第9章-脂类代谢ppt课件(全).ppt
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1、第九章第九章 脂类代谢脂类代谢 脂类脂类是是脂肪脂肪和和类脂类脂的总称的总称,是一大类不溶于是一大类不溶于水而易溶于有机溶剂的化合物。水而易溶于有机溶剂的化合物。脂肪脂肪主要分布于皮下主要分布于皮下、大网膜大网膜、肠系膜和内肠系膜和内脏周围等脂肪组织脏周围等脂肪组织,其含量受营养状况和活动量其含量受营养状况和活动量的影响而变动较大的影响而变动较大,故又称又被称为故又称又被称为储存脂储存脂或或可可变脂变脂。类脂类脂主要包括磷脂主要包括磷脂、糖脂糖脂、胆固醇及其酯等胆固醇及其酯等。类脂约占体重的类脂约占体重的5,其含量基本不受营养状况其含量基本不受营养状况及机体活动的影响及机体活动的影响,故又称故
2、又称固定脂固定脂或或基本脂基本脂。生物化学(高职高专教材)(陆正清、柯世怀主编)脂肪脂肪(甘油三酯甘油三酯,TG)脂类脂类类脂类脂磷酸甘油酯磷酸甘油酯(PL)鞘磷脂鞘磷脂脑苷脂脑苷脂神经节苷脂神经节苷脂磷脂磷脂糖脂糖脂胆固醇胆固醇(Ch)及其酯及其酯(ChE)脂类的分类脂类的分类生物化学(高职高专教材)(陆正清、柯世怀主编)n供能贮能。供能贮能。n构成生物膜。构成生物膜。n协助脂溶性维生素的吸收,提供必需脂协助脂溶性维生素的吸收,提供必需脂肪酸。肪酸。n保温和对内脏与肌肉的缓冲保护作用。保温和对内脏与肌肉的缓冲保护作用。脂类的生理功能脂类的生理功能生物化学(高职高专教材)(陆正清、柯世怀主编)
3、n 脂肪动员脂肪动员:储存在脂肪组织中的甘油三酯在储存在脂肪组织中的甘油三酯在脂肪酶脂肪酶的作的作用下逐步水解生成用下逐步水解生成甘油甘油和和脂肪酸脂肪酸,并释放入血以,并释放入血以供其它组织细胞氧化利用的过程,称为供其它组织细胞氧化利用的过程,称为脂肪动员脂肪动员。催化脂肪动员的酶称为催化脂肪动员的酶称为脂肪酶脂肪酶,包括,包括甘油三甘油三酯脂肪酶酯脂肪酶、甘油二酯脂肪酶甘油二酯脂肪酶和和甘油一酯脂肪酶甘油一酯脂肪酶。第一节第一节 脂肪的降解脂肪的降解生物化学(高职高专教材)(陆正清、柯世怀主编)甘油三酯甘油三酯(TG)甘油二酯甘油二酯 (DG)FFA 甘油一酯甘油一酯(MG)FFA 甘油二
4、酯脂肪酶甘油二酯脂肪酶甘油一酯脂肪酶甘油一酯脂肪酶甘甘 油油 FFA 脂脂肪动肪动员的基本过程员的基本过程甘油三酯脂肪酶甘油三酯脂肪酶甘油三酯脂肪酶甘油三酯脂肪酶是脂肪动员的是脂肪动员的限速酶,由于该酶受到多种激限速酶,由于该酶受到多种激素的调节,故又称为素的调节,故又称为激素敏感激素敏感性脂肪酶性脂肪酶(HSL)(HSL)。生物化学(高职高专教材)(陆正清、柯世怀主编)激素对激素对HSLHSL活性的调节作用活性的调节作用激素敏感脂肪酶激素敏感脂肪酶-胰岛素等胰岛素等+肾上腺素肾上腺素去甲肾上腺素去甲肾上腺素胰高血糖素胰高血糖素生物化学(高职高专教材)(陆正清、柯世怀主编)甘油的去路甘油的去路
5、n甘油甘油直接运至肝、肾、肠等组织。主要在肝进行直接运至肝、肾、肠等组织。主要在肝进行糖异生糖异生。n脂肪细胞脂肪细胞及及骨骼肌骨骼肌等组织因等组织因甘油激酶甘油激酶活性很低,故不能很活性很低,故不能很好利用甘油。好利用甘油。生物化学(高职高专教材)(陆正清、柯世怀主编)脂肪酸的氧化分解脂肪酸的氧化分解n-氧化的概念氧化的概念 -氧化作用氧化作用是指脂肪酸降解时从是指脂肪酸降解时从-碳原子与碳原子与-碳原子之间断裂,同时碳原子之间断裂,同时-碳原子被氧化成羧碳原子被氧化成羧基,从而生成乙酰基,从而生成乙酰CoACoA和比原来少两个碳原子的和比原来少两个碳原子的脂酰脂酰CoACoA的过程。的过程
