《脂质的代谢》PPT课件.ppt
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1、(三)、蜡蜡是长链脂肪酸和长链一元醇或固醇形成的酯,天然蜡是多种蜡酯的混合物。蜡分子含一个很弱的极性头和一个非极性尾,因此完全不溶于水,蜡的硬度由烃链的长度和饱和度决定。蜂蜡蜂蜡存在于蜂巢;白蜡白蜡是白蜡虫的分泌物,可用作涂料、润滑剂和其他化工原料;鲸蜡鲸蜡是抹香鲸头部鲸油冷却时析出的白色晶体;洗涤羊毛得到的羊毛蜡羊毛蜡可用作药品和化妆品的底料;来源于棕榈树叶片的巴西棕榈蜡棕榈蜡可用作高级抛光剂。二、磷脂和鞘脂(一)甘油磷脂的结构甘油磷脂是由sn-甘油-3-磷酸衍生而来的,甘油骨架的C1和C2被脂肪酸酯化,胆碱、乙醇胺、丝氨酸、肌醇、甘油、磷脂、磷脂酰甘油等极性头与磷酸连接。(二)甘油磷脂的一
2、般性质属于两亲分子,在水中能形成双分子微囊,可构成生物膜。用碱或酶可水解成脂肪酸、甘油和含氮碱,酶水解的一些中间物如溶血甘油磷脂是强表面活性剂,可使细胞膜溶解。磷脂酶作为工具酶与薄层层析一起用于磷脂的结构分析。(三)几种常见的甘油磷脂1.磷脂酰胆碱磷脂酰胆碱:又称卵磷脂,在细胞膜中含量高,胆碱属季胺盐,碱性极强,是甲基供体,可防止脂肪肝,乙酰胆碱是神经递质。磷脂酰胆碱在蛋黄和大豆中含量丰富。2.磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺:又称脑磷脂,在细胞膜中含量高。3.磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸:在血小板膜中含量高,血小板被激活时,磷脂酰丝氨酸转向膜外侧,参与凝血酶原活化。4.磷脂酰肌醇磷脂酰肌醇:存在于哺乳动
3、物细胞膜,细胞膜含有磷脂酰肌醇-4-单磷酸和-4,5-双磷酸,后者可转化为细胞内信使:肌醇-1,4,5-三磷酸和1,2-二酰甘油。5.磷脂酰甘油磷脂酰甘油:在细菌细胞膜中含量高,是心磷脂的头基部分。6.双磷脂酰甘油双磷脂酰甘油:由两个磷脂分子通过一个甘油分子共价连接而成。在心线粒体中含量丰富。(四)醚甘油磷脂其甘油骨架sn-1位碳连接的是烃基而不是酰基。缩醛磷脂:其头基分别是胆碱、乙醇胺、丝氨酸,脊椎动物的心脏富含缩醛磷脂。血小板活化因子:甘油骨架sn-2位碳被乙酰化,典型的烷基是十六烷基,头基部分是胆碱(五)鞘磷脂 即鞘氨醇磷脂,在脑髓鞘和即鞘氨醇磷脂,在脑髓鞘和红细胞膜中含量丰富。由鞘氨醇
4、、红细胞膜中含量丰富。由鞘氨醇、脂肪酸和磷脂酰胆碱组成。脂肪酸和磷脂酰胆碱组成。鞘氨醇:已发现六十多种,鞘氨醇:已发现六十多种,结构如结构如p107p107所示。所示。神经酰胺:脂肪酸通过酰胺神经酰胺:脂肪酸通过酰胺键与鞘氨醇相连,即为神经酰胺。键与鞘氨醇相连,即为神经酰胺。鞘磷脂:即神经酰胺的鞘磷脂:即神经酰胺的1-1-位位羟基被磷酰胆碱或磷酰乙醇胺酯羟基被磷酰胆碱或磷酰乙醇胺酯化形成的化合物。化形成的化合物。糖脂糖脂 即半缩醛羟基以糖苷键与即半缩醛羟基以糖苷键与脂质连接的化合物。脂质连接的化合物。(一一)鞘糖脂鞘糖脂 即神经酰胺的即神经酰胺的1-1-位羟基被位羟基被糖基化形成的化合物,主要
