《生物化学脂类代谢》PPT课件.ppt

《《生物化学脂类代谢》PPT课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《生物化学脂类代谢》PPT课件.ppt（81页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第一节 脂类的消化和吸收磷脂磷脂酶A2溶血磷脂,脂肪酸胆固醇酯胆固醇酯酶胆固醇,脂肪酸甘油三脂(90%)磷脂、胆固醇及其酯,一些游离脂肪酸胆汁酸盐(小肠)乳化甘油三脂胰脂肪酶甘油一酯,脂肪酸胆汁混合微团(mixed micelles)甘油三酯、磷脂、胆固醇酯少量胆固醇(小肠粘膜细胞)载脂蛋白(apolipoprotein)乳糜微粒(chylomicrons)血液其它细胞第二节 脂类的体内贮存和运输一、脂类在体内的贮存和动员脂类贮存场所：皮下，肾周围，肠系膜脂肪动员：脂肪脂肪酶脂肪酸甘油甘油三酯甘油三酯胆固醇酯胆固醇酯磷脂胆固醇载脂蛋白血液组织细胞二、脂类的运输血浆脂蛋白血浆脂蛋白磷脂胆固醇甘油

2、三酯胆固醇酯血浆脂蛋白载脂蛋白（二）血浆脂蛋白的种类l l（四）高密度脂蛋白(high density lipoprotein,HDL)l l（一）乳糜微粒(chylomicrons,CM)l l（二）极低密度脂蛋白(very low density lipoprotein,VLDL)l l（三）低密度脂蛋白(low density lipoprotein,LDL)血浆脂蛋白的分离方法电泳法超速离心法化学沉淀法CM原点 前前 VLDL LDLHDL-+血浆脂蛋白电泳图CM电泳 密度 颗粒直径（nm)蛋白质 甘油三酯 胆固醇 磷脂原点VLDL前 LDLHDL 80-50025-8020-255-

3、305-102545-5080-9550-701052-710-1545206-910-152036主要生理功能CMVLDLLDLHDL转运外源性甘油三酯转运内源性甘油三酯转运内源性胆固醇转运磷脂，胆固醇第三节 脂肪的分解代谢 CH2OH HOC-H CH2OH+R1COOHR2COOHR3COOH甘油三脂甘油脂肪酸甘油三酯脂肪酶关键酶一、脂肪的水解（脂肪动员）CH CH2 2-O-COR-O-COR1 1R R2 2OC-O-C-HOC-O-C-H CH CH2 2-O-COR-O-COR3 3脂肪动员的概念脂肪动员的概念：贮存于脂肪细胞中的三脂酰甘油在激素敏感脂肪酶激素敏感脂肪酶 (hor

4、mone sensitive triglyceride lipase,HSL)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脂肪动员。即即三脂酰甘油脂肪酶三脂酰甘油脂肪酶二、甘油的氧化分解 甘油磷酸激酶+ADPCH2OHCH OHCH2OH甘油CHOHCH2OH OCH2O P OH OH-磷酸甘油l l甘油的氧化-经甘油磷酸激酶（肝）作用 变成-磷酸甘油+ATP CH CH2 2O P OHO P OH OH OHCHOHCH2OHO-磷酸甘油磷酸二羟丙酮酵解过程三羧酸循环氧化+NAD+OCH2O P OH OHC=OCH2OH甘油磷酸脱氢酶丙酮酸糖CO2+H2O-磷酸甘油

5、代谢三、三、脂肪酸的氧化分解脂肪酸的氧化分解(一)饱和偶数碳原子脂肪酸的氧化分解脂酰辅酶A合成酶脂酰辅酶A-2ATP1.1.脂肪酸的活化脂肪酸的活化-脂酰脂酰CoACoA的生成的生成l l场所：胞浆场所：胞浆RCHRCH2 2CHCH2 2COOHCOOH+ATP+ATP+AMP+PPi+AMP+PPiCoASHRCHRCH2 2CHCH2 2CO SCoACO SCoA2.脂酰CoA进入线粒体脂肪酸脂酰CoA合成酶脂酰SCoAHSCoA酶I肉毒碱脂酰肉毒碱脂酰CoAHSCoA酶II线粒体基质线粒体细胞质线粒体内膜外侧内侧肉毒碱脂酰辅酶转移酶(carnitine acyltransferase

