、毒物的羧基在酰基辅酶某些药物、毒物的羧基在酰基辅酶A A连接酶的催化下与辅酶连接酶的催化下与辅
22、酶A A结合,结合,形成酰基辅酶形成酰基辅酶A A,然后再与甘氨酸结合,生成相应的结合产物,然后再与甘氨酸结合,生成相应的结合产物(如:(如:苯甲酸苯甲酸生成苯甲酸生成苯甲酸CoACoA,再与甘氨酸结合生成马尿酸排出体外),再与甘氨酸结合生成马尿酸排出体外)。COOHCOOH+CoASH+ATP+CoASH+ATPCOCOSCoASCoA+ADP+Pi+ADP+Pi酰基酰基CoACoA连接酶连接酶CONHCHCONHCH2 2COOHCOOHCOCOSCoASCoA酰基转移酶酰基转移酶+H+H2 2N-CHN-CH2 2COOHCOOH+CoASH+CoASH现在学习的是第24页,共55页6
23、6甲基化反应甲基化反应此反应由甲基移换酶催化,该酶存在于肝细胞胞浆和微粒体中,此反应由甲基移换酶催化,该酶存在于肝细胞胞浆和微粒体中,可使某些胺类生物活性物质可使某些胺类生物活性物质(如(如尼克酰胺尼克酰胺等)等)或药物甲基化而灭或药物甲基化而灭活,活,SAMSAM是甲基的直接供体是甲基的直接供体。CONHCONH2 2N N+SAM+SAM甲基转移酶甲基转移酶CONHCONH2 2N N+CHCH3 3+S-+S-腺苷同型半胱氨酸腺苷同型半胱氨酸现在学习的是第25页,共55页三、三、生物转化的生理意义生物转化的生理意义生物转化的生理意义在于机体对非营养物质具有生物转化的生理意义在于机体对非营
24、养物质具有改造改造能力。能力。通过生物转化作用的一系列反应可增强这些非营养物质的水溶性和极通过生物转化作用的一系列反应可增强这些非营养物质的水溶性和极性,从而易于从胆汁或尿液中提出。性,从而易于从胆汁或尿液中提出。通过生物转化作用使非营养物质生物学活性降低或丧失(通过生物转化作用使非营养物质生物学活性降低或丧失(灭活灭活),或),或使有毒物质的毒性减低或消除(使有毒物质的毒性减低或消除(解毒解毒)。)。注意:不能将地肝的生物转化作用简单地称为注意:不能将地肝的生物转化作用简单地称为“解毒作用解毒作用”,其具有解毒与致,其具有解毒与致毒的双重性特点。毒的双重性特点。现在学习的是第26页,共55页
25、四、影响生物转化作用的因素四、影响生物转化作用的因素年龄、性别、营养、疾病及遗传等因素对生物转化产生年龄、性别、营养、疾病及遗传等因素对生物转化产生明显影响明显影响多种药物对生物转化作用互相影响多种药物对生物转化作用互相影响现在学习的是第27页,共55页第第三三节节胆色素的代谢与黄疸胆色素的代谢与黄疸现在学习的是第28页,共55页胆色素胆色素是铁卟啉化合物在体内分解代谢时所产生的各种产物的总是铁卟啉化合物在体内分解代谢时所产生的各种产物的总称,包括胆红素、胆绿素、胆素原和胆素。称,包括胆红素、胆绿素、胆素原和胆素。胆色素主要胆色素主要随胆汁排泄随胆汁排泄,其中胆红素人体胆汁的主要色素物质,其中
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