第20章脂类代谢.pptx
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1、一、脂肪酸的分解代谢二、脂肪酸的生物合成三、脂肪酸代谢的调节四、三酰甘油的合成代谢五、磷脂的分解与合成代谢六、胆固醇的代谢七、血浆脂蛋白代谢本章主要内容本章主要内容第1页/共48页脂类脂类单纯脂类单纯脂类复合脂类复合脂类衍生脂类衍生脂类萜萜萜萜 类类类类甾醇类甾醇类甾醇类甾醇类三酰甘油三酰甘油蜡蜡细胞的结细胞的结构成分构成分储能物质储能物质含脂含脂肪酸肪酸不含脂不含脂肪酸肪酸糖脂糖脂磷脂磷脂硫脂硫脂参与代谢调控生物体内的脂类生物体内的脂类第2页/共48页一、脂肪酸的分解代谢一、脂肪酸的分解代谢甘油RCOOH脂肪酸第3页/共48页一)一)三酰甘油三酰甘油的消化、吸收和运转的消化、吸收和运转长链三
2、酰甘油长链三酰甘油胃脂酶胃脂酶胰脂酶胰脂酶 单(二)酰甘油和脂肪酸 乳化乳化 胆汁酸 胆汁酸盐微团 三酰甘油肌肉肌肉/脂肪组织脂肪组织淋巴淋巴血液血液短链短链(24C)/中链中链(610C)三酰甘油三酰甘油胃脂酶胃脂酶 胰脂酶胰脂酶乳糜微粒载脂蛋白载脂蛋白胆固醇/溶血磷脂甘油甘油脂蛋白脂肪酶脂蛋白脂肪酶+脂肪酸脂肪酸肝/肾血液血液肝/心/骨骼肌 等部位血液血液与清蛋与清蛋白结合白结合胆固醇脂胆固醇脂磷脂酶A2磷脂磷脂胆胆固固醇醇酯酯酶酶第4页/共48页u甘油的去路甘油的去路 思考:思考:一摩尔甘油经酵解和三羧酸循环彻底氧化为一摩尔甘油经酵解和三羧酸循环彻底氧化为COCO2 2和和H H2 2O
3、 O净产生的净产生的ATPATP是多少?是多少?第5页/共48页1、脂肪酸的活化、脂肪酸的活化脂酰脂酰CoA的生成的生成(细胞质)(细胞质)二)脂二)脂肪肪酸酸的的氧化分氧化分解(主要在肝部)解(主要在肝部)脂酰脂酰-CoA合酶家族对脂肪酸的链长具有要求:合酶家族对脂肪酸的链长具有要求:u活化长链脂肪酸(活化长链脂肪酸(12C以上)由内质网膜型脂酰以上)由内质网膜型脂酰CoA合酶合酶u活化中、短链脂肪酸(活化中、短链脂肪酸(410C)由线粒体外膜型脂酰)由线粒体外膜型脂酰CoA合酶合酶u中、短链脂酰中、短链脂酰CoA直接进入线粒体直接进入线粒体第6页/共48页2、脂酰、脂酰CoA进入线粒体进入
4、线粒体穿梭是在在肉碱(穿梭是在在肉碱(carnitine)的协助下,肉碱脂酰转)的协助下,肉碱脂酰转移酶移酶是限速酶,脂酰是限速酶,脂酰CoA进入线粒体是脂肪酸进入线粒体是脂肪酸-氧氧化化的主要限速步骤。的主要限速步骤。第7页/共48页u概念概念:脂肪酸在氧化分解时,在羧基端的:脂肪酸在氧化分解时,在羧基端的-碳原子上进行氧化,碳原子上进行氧化,并在碳链的并在碳链的-碳原子与碳原子与-碳原子之间断裂,每次断下一个二碳碳原子之间断裂,每次断下一个二碳单位,即乙酰单位,即乙酰CoACoA,该过程称作,该过程称作-氧化。氧化。3、饱和脂肪酸、饱和脂肪酸-氧化作用氧化作用u试验证据试验证据 19041