6、。脂肪酸的脂肪酸的-氧化作用氧化作用主要发生在主要发生在线粒体线粒体中,中,生成的乙酰生成的乙酰CoACoA,可进入三羧酸循环。,可进入三羧酸循环。生物化学(高职高专教材)(陆正清、柯世怀主编)脂肪酸的脂肪酸的-氧化过程氧化过程n脂肪酸的活化脂肪酸的活化(胞液胞液)脂酰辅酶脂酰辅酶A A合成酶合成酶R-COOH AMP+PPiHSCoA+ATPR-COSCoA生物化学(高职高专教材)(陆正清、柯世怀主编)n脂酰脂酰CoACoA进入线粒体进入线粒体 在线粒体外生成的脂酰在线粒体外生成的脂酰CoACoA需进入线粒体基质才需进入线粒体基质才能被氧化分解,此过程必须要由能被氧化分解,此过程必须要由肉碱
7、肉碱来携带脂酰基。来携带脂酰基。HOOC-CHHOOC-CH2 2-CH-CH-CH-CH2 2-N-N+-CH-CH3 3 OHOHCHCH3 3CHCH3 3肉碱肉碱生物化学(高职高专教材)(陆正清、柯世怀主编)脂酰脂酰CoACoA进入线粒体的机制进入线粒体的机制 胞液胞液胞液胞液 外膜外膜外膜外膜 内膜内膜内膜内膜 基质基质基质基质 *酶酶RCOSCoA HSCoA 肉碱肉碱RCO-肉碱肉碱 转位酶转位酶RCO-肉碱肉碱 酶酶RCOSCoA 肉碱肉碱HSCoA 生物化学(高职高专教材)(陆正清、柯世怀主编)n脂酰脂酰CoA的的-氧化氧化 由四个连续的酶促反应组成由四个连续的酶促反应组成:
8、脱氢;脱氢;水化;水化;再脱氢;再脱氢;硫解。硫解。生物化学(高职高专教材)(陆正清、柯世怀主编)-氧化的反应过程氧化的反应过程脱氢脱氢脂酰脂酰CoACoA脱氢酶脱氢酶 R-CHR-CH2 2-CHCH2 2-CH-CH2 2-COSCoA-COSCoAFADFAD FADH2R-CHR-CH2 2-CH=CHCH=CH-COSCoA-COSCoA硫解硫解硫硫解解酶酶-2C2CCHCH3 3-COSCoA-COSCoAHSCoAHSCoA水化水化水水化化酶酶 H H2 2OOR-CHR-CH2 2-CH(OH)-CHCH(OH)-CH2 2-COSCoA-COSCoA再脱氢再脱氢-羟脂酰羟脂酰
9、CoACoA脱氢酶脱氢酶R-CHR-CH2 2-CO-CHCO-CH2 2-COSCoA-COSCoANADH+H+NADNAD+生物化学(高职高专教材)(陆正清、柯世怀主编)n乙酰乙酰CoACoA的彻底氧化的彻底氧化 脂肪酸脂肪酸-氧化生成的乙酰氧化生成的乙酰CoACoA进入进入三三羧酸循环羧酸循环,彻底氧化分解并释放出大量,彻底氧化分解并释放出大量能量,并生成能量,并生成 ATPATP。生物化学(高职高专教材)(陆正清、柯世怀主编)n-氧化循环过程在氧化循环过程在线粒体基质线粒体基质内进行;内进行;n-氧化由脂肪酸氧化酶系催化,反应氧化由脂肪酸氧化酶系催化,反应不可逆不可逆;n需要需要FA
10、DFAD,NADNAD+,CoACoA为辅助因子;为辅助因子;n每循环一次,生成每循环一次,生成一分子一分子FADHFADH2 2,一分子,一分子NADHNADH,一分子乙酰,一分子乙酰CoACoA和一分子减少两个碳原和一分子减少两个碳原子的子的脂酰脂酰CoACoA。脂肪酸脂肪酸-氧化要点:氧化要点:生物化学(高职高专教材)(陆正清、柯世怀主编)脂肪酸分解过程中净生成脂肪酸分解过程中净生成ATPATP的数量的数量n一次一次-氧化可产生(氧化可产生(1717ATP):1 FADH2,可生成可生成 2ATP;1 NADH+H+,可生成可生成 3ATP;1 乙酰乙酰CoA,经彻底氧化分解可生成经彻底
