2022年第二十章脂代谢王镜岩版《生物化学》参考笔记.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆脂代谢脂类的生理功能a. 生物膜的骨架成分磷脂、糖脂D、A、K、E b. 能量贮存形式甘油三酯c. 参与信号识别、免疫糖脂d. 激素、维生素的前体固醇类激素,维生素e. 生物体表保温防护脂肪贮存量大,热值高, 39KJ;70kg 人体,贮存的脂肪可产生:2022320kJ 蛋白质 105000kJ 糖原 2520kJ Glc 168kJ 脂肪的热值: 1g 脂肪产生的热量,是等量蛋白质或糖的 2.3 倍;第一节 脂类的消化、吸取和转运一、 脂类的消化和吸取1、 脂类的消化(主要在十二指肠中)食物中的脂类主要是甘油三酯
2、80-90% 仍有少量的磷脂 6-10% 胆固醇 2-3% -胃的食物糜(酸性)进入十二指肠, 刺激肠促胰液肽的分泌, 引起胰脏分泌 HCO 3 至小肠(碱性);脂肪间接刺激胆汁及胰液的分泌;胆汁酸盐使脂类乳化,分散成小微团,在胰腺分泌的脂类水解酶作用下水解;胰腺分泌的脂类水解酶: 三脂酰甘油脂肪酶(水解三酰甘油的C1、C3 酯键,生成 2-单酰甘油和两个游离的脂肪酸;胰脏分泌的脂肪酶原要在小肠中激活)磷脂酶 A 2(水解磷脂,产生溶血磷酸和脂肪酸)胆固醇脂酶(水解胆固醇脂,产生胆固醇和脂肪酸)辅脂酶( Colipase)(它和胆汁共同激活胰脏分泌的脂肪酶原)2、 脂类的吸取脂类的消化产物,甘
3、油单脂、脂肪酸、胆固醇、溶血磷脂可与胆汁酸乳化成更小的混合微团(20nm),这种微团极性增大,易于穿过肠粘膜细胞表面的水屏障,被肠粘膜的拄状表面细胞吸 收;被吸取的脂类,在柱状细胞中重新合成甘油三酯,结合上蛋白质、磷酯、胆固醇,形成乳糜 微粒( CM ),经胞吐排至细胞外,再经淋巴系统进入血液;名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆小分子脂肪酸水溶性较高,可不经过淋巴系统,直接进入门静脉血液中;二、 脂类转运和脂蛋白的作用 甘油三脂和胆固醇脂在体内由脂蛋白转运;脂蛋白:是由疏水脂类为核心、环围
4、着极性脂类及载脂蛋白组成的复合体,是脂类物质的转运形式;载脂蛋白:(已发觉 18 种,主要的有 7 种)在肝脏及小肠中合成,分泌至胞外,可使疏水脂类增溶,并且具有信号识别、调控及转移功能,能将脂类运至特定的靶细胞中;脂蛋白的分类及功能:P151 表 15-1 各种脂蛋白的组成、理化性质、生理功能三、 贮脂的动用 皮下脂肪在脂肪酶作用下分解,产生脂肪酸,经血浆白蛋白运输至各组织细胞中;血浆白蛋白占血浆蛋白总量的 解除脂肪酸对红细胞膜的破坏;贮脂的降解受激素调剂;50%,是脂肪酸运输蛋白,血浆白蛋白既可运输脂肪酸,又可促进:肾上腺素、胰高血糖素、肾上腺皮质激素 抑制:胰岛素 植物种子发芽时,脂肪酶
5、活性上升,能利用脂肪的微生物也能产生脂肪酶;其次节脂肪酸和甘油三酯的分解代谢一、 甘油三酯的水解甘油三酯的水解由脂肪酶催化;组织中有三种脂肪酶,逐步将甘油三酯水解成甘油二酯、甘油单酯、甘油和脂肪酸;这三种酶是:脂肪酶(激素敏锐性甘油三酯脂肪酶,是限速酶)甘油二酯脂肪酶 甘油单酯脂肪酶肾上腺素、胰高血糖素、肾上腺皮质激素都可以激活腺苷酸环化酶,使 cAMP 浓度上升,促 使依靠 cAMP 的蛋白激酶活化,后者使无活性的脂肪酶磷酸化,转变成有活性的脂肪酶,加速脂 解作用;胰岛素、前列腺素 E1 作用相反,可抗脂解;油料种子萌发早期,脂肪酶活性急剧增高,脂肪快速水解;名师归纳总结 - - - - -
