《脂代谢y》PPT课件.ppt
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1、第七章第七章 脂类代谢脂类代谢 周口师范学院生命科学系周口师范学院生命科学系 (2007.09)第一节第一节 生物体内的脂类生物体内的脂类第二节第二节 脂肪的分解代谢脂肪的分解代谢第三节第三节 脂肪的生物合成脂肪的生物合成第四节第四节 磷脂和糖脂的代谢磷脂和糖脂的代谢第五节第五节 胆固醇代谢胆固醇代谢 第六节第六节 脂代谢调节脂代谢调节主要内容主要内容脂类单纯脂类单纯脂类复合脂类复合脂类非皂化脂类非皂化脂类酰基甘油酯酰基甘油酯蜡蜡磷脂磷脂糖脂、硫脂糖脂、硫脂萜萜 类类甾醇类甾醇类含有脂肪酸含有脂肪酸不含脂肪酸不含脂肪酸第一节第一节 生物体内的脂类生物体内的脂类酰基甘油酯酰基甘油酯CHCH2 2
2、OCROCR1 1O OCHCH2 2CHCHOCROCR2 2O OOCROCR3 3O O几种糖脂和硫酯几种糖脂和硫酯2,3-2,3-双酰基双酰基-1-1-D-D-葡萄糖葡萄糖-D-D-甘油甘油6-6-亚硫酸亚硫酸-6-6-脱氧脱氧-葡萄糖甘油二酯葡萄糖甘油二酯(硫酯硫酯)2,3-2,3-双酰基双酰基-1-(-1-(-D-D-半乳糖基半乳糖基-1-1,6-6-D-D-半乳糖基)半乳糖基)-D-D-甘油甘油第二节 脂肪的分解代谢一、脂肪的水解一、脂肪的水解二、甘油的转化二、甘油的转化三、脂肪酸的分解代谢三、脂肪酸的分解代谢四、酮体的代谢四、酮体的代谢五、乙醛酸循环五、乙醛酸循环脂类的消化脂类
3、的消化小肠上段小肠上段是主要的消化场所是主要的消化场所脂类脂类(TG(TG、ChCh、PLPL等等)微团微团胆汁酸盐乳化胆汁酸盐乳化胰脂肪酶、辅脂酶等水解胰脂肪酶、辅脂酶等水解甘油一脂、溶血磷脂、甘油一脂、溶血磷脂、长链脂肪酸、胆固醇等长链脂肪酸、胆固醇等混合微团混合微团乳化乳化脂类的消化吸收脂类的消化吸收返回在在十二指肠下段及空肠上段十二指肠下段及空肠上段吸收吸收混合混合微团微团扩散扩散小肠粘膜小肠粘膜细胞内细胞内重新酯化重新酯化载脂蛋白结合载脂蛋白结合乳糜微粒乳糜微粒门静脉门静脉肝脏肝脏脂类的吸收脂类的吸收返回一 脂肪的酶促水解 脂肪动员的激素调节作用:脂肪动员的激素调节作用:ATPCAM
4、P5-AMP磷酸二酯酶TG脂肪酶TG脂肪酶 PATPADP甘油三酯甘油脂肪酸甘油一酯 脂肪酸甘油二酯脂肪酸胰高血糖素 生长素肾上腺素脂解激素+胰岛素抗脂解激素腺苷酸环化酶无活性蛋白激酶有活性蛋白激酶+无活性有活性+()二 甘 油 的 转 化(实(实线为线为甘油的分解,虚线为甘油的合成甘油的分解,虚线为甘油的合成)甘油激酶甘油激酶磷酸甘油磷酸甘油脱氢酶脱氢酶异构酶异构酶磷酸酶磷酸酶三 脂 肪 酸 的 分 解 代 谢-氧化作用氧化作用-氧化作用氧化作用-氧化作用氧化作用2 2、不饱和不饱和脂肪酸的氧化脂肪酸的氧化3 3、奇数碳链奇数碳链脂肪酸的氧化脂肪酸的氧化CH3-(CH2)n-CH2-CH2-
5、COOH 1.1.饱和脂肪酸的氧化分解途径饱和脂肪酸的氧化分解途径1.饱和脂肪酸的-氧化作用(2)-氧化过程氧化过程(1)-氧化概念和实验证据氧化概念和实验证据 脂肪酸的活化与转运-氧化的生化过程-氧化的过程中能量的释放及转换效率-氧化作用的概念及试验证据氧化作用的概念及试验证据 概概 念念 试验证据试验证据 1904年F.Knoop根据用苯环标记脂肪酸饲喂狗的实验结果,推导出了-氧化学说。-CH-CH2 2-(CH-(CH2 2)2n+12n+1-COOH-COOH-CHCH2 2-(CH-(CH2 2)2n2n-COOH-COOH-COOH-COOH(苯甲酸)苯甲酸)-CH-CH2 2CO