11、氧化分解可生成 12ATP。生物化学(高职高专教材)(陆正清、柯世怀主编)以以16C16C的软脂酸为例计算(净生成的软脂酸为例计算(净生成ATP)ATP)n 7 7次次 -氧化分解产生:氧化分解产生:7 FADH7 FADH2 2,生成,生成 14 ATP14 ATP,7 NADH+H7 NADH+H+,生成,生成 21 ATP21 ATP;96ATP+35 ATP=131 ATP96ATP+35 ATP=131 ATP;131ATP 2 ATP=129 ATP131ATP 2 ATP=129 ATP。n 8 8乙酰乙酰CoACoA可生成可生成 :128=96 ATP128=96 ATP;生物
12、化学(高职高专教材)(陆正清、柯世怀主编)酮体的生成和利用酮体的生成和利用 n酮体酮体 脂肪酸在肝脏经脂肪酸在肝脏经-氧化生成的氧化生成的乙酰乙酰CoACoA,在,在酶的催化下生成酶的催化下生成乙酰乙酸乙酰乙酸(约占约占30%)30%),-羟丁酸羟丁酸(约占约占70%)70%)和少量的和少量的丙酮丙酮,三者统称为,三者统称为酮体酮体。CHCH3CHCOOH OH2-羟丁酸羟丁酸生物化学(高职高专教材)(陆正清、柯世怀主编)酮体的生成过程(肝脏)酮体的生成过程(肝脏)n两分子乙酰两分子乙酰CoACoA在乙酰乙酰在乙酰乙酰CoACoA硫解酶的催化硫解酶的催化下,缩合生成一分子乙酰乙酰下,缩合生成一
13、分子乙酰乙酰CoACoA。乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA硫解酶硫解酶2(乙酰乙酰CoA)生物化学(高职高专教材)(陆正清、柯世怀主编)n乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA再与再与1 1分子乙酰分子乙酰CoACoA缩合,生成缩合,生成-羟羟-甲基戊二酸单酰甲基戊二酸单酰CoACoA(HMG-CoAHMG-CoA)。)。nHMG-CoAHMG-CoA合酶是酮体生成的关键酶。合酶是酮体生成的关键酶。HMG-CoAHMG-CoA合酶合酶*CoASH 生物化学(高职高专教材)(陆正清、柯世怀主编)nHMG-CoAHMG-CoA裂解生成裂解生成1 1分子乙酰乙酸和分子乙酰乙酸和1 1分子乙酰分子乙酰CoACoA。
14、HMG-CoAHMG-CoA裂解酶裂解酶生物化学(高职高专教材)(陆正清、柯世怀主编)n乙酰乙酸在乙酰乙酸在-羟丁酸脱氢酶的催化下,加氢还原羟丁酸脱氢酶的催化下,加氢还原为为-羟丁酸。羟丁酸。-羟丁酸脱氢酶羟丁酸脱氢酶 NAD+NADH+H+生物化学(高职高专教材)(陆正清、柯世怀主编)n少量乙酰乙酸可自发脱羧生成丙酮。少量乙酰乙酸可自发脱羧生成丙酮。CO2生物化学(高职高专教材)(陆正清、柯世怀主编)生物化学(高职高专教材)(陆正清、柯世怀主编)酮体的利用(肝外)酮体的利用(肝外)肝外组织分解酮体的酶有两种:肝外组织分解酮体的酶有两种:n琥珀酰琥珀酰CoACoA转硫酶转硫酶(主要存在于心、肾
15、、脑和(主要存在于心、肾、脑和骨骼肌细胞的线粒体中);骨骼肌细胞的线粒体中);n乙酰乙酸硫激酶乙酰乙酸硫激酶(主要存在于心、肾、脑细胞(主要存在于心、肾、脑细胞线粒体中)。线粒体中)。生物化学(高职高专教材)(陆正清、柯世怀主编)酮体利用的基本过程酮体利用的基本过程n-羟丁酸在羟丁酸在-羟丁酸脱氢酶羟丁酸脱氢酶的催化下脱氢,生的催化下脱氢,生成乙酰乙酸。成乙酰乙酸。-羟丁酸脱氢酶羟丁酸脱氢酶 NAD+NADH+H+生物化学(高职高专教材)(陆正清、柯世怀主编)n乙酰乙酸在乙酰乙酸在琥珀酰琥珀酰CoACoA转硫酶转硫酶或或乙酰乙酸硫激乙酰乙酸硫激酶酶的催化下转变为乙酰乙酰的催化下转变为乙酰乙酰C