5、904年年F.KnoopF.Knoop根据用苯环标记脂肪酸饲喂根据用苯环标记脂肪酸饲喂 动物的实验结果,推导出了动物的实验结果,推导出了-氧化学说。氧化学说。第8页/共48页u脂肪酸脂肪酸-氧化的反应过程氧化的反应过程线粒体内部线粒体内部TCATCANADHFADH2CO2+H2OATPATP合成酮体合成类固醇合成脂肪酸第9页/共48页(1)真核生物FA-氧化的酶都是线粒体酶,包括脱氢、水化、脱氢、硫解4个重复步骤,如果脂肪酸的碳原子数是2n,则将发生n-1 次-氧化;(2)脂肪酸-氧化时仅需活化一次,消耗1个ATP的两个高能磷酸键,活化的酶在线粒体膜外;(3)-氧化每循环一次产生1个FADH
6、2、1个NADH、1 个乙酰-CoA,NADH和FADH2进入电子传递链;(4)Acryl-CoA(长链)需经肉碱运输才能进入线粒体内,有酯酰肉碱转移酶I和II参与;(5)动物体内脂肪代谢产生的乙酰-CoA大部分直接进入TCA最终产生能量和CO2,少部分用于生成酮体、类固醇、脂肪酸;植物体内脂肪代谢产生的乙酰-CoA可直接进入TCA,也可进入乙醛酸循环形成草酰乙酸,并通过糖异生途径生成葡萄糖。u饱和脂肪酸饱和脂肪酸-氧化作用小结氧化作用小结第10页/共48页4、不饱和脂肪酸的、不饱和脂肪酸的氧化氧化单单不不饱饱和和脂脂肪肪酸酸的的氧氧化化第11页/共48页多不饱和脂酸的氧化(自学)多不饱和脂酸
7、的氧化(自学)第12页/共48页5、直链奇数碳饱和脂肪酸的、直链奇数碳饱和脂肪酸的氧化氧化 直链奇数碳脂肪酸经过反复的直链奇数碳脂肪酸经过反复的氧化后除了产生多个乙酰氧化后除了产生多个乙酰CoACoA外外还产生丙酰还产生丙酰CoACoA,丙酰,丙酰CoACoA有两条有两条代谢途径:代谢途径:u丙酰丙酰CoACoA转化成琥转化成琥珀酰珀酰CoACoA,进入,进入TCATCA(反刍反刍动物体内动物体内)图图25-625-6第13页/共48页u丙酰丙酰CoA转化成乙酰转化成乙酰CoA(这条途径在植物、微生物和海洋这条途径在植物、微生物和海洋生物中较普遍)。生物中较普遍)。第14页/共48页6、饱和脂
8、肪酸彻底氧化产能计算、饱和脂肪酸彻底氧化产能计算思考思考:硬脂酸(:硬脂酸(18C18C)与油酸(与油酸(1818:1 1)比较,在)比较,在ATPATP生成上有何变化?生成上有何变化?第15页/共48页u概概念念:在在肝肝、肾肾细细胞胞内内,脂脂肪肪酸酸经经-氧氧化化产产生生的的乙乙酰酰CoACoA,在在的的线线粒粒体体内内生生成成乙乙酰酰乙乙酸酸(30%30%)、-羟羟丁丁酸酸(70%70%)、丙丙酮酮(少量)的代谢过程。这三种物质统称为酮体。(少量)的代谢过程。这三种物质统称为酮体。7、酮体代谢、酮体代谢u肝肝脏脏线线粒粒体体中中的的乙乙酰酰CoACoA走走哪哪一一条条途途径径,主主要要
9、取取决决于于草草酰酰乙乙酸酸的的可可利利用用性性。饥饥饿饿状状态态下下和和糖糖尿尿病病患患者者,草草酰酰乙乙酸酸离离开开TCATCA,用用于于糖糖异异生生合合成成GlcGlc。因因此此进进入入TCATCA的的草草酰酰乙乙酸酸的的量量减减少少,造造成成TCATCA循循环环减减慢慢,结结果果只只有有少少量量乙乙酰酰CoACoA进进入入TCATCA,过过量量的的乙乙酰酰CoACoA就就被被用于合成酮体。用于合成酮体。第16页/共48页正常情况下脑组织基本上利用GlcGlc供能,严重饥饿状态75%75%的能量由血中酮体供应。u酮体的酮体的分解分解肝外组织使用酮体作为燃料肝外组织使用酮体作为燃料 肝肝中
