生物化学-第八章脂代谢课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第 八 章,脂 类 代 谢,1.奇数C与不饱和C脂肪酸的氧化,2.酮体的生成与,利用,学习目的与要求：,重点：,难点：,1.脂肪酸的氧化,2.酮体的生成与,利用,3.脂肪酸的合成,1.脂肪酸的氧化,2.酮体的生成,3脂肪酸的氧化与脂肪酸的合成的差异,脂类是,脂肪,和,类脂,的总称，它是有脂肪酸与醇作用生成的,酯及其衍生物,，统称为脂质或脂类，是动物和植物体的重要组成成分。脂类是广泛存在与自然界的一大类物质，它们的化学组成、结构理化性质以及生物功能存在着很大的差异，但它们都有一个共同的特性，即可用非极性有机溶剂从细胞和组织中提取出来。,第一节、脂类概述,一.脂类的概念,种类及功能,(一).脂类的概念,(二). 种类,卵磷脂，脑磷脂，心磷脂,肌醇磷脂，丝氨酸磷脂,脂肪 真脂或中性脂肪（甘油三酯）,磷脂,糖脂,异戊二烯酯,甾醇,萜类,甘油磷脂,鞘氨醇磷脂,蜡,（,高级脂肪酸与高级醇脂）,类脂,(三). 脂类的功能,1.贮藏能量的物质,脂肪是机体内代谢燃料的贮存形式，它在体内氧化可释放,大量能量以供机体利用，脂肪氧化提供9.3K卡/g,糖4.1K卡/g, 蛋白质5.6K卡/g,)，人体40%的能量来自脂肪氧化。,2.提供营养的物质,1必需脂肪酸,亚油酸 18碳脂肪酸，含两个不饱和键；,亚麻酸 18碳脂肪酸，含三个不饱和键；,花生四烯酸 20碳脂肪酸，含四个不饱和键；,2生物活性物质,激素、胆固醇、维生素等。,3.生物体结构物质,1作为细胞膜的主要成分 几乎细胞所含的磷脂都集中在生物膜中，,是生物膜结构的根本组成成分。,2保护作用 脂肪组织较为柔软，存在于各重要的器官组织之间，,使器官之间减少摩擦，对器官起保护作用。,4.药用物质,卵磷脂、脑磷脂可用于肝病、神经衰弱及动脉粥样硬化的治疗等。,脂 肪酶,脂 肪酶,脂 肪酶,二. 脂肪的消化,吸收,储存和动用,1.脂肪的消化,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，胰液中含有胰脂肪酶，能水解局部脂肪成为甘油及,游离脂肪酸，但大局部脂肪仅局部水解成甘油一酯，甘油一酯进,一步由另一种脂酶水解成甘油和脂肪酸。,2.,脂肪的吸收,在动物和人体中,小肠既能吸收完全水解的脂肪,也能吸收,局部水解或者未经水解的脂肪.吸收后,大多由淋巴细胞系,统进入血液循环,一小局部直接经门静进肝脏。,未被吸收,的脂肪进入大肠被细菌分解.未被水解的脂肪也能,直接被吸收.但需高度乳化为脂肪微粒.,完全水解,后生成的甘油可以和水溶物一起被肠黏膜吸收.,而,脂肪酸需与胆汁,按比例结合成可溶于水的复合物被吸,收.而单脂酰甘油和二脂酰甘油可直接被吸收后再合成脂,肪通过淋巴系统进入血液循环.,名称 密度 颗粒大小 核心脂点 功能,乳糜微粒 0.96 80-500nm 甘油三脂食 转运外源脂,极低密度脂蛋白 0.96-1.006 25-80 内源甘油三脂 转运内源甘脂,低密度脂蛋白 1.006-1.063 20-25 内源性固醇脂 转运内源固醇脂,高密度脂蛋白 1.063-1.210 5-20 内源性固醇/磷脂 内源性固醇/磷脂,3.血脂,血液为运输脂质的要道.血浆中所含的脂质统称为血脂.主要有:甘油脂单、二、三、酰甘油、磷脂、胆固醇及固醇脂和游离的脂肪酸。,血脂含量不如血糖恒定，随膳食条件和各种生理条件的影响血脂的含量和成分均有一定变化。,血浆中的脂类并非以游离状态存在，常以脂蛋白的形式存在蛋白质局部称为载脂蛋白。脂蛋白是运输和储存脂的主要形式，不同的脂蛋白运输的脂类不同。,P,P,氨基酸,脂肪,ATP +,第二节、脂肪的分解代谢,一.甘油的去路,(一).脂肪酸的-氧化,1. -氧化的概念,长链脂肪酸的氧化是在肝脏线粒体脂肪酸氧化酶系作用下进行的。 每次氧化作用发生在,碳原子上,断去二碳单位生成一分子乙酰CoA，和少二碳的脂肪酸，这种氧化作用称氧化。偶数碳原子的脂肪酸经氧化最终全部生成乙酰CoA。