6、 - -第 2 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆二、 甘油代谢在脂肪细胞中,没有甘油激酶,无法利用脂解产生的甘油;甘油进入血液,转运至肝脏后才 能被甘油激酶磷酸化为 3-磷酸甘油,再经磷酸甘油脱氢酶氧化成磷酸二羟丙酮,进入糖酵解途径 或糖异生途径;三、 脂肪酸的氧化(一)饱和偶数碳脂肪酸的 氧化1、 氧化学说早在 1904 年,Franz 和 Knoop 就提出了脂肪酸 氧化学说;用苯基标记含奇数碳原子的脂肪酸,饲喂动物,尿中是苯甲酸衍生物马尿酸;用苯基标记含隅数碳原子的脂肪酸,饲喂动物,尿中是苯乙酸衍生物苯乙尿酸;结论:脂肪酸的氧化
7、是从羧基端 -碳原子开头,每次分解出一个二碳片断;产生的终产物苯甲酸、苯乙酸对动物有毒害,在肝脏中分别与 Gly 反应,生成马尿酸和苯乙尿酸,排出体外; 氧化发生在肝及其它细胞的线粒体内;2、 脂肪酸的 氧化过程脂肪酸进入细胞后,第一被活化成酯酰CoA,然后再入线粒体内氧化;(1)、 脂肪酸的活化(细胞质)RCOO- + ATP + CoA-SH RCO-S-CoA + AMP + Ppi 生成一个高能硫脂键,需消耗两个高能磷酸键,反应平稳常数为1,由于 PPi 水解,反应不可逆;细胞中有两种活化脂肪酸的酶:内质网脂酰 CoA 合成酶,活化 12C 以上的长链脂肪酸线粒体脂酰 CoA 合成酶,
8、活化 410C的中、短链脂肪酸(2)、 脂肪酸向线粒体的转运中、短链脂肪酸( 4-10C)可直接进入线粒体,并在线粒体内活化生成脂酰 CoA;长链脂肪酸先在胞质中生成脂酰CoA,经肉碱转运至线粒体内;肉毒碱: L- 羟基 -r-三甲基铵基丁酸名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆脂酰 CoA 以脂酰肉碱形式转运到线粒体内线粒体内膜外侧(胞质侧) :肉碱脂酰转移酶催化,脂酰 基,生成脂酰肉碱;CoA 将脂酰基转移给肉碱的 羟线粒体内膜:线粒体内膜的移位酶将脂酰肉碱移入线粒体内,并将肉碱移出线粒体
9、;线粒体内 :膜内侧:肉碱脂酰转移酶催化,使脂酰基又转移给 的肉碱;CoA,生成脂酰 CoA 和游离脂酰 CoA 进入线粒体后,在基质中进行 氧化作用,包括 4 个循环的步骤;(3)、 脂酰 CoA 脱氢生成-反式烯脂酰 CoA P154 反应式:线粒体基质中,已发觉三种脂酰CoA 脱氢酶,均以FAD 为辅基,分别催化链长为C4-C6,C6-C14,C6-C18 的脂酰 CoA 脱氢;(4)、 2 反式烯脂酰 CoA 水化生成 L- -羟脂酰 CoA P155 反应式:-烯脂酰 CoA 水化酶(5)、 L- -羟脂酰 CoA 脱氢生成-酮脂酰 CoA P155 反应式:L- 羟脂酸 CoA 脱
10、氢酶(6)、 -酮脂酰 CoA 硫解生成乙酰 CoA 和( n-2)脂酰 CoA P155 反应式:酮脂酰硫解酶3、 脂肪酸 -氧化作用小结结合 P154 图 15-1 和 P156 图 15-2,回忆脂肪酸 氧化过程;(1) 脂肪酸 -氧化时仅需活化一次,其代价是消耗1 个 ATP 的两个高能键(2) 长链脂肪酸由线粒体外的脂酰 CoA 合成酶活化,经肉碱运到线粒体内;中、短链脂肪酸直接进入线粒体,由线粒体内的脂酰CoA 合成酶活化;名师归纳总结 (3) -氧化包括脱氢、水化、脱氢、硫解4 个重复步骤第 4 页,共 18 页(4) -氧化的产物是乙酰CoA,可以进入 TCA - - - -