16、oACoA。琥珀酰琥珀酰CoACoA转硫酶转硫酶琥珀酰琥珀酰CoA 琥珀酸琥珀酸 乙酰乙酸硫激酶乙酰乙酸硫激酶HSCoA+ATP AMP+PPi 生物化学(高职高专教材)(陆正清、柯世怀主编)n乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA在在乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA硫解酶硫解酶的催化下,的催化下,裂解为两分子乙酰裂解为两分子乙酰CoACoA。乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA硫解酶硫解酶HSCoA n 生成的乙酰生成的乙酰CoACoA进入进入三羧酸循环三羧酸循环。生物化学(高职高专教材)(陆正清、柯世怀主编)心、肾、脑、心、肾、脑、骨骼肌细胞骨骼肌细胞心、肾、心、肾、脑细胞脑细胞 羟丁酸羟丁酸-NAD+NADH
17、+H HSCoA+ATP乙酰乙酸乙酰乙酸琥琥珀酰珀酰 CoACoA乙酰乙酸硫激酶乙酰乙酸硫激酶琥珀酰琥珀酰 CoACoA 转硫酶转硫酶AMP+PPi乙酰乙酰乙酰乙酰 CoA CoA 琥珀酸琥珀酸硫解酶硫解酶2乙酰乙酰 CoACoA三羧酸三羧酸循环循环+酮体的氧化酮体的氧化生物化学(高职高专教材)(陆正清、柯世怀主编)酮体生成的特点及生理意义酮体生成的特点及生理意义n特点:特点:肝内生成,肝外利用。肝内生成,肝外利用。n生理意义:生理意义:1.1.在正常情况下,酮体是肝输出能源的一在正常情况下,酮体是肝输出能源的一种重要的形式;种重要的形式;2.2.在饥饿或疾病情况下,酮体可为心、脑等在饥饿或疾
18、病情况下,酮体可为心、脑等重要器官提供必要的能源。重要器官提供必要的能源。生物化学(高职高专教材)(陆正清、柯世怀主编)第二节第二节 脂肪的生物合成脂肪的生物合成n合成部位:合成部位:肝、小肠和脂肪组织是合成脂肪的肝、小肠和脂肪组织是合成脂肪的主要组织器官,其合成部位主要在主要组织器官,其合成部位主要在胞液胞液。n合成原料:合成原料:-磷酸甘油,脂肪酸磷酸甘油,脂肪酸(脂脂酰酰CoA)糖糖分分解解代代谢谢脂脂肪肪分分解解代代谢谢乙酰CoA、NADPH;ATP、CO2及Mn2+等。生物化学(高职高专教材)(陆正清、柯世怀主编)n脂酸的生物合成脂酸的生物合成产物:产物:软脂酸软脂酸酶:酶:脂肪酸合
19、成酶系脂肪酸合成酶系n软脂酸的合成步骤软脂酸的合成步骤乙酰乙酰CoACoA转运出线粒体转运出线粒体丙二酸单酰丙二酸单酰CoACoA的合成的合成软脂酸合成的循环过程软脂酸合成的循环过程生物化学(高职高专教材)(陆正清、柯世怀主编)(柠檬酸(柠檬酸丙酮酸循环)丙酮酸循环)乙酰乙酰CoACoA转运出线粒体转运出线粒体生物化学(高职高专教材)(陆正清、柯世怀主编)丙二酸单酰丙二酸单酰CoACoA的合成的合成n在关键酶在关键酶乙酰乙酰CoACoA羧化酶羧化酶的催化下,将乙酰的催化下,将乙酰CoACoA羧羧化为化为丙二酸单酰丙二酸单酰CoACoA。乙酰乙酰CoACoA羧化酶羧化酶(生物素)(生物素)*CH
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