第八章 脂类代谢 - 副本.ppt
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1、第八章第八章 脂类代谢脂类代谢 脂类代谢概述脂类代谢概述 脂肪的分解代谢脂肪的分解代谢 第第2828章章 脂肪的生物合成脂肪的生物合成 第第2929章章1脂肪的分解代谢:脂肪的消化吸收,甘油的氧化,脂肪的分解代谢:脂肪的消化吸收,甘油的氧化,脂肪酸的脂肪酸的-氧化,不饱和脂肪酸的氧化,酮体的氧化,不饱和脂肪酸的氧化,酮体的代谢;代谢;2脂肪的合成代谢:脂肪的合成代谢:-磷酸甘油的合成,软脂酰磷酸甘油的合成,软脂酰COA的合成,脂肪的生物合成。的合成,脂肪的生物合成。主要内容:主要内容:教学重点:教学重点:教学难点:教学难点:1脂肪酸的脂肪酸的-氧化;氧化;2酮体的代谢;酮体的代谢;3脂肪酸脂肪
2、酸的从头合成代谢。的从头合成代谢。1脂肪酸的脂肪酸的-氧化;氧化;2脂肪酸的从头合成代谢。脂肪酸的从头合成代谢。8.1 脂类代谢概述脂类代谢概述脂类脂类单脂单脂复脂复脂类脂类脂酰基甘油酯酰基甘油酯蜡蜡磷脂磷脂糖脂糖脂萜类萜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8.1.1 8.1.1 生物体内的脂类生物体内的脂类1 1、脂类的消化、脂类的消化 部位:小肠上段部位:小肠上段 消化因素消化因素 胆汁酸盐:乳化作用胆汁酸盐:乳化作用 辅脂酶:帮助胰脂酶起作用辅脂酶:帮助胰脂酶起作用 脂肪酶:水解三酰甘油酰基脂肪酶:水解三酰甘油酰基2 2、脂类的吸收、脂类的吸收 部位:肠部位:肠 8.1
3、.2 8.1.2 脂类的消化、吸收和运转脂类的消化、吸收和运转3、脂类的转运、脂类的转运乳麋微粒(乳麋微粒(CM)极低密度脂蛋白极低密度脂蛋白VLDL低密度脂蛋白低密度脂蛋白LDL高密度脂蛋白高密度脂蛋白HDL脂蛋白的种类脂蛋白的种类8.2 8.2 脂肪的分解代谢脂肪的分解代谢 脂肪的消化主要在肠中进行,胰液和胆汁经脂肪的消化主要在肠中进行,胰液和胆汁经胰管和胆管分泌到十二指肠,胰液中含有胰脂肪胰管和胆管分泌到十二指肠,胰液中含有胰脂肪酶,能水解部分脂肪成为甘油及游离脂肪酸,但酶,能水解部分脂肪成为甘油及游离脂肪酸,但大部分脂肪仅局部水解成甘油一酯,甘油一酯进大部分脂肪仅局部水解成甘油一酯,甘
4、油一酯进一步由另一种酯酶水解成甘油和脂肪酸。一步由另一种酯酶水解成甘油和脂肪酸。8.2.1 8.2.1 脂肪的水解脂肪的水解返回返回(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8.2.2 8.2.2 甘油的分解甘油的分解 脂肪酸氧化的化脂肪酸氧化的化学步骤可以分为三步:学步骤可以分为三步:一是一是长链脂肪酸降解长链脂肪酸降解为两个碳原子单元,为两个碳原子单元,即乙酰即乙酰CoACoA。二是二是乙乙酰酰CoACoA经过柠檬酸循经过柠檬酸循环氧化成环氧化成COCO2 2。三是三是从从还原的电子载体到
5、线还原的电子载体到线粒体呼吸链的电子传粒体呼吸链的电子传递。递。8.2.3 脂肪酸的氧化分解脂肪酸的氧化分解8.2.3.1 8.2.3.1 脂肪酸的脂肪酸的-氧化氧化1、脂肪酸的活化、脂肪酸的活化脂酰脂酰CoA的生成的生成 长链脂肪酸氧化前必须进行活化,活化在长链脂肪酸氧化前必须进行活化,活化在线粒体外进行。内质网和线粒体外膜上的脂酰线粒体外进行。内质网和线粒体外膜上的脂酰CoACoA合成酶在合成酶在ATPATP、CoASHCoASH、MgMg2+2+存在条件下,催存在条件下,催化脂肪酸活化,生成脂酰化脂肪酸活化,生成脂酰CoACoA。2、穿膜(脂酰、穿膜(脂酰CoA进入线粒体)进入线粒体)脂
