生物化学教学件脂类代谢 PPT课件.ppt
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1、第五章第五章 脂脂 类类 代代 谢谢l脂脂类类是是脂脂肪肪和和类类脂脂的的总总称称,是是一一大大类类不不溶于水而易溶于有机溶剂的化合物。溶于水而易溶于有机溶剂的化合物。磷脂磷脂类脂类脂脂类脂类糖脂糖脂脂肪(甘油三酯)脂肪(甘油三酯)磷酸甘油酯磷酸甘油酯 鞘磷脂鞘磷脂 脑苷脂脑苷脂 鞘脂鞘脂 神经节苷脂神经节苷脂 胆固醇及其酯胆固醇及其酯 脂类物质的生理功用脂类物质的生理功用:供能贮能。供能贮能。构成生物膜。构成生物膜。协协助助脂脂溶溶性性维维生生素素的的吸吸收收,提提供供必必需需脂脂肪肪酸。酸。l必必需需脂脂肪肪酸酸是是指指机机体体需需要要,但但自自身身不不能能合合成,必须要靠食物提供的一些多
2、烯脂肪酸。成,必须要靠食物提供的一些多烯脂肪酸。保护和保温作用。保护和保温作用。第一节第一节 脂类的消化和吸收脂类的消化和吸收 自学。自学。第二节第二节 甘油三酯代谢甘油三酯代谢 一、甘油三酯的分解代谢一、甘油三酯的分解代谢(一一)脂脂肪肪动动员员:贮贮存存于于脂脂肪肪细细胞胞中中的的甘甘油油三三酯酯在在激激素素敏敏感感脂脂肪肪酶酶(hormone hormone sensitive sensitive tri-glyceride tri-glyceride lipase,lipase,HSLHSL)的的催催化化下下水水解解并并释释放放出出脂脂肪肪酸酸,供供给给全全身身各各组组织织细细胞胞摄摄
3、取利用的过程称为取利用的过程称为脂肪动员脂肪动员。三脂酰甘油脂肪酶三脂酰甘油脂肪酶起决定作用,是脂肪动员的限速酶起决定作用,是脂肪动员的限速酶脂肪动员的基本过程脂肪动员的基本过程 甘油三酯甘油三酯 激素敏感脂肪酶激素敏感脂肪酶 脂肪酸脂肪酸+甘油二酯甘油二酯 甘油二酯酶甘油二酯酶 脂肪酸脂肪酸+甘油一酯甘油一酯 甘油一酯酶甘油一酯酶 脂肪酸脂肪酸+甘油甘油 l1 1、脂脂肪肪动动员员的的结结果果是是生生成成三三分分子子的的自自由由脂脂肪肪酸酸(free free fatty fatty acid,FFAacid,FFA)和和一分子的甘油。一分子的甘油。l2 2、脂脂肪肪动动员员生生成成的的甘甘
4、油油主主要要转转运运至至肝肝脏脏再磷酸化为再磷酸化为3-3-磷酸甘油后进行代谢。磷酸甘油后进行代谢。脂肪动员的结果脂肪动员的结果脂肪动员的结果脂肪动员的结果l3 3、甘油可在血液循环中自由转运,、甘油可在血液循环中自由转运,而脂肪酸进入血液循环后须与而脂肪酸进入血液循环后须与清蛋清蛋白白结合成为复合体再转运。结合成为复合体再转运。(二二)甘油的代谢:甘油的代谢:l 脂脂肪肪动动员员生生成成的的甘甘油油,主主要要经经血血循循环转运至肝脏进行代谢。环转运至肝脏进行代谢。1 1甘甘油油在在甘甘油油磷磷酸酸激激酶酶的的催催化化下下,磷磷酸酸化化为为3-3-磷酸甘油:磷酸甘油:甘油甘油+ATP 3-+A
5、TP 3-磷酸甘油磷酸甘油+ADP+ADP 甘油磷酸激酶甘油磷酸激酶2 23-3-磷磷酸酸甘甘油油在在3-3-磷磷酸酸甘甘油油脱脱氢氢酶酶的的催催化化下,脱氢氧化为磷酸二羟丙酮:下,脱氢氧化为磷酸二羟丙酮:3-3-磷酸甘油磷酸甘油+NAD+NAD+磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮+NADH+H+NADH+H+3-磷酸甘油脱氢酶磷酸甘油脱氢酶 (三三)脂肪酸的氧化分解:脂肪酸的氧化分解:1 1反应过程:反应过程:(1)(1)活化:活化:在在胞液胞液进行此反应过程。进行此反应过程。R-COOH+HSCoA+ATP R-COOH+HSCoA+ATP R-CO R-COSCoA+AMP+PPiSCoA+AMP
6、+PPi脂肪酸硫激酶脂肪酸硫激酶 (2)(2)进入进入l在在线线粒粒体体外外生生成成的的脂脂酰酰CoACoA需需进进入入线线粒粒体体基基质质才才能能被被氧氧化化分分解解,此此过过程程必必须须要要由由肉肉碱碱携携带带,借借助助于于两两种种肉肉碱碱脂脂肪肪酰酰转转移移酶酶(酶酶和和酶酶)催催化化的的移移换换反反应应才才能能完完成成。其其中中肉肉碱碱脂脂肪肪酰酰转转移移酶酶是是脂肪酸脂肪酸-氧化的关键酶。氧化的关键酶。HOOC-CHHOOC-CH2 2-CH-CH(OHOH)-CH-CH2 2-N-N+-(CHCH3 3)3 3 脂酰脂酰CoA进入线粒体的过程进入线粒体的过程*(3)-(3)-氧化:
7、氧化:l-氧氧化化过过程程由由四四个个连连续续的的酶酶促促反反应应组成:组成:脱氢脱氢 水化水化 再脱氢再脱氢 硫解硫解 -氧化的反应过程氧化的反应过程脱氢脱氢再脱氢再脱氢水化水化硫解硫解脂酰脂酰CoACoA脱氢酶脱氢酶-羟脂酰羟脂酰CoACoA脱氢酶脱氢酶水化酶水化酶硫解酶硫解酶 (4)(4)彻底氧化:彻底氧化:l生生成成的的乙乙酰酰CoACoA进进入入三三羧羧酸酸循循环环彻彻底底氧氧化化分分解解并并释释放放出出大大量量能能量量,并并生生成成ATPATP。l脂肪酸脂肪酸-氧化的特点氧化的特点-氧化过程在氧化过程在线粒体基质线粒体基质内进行;内进行;-氧氧化化为为一一循循环环反反应应过过程程,
8、由由脂脂肪肪酸酸氧氧化酶系催化,反应化酶系催化,反应不可逆不可逆;需要需要FADFAD,NADNAD,CoACoA为辅助因子;为辅助因子;每每循循环环一一次次,生生成成一一分分子子FADH2FADH2,一一分分子子NADHNADH,一一分分子子乙乙酰酰CoACoA和和一一分分子子减减少少两两个个碳碳原子的脂酰原子的脂酰CoACoA。2 2脂肪酸氧化分解时的能量释放脂肪酸氧化分解时的能量释放l由由于于1 1分分子子FADHFADH2 2可可生生成成2 2分分子子ATPATP,1 1分分子子NADHNADH可可生生成成3 3分分子子ATPATP,1 1分分子子乙乙酰酰CoACoA经经彻彻底底氧氧化
9、化分分解解可可生生成成1212分分子子ATPATP。以以16C16C的的软软脂脂酸酸为为例例来来计计算算,则则生生成成ATPATP的数目为:的数目为:7 7次次-氧化分解产生氧化分解产生57=3557=35分子分子ATPATP;8 8分子乙酰分子乙酰CoACoA可得可得128=96128=96分子分子ATPATP;l共共可可得得131131分分子子ATPATP,减减去去活活化化时时消消耗耗的的两两分分子子ATPATP,故软脂酸彻底氧化分解可,故软脂酸彻底氧化分解可净生成净生成129129分子分子ATPATP。l 对对于于任任一一偶偶数数碳碳原原子子的的长长链链脂脂肪肪酸酸,其其净生成的净生成的
10、ATPATP数目可按下式计算:数目可按下式计算:碳原子数碳原子数 碳原子数碳原子数 ATPATP净生成数净生成数=-1 5+12-2=-1 5+12-2 2 2 2 2 (四四)酮酮 体体 代代 谢:谢:l脂脂肪肪酸酸在在肝肝脏脏中中氧氧化化分分解解所所生生成成的的乙乙酰酰乙乙酸酸、-羟羟丁丁酸酸和和丙丙酮酮三三种种中中间间代代谢谢产产物物,统称为酮体。统称为酮体。CH CH3 3COCHCOCH2 2COOH COOH 乙酰乙酸乙酰乙酸 CH CH3 3CH(OH)CHCH(OH)CH2 2COOH COOH -羟丁酸羟丁酸 CH CH3 3COCHCOCH3 3 丙酮丙酮1 1酮体的生成:
11、酮体的生成:l 酮酮体体主主要要在在肝肝脏脏的的线线粒粒体体中中生生成成,其其合合成原料为成原料为乙酰乙酰CoACoA。(1)(1)两两分分子子乙乙酰酰CoACoA在在乙乙酰酰乙乙酰酰CoACoA硫硫解解酶酶的的催催化化下,缩合生成一分子下,缩合生成一分子乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA。(2)(2)2 CH2 CH3 3COCoA CHCOCoA CH3 3COCHCOCH2 2COCoA+COCoA+HSCoAHSCoA 乙酰乙酰硫解酶乙酰乙酰硫解酶(2)(2)乙乙酰酰乙乙酰酰CoACoA再再与与1 1分分子子乙乙酰酰CoACoA缩缩合合,生生成成HMG-CoAHMG-CoA。HMG-CoAH
