2017四川农业大学生物化学854考研-脂代谢.ppt

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1、2017四川四川农业大学生物化学大学生物化学854考考研研-脂代脂代谢+H2O+R3COOH脂肪酶脂肪酶脂肪的酶促水解脂肪的酶促水解甘油二酯甘油二酯脂肪酶脂肪酶+H2O+R1COOH甘油单酯甘油单酯脂肪酶脂肪酶+H2O+R2COOH甘甘 油油 的的 转转 化化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（实线为甘油的分解，虚线为甘油的合成（实线为甘油的分解，虚线为甘油的合成)）甘油甘油-磷酸磷酸甘油甘油磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮3-3-磷酸磷酸甘油醛甘油醛丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoACoA糖原或糖原或葡萄糖葡萄糖三羧酸三羧酸循环循环甘油代谢和糖代甘油代谢和糖代谢的关系谢的关

2、系 糖原（或淀粉）糖原（或淀粉）1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖6-磷酸果糖磷酸果糖1，6-二磷酸果糖二磷酸果糖磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛2 磷酸烯醇丙酮酸磷酸烯醇丙酮酸2 丙酮丙酮酸酸葡萄糖葡萄糖己糖己糖激酶激酶磷酸果磷酸果糖激酶糖激酶丙酮酸丙酮酸激酶激酶丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖2 草酰乙酸草酰乙酸PEP羧激酶羧激酶甘油甘油-磷酸磷酸甘油甘油甘油甘油激酶激酶磷酸甘油磷酸甘油脱氢酶脱氢酶ATP ADPNADH NAD+ATPADPATPADPADPATPPi Pi H H2 2O O1，6-2P-F 磷酸酯酶磷酸酯酶6-P-G磷酸酯酶磷酸酯酶H H2 2

3、O OPi Pi 三三酰酰甘甘油油的的生生物物合合成成磷酸甘油酯酰转移酶磷酸甘油酯酰转移酶磷酸甘油酯酰转移酶磷酸甘油酯酰转移酶二酰甘油酯酰转移酶二酰甘油酯酰转移酶磷酸酶磷酸酶脂脂 肪肪 酸酸 的的 分分 解解 代代 谢谢-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、奇数碳链奇数碳链脂肪酸的氧化脂肪酸的氧化3 3、不饱和不饱和脂肪酸的氧化脂肪酸的氧化4 4、乙醛酸循环乙醛酸循环5 5、酮体代谢酮体代谢CH3-(CH2)n-CH2-CH2-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-氧化作用的概念及试验证据 概概 念念试验证据试验证据 19041904年年

4、F.KnoopF.Knoop根据根据用苯环标记用苯环标记奇数碳原子和偶数碳奇数碳原子和偶数碳原子的原子的脂肪酸饲喂狗脂肪酸饲喂狗,检查尿中的产物检查尿中的产物,得到以下得到以下实验实验结果，证明了-氧化学说是正确的。脂肪酸在体内氧化时在羧基脂肪酸在体内氧化时在羧基端的端的-碳原子上进行氧化，碳原子上进行氧化，碳链逐次断裂，每次断下一个碳链逐次断裂，每次断下一个二碳单位，即乙酰二碳单位，即乙酰CoACoA，该过，该过程称作程称作-氧化。氧化。-CH2-(CH2)2n+1-COOH-CH2-(CH2)2n-COOH-COOH（苯甲酸）（苯甲酸）-CH2COOH（苯乙酸）（苯乙酸）奇数碳原子：奇数碳

5、原子：偶数碳原子：偶数碳原子：脂肪酸的活化和转运脂肪酸的活化：脂肪酸的活化：OR-C-OH+CoA-SH脂酰脂酰CoACoA合成酶合成酶 OR-C-SCoAATPAMP+PPi脂酰脂酰CoA的运转：的运转：肉毒碱的作用肉毒碱的作用酯酰CoACoA进入线粒体基质示意图进入线粒体基质示意图肉毒碱肉毒碱 OR-C-OH-氧化氧化线粒体内膜内侧内侧外侧外侧载载体体CoASH OR-C-S-CoA OR-C-S-CoACoASHATPCoASHAMP+PPi N+(CH3)3 CH2HO-CH2 COO-酯酰肉毒碱酯酰肉毒碱 N+(CH3)3 CH2 O-CH2 COO-OR-C-肉毒碱肉毒碱 N+(C

6、H3)3 CH2HO-CH2 COO-酯酰酯酰肉毒碱肉毒碱 N+(CH3)3 CH2 O-CH2 COO-OR-C-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 d、硫解、硫解|氧氧化化的的生生化化历历程程 乙酰乙酰CoAFAD FADH2 NAD+NADHRCH2CH2CO-SCoA脂酰脂酰CoA 脱氢酶脱氢酶脂酰脂酰CoA-烯脂酰烯脂酰CoA 水化酶水化酶-羟脂酰羟脂酰CoA 脱氢酶脱氢酶-酮酯酰酮酯酰CoA 硫解酶硫解酶RC