10、中酮酮体体生生成成的的酶酶类类很很活活泼泼,但但肝肝细细胞胞没没有有能能利利用用酮酮体体的的酶酶类类,而而肝肝外外许许多多组组织织具具有有活活性性很很强强的的利利用用酮酮体体的的酶酶。因因此此,肝肝脏脏线线粒粒体体合合成成的的酮酮体体,迅迅速速透透过过线线粒粒体体并并进进入入血血液液循循环环,送送至至全全身身进行分解。进行分解。第17页/共48页酮症酮症正常情况下,血中仅含少量酮体正常情况下,血中仅含少量酮体(每每100mL血中含血中含0.20.9mg)。在异常情况下,如饥饿、高脂低糖膳食及糖尿病。在异常情况下,如饥饿、高脂低糖膳食及糖尿病时,脂肪动员加强,酮体生成增多。当肝内产生酮体超过肝时
11、,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,则血中酮体蓄积,当外组织氧化酮体的能力时,则血中酮体蓄积,当每每100mL100mL血血中含中含300300400mg400mg时时称为酮血症。尿中有酮体排出,称酮尿症。称为酮血症。尿中有酮体排出,称酮尿症。二者统称为酮症。酮症可导致代谢性酸中毒,严重酮症可导二者统称为酮症。酮症可导致代谢性酸中毒,严重酮症可导致人死亡。致人死亡。意义意义酮体是脂肪酸在肝内正常的中间代谢产物,是肝酮体是脂肪酸在肝内正常的中间代谢产物,是肝输出能源的一种形式。酮体具水溶性,能通过血脑屏障输出能源的一种形式。酮体具水溶性,能通过血脑屏障及毛细
12、血管壁,对于不能氧化脂肪酸的脑组织来讲,酮及毛细血管壁,对于不能氧化脂肪酸的脑组织来讲,酮体则是脑组织的重要能源体则是脑组织的重要能源。u 酮体生成的生理意义及酮症的产生酮体生成的生理意义及酮症的产生第18页/共48页甘油三酯分解代谢总结甘油三酯分解代谢总结第19页/共48页u合成方式:合成方式:A.从从头头合合成成(denovo):从从乙乙酰酰CoA开开始始,在在胞胞液液中中进进行行,主主要要合成合成16碳以下的脂肪酸。碳以下的脂肪酸。B.延延长长途途径径:即即在在已已有有的的脂脂肪肪酸酸的的基基础础上上加加上上二二碳碳物物,在在内内质质网和线粒体网和线粒体中进行。中进行。二、脂肪酸的生物合
13、成二、脂肪酸的生物合成u原料:原料:乙酰辅酶乙酰辅酶A A 以上过程均发生在线粒体中,因此以上过程均发生在线粒体中,因此乙酰辅酶乙酰辅酶A A须须穿过线粒体膜才能进入胞液开始从头合成穿过线粒体膜才能进入胞液开始从头合成1丙酮酸脱羧丙酮酸脱羧2脂肪酸脂肪酸氧化氧化3氨基酸氧化氨基酸氧化第20页/共48页线粒体内线粒体内胞液胞液COCO2 2ADP+PiADP+PiATPATP丙丙酮酮酸酸羧羧化化酶酶草酰乙酸草酰乙酸柠檬酸柠檬酸柠檬酸柠檬酸合成酶合成酶乙酰乙酰CoACoA乙酰乙酰CoACoA草酰乙酸草酰乙酸CoACoA柠檬酸柠檬酸裂解酶裂解酶ADP+PiADP+PiATPATP苹果酸苹果酸NADH
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