5、分糖基化形成的化合物,主要分两类:两类:中性鞘糖脂中性鞘糖脂:最先从脑中:最先从脑中获得,又称获得,又称脑苷脂脑苷脂。糖基为半。糖基为半乳糖、葡萄糖等,其糖基在细乳糖、葡萄糖等,其糖基在细胞表面,参与细胞识别。胞表面,参与细胞识别。酸性鞘糖脂酸性鞘糖脂:糖基被糖基被硫酸硫酸化化的称的称硫酸鞘糖脂或硫苷脂硫酸鞘糖脂或硫苷脂,有几十种,在脑中含量丰富。有几十种,在脑中含量丰富。糖基含唾液酸的称唾液酸鞘糖糖基含唾液酸的称唾液酸鞘糖脂,又称神经节苷脂脂,又称神经节苷脂,在神经在神经系统特别是神经末梢中含量丰系统特别是神经末梢中含量丰富。可能与神经冲动传递有关富。可能与神经冲动传递有关。脑苷脂脑苷脂(二
6、)甘油糖脂由二酰甘油sn-3位的羟基被糖基化形成的化合物,主要存在于植物和微生物,在动物的睾丸、精子和神经系统也含量丰富。三、萜和类固醇由两个以上异戊二烯单位构成,可头尾相连,亦可尾尾相连。两个异戊二烯单位构成的称单萜单萜,许多是植物精油的成分;三个异戊二烯单位构成的倍半萜倍半萜存在于某些中草药;双双萜萜是叶绿素分子的成分;三萜三萜是固醇类的前体;四萜四萜可形成多种色素;多萜多萜可形成天然橡胶。(二)类固醇由环戊烷多氢菲为基础的化合物,分子为扁平状,平面上的取代基直立时较稳定,但也有平伏状的。(三)胆固醇和非动物固醇胆固醇在脑、肝、肾和蛋黄中含量很高,主要存在于细胞膜,属于两性分子,可转化为多
7、种活性物质,血液中含量过高会导致动脉粥样硬化。植物固醇存在于谷物中,能抑制胆固醇吸收。微生物固醇如麦角固醇可转化为维生素D2。(四)固(四)固醇衍生物醇衍生物 胆胆固固醇醇可可转转化化为为雄雄激激素素、雌雌激激素素、糖糖皮皮质质激激素素、盐盐皮皮质质激激素素和和维维生素生素DD。胆胆固固醇醇在在肝肝脏脏中中可可转转化化为为胆胆汁汁酸酸,能能使使油油脂脂乳化,以促进吸收。乳化,以促进吸收。皮质醇皮质醇睾酮睾酮黄体酮黄体酮雌二醇雌二醇胆汁酸胆汁酸脱氧胆汁酸脱氧胆汁酸四、血浆脂蛋白(一)血浆脂蛋白的分类各类血浆脂蛋白的组成如表所示.(二)血浆脂蛋白的结构与功能血浆脂蛋白的功能1.乳糜微粒由小肠上皮细
8、胞合成,主要功能是从小肠转运三酰甘油、胆固醇及其它脂质到血浆和其他组织;在肝细胞的内质网中合成,主要功能是从肝脏运载内源性三酰甘油和胆固醇至各组织;的主要功能是转运胆固醇至外围组织,并调节这些部位胆固醇的从头合成;新生的前体形式在肝和小肠中合成,改型中吸收死细胞和其它脂蛋白,将胆固醇酯化后快速往复地转送到VLDL或LDL;5.血浆中LDL水平高而HDL水平低的个体容易患心血管疾病。胆固醇胆固醇卵磷脂卵磷脂糖脂糖脂锚定膜蛋白锚定膜蛋白内嵌蛋白内嵌蛋白膜膜第25章脂质的代谢脂肪酸的分解脂肪酸的分解脂肪酸的生物合成脂肪酸的生物合成脂肪酸代谢的调节脂肪酸代谢的调节三酰甘油的生物合成三酰甘油的生物合成磷
9、脂的分解代谢与合成磷脂的分解代谢与合成类十二烷酸的生物合成类十二烷酸的生物合成胆固醇的代谢胆固醇的代谢脂蛋白的代谢脂蛋白的代谢脂肪动员脂肪动员定义定义 储存在脂肪细胞中的脂肪,被脂肪酶逐步水储存在脂肪细胞中的脂肪,被脂肪酶逐步水解为游离的脂肪酸及甘油,并释入血以供解为游离的脂肪酸及甘油,并释入血以供其他组织氧化利用的过程。其他组织氧化利用的过程。关键酶关键酶 激素敏感性甘油三酯脂肪酶激素敏感性甘油三酯脂肪酶 (hormone-sensitive triglyceride lipase,HSL(hormone-sensitive triglyceride lipase,HSL脂类的消化脂类的消化