6、肪酸活化在细胞液中进行,而催化脂肪酸脂肪酸活化在细胞液中进行,而催化脂肪酸氧化的酶系是在线粒体基质内,因此活化的脂氧化的酶系是在线粒体基质内,因此活化的脂酰酰CoA必须进入线粒体内才能代谢。必须进入线粒体内才能代谢。3、脂肪酸的、脂肪酸的氧化氧化 长链脂酰长链脂酰CoA的的氧化是在线粒体脂肪酸氧化酶氧化是在线粒体脂肪酸氧化酶系作用下进行的,每次氧化断去二碳单位的乙酰系作用下进行的,每次氧化断去二碳单位的乙酰CoA,再经,再经TCA循环完全氧化成二氧化碳和水,并循环完全氧化成二氧化碳和水,并释放大量能量。偶数碳原子的脂肪酸释放大量能量。偶数碳原子的脂肪酸氧化最终全氧化最终全部生成乙酰部生成乙酰C
7、oA。脂酰脂酰CoA的的氧化反应过程如下:氧化反应过程如下:(1 1)氧化)氧化 脂酰脂酰CoACoA经脂酰经脂酰CoACoA脱氢酶催化,在其脱氢酶催化,在其和和碳原子上脱氢,生成碳原子上脱氢,生成2 2反式烯脂酰反式烯脂酰CoACoA,该脱氢,该脱氢反应的辅基为反应的辅基为FADFAD。(2 2)水化(水合反应)水化(水合反应)2 2反烯脂酰反烯脂酰CoACoA在在2 2反烯脂酰反烯脂酰CoACoA水合酶催化水合酶催化下,在双键上加水生成下,在双键上加水生成L-L-羟脂酰羟脂酰CoACoA。(3)氧化)氧化 L-羟脂酰羟脂酰CoA在在L-羟脂酰羟脂酰CoA脱氢酶催脱氢酶催化下,脱去化下,脱去
8、碳原子与羟基上的氢原子生成碳原子与羟基上的氢原子生成-酮脂酰酮脂酰CoA,该反应的辅酶为,该反应的辅酶为NAD+。(4 4)硫解)硫解 在在-酮脂酰酮脂酰CoACoA硫解酶催化下,硫解酶催化下,-酮脂酰酮脂酰CoACoA与与CoASHCoASH作用,硫解产生作用,硫解产生 1 1分子乙酰分子乙酰CoACoA和比原和比原来少两个碳原子的脂酰来少两个碳原子的脂酰CoACoA。ATPCoASH-2H(FAD)H2O-2H(NAD+)CoASH+-C2-C2-C2-C2CH2CH2脂肪酸脂肪酸-氧化循环氧化循环 脂肪酸脂肪酸氧化最终的产物为氧化最终的产物为乙酰乙酰CoA、NADH和和FADH2。假如碳
9、原子数为假如碳原子数为Cn的饱和脂肪酸进行的饱和脂肪酸进行氧化,则需要作氧化,则需要作(n/21)次循环才能完全分解为)次循环才能完全分解为n/2个乙酰个乙酰CoA,产生,产生(n/21)个)个NADH和(和(n/21)个)个FADH2;生成的乙酰;生成的乙酰CoA通过通过TCA循环彻底氧化成二氧化碳和水并释放能量,循环彻底氧化成二氧化碳和水并释放能量,而而NADH和和FADH2则通过呼吸链传递电子生成则通过呼吸链传递电子生成ATP。至此。至此可以生成的可以生成的ATP数量为:数量为:总结总结 以软脂酸(以软脂酸(16C)为例计算其完全氧)为例计算其完全氧化所生成的化所生成的ATP分子数:分子
