生物化学第八章 脂类代谢.ppt
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1、生物化学第八章 脂类代谢 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望 脂类脂类(lipidslipids)是一类不溶于水而易溶)是一类不溶于水而易溶于有机溶剂,并能为机体利用的有机化合物。于有机溶剂,并能为机体利用的有机化合物。第一节第一节 概述概述l甘油(丙三醇)甘油(丙三醇)单酯酰甘油单酯酰甘油二酯酰甘油二酯酰甘油H2OH2O三酯酰甘油三酯酰甘油脂肪酸脂肪酸1脂肪酸脂肪酸2甘油三酯结构甘油三酯功能甘油三酯功能(3 3)协助食物中脂溶性维生素的吸收)协助食物
2、中脂溶性维生素的吸收(4 4)供给必需脂肪酸)供给必需脂肪酸(1 1)贮能贮能 和和 供能供能(2 2)保护、保温作用)保护、保温作用常见的脂肪酸常常 见见 的的 不不 饱饱 和和 脂脂 酸酸习惯名习惯名系统名系统名碳原子及碳原子及双键数双键数双键位置双键位置族族分布分布系系n系系软油酸软油酸十六碳一烯酸十六碳一烯酸16:197-7广泛广泛油酸油酸十八碳一烯酸十八碳一烯酸18:199-9广泛广泛亚油酸亚油酸十八碳二烯酸十八碳二烯酸18:29,126,9-6植物油植物油-亚麻酸亚麻酸十八碳三烯酸十八碳三烯酸18:39,12,153,6,9-3植物油植物油-亚麻酸亚麻酸十八碳三烯酸十八碳三烯酸18
3、:36,9,126,9,12-6植物油植物油花生四烯酸花生四烯酸廿碳四烯酸廿碳四烯酸20:45,8,11,146,9,12,15-6植物油植物油timnodonic廿碳五烯酸廿碳五烯酸(EPA)20:55,8,11,14,173,6,9,12,15-3鱼油鱼油clupanodonic廿二碳五烯酸廿二碳五烯酸(DPA)22:57,10,13,16,193,6,9,12,15-3鱼油,鱼油,脑脑cervonic廿二碳六烯酸廿二碳六烯酸(DHA)22:64,7,10,13,16,193,6,9,12,15,18-3鱼油鱼油提问:肥皂是怎么做的?皂化反应动植物油脂在氢氧化钠或氢氧化钾作用下水解生成的脂
4、肪酸盐。第二节第二节脂肪的分解代谢一、甘油三酯的分解代谢一、甘油三酯的分解代谢 (一一)脂肪动员脂肪动员1.定义定义 储存的脂肪,被脂肪酶逐步水解为储存的脂肪,被脂肪酶逐步水解为脂肪酸脂肪酸及及甘油甘油,并释放入血以供其他组织氧化利用的过程。并释放入血以供其他组织氧化利用的过程。2.关键酶关键酶 激素敏感性甘油三酯脂肪酶激素敏感性甘油三酯脂肪酶 (hormone-sensitive triglyceride lipase,HSL)3.脂解激素脂解激素 能促进脂肪动员的激素,如胰高血糖素、能促进脂肪动员的激素,如胰高血糖素、去甲肾上腺素、去甲肾上腺素、ACTH 等。等。4.抗脂解激素抗脂解激素
5、可抑制脂肪动员,如胰岛素、前列腺可抑制脂肪动员,如胰岛素、前列腺素素E2等。等。脂脂肪肪组组织织 脂肪脂肪 甘油甘油 脂肪酸脂肪酸 甘油甘油脂肪酸脂肪酸ATP+H2O+CO2 全全身身各各组组织织 为机体供能为机体供能 血循血循 FA-A复合体复合体(二)甘油的氧化分解(二)甘油的氧化分解甘油甘油 -磷酸甘油磷酸甘油 ATP ADP 磷酸二磷酸二羟丙酮羟丙酮NAD+NADH+H+糖异生糖异生 乳酸或乳酸或CO2和和H2O3.脂肪酸氧化的反应过程脂肪酸氧化的反应过程1.脂肪酸氧化脂肪酸氧化的反应部位的反应部位 除脑脑组织外,大多数组织均可进行,其中肝、肌肉肝、肌肉最活跃。第一阶段:脂肪酸的活化第