6、)和脂肪酸脂肪酸氧化学说的发现：氧化学说的发现：3.脂肪酸的 氧化苯基脂肪酸氧化试验1904年，Franz.Knoop苯基标记含奇数碳原子的脂肪酸喂动物苯基标记含偶数碳原子的脂肪酸喂动物苯甲酸衍生物（马尿酸）测尿中代谢产物测尿中代谢产物苯乙酸衍生物（苯乙尿酸）CONHCH2COOHCH2CONHCH2COOH狗结论：脂肪酸的氧化是从羧基端-碳原子开始，每次分解出一个二碳片断。氧化部位：线粒体酶-脂肪酸-氧化多酶复合体脂酰脂酰CoACoA在线粒体基质中进行在线粒体基质中进行 氧化，氧化，经过四步反应，即经过四步反应，即脱氢、加水、再脱氢和硫解，脱氢、加水、再脱氢和硫解，生成一分子乙酰生成一分子乙

7、酰CoACoA和一个少两个碳的新的脂酰和一个少两个碳的新的脂酰CoACoA。RCH2CH2CH2COSCoA RCH2C CCOSCoAHHFADFADH2脂酰CoA脱氢酶 RCH2C CCOSCoAHH H2O 2反烯脂酰CoA水合酶RCH2C CH2COSCoAHOH RCH2C CH2COSCoAOHHNAD+NADH+H+-羟脂酰羟脂酰CoACoA脱氢酶脱氢酶RCH2CCH2COSCoAO RCH2C CH2COSCoAOHSCoACH3COSCoA 酮脂酰酮脂酰CoACoA硫解酶硫解酶RCH2COSCoA +（1）脱氢）脱氢（2）水化）水化（3）再脱氢）再脱氢（4）硫解）硫解 -氧化

8、氧化-酮脂酰CoA 硫解酶-羟脂酰CoA 脱氢酶2-烯脂酰水化酶脂酰CoA脱氢酶+2ATP+3ATPl l以十八个碳原子的饱和脂肪酸硬脂酸为例，以十八个碳原子的饱和脂肪酸硬脂酸为例，其其-氧化的总反应为：氧化的总反应为：CHCH3 3(CH(CH2 2)1616COSCoACOSCoA+8NAD+8NAD+8FAD+8FAD+CoASH+CoASH+8H+8H2 2OO9CH9CH3 3COSCoACOSCoA+8NADH+8H+8NADH+8H+8FADH+8FADH2 2计算1分子脂肪酸生成ATP数1分子软脂酸（C16）生成ATP数：R（CH2CH2-）12CH2 CH2-CH2-COOH

9、CH2COSCoAR(CH2)12-CH2COSCoA+CH2COSCoA?1234567-氧化氧化能量生成：以能量生成：以软脂酸（软脂酸（16C）为例为例 7 7次次次次 -氧化氧化氧化氧化7 FADH7 FADH2 2 7272 14 ATP 14 ATP 7(NADH+H7(NADH+H+)7373 21 ATP21 ATP 8 8次三羧酸循环次三羧酸循环次三羧酸循环次三羧酸循环 8 CH8 CH3 3COCoA COCoA 8 128 12 96 ATP96 ATP 总计总计总计总计 131 ATP 131 ATP 净生成净生成净生成净生成:131-2131-2 129 ATP129

10、ATP氧化过程中有FADH2和NADH+H+生成，这些氢经呼吸链传递给氧生成水-氧化是需氧的过程脂肪酸的-氧化过程小结CoA(耗能)CoA由肉毒碱转运到线粒体 -氧化反应在线粒体内进行脂肪酸-氧化的生理意义l l是体内脂肪酸分解的主要途径，脂肪酸氧化可以是体内脂肪酸分解的主要途径，脂肪酸氧化可以供应机体所需要的大量能量供应机体所需要的大量能量（二）脂肪酸的其他氧化方式 氧化（微粒体氧化酶系）RCH2COOH单加氧酶RCHCOOHOHO脱氢酶NAD+NADH+H+RCCOOHO脱羧酶NAD+NADH+H+-ATPRCOOH+CO2脑，肝氧化（微粒体氧化酶系）短链脂肪酸(C12)CH3(CH2)n