,二. 脂肪酸的氧化-氧化,2.偶数碳原子饱和脂肪酸的-氧化过程,1脂肪酸的活化脂酰CoA的生成,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CoA合成酶在ATP、CoASH、Mg,2+,存在条件下，催化脂肪酸活化，生成脂酰CoA。,E1,E2,2脂酰CoA进入线粒体- 肉毒碱穿梭,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，因此活化的脂酰CoA必须进入线粒体内才能代谢。,A.FAD,脱氢,B.,加水,2,3,反烯脂酰CoA,L-羟脂酰CoA,2,3脂肪酸的氧化过程,C.NAD,脱氢,CH,2,羟,-酮脂酰CoA,CH,2,D.,硫解,(乙酰CoA TCA),CH,2,脂酰CoA,乙酰CoA,1.,CH,3,CH,2,COSCoA,CH,3,CHCOSCoA,COOH,丙酰CoA羧化酶,生物素,ATP,CO,2,ADP,Pi,例:C,17,CH,3,(CH,2,),15,COSCOA,CH,3,CH,2,COSCoA,7CH,3,COSCoA,+,7次,-氧化,丙酰CoA,奇数饱和碳原子脂肪酸经过屡次-氧化后,余下一分子三碳化合物-丙酰CoA.,3.奇数饱和碳原子脂肪酸的氧化,3.,琥珀酸辅酶A,三羧酸循环,4.,彻底氧化,琥珀酸辅酶A,草酰乙酸,丙酮酸,乙酰CoA,三羧酸循环,2.,CH,2,COSCoA,CH,2,COOH,CH,3,CHCOSCoA,COOH,变位酶,B,12,油酸：,顺-,9,-C,18,CH,3,（CH,2,）,7,-CH=CH-（CH,2,）,7,COSCoA,CH,3,（CH,2,）,7,-CH=CH-CH,2,-COSCoA,CH,3,（CH,2,）,8,-CH=CH-COSCoA,CH,3,（CH,2,）,8,-CH-CH,2,COSCoA,OH,OH,CH,3,（CH,2,）,8,-CH-CH,2,COSCoA,6CH,3,COSCoA,3次,-氧化,3CH,3,COSCoA,顺-,3,4,-C,12,反-,2,3,-C,12,D-羟-C,12,L-羟-C,12,5次,-氧化,烯脂酰COA异构酶,水合酶,H,2,O,表构酶,4.不饱和脂肪酸的-氧化,乙酰CoA: 9*10=90,32+90-1=121ATP,2.生物合成的原料：,-氧化的产物乙酰CoA可作酮体和氨基酸合成的原料,-氧化过程产生大量的水可供陆生动物对水的需求。,二.脂肪酸的-氧化生理意义,以C,18,-氧化:8*(2.5+1.5)=32,1.提供能量：,3.,提供大量的水,三.,酮体的生成与利用,1.,酮体的概念,乙酰CoA进入TCA循环最终氧化生成二氧化,碳和水以及大量的ATP。,乙酰CoA生成酮体参与代谢动物体内，,脂肪酸氧化产生的乙酰CoA，在肌肉细胞中,可进入TCA循环进行彻底氧化分解；但在肝脏,及还有另外一条去路，即形成乙酰乙酸、D-羟丁酸,和丙酮，这三者统称为酮体。,2.酮体的生成,乙酰CoA,乙酰乙酰CoA,乙酰乙酸,-羟丁酸,丙酮,HMG CoA裂解酶,硫解酶,CoASH,脱氢酶,-羟-甲戊二酰CoA,HMG CoA,脱羧酶,乙酰CoA,HMG CoA合成酶,CoASH,H,2,O,CO,2,OH,CH,3,CHCH,2,COOH,O,CH,3,CCH,2,COOH,O,CH,3,CCH,2,COSCOA,2 CH,3,COSCOA,脱氢酶,硫解酶,CoASH,NAD,+,NADH+H,+,琥珀酰CoA转硫酶,琥珀酰CoA,琥珀酸,丙酮,呼出,丙酮酸或乳酸,3.酮体的分解,肝脏,是生成酮体的器官，但不能使酮体进一步氧化分解，而是采用酮体的形式将乙酰CoA经血液运送到肝外组织，作为它们的能源，尤其是肾、心肌、脑等组织中主要以酮体为燃料分子。在这些细胞中，酮体进一步分解成乙酰CoA参加三羧酸循环。,1. 油糖代谢中间产物合成,2. 