6、OHCOOH(苯乙酸)苯乙酸)奇数碳原子:奇数碳原子:偶数碳原子:偶数碳原子:脂肪酸在体内氧化时在羧基端的-碳原子上进行 氧化,碳链逐次断裂,每次断下一个二碳单位,即乙酰CoA,该过程称作-氧化。脂肪酸的活化和转运脂肪酸的活化和转运a、脂肪酸的活化 OR-C-OH+CoASH脂酰脂酰CoA合成酶合成酶 OR-CSCoAATPAMP+PPib、脂酰CoA的运转 肉毒碱的作用b b 酯酰酯酰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-肉毒碱肉毒碱 O OR-CR-C N+(CH N+(CH3
7、 3)3 3 CH CH2 2-O-CH-O-CH2 2 COO-COO-酯酰肉毒碱酯酰肉毒碱CoASHCoASH O OR-C-S-R-C-S-CoACoA O OR-C-OHR-C-OHATPATPCoASHCoASHAMP+PPiAMP+PPi-氧化线粒体内膜内侧内侧外侧外侧载载体体酯酰肉毒碱酯酰肉毒碱CoASHCoASH肉毒碱肉毒碱 O OR-C-S-R-C-S-CoACoA-氧化的生化历程氧化的生化历程 R-CH=CH-C-SCoA R-CH2 -CH2C-SCoA OH O R-CH-CH2CSCoA O O R-C-CH2CSCoA OR-CScoA OCH3CSCoA|+|d
8、d、硫解硫解|-氧氧化的化的主要主要生化生化反应反应 酯酰酯酰CoA脱氢酶脱氢酶脂酰CoA RCH2CH2C-SCoA RCH=CH-C-SCoA -烯脂酰CoA OR-CScoA脂酰CoA OCH3CSCoA 乙酰CoA|+2-烯酰烯酰CoA水水化酶化酶-羟脂酰羟脂酰CoA脱氢脱氢酶酶 硫解酶硫解酶H H2 2O O CoASHNAD+NADHFAD FADH2 OH O RCHCH2CScoA-羟脂酰CoA|O O RCCH2C-SCoA-酮酯酰CoA|氧氧化化的的生生化化历历程程 乙酰乙酰CoACoAFAD FADH2 NAD+NADHRCH2CH2CO-SCoA脂酰脂酰CoACoA 脱
9、氢脱氢酶酶脂酰脂酰CoACoA-烯脂酰烯脂酰CoACoA 水化酶水化酶-羟脂酰羟脂酰CoACoA 脱氢酶脱氢酶 -酮酯酰酮酯酰CoACoA 硫硫解酶解酶RCHOHCH2COScoARCOCH2CO-SCoA RCH=CH-CO-SCoA +CH3COSCoAR-COScoAH H2 2O O CoASHTCATCA 乙酰CoA 乙酰CoA 乙酰乙酰CoACoAATPATPH H2 20 0呼吸链呼吸链H H2 20 0呼吸链呼吸链 乙酰CoA 乙酰CoA 乙酰CoA 乙酰CoA-氧化过程中能量的释放及转换效率氧化过程中能量的释放及转换效率净净生成:生成:108 2=106 ATP108 2=1
10、06 ATP例:软脂酸例:软脂酸7 7次次-氧化氧化8 8 乙酰乙酰CoACoACHCH3 3(CH2)(CH2)1414COOHCOOH7 7 NADHNADH7 7 FADHFADH2 210 ATP10 ATP 2.5 ATP2.5 ATP 1.5 ATP1.5 ATP 80 ATP80 ATP17.5 ATP17.5 ATP10.5 ATP10.5 ATP108 ATP108 ATP能量转换率能量转换率 =-30.54KJ-30.54KJ 106106-9730KJ-9730KJ 100%=100%=3333脂肪酸的脂肪酸的-氧化作用氧化作用 脂肪酸氧化作用发生在-碳原子上,分解出CO