7、HOHCH2COScoARCOCH2CO-SCoA RCH=CH-CO-SCoA +CH3COSCoAR-COScoAH2O CoASHTCATCA 乙酰CoAATPH20呼吸链 乙酰CoA 乙酰CoA 乙酰CoA 乙酰CoA乙酰CoAH20呼吸链-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生成：净生成：108 2=106 ATP例：软脂酸例：软脂酸7 7次次-氧化氧化CH3(CH2)14COOH10 ATP 8 8(乙酰乙酰CoA)80 ATP能量转换率能量转换率 =-30.54KJ 106-9730KJ 100%=332.5 ATP 7 7(NADH)17.5 ATP1

8、.5 ATP 7 7(FADH2)10.5 ATP108 ATP脂肪酸的脂肪酸的-氧化作用氧化作用 脂肪酸氧脂肪酸氧化作用发生化作用发生在在-碳原子碳原子上，分解出上，分解出COCO2 2，生成比，生成比原来少一个原来少一个碳原子的脂碳原子的脂肪酸，这种肪酸，这种氧化作用称氧化作用称为为-氧化作氧化作用。用。RCH2COOHRCH(OH)COOHRCOCOOHCO2O2NAD+NADH+H+羟化羟化NAD+NADH+H+RCOOHRCH(OOH)COOHCO2RCHO过氧化过氧化H2OO2NAD+NADH+H+脂肪酸的氧化作用 脂肪酸的脂肪酸的-氧化指脂肪酸氧化指脂肪酸的末端甲基的末端甲基（-

9、端）经端）经氧化转变成羟氧化转变成羟基，继而再氧基，继而再氧化成羧基，从化成羧基，从而形成而形成，-二羧酸的二羧酸的过程过程。CH3(CH2)n COO-HOCH2(CH2)n COO-OHC(CH2)n COO-OOC(CH2)n COO-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O2NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+油油酰酰基基的的氧氧化化作作用用油酰基油酰基CoACoA（9 9 18 18：1 1）CH3(CH2)7CH=CH-CH2(CH2)6CO-CoA OHCH3(CH2)7CH2-C-CH2-CO-CoA H6CH3-CO

10、-CoACH3(CH2)7CH2-C=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水化酶水化酶再开始再开始-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、CoASH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CoB12奇数碳链脂肪奇数碳链脂肪酸氧化产物酸氧化产物乙醛酸循环1、乙醛酸循环的生化历

11、程4 4、脂肪代谢和糖代谢的关系3、乙醛酸循环的生理意义 植物种子萌发的脂肪转化为糖(自学)2、乙醛酸循环总反应式及其糖异生的关系CoASH柠檬酸合酶柠檬酸合酶顺乌头酸酶顺乌头酸酶乙醛酸循环乙醛酸循环反应历程反应历程NADH+H+草酰乙酸草酰乙酸 OCH3-CSCoACoASH OCH3-CSCoACOOCOO-CH2CH2CH2CH2COOCOO-琥珀酸琥珀酸异柠檬酸裂异柠檬酸裂解酶解酶苹果酸苹果酸合成酶合成酶 O OH-C-C OH乙醛酸乙醛酸苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶NAD+乙醛酸循环总反应式及其与糖异生的关系2 2乙酰乙酰 CoA+NAD+NAD+琥珀酸琥珀酸+2CoASH+NADH+H

12、+2CoASH+NADH+H+草酰乙酸草酰乙酸糖异生糖异生酮体的代谢酮体的代谢 酮体的酮体的生成生成 酮体的酮体的分解分解 生成酮体的意义生成酮体的意义 脂肪酸脂肪酸-氧化产物乙酰氧化产物乙酰CoA,CoA,在肌肉中在肌肉中进入三羧酸循环氧化供能，然而在肝细胞进入三羧酸循环氧化供能，然而在肝细胞中还有另一条去路。乙酰中还有另一条去路。乙酰CoACoA可在肝细胞形可在肝细胞形成乙酰乙酸、成乙酰乙酸、-羟丁酸、丙酮，这三种物羟丁酸、丙酮，这三种物质统称为酮体。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2CH3COSCoACH3COCH2CO

13、SCoA乙酰乙酰乙酰乙酰CoAHOOCCH2-C-CH2COSCoA|CH3OH|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CoASHHMGCoA裂解酶裂解酶酮体的分解酮体的分解乙酰乙酰乙酰乙酰CoA硫解酶硫解酶转转移移酶酶琥珀酰琥珀酰CoA-氧化氧化乙酰乙酸乙酰乙酸脱氢酶脱氢酶乙酰乙酰CoA2-羟丁羟丁酸酸琥珀酸琥珀酸NADH+H+NAD+CoASH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