由食物中的甘油合成,CH,2,OH,CO,CH,2,OP,CH,2,OH,CHOH,CH,2,OP,-,磷酸甘油脱氢酶,NADH+H,+,NAD,+,CH,2,OH,CHOH,CH,2,OH,CH,2,OH,CHOH,CH,2,OP,磷酸甘油激酶,ATP ADP,第三节、脂肪的生物合成,合成脂肪的直接原料是-磷酸甘油和脂酰CoA。,一. -磷酸甘油的生成,丙酮酸,丙酮酸,柠檬酸,柠檬酸,乙酰CoA,草酰乙酸,草酰乙酸,苹果酸,乙酰CoA,线粒体,胞质,ATP+HSCoA,脂肪酸的生物合成是由细胞液系统,线粒体及微粒体系统进行合成.,(一).细胞液系统(C,16,),二. 脂肪酸的生物合成,细胞液系统合成脂肪酸是脂肪酸合成的主要途径,从二碳单位进行合成,故称为从无到有途径.,1.乙酰CoA转出,线粒体的过程,(1).丙酮酸柠檬酸穿梭,Glu,异柠檬酸,草酰乙酸,乙酰CoA,线粒体,胞质,异柠檬酸,柠檬酸,柠檬酸,草酰乙酸,-,酮戊二酸,-,酮戊二酸,乙酰CoA,(2).,-,酮戊二酸转运,(3).,肉毒碱,转运,乙酰CoA,乙酰CoA,HSCoA,HSCoA,肉毒碱,乙酰,肉毒碱,乙酸,线粒体,胞质,2.原料的准备丙二酸单酰CoA生成,3.,乙酰-ACP与丙二酸单酰-ACP的生成,乙酰CoA羧化酶,CH,3,COSCoA,HOOCCH,2,COSCoA,ATP ADP,H,2,O CO,2,Pi,生物素,CH,3,COSCoA + HSACP,CH,3,COSACP + HSCoA,转酰基酶,HOOC-CH,2,COSACP + HSCoA,HOOC-CH,2,-COSCoA + HSACP,转酰基酶,4.合成阶段 碳链延长反响,CH,3,COCH,2,COACP + CO,2,+ HSACP,(3).脱水:,(1).缩合:,CH,3,COACP + HOOCCH,2,COACP,(2).还原:,CH,3,CHOHCH,2,COACP,CH,3,COCH,2,COACP,CH,3,CH=CHCOACP,CH,3,CH,2,CH,2,COACP,CH,3,CH=CHCOACP,合成酶,-酮丁酰ACP,(4).再还原:,还原酶,D-羟丁酰ACP,反-.-烯丁酰ACP,丁酰ACP,脱水酶,还原酶,NADPH NADP,+,NADPH NADP,+,H,2,O,CH,3,CHOHCH,2,COACP,二. 线粒体和微粒体系统,细胞液系统合成脂肪酸是C,16,的脂肪酸,脂肪酸的延长是线粒体和微粒体中进行.生物体内有两种不同的酶系可以催的延长,一是线粒体中的,延长酶系,，另一个是糙内质网中的,延长酶系。,1.线粒体脂肪酸延长酶系,以乙酰CoA为C,2,供体，不需要酰基载体，由软脂酰CoA与,乙酰CoA直接缩合,脂肪酸-氧化的逆过程。,2.内质网脂肪酸延长酶系,用丙二酸单酰CoA作为C,2,的供体，NADPH作为H的供体,中间过程和脂肪酸合成酶系的催化过程相同。,三.不饱和脂肪酸的合成,人体内含有的不饱和脂肪酸主要有:,棕榈油酸16C，一个不饱和键、,油酸18C，一个不饱和键、,亚油酸18C，两个不饱和键、,亚麻酸18C，三个不饱和键,花生四烯酸20C，四个不饱和键等，,前两种单不饱和脂肪酸可由,人体自己合成,，后三种为,多不饱和脂肪酸,，,必须从食物中摄取,，因为哺乳动物体内没有,9,以上的去饱和酶。,不饱和脂肪酸中的,不饱和键,由,去饱和酶,催化形成。,+,2R-COSCoA,脂酰转移酶,脂酰转移酶,磷酸酯酶,R-COSCoA,Pi,2HSCoA,CH,2,OH,CHOH,CH,2,O-P,CH,2,O-COR,CHO-COR,CH,2,O-COR,CH,2,O-COR,CHO-COR,CH,2,O-P,CH,2,O-COR,CHO-COR,CH,2,OH,三. 脂肪的合成,1. 酶系部位 线粒体 细胞质,2. 酰基载体 HSCoA HSACP,3. 断裂/缩合单位 乙酰CoA 丙=酰CoA,4. 辅酶 FAD,NAD NADP,5. 穿梭方式 肉毒碱,6. 中间物构型 L 型 D 型,7. CO,2,的需求 不需 需,8. 能量的需求 放能 耗能,-氧化 合成,脂肪酸-氧化与脂肪酸合成的比较,