10、l场所场所:小肠上段小肠上段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乳化作用乳化作用:胆汁酸盐;胆汁酸盐;l产物产物:甘油一酯、脂酸、胆固醇及溶血磷脂等,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混合微团。与胆汁酸盐乳化成更小的混合微团。一、脂肪酸的分解一、脂肪酸的分解(一)脂类的消化与吸收(一)脂类的消化与吸收消化过程消化过程 乳化乳化 消化酶消化酶 甘油三酯甘油三酯 产产 物物 食物中的脂类食物中的脂类 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
11、固醇酯酶 胆固醇胆固醇+FFA 胰脂酶胰脂酶 辅脂酶辅脂酶乳糜微粒乳糜微粒(micelles)部位:部位:主要在十二指肠下段及空肠上段主要在十二指肠下段及空肠上段形式:形式:1、中链脂酸及短链脂酸构成的甘油三酯:、中链脂酸及短链脂酸构成的甘油三酯:在肠在肠粘膜细胞,经脂肪酶的作用,水解为脂肪酸及甘油,粘膜细胞,经脂肪酶的作用,水解为脂肪酸及甘油,通过门静脉进入血循环。通过门静脉进入血循环。2、长链脂酸及、长链脂酸及2-甘油一酯:甘油一酯:在肠粘膜细胞经甘油在肠粘膜细胞经甘油一酯合成途径合成甘油三酯,形成乳糜微粒,经淋一酯合成途径合成甘油三酯,形成乳糜微粒,经淋巴进入血循环。巴进入血循环。脂类的
12、吸收脂类的吸收(二)脂肪酸的氧化(二)脂肪酸的氧化1.1.脂肪酸的活化脂肪酸的活化脂肪酸的活化脂肪酸的活化 +HS-CoAHS-CoA(-H-H2 2OO)R-CHR-CH2 2-C-C-OOS-CoAS-CoAATPATPAMP PPiAMP PPi脂酰辅酶脂酰辅酶脂酰辅酶脂酰辅酶A A合成酶合成酶合成酶合成酶活性形式活性形式活性形式活性形式:脂酰辅酶脂酰辅酶脂酰辅酶脂酰辅酶A A耗耗耗耗 能能能能:-2ATP-2ATPR-CHR-CH2 2-C-OH-C-OH O O返返返返 回回回回主菜单主菜单主菜单主菜单2.脂酰脂酰CoA进入线粒体进入线粒体酶:酶:1 1)肉碱脂酰转移酶)肉碱脂酰转移
13、酶 I I 脂酸脂酸-氧化的限速酶氧化的限速酶 2 2)肉碱脂酰转移酶)肉碱脂酰转移酶 3 3)肉碱脂酰肉碱转位酶肉碱脂酰肉碱转位酶 载体:肉碱(载体:肉碱(羟羟-三甲氨基丁酸)三甲氨基丁酸)脂酰脂酰CoACoA进入线粒体基质示意图进入线粒体基质示意图 N+(CH N+(CH3 3)3 3 CH CH2 2HO-CHHO-CH2 2 COO-COO-肉碱肉碱 O OR-CR-C N+(CH N+(CH3 3)3 3 CH CH2 2-O-CH-O-CH2 2 COO-COO-脂酰肉碱脂酰肉碱CoASHCoASH O OR-C-S-R-C-S-CoACoA O OR-C-OHR-C-OHATPA
14、TPCoASHCoASHAMP+PPiAMP+PPi-氧化线粒体内膜线粒体内膜内侧内侧外侧外侧载载体体脂酰肉碱脂酰肉碱CoASHCoASH肉碱肉碱 O OR-C-S-R-C-S-CoACoA肉碱肉碱-脂酰转移酶脂酰转移酶1 1肉碱肉碱-脂酰转移酶脂酰转移酶1111肉毒碱穿梭:脂酰肉毒碱穿梭:脂酰COA通过形成脂酰肉毒碱从通过形成脂酰肉毒碱从细胞质转运到线粒体的细胞质转运到线粒体的一个穿梭循环途径一个穿梭循环途径3.脂酸的脂酸的氧化氧化脱氢脱氢 加水加水 再脱氢再脱氢 硫解硫解 脂酰脂酰CoA L(+)-羟脂酰羟脂酰CoA酮脂酰酮脂酰CoA脂酰脂酰CoA+乙酰乙酰CoA 脂酰脂酰CoA 脱氢酶脱