11、COOH 单加氧酶ONADPHOH-CH2(CH2)nCOOH HOOC(CH2)nCOOH 奇数碳原子脂肪酸的氧化产物：乙酰CoA丙二酰CoA琥珀酰CoATCA+CO2+H2O偶数碳饱和脂肪酸的氧化分解偶数碳饱和脂肪酸的氧化分解1.在线粒体进行在线粒体进行-氧化氧化2.在微粒体进行在微粒体进行-氧化和氧化和-氧化氧化3.-氧化发生在哺乳动物的肝脏和脑组织微粒体，长氧化发生在哺乳动物的肝脏和脑组织微粒体，长链脂肪酸链脂肪酸-碳羟基化碳羟基化,生成生成-羟脂酸。羟脂酸。长链长链-羟脂酸羟脂酸是脑苷脂的主要成分。是脑苷脂的主要成分。4.-氧化发生在动物体内肝脏微粒体氧化发生在动物体内肝脏微粒体,十

12、二碳以下的短十二碳以下的短链脂肪酸链脂肪酸-碳连续进行羟化、羧化，生成二羧酸。碳连续进行羟化、羧化，生成二羧酸。5.-氧化和氧化和-氧化的产物都可以继续进行彻底氧化。氧化的产物都可以继续进行彻底氧化。奇数碳饱和脂肪酸的氧化分解奇数碳饱和脂肪酸的氧化分解1.人体内有极少量的奇数碳脂肪酸人体内有极少量的奇数碳脂肪酸2.奇数碳脂肪酸经过奇数碳脂肪酸经过(n-1)2-1次次-氧化后除了生成氧化后除了生成(n-1)2-1分子的乙酰分子的乙酰CoA之外，还又之外，还又1分子的丙酰分子的丙酰CoA。3.丙酰丙酰CoA经丙酰经丙酰CoA羧化酶、异构酶和甲基丙二酸单羧化酶、异构酶和甲基丙二酸单酰酰CoA变位酶催

13、化，最终可以转变为琥珀酰变位酶催化，最终可以转变为琥珀酰CoA，进，进入入TCA彻底氧化。彻底氧化。不饱和脂肪酸的氧化分解不饱和脂肪酸的氧化分解1.不饱和脂肪酸的氧化途径基本上是饱和脂肪酸的不饱和脂肪酸的氧化途径基本上是饱和脂肪酸的-氧化氧化2.当当-氧化进行到不饱和脂肪酸的顺式双键时，即氧化进行到不饱和脂肪酸的顺式双键时，即3顺顺式式烯烯脂脂酰酰CoA时时，在异构，在异构酶酶的作用下的作用下转变为转变为3反式烯脂酰反式烯脂酰CoA，就可以继续进行，就可以继续进行-氧化氧化3.多部饱和脂肪酸氧化分解还需要差向异构酶的作多部饱和脂肪酸氧化分解还需要差向异构酶的作用，才能够顺利地彻底氧化分解。用，

14、才能够顺利地彻底氧化分解。四、酮体(Ketone bodies)的生成和利用乙酰乙酸(acetoacetic acid)约占30%-羟丁酸(-hydroxybutyric acid)约占70%丙酮(acetone)极少量的脂肪酸氧化分解的中间产物，包括乙酰乙酸，-羟丁酸，丙酮酮体n场所：肝细胞线粒体n原料：乙酰CoA1）2CH3COSCoA乙酰乙酰CoA硫解酶2)CH3COCH2COSCoA+CH3COSCoA羟甲基戊二酸单酰CoA合成酶HMGCoAHMGCoA裂解酶CH3COCH2COSCoA HOOCCH2-C-CH2COSCoAOHCH3 3）HOOCCH2-C-CH2COSCoAOHC