11、- - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆4、 脂肪酸 -氧化产生的能量以硬脂酸为例, 18 碳饱和脂肪酸胞质中:活化:消耗 2ATP,生成硬脂酰 CoA 线粒体内:脂酰 CoA 脱氢: FADH 2 ,产生 2ATP -羟脂酰 CoA 脱氢: NADH ,产生 3ATP -酮脂酰 CoA 硫解:乙酰 CoA TCA ,12ATP n-2脂酰 CoA 其次轮 氧化活化消耗:-2ATP 氧化产生:8 (2+3)ATP = 40 9 个乙酰 CoA:9 12 ATP = 108 净生成:146ATP 饱和脂酸完全氧化净生成 ATP 的数量: 8.5n-7
12、ATP n 为偶数 硬脂酸燃烧热值: 2651 kcal -氧化释放: 146ATP -7.3Kcal=-1065.8Kcal 转换热效率10658.40.2%26515、 -氧化的调剂脂酰基进入线粒体的速度是限速步骤,长链脂酸生物合成的第一个前体丙二酸单酰CoA 的浓度增加,可抑制肉碱脂酰转移酶,限制脂肪氧化;NADH/NAD +比率高时, 羟脂酰 CoA 脱氢酶便受抑制;乙酰 CoA 浓度高时;可抑制硫解酶,抑制氧化(脂酰 CoA 有两条去路:氧化;合成甘油三酯)(二)不饱和脂酸的 氧化1、 单不饱和脂肪酸的氧化P157 油酸的 氧化3 顺2 反烯脂酰 CoA 异构酶(转变双键位置和顺反构
13、型)(146-2)ATP 2、 多不饱和脂酸的氧化P158 亚油酸的 氧化名师归纳总结 3 顺2 反烯脂酰 CoA 异构酶(转变双键位置和顺反构型)第 5 页,共 18 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆-羟脂酰 CoA 差向酶(转变 -羟基构型: DL 型)(14622)ATP (三)奇数碳脂肪酸的 氧化奇数碳脂肪酸经反复的 氧化,最终可得到丙酰CoA,丙酰 CoA 有两条代谢途径:1、 丙酰 CoA 转化成琥珀酰 CoA,进入 TCA ;具体过程 P158 动物体内存在这条途径,因此,在动物肝脏中奇数碳脂肪酸最终能够异生
14、为糖;反刍动物瘤胃中,糖异生作用非常旺盛,碳水化合物经细菌发酵可产生大量丙酸,进入宿主细胞,在硫激酶作用下产丙酰 CoA,转化成琥珀酰 CoA ,参与糖异生作用;2、 丙酰 CoA 转化成乙酰 CoA,进入 TCA P159 这条途径在植物、微生物中较普遍;有些植物、酵母和海洋生物,体内含有奇数碳脂肪酸,经 氧化后,最终产生丙酰CoA;(四)脂酸的其它氧化途径1、 氧化(不需活化,直接氧化游离脂酸)植物种子、叶子、动物的脑、肝细胞,每次氧化从脂酸羧基端失去一个 C 原子;RCH2COOHRCOOH+CO2 氧化对于降解支链脂肪酸、奇数碳脂肪酸、过分长链脂肪酸(如脑中 C22、C24)有重要作用
15、2、 氧化( 端的甲基羟基化,氧化成醛,再氧化成酸)动物体内多数是 12C 以上的羧酸,它们进行 氧化,但少数的 12C 以下的脂酸可通过 氧化途径,产生二羧酸,如 11C 脂酸可产生 11C、9C、和 7C 的二羧酸(在生物体内并不重要) ; 氧化涉及末端甲基的羟基化,生成一级醇,并继而氧化成醛,再转化成羧酸; 氧化在脂肪烃的生物降解中有重要作用;泄漏的石油,可被细菌 氧化,把烃转变成脂肪酸,然后经 氧化降解;名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆四、 酮体的代谢脂肪酸 -氧化产生的乙酰Co