14、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、不饱和脂肪酸的合成不饱和脂肪酸的合成脂脂肪肪酸酸从从头头合合成成的的生生化化历历程程+丙二酸单酰丙二酸单酰ACPCO2 O O CH3-C-CH2-CSACP OHOOC-CH2-C-S-ACP OCH3CSACP OH O CH3-C-CH2-CSACPH OCH3-CH=CH-C-SACP O CH3-CH2 -CH2-C-SACP脂脂肪肪酸酸合合成成酶酶系系丙二酸单酰丙二酸单酰ACPACP的形成的形成：+HCO3-|OHOOC-CH2-C-S-ACP丙二酸单酰丙二酸单酰ACPACPCoAATPADP+

15、Pi乙酰乙酰CoA 羧化酶羧化酶生物素生物素 OCH3C-SCoA 乙酰乙酰CoA|OHOOC-CH2-C-S-CoA丙二酸单酰丙二酸单酰CoA|脂肪酸合成酶系结构模式脂肪酸合成酶系结构模式中央巯基中央巯基SH外围巯基外围巯基SHACPACP乙酰乙酰CoA:ACP转移酶转移酶 丙二酸单酰丙二酸单酰CoA:ACP转移酶转移酶-酮脂酰酮脂酰-ACP合酶合酶 -酮脂酰酮脂酰-ACP还原酶还原酶 -羟脂酰羟脂酰-ACP脱水酶脱水酶 烯脂酰烯脂酰-ACP还原酶还原酶 脂酰基载体蛋白(ACP)的辅基结构O-CH2-Ser-ACPHS辅基：4-磷酸泛酰巯基乙胺CoA分子中也有4-磷酸泛酰巯基乙胺AHS4-磷

16、酸泛酰巯基乙胺软软脂脂酸酸合合成成的的反反应应流流程程CH3CO-SHOOCCH2CO-SCH3CHCH2CO-SSHOHSHSHCH3CH=CHCO-SSHSHSH OCH3C-S|SHNADP+NADPHHSCoA乙酰乙酰SCoA 丙二单酰丙二单酰-SCoACoASHNADP+NADPHH H2 2O OCOCO2 2软脂酸软脂酸H H2 2O O进位进位链的延伸链的延伸水解水解 OCH3C-S|SHCH3COCH2CO-SSHCH3CH2CH2CO-SSH脂肪酸生物合成的反应历程-烯丁酰烯丁酰ACPACPCH3COCH2C0-SACP 丁酰丁酰ACPACPCH3CH(OH)CH2C0-S

17、ACP CH3CH=CH2C0-SACP CH3CH2CH2C0-SACP-酮丁酰酮丁酰ACPACP-羟丁酰羟丁酰ACPACPCH3COCoACH3COACPHOOCCH3COACPHOOCCH3COCoACH3COCoACO2+ACPC2C2C2C2C2C2NADPH+H+NAD P+NADP+NADPH+H+H H2 2O O CH3(CH2)14C0-SACP+CO2ACP还原酶还原酶脱水酶乙酰乙酰CoACoA从线粒体内至胞液的运转从线粒体内至胞液的运转羧基基载体蛋白上生物素转移羧基的模式图CO2COO-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（1）线粒体脂肪酸延

18、长酶系:延长短链脂肪酸，其过程是-氧化逆过程。（2）内质网脂肪酸延长酶系：延长饱和或不饱和长链脂肪酸，其中间过程与脂肪酸合成酶体系相似。脂肪酸碳链延长的不同方式脂肪酸碳链延长的不同方式细胞内进行部位细胞内进行部位动物动物 植物植物线粒体线粒体 内质网内质网 叶绿体、前质体叶绿体、前质体 内质网内质网加入的一碳单位加入的一碳单位酯酰基载体酯酰基载体电子供体电子供体乙酰乙酰CoA CoA 丙二酸单酰丙二酸单酰CoA CoA 丙二酸单酰丙二酸单酰CoACoACoA CoA ACPNAD(P)H NADPH NADPH 不明确不明确不饱和脂肪酸的合成(1)(1)需氧途径需氧途径（2 2）厌氧途径厌氧途

19、径 是厌氧生物合成单不饱和脂肪酸的方式是厌氧生物合成单不饱和脂肪酸的方式,发生在发生在脂肪酸从头合成的过程中脂肪酸从头合成的过程中,当生成当生成、-羟葵酰羟葵酰-ACP-ACP时，由专一的脱水酶催化脱水，生成时，由专一的脱水酶催化脱水，生成、-烯葵酰烯葵酰-ACPACP，再继续参入二碳单位，就可产生不同长度的，再继续参入二碳单位，就可产生不同长度的单单不饱和脂肪酸。不饱和脂肪酸。NADPH+HNADPH+H+NADPNADP+FADFAD2Fe2Fe去饱和酶去饱和酶RCHRCH2 2-CH-CH2 2-RCHRCHCH-CH-2e2e2e2e2e2e2e2eO O2 2+4H+4H+2H2H2