15、H3CH3COCH2COOH+CH3COSCoA乙酰乙酰CoA乙酰乙酸（HMGCoA合成酶）-羟丁酸脱氢酶羟丁酸脱氢酶乙酰乙酸脱羧酶4）CH3COCH2COOHCH3CHOHCH2COOH-羟丁酸羟丁酸5）CH3COCH2COOH丙酮丙酮CH3COCH3NAD+NADH+H+2CH3COSCoACH3COCH2COOHNADH+H+NAD+CH3COSCoAHMGCoAHMGCoA合成酶酮体肝脏线粒体脂肪酸-氧化氧化乙酰乙酰CoA-羟丁酸羟丁酸丙酮丙酮乙酰乙酰CoAG,GnFFA生酮氨基酸FFA酮体胆固醇CO2+H2O有氧氧化氧化(3)(3)节省葡萄糖，供脑和红细胞利用节省葡萄糖，供脑和红细胞

16、利用(1)(1)酮体易运输酮体易运输(2)(2)易利用易利用心，肾，脑，骨骼肌CH3COCH2COOH+乙酰乙酸HOOCCH2CH2COSCoA琥珀酰CoACH3COCH2COSCoA乙酰乙酰CoA+HOOCCH2CH2COOH琥珀酸琥珀酰转硫酶CH3COCH2COSCoA乙酰乙酰CoA硫解酶2CH3COSCoACH3COCH2COOH乙酰乙酸硫激酶(心，肾，脑）HSCoACH3CHOHCH2COOH-羟丁酸脱氢酶羟丁酸脱氢酶CH3COCH2COOH乙酰乙酸硫激酶CH3COCH2COSCoA乙酰乙酰CoA硫解酶2CH3COSCoA-羟丁酸羟丁酸+琥珀酰CoA琥珀酰CoA转硫酶乙酰乙酰SCoA+

17、琥珀酸乙酰乙酰SCoA硫解酶2乙酰SCoATCA乙酰乙酸乙酰乙酸SCoASCoA硫激酶硫激酶丙酮酸羟丁酸乙酰乙酸丙酮肝外组织血液中酮体的浓度过量导致体内酸碱平衡紊乱，出现酸中毒，即酮症酸中毒。第四节 脂肪的合成代谢+脂肪酸脂肪 磷酸甘油HOCOR1 CH2OHCHOH CH2OHHOCOR2HOCOR3 CH2OCOR1CHOCOR2 CH2OCOR3一、磷酸甘油的合成GNAD+Gly-PGly-磷酸甘油脱氢酶NADH+H+DHAP甘油激酶(肝)ATPADP二、脂肪酸的生物合成合成部位：胞浆原料：乙酰CoA合成过程CoA：线粒体胞浆柠檬酸-丙酮酸循环柠檬酸-丙酮酸循环PA乙酰CoA苹果酸柠檬酸

18、CO2CoA柠檬酸草酰乙酸草酰乙酸PA乙酰CoACO2G基质胞液线粒体内膜-ATPCoA的合成乙酰CoA+CO2乙酰CoA羧化酶丙二酸单酰CoA+ADP+Pi(Acetyl CoA carbosylase)辅酶：生物素+ATP（胞液）乙酰CoA+丙二酸单酰CoA脂肪酸合成酶+ACP脂肪酸ACP：酰基载体蛋白 acyl carrier protein 脂肪酸合成酶六个酶，一个酰基载体蛋白软脂酸的生成是一个重复循环的过程1分子乙酰CoA与7分子丙二酰CoA，经转移、缩合、加氢、脱水和再加氢重复过程，每一次使碳链延长两个碳，共7次重复，最终生成含十六碳的软脂酸乙酰CoA+7丙二酰CoA+14NADP

19、H+14H+7ATP脂肪酸合成酶复合体软脂酸+8CoASH+14NADP+7ADP+7Pi+7H2O+7CO2乙酰CoA羧化酶催化的反应为脂肪酸合成过程中的限速步骤脂肪酸合成调节：激活剂：柠檬酸，异柠檬酸，胰岛素抑制剂：长链脂肪酸，胰高血糖素及肾上腺素二、脂肪的合成 CH2OHCHOH CH2-O-P-磷酸甘油溶血磷脂酸-磷酸甘油二酯甘油二酯脂肪 CH2OCOR1 CHOCOR2CH2-OH CH2OCOR1CHOH CH2-O-P CH2OCOR1 CHOCOR2 CH2-O-P+R1COCoA+R2COCoA+H2O+R3COCoA CH2OCOR1CHOCOR2 CH2OCOR3脂肪酸合