12、MG-CoA合合成成酶酶是是酮酮体体生生成的关键酶。成的关键酶。CHCH3 3COCHCOCH2 2COCoA+CHCOCoA+CH3 3COCoA COCoA HOOCCH HOOCCH2 2C(OH)(CHC(OH)(CH3 3)CH)CH2 2COSCoA +HSCoACOSCoA +HSCoAHMG-CoA合成酶合成酶*(3)(3)HMG-CoAHMG-CoA裂裂解解生生成成1 1分分子子乙乙酰酰乙乙酸酸和和1 1分子乙酰分子乙酰CoACoA。HOOCCH2C(OH)(CH3)CH2COSCoACH3COCH2COOH+CH3COCoAHMG-CoA裂解酶裂解酶(4)(4)乙乙酰酰乙乙
13、酸酸在在-羟羟丁丁酸酸脱脱氢氢酶酶的的催催化下,加氢还原为化下,加氢还原为-羟丁酸羟丁酸。CH3COCH2COOH+NADH+H+CH3CH(OH)CH2COOH+NAD+-羟丁酸脱氢酶羟丁酸脱氢酶 (5)5)乙酰乙酸自发脱羧生成乙酰乙酸自发脱羧生成丙酮丙酮。CH3COCH2COOHH3COCH3+CO2 2 2酮体的利用:酮体的利用:肝外组织肝外组织l利利用用酮酮体体的的酶酶有有两两种种,即即琥琥珀珀酰酰CoACoA转转硫硫酶酶(主主要要存存在在于于心心、肾肾、脑脑和和骨骨骼骼肌肌细细胞胞的的线线粒粒体体中中)和和乙乙酰酰乙乙酸酸硫硫激激酶酶(主主要要存存在在于于心心、肾肾、脑脑细细胞胞线线
14、粒体中)。粒体中)。l酮体利用的基本过程为:酮体利用的基本过程为:(1)(1)-羟羟丁丁酸酸在在-羟羟丁丁酸酸脱脱氢氢酶酶的的催催化化下下脱氢,生成脱氢,生成乙酰乙酸乙酰乙酸。CHCH3 3CH(OH)CHCH(OH)CH2 2COOH+NADCOOH+NAD+CHCH3 3COCHCOCH2 2COOH+NADH+HCOOH+NADH+H+-羟丁酸脱氢酶羟丁酸脱氢酶 (2)(2)乙乙酰酰乙乙酸酸在在琥琥珀珀酰酰CoACoA转转硫硫酶酶或或乙乙酰酰乙乙酸酸硫硫激激酶酶的的催催化化下下转转变变为为乙乙酰酰乙乙酰酰CoACoA。CHCH3 3COCHCOCH2 2COOH+HOOCCHCOOH+H
15、OOCCH2 2CHCH2 2CO CO CoA CoA CH CH3 3COCHCOCH2 2CO CO CoA+HOOCCH CoA+HOOCCH2 2CHCH2 2COOHCOOH琥珀酰琥珀酰CoA转硫酶转硫酶CH3COCH2COOH+HSCoA+ATPCH3COCH2COCoA+AMP+PPi乙酰乙酸硫激酶乙酰乙酸硫激酶 (3)(3)乙乙酰酰乙乙酰酰CoACoA在在乙乙酰酰乙乙酰酰CoACoA硫硫解酶的催化下,裂解为两分子乙酰解酶的催化下,裂解为两分子乙酰CoACoA。CH3COCH2COCoA+HSCoA2CH3COCoA(4)(4)生生成成的的乙乙酰酰CoACoA进进入入三三羧羧酸
16、酸循循环环彻彻底底氧氧化化分解。分解。乙酰乙酰乙酰乙酰CoA硫解酶硫解酶心、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3 3酮体生成及利用的生理意义酮体生成及利用的生理意义:(1)(1)在在正正常常情情况况下下,酮酮体体是是肝肝脏脏输输出出能能源的一种形式;源的一种形式;(2)(2)在在饥饥饿饿或或疾疾病病情情况况下下,为为心心、脑脑等等重要器官提供必要的能源。重要器官提供必要的能源。二、脂肪的合成代谢二、脂肪的合成代谢(自学自学)l肝肝脏脏、小小肠肠和和脂脂肪肪组组织织是是主主要要的的合合成成脂脂肪肪的的组组织织器器官官,其其合合成成的的亚细胞部位主要在亚细胞部位主
17、要在胞液胞液。三、多不饱和脂肪酸代谢l自学第三节第三节 磷脂的代谢磷脂的代谢 自学自学第四节第四节 胆固醇的代谢胆固醇的代谢Metabolism of CholesterolMetabolism of Cholesterol 胆胆固固醇醇的的结结构构及及其其酯酯化化ABCD一、胆固醇的合成一、胆固醇的合成1 1、胆固醇合成的部位和原料、胆固醇合成的部位和原料l胆胆固固醇醇合合成成部部位位主主要要是是在在肝肝脏脏和和小小肠肠的的胞胞液和微粒体液和微粒体。其合成所需。其合成所需原料为乙酰原料为乙酰CoACoA。l乙乙酰酰CoACoA经经柠柠檬檬酸酸-丙丙酮酮酸酸穿穿梭梭转转运运出出线线粒粒体而进入
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