11、2,生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。RCHRCH2 2COOHCOOHRCH(OH)COOHRCH(OH)COOHRCOCOOHRCOCOOHRCOOHRCOOHCOCO2 2O O2 2NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+RCH(OOH)COOHRCH(OOH)COOHCOCO2 2RCHORCHOO O2 2NAD+NADH+H+过氧化过氧化羟化羟化H H2 2O O脂肪酸的脂肪酸的氧化作用氧化作用 脂肪酸的-氧化指脂肪酸的末端甲基(-端)经氧化转变成羟基,继而再氧化成羧基,从而形成,-二羧酸的过程。CHCH3 3(CH(CH2 2)n COO)n CO
12、O-HOCHHOCH2 2(CH(CH2 2)n COO)n COO-OHC(CHOHC(CH2 2)n COO)n COO-OOC(CHOOC(CH2 2)n COO)n COO-O O2 2NAD(P)+NAD(P)H+H+NAPD+NADPH+H+NAD(P)+NAD(P)H+H+混合功能氧化酶混合功能氧化酶醇酸脱氢酶醇酸脱氢酶醛酸脱氢酶醛酸脱氢酶2.油酰基的氧化作用油酰基油酰基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
13、=CH-CO-CoAHH 2 2-反反-十二碳烯酰十二碳烯酰CoACoA -氧化氧化,三次循环三次循环烯酯酰烯酯酰CoACoA异构酶异构酶烯酯酰烯酯酰CoACoA水化酶水化酶再再开始开始-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 HATP、CoASH3 3 丙酸的代谢丙酸的代谢甲基丙二酸单酰甲基丙二酸单酰CoA琥珀酰琥珀酰CoA硫激酶硫激酶羧羧化化酶酶变位酶变位酶三羧酸循三羧酸循环环ATP、CO2 生物素生物素CoB124.酮体的代谢 酮体的生成 酮体的分解 生成酮体的意义脂肪酸-氧化产物乙酰CoA,在肌肉中进入三羧酸循环
14、氧化供能,然而在肝细胞中还有另一条去路.乙酰CoA可在肝细胞形成乙酰乙酸、-羟丁酸、丙酮,这三种物质统称为酮体。酮体的生成酮体的生成羟甲基戊二酸单酰羟甲基戊二酸单酰CoA(HMGCoA)硫解酶硫解酶2CH3COSCoACH3COCH2COSCoA乙酰乙酰乙酰乙酰CoAHOOCCH2-C-CH2COSCoA|CH3OH|HMGCoA裂解酶裂解酶HMGCoA合成酶合成酶CH3COSCoACoASHCH3COCH2COOHCH3CHOHCH2COOH乙酰乙酸乙酰乙酸丙酮丙酮-羟丁羟丁酸酸脱氢酶脱氢酶CO2NADH+H+NAD+CH3COCOOH脱羧酶脱羧酶CoASH酮体的分解酮体的分解乙酰乙酰乙酰乙