10、数:-氧化的调节氧化的调节(1)脂酰基进入线粒体的速度是限速步骤脂酰基进入线粒体的速度是限速步骤,长链脂长链脂酸生物合成的第一个前体丙二酸单酰酸生物合成的第一个前体丙二酸单酰CoA的浓度增的浓度增加,可抑制肉碱脂酰转移酶加,可抑制肉碱脂酰转移酶,限制脂肪氧化。,限制脂肪氧化。(2)NADH/NAD+比率高时,比率高时,-羟脂酰羟脂酰CoA脱氢脱氢酶便受抑制。酶便受抑制。(3)乙酰乙酰CoA浓度浓度高时;可抑制硫解酶,抑制氧化高时;可抑制硫解酶,抑制氧化(脂酰(脂酰CoA有两条去路:有两条去路:氧化,氧化,合成甘油三合成甘油三酯)。酯)。1、不饱和脂肪酸的分解不饱和脂肪酸的分解(-氧化)氧化)一
11、个不饱和双键一个不饱和双键 烯脂酰烯脂酰CoACoA异构酶异构酶 二个以上不饱和双键二个以上不饱和双键 异构酶和还原酶异构酶和还原酶8.2.3.2 脂肪酸的其它氧化分解方式脂肪酸的其它氧化分解方式 不饱和脂肪酸完全氧化生成不饱和脂肪酸完全氧化生成CO2和和H2O时提时提供的供的ATP少于相同碳原子数的饱和脂肪酸。少于相同碳原子数的饱和脂肪酸。动物体内约有动物体内约有1/2以上的脂肪酸是不饱和脂肪酸,以上的脂肪酸是不饱和脂肪酸,食物中也含有不饱和脂肪酸。这些不饱和脂肪酸食物中也含有不饱和脂肪酸。这些不饱和脂肪酸的双键都是的双键都是顺式顺式的,它们活化后进入的,它们活化后进入-氧化时,氧化时,生成
12、顺烯脂酰生成顺烯脂酰CoA,此时需要,此时需要烯脂酰烯脂酰CoA异构酶异构酶催化使其生成反烯脂酰催化使其生成反烯脂酰CoA以便进一步反应。如以便进一步反应。如果有两个或以上的双键则还需要果有两个或以上的双键则还需要2,4-二烯脂酰二烯脂酰CoA还原酶还原酶催化再继续进行催化再继续进行-氧化。氧化。2、奇数碳原子脂肪酸的分解、奇数碳原子脂肪酸的分解 羧化羧化 变位变位 少数奇数碳原子脂肪酸也可进入少数奇数碳原子脂肪酸也可进入-氧化途径氧化途径进行代谢。所不同在于偶数碳脂肪酸的最终产物进行代谢。所不同在于偶数碳脂肪酸的最终产物为为2 2分子乙酰分子乙酰CoACoA,而奇数碳为而奇数碳为1 1分子丙
13、酰分子丙酰CoACoA,和和1 1分分子乙酰子乙酰CoACoA。3、脂肪酸的、脂肪酸的-氧化氧化 脂酸的脂酸的位碳被氧化成羟基,产生位碳被氧化成羟基,产生-羟脂酸,进羟脂酸,进一步脱羧,氧化成为少一个碳原子的脂酸。由单氧一步脱羧,氧化成为少一个碳原子的脂酸。由单氧化酶催化,需化酶催化,需O2,Fe2+和抗坏血酸参加。和抗坏血酸参加。4、脂肪酸的、脂肪酸的-氧化氧化 可以在碳链烷基端碳位上氧化成二羧酸可以在碳链烷基端碳位上氧化成二羧酸,从两端从两端开始开始-氧化。细胞色素作为电子载体参加作用。氧化。细胞色素作为电子载体参加作用。进入进入TCA循环最终氧化生成二氧化碳和水以循环最终氧化生成二氧化碳
14、和水以及大量的及大量的ATP。生成酮体生成酮体参与代谢(动物体内)。参与代谢(动物体内)。脂肪酸脂肪酸氧化产生的乙酰氧化产生的乙酰CoA,在肌肉细胞中,在肌肉细胞中可进入可进入TCA循环进行彻底氧化分解;但在肝脏及循环进行彻底氧化分解;但在肝脏及肾脏细胞中还有另外一条去路,即形成乙酰乙酸、肾脏细胞中还有另外一条去路,即形成乙酰乙酸、D-羟丁酸和丙酮,这三者统称为羟丁酸和丙酮,这三者统称为酮体。酮体。8.2.4 乙酰乙酰CoA的去路的去路 A.2分子的分子的乙酰乙酰CoA在肝脏线粒体乙酰乙酰在肝脏线粒体乙酰乙酰CoA硫解酶的硫解酶的作用下,作用下,缩合成缩合成乙酰乙酰乙酰乙酰CoA,并释放,并释
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