6、二阶段:脂酰CoA进入线粒体第三阶段:-氧化过程第四阶段:乙酰CoA的彻底氧化(三三)脂肪酸的氧化脂肪酸的氧化2.亚细胞亚细胞定位定位 胞液、线粒体。胞液、线粒体。(1 1)脂肪酸的活化脂肪酸的活化 脂酰脂酰COA的生成的生成部位部位 胞液胞液消耗消耗 2 ATP2 ATP脂酰脂酰C CO OA A合成酶合成酶ATPAMP+PPiRCOOH+HSCOA(脂肪酸)(脂肪酸)RCOSCOA(脂酰(脂酰COA)脂酰脂酰CoA难以逾越难以逾越外外外外膜膜膜膜膜间腔膜间腔膜间腔膜间腔内内内内膜膜膜膜 肉毒胆碱肉毒胆碱肉毒胆碱肉毒胆碱(赖氨酸衍生物)(赖氨酸衍生物)(赖氨酸衍生物)(赖氨酸衍生物)非极性非
7、极性极性极性脂酰肉碱脂酰肉碱脂酰肉碱脂酰肉碱 肉毒碱转酰基酶肉毒碱转酰基酶线粒体内膜线粒体内膜线粒体内膜线粒体内膜(2)(2)脂酰基进入线粒体脂酰基进入线粒体线粒体内膜线粒体内膜线粒体内膜线粒体内膜肉碱肉碱脂酰肉碱脂酰肉碱基质基质基质基质腔腔腔腔肉毒碱转酰基酶肉毒碱转酰基酶脂酰脂酰脂酰脂酰CoACoAHSCoA脂酰肉碱脂酰肉碱移位酶移位酶移位酶移位酶肉碱肉碱肉毒碱转酰基酶肉毒碱转酰基酶脂酰脂酰CoACoAHSCoA 氧化氧化氧化氧化(3 3)脂酰基的)脂酰基的-氧化氧化 -氧化定义:氧化定义:脂脂酰酰CoA进进入入线线粒粒体体后后逐逐步步氧氧化化分分解解,经经过过脱脱氢氢、加加水水、再再脱脱氢
8、氢、硫硫解解生生成成少少两两个个碳碳原原子子的的脂脂酰酰CoA和和一一分分子子乙乙酰酰CoA的的过过程程,由由于于此此氧氧化化过过程程主主要要发发生生在在脂脂酰酰基基的的 -碳碳原原子子上上,故故称称 -氧化。氧化。脂肪酰CoA脱氢脱氢加水加水再脱氢再脱氢硫解硫解脂肪酰CoA+乙酰CoACO2+H2O+ATP一次一次-氧化反应氧化反应-氧化过程氧化过程脱氢脱氢 HR C C CSCoAHHHFAD FADHFAD FADH2 2 脂酰脂酰脂酰脂酰CoACoA脱氢酶脱氢酶脱氢酶脱氢酶脂脂酰酰CoACoA,-,-烯脂酰烯脂酰CoACoAO呼吸链1.5 ATPH2OHOH加水加水 R C C CSC
9、oAHHHOH-羟脂酰CoAH2O水化酶水化酶,-烯脂酰CoAO-氧化过程氧化过程再脱氢再脱氢 R C C CSCoAHHOHHO-羟脂酰羟脂酰CoACoA脱氢酶脱氢酶-酮脂酰酮脂酰CoACoA-羟脂酰羟脂酰CoACoANADNAD+NADH+H NADH+H+呼吸链2.5 ATP-氧化过程氧化过程硫解硫解 OR CHHOC CSCoASCoAHHSCoASCoAH-酮脂酰酮脂酰CoACoA 乙乙酰酰CoACoA辅辅酶酶A A硫解酶硫解酶脂脂酰酰CoACoA+少2个碳原子-氧化过程氧化过程5CH3COSCoACH3(CH2)7CH2COSCoACH3(CH2)7CH2CH2CH2COCoACH
10、3(CH2)7CH2CH2CH2CH2CH3(CH2)7CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2COS CoACH3COSCoACH2COSCoACH3COSCoACH3COCoA1分子十六碳的软脂酸分解为分子十六碳的软脂酸分解为8分子乙酰分子乙酰CoA肉肉碱碱转转运运载载体体线线粒粒体体膜膜=脂肪酸O=RCH2CH2C-OH脂酰CoA合成酶ATPHSCoAAMP PPiORCH2CH2CSCoA脂酰CoA脂酰CoA脱氢酶FADH2H2O呼吸链 1.5 ATP 脱氢O=RCH=CHCSCoA,-,-烯脂酰烯脂酰CoACoAH2O水化酶再脱氢加水NADH+H+H2O呼吸链 2.5 ATP-羟脂