20、 2O O4e4e（黄素蛋白）（黄素蛋白）动：细胞色素动：细胞色素b b5zh5zh植：铁硫蛋白植：铁硫蛋白脂肪酸的脂肪酸的氧化和从头合成的异同氧化和从头合成的异同磷磷脂脂酶酶的的作作用用部部位位磷脂酶磷脂酶 C磷脂酶磷脂酶 D磷脂酶磷脂酶 A2(B2)磷脂酶磷脂酶 A1(B1)乙醇胺和胆碱的活化HOCH2CH2NH2CDP-OCH2CH2NH2CDP-乙醇胺乙醇胺CTP:CTP:磷酸磷酸乙醇胺胞乙醇胺胞苷转移酶苷转移酶CTPPPiHOCH2CH2N+(CH3)3胆碱胆碱激酶激酶OCH2CH2N+(CH3)3CDP-OCH2CH2N+(CH3)3CDP-胆碱胆碱CTP:磷酸磷酸胆碱胞苷胆碱胞苷

21、转移酶转移酶PATPADPCTPPPiOCH2CH2NH2磷酸乙醇胺磷酸乙醇胺乙醇胺乙醇胺激酶激酶ATPADPP磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺的合成磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺的合成甘油二酯甘油二酯CDP-乙醇胺乙醇胺CMP磷脂酰磷脂酰-乙醇胺乙醇胺（脑磷脂）（脑磷脂）磷脂酰磷脂酰-胆碱胆碱（卵磷脂）（卵磷脂）CDP-胆碱胆碱CMP 复杂的胆固醇分子能在动物体内由复杂的胆固醇分子能在动物体内由小分子物质缩合而成小分子物质缩合而成,乙酰乙酰CoACoA为合成胆为合成胆固醇的原料固醇的原料。磷脂酰丝氨酸和磷脂酰胆碱的合成磷脂酰丝氨酸和磷脂酰胆碱的合成CMPCMPCTPPPi磷脂酸磷脂酸CDP-CDP-甘油二

22、酯甘油二酯丝氨酸丝氨酸肌醇肌醇磷脂酰肌醇磷脂酰肌醇磷脂酰丝氨酸磷脂酰丝氨酸脂肪代谢与糖代谢的关系延胡索酸延胡索酸琥珀酸琥珀酸苹果酸苹果酸草酰乙酸草酰乙酸三羧酸三羧酸循环循环乙醛酸乙醛酸循环循环甘油甘油乙酰乙酰 CoA三酰三酰甘油甘油脂肪酸脂肪酸 氧氧化化3-3-磷酸甘油磷酸甘油 糖原（或淀粉）糖原（或淀粉）1 1，6-6-二磷酸果糖二磷酸果糖磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮PEP丙酮酸丙酮酸合合成成植物和植物和微生物微生物问答题问答题1 1、从从以以下下几几方方面面比比较较饱饱脂脂肪肪酸酸的的-氧氧化化与与生生物物合合成成的的异异同同：反反应应的的亚亚细细胞胞定定位位，酰酰基基载载体体，C2C2单单位

23、位，氧氧化化还还原原反反应应的的受受氢氢体体和和供供氢氢体体，中中间间产产物物的的构构型型，合合成成或或降降解解的的方方向，酶系统情况。向，酶系统情况。2 2、脂肪组织中己糖激酶缺失为什麽导致脂肪合成障碍？脂肪组织中己糖激酶缺失为什麽导致脂肪合成障碍？3 3、简述油料作物种子萌发脂肪转化成糖的机理。、简述油料作物种子萌发脂肪转化成糖的机理。4 4、在在人人的的膳膳食食中中严严重重缺缺乏乏糖糖时时（如如进进行行禁禁食食减减肥肥的的人人群群），为什么易发生酸中毒？为什么易发生酸中毒？脂肪酸脂肪酸氧化和从头合成的关系氧化和从头合成的关系a.两条途径运行方向相反两条途径运行方向相反 氧氧化化：每每经经历历一一次次脱脱氢氢、加加水水、脱脱氢氢、裂裂解解的的循循环反应，脂肪酸减少两个碳片段，生成一分子乙酰环反应，脂肪酸减少两个碳片段，生成一分子乙酰CoA。从从头头合合成成：每每经经历历一一次次缩缩合合、还还原原、脱脱水水、还还原原的的循环反应，脂肪酸延长两个碳片段。循环反应，脂肪酸延长两个碳片段。b.两条途径的中间产物基本相同两条途径的中间产物基本相同汇报结束谢谢大家!请各位批评指正