16、A,在肌肉和肝外组织中直接进入TCA,然而在肝、 肾脏细胞中仍有另外一条去路:生成乙酰乙酸、D-羟丁酸、丙酮,这三种物质统称酮体;酮体在肝中生成后,再运到肝外组织中利用;1、 酮体的生成 酮体的合成发生在肝、肾细胞的线粒体内;形成酮体的目的是将肝中大量的乙酰CoA 转移出去,乙酰乙酸占30%, 羟丁酸 70%,少量丙酮;(丙酮主要由肺呼出体外)肝脏线粒体中的乙酰 CoA 走哪一条途径, 主要取决于草酰乙酸的可利用性;饥饿状态下, 草酰乙酸离开 TCA ,用于异生合成 Glc;当草酰乙酸浓度很低时,只有少量乙酰 CoA 进入 TCA ,大多数乙酰 CoA 用于合成酮体;当乙酰 CoA 不能再进入
17、 TCA 时,肝脏合成酮体送至肝外组织利用,肝脏仍可连续氧化脂肪酸;酮体的生成途径:P164 图 15-5 酮体的生成过程肝中酮体生成的酶类很活泼,但没有能利用酮体的酶类;因此,肝脏线粒体合成的酮体,迅速透过线粒体并进入血液循环,送至全身;2、 酮体的利用 肝外很多组织具有活性很强的利用酮体的酶;(7)、 乙酰乙酸被琥珀酰 乙酰 CoA CoA 转硫酶( -酮脂酰 CoA 转移酶)活化成乙酰心、肾、脑、骨骼肌等的线粒体中有较高的酶活性,可活化乙酰乙酸;乙酰乙酸 +琥珀酰 CoA乙酰乙酰 CoA+琥珀酸然后,乙酰乙酰 CoA 被 氧化酶系中的硫解酶硫解,生成2 分子乙酰 CoA,进入 TCA;名
18、师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 18 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆(8)、 羟基丁酸由 羟基丁酸脱氢酶催化,生成乙酰乙酸,然后进入上述途径;(9)、 丙酮可在一系列酶作用下转变成丙酮酸或乳酸,进入 TCA 或异生成糖;肝脏氧化脂肪时可产生酮体,但不能利用它(缺少 脂肪氧化时不产生酮体,但能利用肝中输出的酮体; 酮脂酰 CoA 转移酶),而肝外组织在在正常情形下,脑组织基本上利用Glc 供能,而在严峻饥饿状态,75%的能量由血中酮体供应;3、 酮体生成的生理意义酮体是肝内正常的中间代谢产物,是肝输出能量的一种形式;酮体溶于水
19、,分子小,能通过血脑屏障及肌肉毛细管壁,是心、脑组织的重要能源;脑组织不能氧化脂酸,却能利用酮体;长期饥饿,糖供应不足时,酮体可以代替 Glc,成为脑组织及肌 肉的主要能源;正常情形下,血中酮体 0.030.5 mmal/2;在饥饿、高脂低糖膳食时,酮体的生成增加,当酮 体生成超过肝外组织的利用才能时,引起血中酮体上升,导致酮症酸(乙酰乙酸、 羟丁酸)中毒,引起酮尿;4、 酮体生成的调剂;(1)饱食:胰岛素增加, 脂解作用抑制, 脂肪动员削减, 进入肝中脂酸削减, 酮体生成削减;饥饿:胰高血糖素增加,脂肪动员量加强,血中游离脂酸浓度上升,利于 氧化及酮体的生 成;(2)肝细胞糖原含量及代谢的影
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- 生物化学 2022 第二十 代谢 王镜岩版 参考 笔记
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