15、氢酶反反2-烯酰烯酰CoAL(+)-羟脂酰羟脂酰CoA脱氢酶脱氢酶 NAD+NADH+H+2-烯脂酰烯脂酰CoA 水化酶水化酶H2O FADFADH2酮脂酰酮脂酰CoA 硫解酶硫解酶CoA-SH 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H2OCoA-SHFADH2NADH+H+H2O呼吸链呼吸链1.5ATP 以硬脂酸为例,以硬脂酸为例,18碳饱和脂肪酸碳饱和脂肪酸活活 化:化:消耗消耗2个高能磷酸键个高能磷酸键 2ATP氧氧 化:化:8 轮循环产物:轮循环产物:9分子分子乙酰乙酰CoA:910=90ATP 8分
16、子分子NADH+H+:82.5=20 ATP 8分子分子FADH2:81.5=12 ATP4.脂酸氧化的能量生成脂酸氧化的能量生成能量计算:能量计算:生成生成ATPATP 910+82.5+81.5=910+82.5+81.5=122122 净生成净生成ATPATP 122 2=122 2=120120油油酰酰基基的的氧氧化化作作用用油酰油酰CoACoA(9 9 18 18:1 1)CH3(CH2)7CH=CH-CH2(CH2)6CO-CoA OHCH3(CH2)7CH2-C-CH2-CO-CoA H6CH3-CO-CoACH3(CH2)7CH2-C=CH-CO-CoAHH 2 2-反反-十二
17、碳烯酰十二碳烯酰CoA CoA-氧化氧化,三次循环三次循环烯酰烯酰CoACoA异异构酶构酶烯酰烯酰CoACoA水水合酶合酶再开始再开始-氧化氧化CH3(CH2)7-C=C-CH2-CO-CoA 3 3-顺顺-十二碳烯酯酰十二碳烯酯酰CoACoA H H5 5、不不饱饱和和脂脂肪肪酸酸的的氧氧化化不饱和脂肪不饱和脂肪酸酸的的氧化也氧化也是发生在线是发生在线粒体中,也粒体中,也是经过氧化是经过氧化降解,它还降解,它还需要另外两需要另外两种酶:一个种酶:一个是异构酶,是异构酶,一个是还原一个是还原酶。酶。甲基丙二酸单酰甲基丙二酸单酰CoA琥珀酰琥珀酰CoA丙酰辅酶丙酰辅酶A羧化酶羧化酶变位酶变位酶三
18、羧酸循三羧酸循环环ATP、CO2 生物素生物素CoB126 6、奇数碳链脂肪酸的氧化、奇数碳链脂肪酸的氧化丙酰丙酰-CoA7 7、脂肪酸的、脂肪酸的-氧化作用氧化作用(不需活化直接氧化游离脂肪酸)(不需活化直接氧化游离脂肪酸)脂肪酸氧化作用发生在脂肪酸氧化作用发生在-碳原子上,释放出碳原子上,释放出COCO2 2,生,生成比原来少一个碳原子的脂肪酸,这种氧化作用称为成比原来少一个碳原子的脂肪酸,这种氧化作用称为-氧化作用。氧化作用。-氧化以后可以进行正常的氧化以后可以进行正常的 氧化。氧化。脂肪酸的-氧化作用 脂肪酸的脂肪酸的-氧化指脂肪酸的末端甲基(氧化指脂肪酸的末端甲基(-端)经氧化转端)
19、经氧化转变成羟基,继而再氧化成羧基,从而形成变成羟基,继而再氧化成羧基,从而形成,-二羧酸的过二羧酸的过程。两端羧基都可以与程。两端羧基都可以与CoACoA结合,并进行结合,并进行 氧化,氧化,-氧化的氧化的底物为长链或中长链脂肪酸,底物为长链或中长链脂肪酸,-氧化加速了脂肪酸降解的速氧化加速了脂肪酸降解的速度度。8、酮体的生成、酮体的生成 及利用及利用 酮体的概念酮体的概念酮体的概念酮体的概念 -酮体是脂肪酸在肝内氧化不完全酮体是脂肪酸在肝内氧化不完全酮体是脂肪酸在肝内氧化不完全酮体是脂肪酸在肝内氧化不完全 而形成的一类中间产物的统称而形成的一类中间产物的统称而形成的一类中间产物的统称而形成
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