20、成脂肪酸分解部位原料能量产物氢载体胞浆线粒体乙酰CoA脂酰CoA脂肪酸乙酰CoANADPHNADH+H+，FADH2-ATP+ATP第四节 胆固醇的代谢（一）胆固醇生物合成（一）胆固醇生物合成1.1.合成部位合成部位:主要肝脏主要肝脏2.2.原料原料:乙酰辅酶乙酰辅酶A A，NADPHNADPH作用作用:细胞生物膜的构成成分细胞生物膜的构成成分类固醇类激素、胆汁酸及维生素类固醇类激素、胆汁酸及维生素D D的前体物质的前体物质合成部位：合成部位：胞液胞液乙酰CoA：线粒体胞浆柠檬酸-丙酮酸循环1）2CH3COSCoA乙酰乙酰CoA硫解酶2)CH3COCH2COSCoA+CH3COSCoA羟甲基戊

21、二酸单酰CoA合成酶HMGCoAHMGCoA还原酶CH3COCH2COSCoA HOOCCH2-C-CH2COSCoAOHCH3 3）HOOCCH2-C-CH2COSCoAOHCH3甲羟戊酸（MVA）乙酰乙酰CoA（HMGCoA合成酶）NADPH+H+关键酶（4 4）MVA 胆固醇胆固醇4.胆固醇合成的调节胆固醇合成限速酶：HMGCoAHMGCoA还原酶还原酶胰高血糖素胰高血糖素HMGCoAHMGCoA还原酶还原酶胰岛素胰岛素HMGCoAHMGCoA还原酶还原酶HMGCoAHMGCoA还原酶还原酶2 2胆固醇浓度的调节胆固醇浓度的调节胆固醇胆固醇(二)胆固醇的转化胆固醇肾上腺皮质激素肾上腺皮质

22、激素胆汁酸胆汁酸细胞膜细胞膜性激素性激素维生素维生素D3D3高脂血症与降脂药物血浆脂蛋白的代谢和功能LPLApoB48ApoEApoB48ApoCIIApoETG成熟CM游离脂肪酸(肝外组织利用)CMR肝细胞摄取ApoB100ApoCIIApoETG，CE成熟VLDLLPLApoB100CE外周组织细胞摄取游离脂肪酸(肝外组织利用)ApoA-IApoA-IIApoE新生HDLLCATChApoA-IApoA-IIApoECE成熟HDL外周组织细胞CEApoA-I 受体LDLLPL-脂蛋白脂肪酶 LCAT-卵磷脂胆固醇 酰基转移酶LDL受体病理变化病理变化1.脂纹 fatty streak肉眼

23、在动脉内膜表面出现宽12mm，长15cm的脂纹或帽针头大小的脂斑，黄色，平坦或微隆起。镜下 由大量泡沫细胞构成。l l脂纹脂斑期2.纤维斑块 fibrous plaque 肉眼肉眼 在动脉内膜表面形成明显隆起的灰黄色、瓷白色的斑块。镜下镜下 纤维组织增生和脂质沉积交替构成。降血脂药降低血总胆固醇和低密度脂蛋白 他汀类：如辛伐他汀、普伐他汀和氟伐他汀等 降低甘油三酯为主 贝特类：非诺贝特和诺衡 HMG-COA还原酶抑制剂还原酶抑制剂增强脂蛋白脂肪酶增强脂蛋白脂肪酶烟酸烟酸胆酸鳌合剂胆酸鳌合剂竞争性抑制HMGCoAHMGCoA还原酶抑制剂：还原酶抑制剂：他汀类药物 辛伐他汀、普伐他汀、洛伐他汀、氟伐他汀和阿托伐他汀 他汀类药物的侧链结构有与羟甲基戊二酰辅酶A（HMG-CoA）相似的部分，竞争性地抑制HMGCoAHMGCoA还原酶，还原酶，抑制胆固醇合成 TGHSLGlyFA-P-P-Gly-ATPDHAPPACH3COSCoATCAF SCoACAT F SCoA -oxidation-oxidationHSLHormone stimulating lipaseHMGCoAHMGCoA Syn柠CH3COSCoAHMGCoAHMGCoA RAcetyl CoA C丙SCoAChCO2+H2OKetone bodiesG