15、酰CoA硫解酶硫解酶转转移移酶酶琥珀酰琥珀酰CoACoASH-氧化氧化乙酰乙酸乙酰乙酸脱氢酶脱氢酶NADH+H+NAD+乙酰乙酰CoA2-羟丁羟丁酸酸琥珀酸琥珀酸脂肪动员的影响饥饿或糖尿病时胰岛素 /胰高血糖素肝内乙酰CoA 酮体生成 饱食及糖供应充足时,则相反。脂肪动员肝内脂肪酸-氧化入肝脂肪酸酮体生成的调节酮体生成的调节饱食及糖供应充足胰岛素 /胰高血糖素乙酰CoA、柠檬酸乙酰CoA羧化酶乙酰CoA生成丙二酸单酰CoA长链脂酰CoA入线粒体-氧化 酮体生成饥饿或糖尿病时,则相反。糖有氧氧化变构激活CAT-1(-)肉碱脂酰转移酶活性肉碱脂酰转移酶活性柠檬酸合酶 的调节饥饿或糖尿病时 胰岛素/
16、胰高血糖素肝内乙酰CoA 酮体生成 饱食及糖供应充足时,则相反。脂肪动员肝柠檬酸合酶肝长链脂肪酸CoA(-)饱食及糖供应充足时,则相反。草酰乙酸的影响丙酮酸丙酮酸羧化酶糖代谢草酰乙酸脂肪酸-氧化NADH/NAD+比 值苹果酸脱氢草酰乙酸苹果酸移出线粒体成为糖异生的原料脂肪酸氧化产生的乙酰CoA不易进入TAC 酮体酮体生成的生理意义a.酮体具水溶性,能透过血脑屏障及毛细血管壁,是输出脂肪能源的一种形式。b.长期饥饿时,酮体供给脑组织50-70%的能量。c.禁食、应激及糖尿病时,心、肾、骨骼肌摄取酮体代替葡萄糖供能,节省葡萄糖以供脑和红细胞所需,并可防止肌肉蛋白的过多消耗。返回酮症及其产生原因:酮
17、症及其产生原因:尿排泄量mg/24hour血中浓度mg/100ml正常1253严重酮症(未治疗的糖尿病)500090 长期饥饿和糖尿病时,脂肪动员加强,酮体生成增多。当肝内产生酮体超过肝外组织氧化酮体的能力时,血中酮体蓄积,称为酮血症。尿中有酮体排出,称酮尿症。二者统称为酮体症(酮症).酮症可导致代谢性酸中毒,称酮症酸中毒,严重酮症可导致人死亡。有不少的细菌、藻类和处于一定生长阶段的高等植物(如正在萌发的油料种子),脂肪酸降解的主要产物乙酰CoA还可以通过另外一条途径 乙醛酸循环(glyoxylate cycle),将2分子乙酰CoA合成1分子四碳化合物-琥珀酸。5.乙醛酸循环乙醛酸循环CoA
18、SH柠檬酸合酶柠檬酸合酶顺顺乌头乌头酸酶酸酶乙醛酸循环反乙醛酸循环反应历程应历程NAD+NADH苹果酸苹果酸脱氢酶脱氢酶草酰乙酸草酰乙酸 OCH3-CSCoACoASH OCH3-CSCoACOOCOO-CH2CH2CH2CH2COOCOO-琥珀酸琥珀酸异柠檬酸异柠檬酸裂解酶裂解酶苹果酸苹果酸合酶合酶 O OH-C-C OH乙醛酸乙醛酸NAD+草酰乙酸草酰乙酸 OCH3-C-SCoACoASH乙乙醛醛酸酸循循环环和和三三羧羧酸酸循循环环反反应应历历程程的的 比比较较柠檬酸柠檬酸异柠檬酸异柠檬酸顺乌头酸顺乌头酸 酮戊二酸酮戊二酸琥珀酸琥珀酸琥珀酰琥珀酰CoA草酰乙酸草酰乙酸 O OH-C-C O
19、H乙醛酸乙醛酸 OCH3-C-SCoA苹果酸苹果酸延胡索酸延胡索酸乙醛酸循环与三羧酸循环相比,可以看成是三羧酸循环的一个支路,它在异柠檬酸处分支,绕过了三羧酸循环的两步脱羧反应,因而不发生氧化降解。参与乙醛酸循环的酶除了异柠檬酸裂解酶和苹果酸合酶外,其余的酶都与三羧酸循环的酶相同。异柠檬酸裂解酶和苹果酸合酶是乙醛酸循环的关键酶。第三节 脂肪的生物合成一、脂肪酸的生物合成二、磷酸甘油的生物合成三、三酰甘油的生物合成一一 脂肪酸的生物合成脂肪酸的生物合成1、十六碳饱和脂肪酸(软脂酸)的从头合成十六碳饱和脂肪酸(软脂酸)的从头合成2、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3
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