11、酰CoA脱氢酶NAD+HSCoA硫解O=R-CSCoAO=CH3CSCoA 脂酰CoA乙酰CoA+TCA循环 O=RCH2CH2CSCoA脂酰CoAFAD 关键酶肉碱脂酰转移酶线粒体胞液O=RCHCH2CSCoA -羟脂酰CoAHO硫解酶O=RC-CH2CSCoA -酮脂酰CoAO乙酰乙酰CoA的彻底氧化的彻底氧化(1)乙酰CoA彻底氧化彻底氧化 三羧酸循环 生成酮体 肝外组织氧化利用肝外组织氧化利用 FADH2 H2O 呼吸链 1.5 ATP H2O NADH+H+呼吸链 2.5 ATP (2)-氧化产生的乙酰CoA绝大部分进入TAC彻底氧化,生成的FADH2和NADH+H+氧化磷酸化产生A
12、TP。(1)活化活化:消耗2个高能磷酸键的能量。脂酸氧化的能量生成脂酸氧化的能量生成 以以16碳软脂酸的氧化为例碳软脂酸的氧化为例(2)氧化氧化 7 轮循环产物轮循环产物:8分子乙酰分子乙酰CoA 7分子NADH+H+7分子FADH2(3)能量计算:能量计算:生成生成ATP 810+72.5+71.5=108 净生成ATP 108 2=106 血浆水平:0.030.5mmol/L(0.35mg/dl)。代谢定位:生成:肝细胞线粒体。原料:乙酰CoA。利用:肝外组织(心、肾、脑、骨骼肌等)线粒体。(四四)酮体的生成和利用酮体的生成和利用 酮体是乙酰乙酸乙酰乙酸(acetoacetate)、-羟丁
13、酸羟丁酸 (-hydroxybutyrate)、丙酮、丙酮(acetone)三者的总称。酮体生成的关键酶:HMGCoA合酶酮体的生成和利用的总示意图2 乙酰CoA 乙酰乙酰CoA 乙酰CoA 乙酰乙酸乙酰乙酸 HMGCoA D(-)-羟丁酸羟丁酸 丙酮丙酮 乙酰乙酰CoA 琥珀酰CoA 琥珀酸 2 乙酰CoA 酮体生成的调节(酮体生成的调节(主要通过激素的调节主要通过激素的调节)抑制脂解,脂肪动员 饱饱 食食 胰岛素 进入肝的脂肪酸 脂酸氧化 酮体生成(1)饥饥 饿饿 脂肪动员 FFA 胰高血糖素等 脂解激素 酮体生成 脂酸氧化(2)酮体生成和利用的意义酮体生成和利用的意义(1)酮酮体体是是肝
14、肝输输出出能能源源的的一一种种形形式式,酮酮体体可可通通过过血血脑脑屏障,是屏障,是脑组织脑组织的重要能源。的重要能源。(2)酮酮体体的的利利用用可可减减少少糖糖的的消消耗耗,有有利利于于维维持持血血糖糖水水平恒定,节省蛋白质的消耗。平恒定,节省蛋白质的消耗。(3)酮酮体体产产生生过过多多可可导导致致代代谢谢性性酸酸中中毒毒,丙丙酮酮为为挥挥发发性物质,可经呼吸排出体外。性物质,可经呼吸排出体外。(4)胰胰岛岛素素分分泌泌不不足足时时,糖糖代代谢谢障障碍碍,脂脂肪肪动动员员增增加加,-氧氧化化增增强强,酮酮体体生生成成增增多多,可可导导致致酮酮血血症症、酸酸中毒。中毒。1.不饱和脂肪酸的氧化不
15、饱和脂肪酸的氧化 (五五)脂肪酸的其他氧化方式脂肪酸的其他氧化方式2.脂肪酸的脂肪酸的-氧化氧化3.脂肪酸的脂肪酸的-氧化氧化 脂肪酸氧化成-羟脂肪酸后,再经氧化脱羧,生成比原来少一个碳原子的脂肪酸的过程。脂肪酸末端甲基氧化生成-羟脂肪酸,再氧化生成,二羧酸进行-氧化的过程。不饱和脂肪酸的3顺式结构需异构酶使其变为2反式结构,再继续-氧化。此外,不饱和脂肪酸产生的ATP少于饱和脂肪酸。奇数脂肪酸氧化生成的丙酰CoA,可转变为琥珀酰CoA。小小 结结脂肪酸的氧化利用脂肪酸的氧化利用(1)部位部位:肝、肌肉胞液、肝、肌肉胞液、线线粒体粒体(2)限速)限速酶酶:肉毒碱脂肉毒碱脂酰转酰转移移酶酶(3
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