《生物化學(xué)》課件-脂類代謝

本章主要介紹脂類（主要是脂肪）物質(zhì)在生物體的分解及合成代謝。要求學(xué)生重點(diǎn)掌握脂肪酸在生物體內(nèi)的氧化分解途徑-氧化和從頭合成途徑，了解脂類物質(zhì)的功能和其他的氧化分解途徑。,脂類代謝,脂類代謝,思考,第九章,返回,目錄,第一節(jié)脂類在體內(nèi)的消化吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)第二節(jié)脂肪的分解代謝第三節(jié)脂肪的生物合成第四節(jié)磷脂和糖脂的代謝第五節(jié)膽固醇的代謝第六節(jié)脂代謝調(diào)節(jié),生物體內(nèi)的脂類,脂類,單純脂類,復(fù)合脂類,非皂化脂類,酰基甘油酯,蠟,磷脂,糖脂、硫脂,萜類,甾醇類,含有脂肪酸,不含脂肪酸,?；视王?幾種糖脂和硫酯,2,3-雙?；?1-D-葡萄糖-D-甘油,6-亞硫酸-6-脫氧-葡萄糖甘油二酯(硫酯),2,3-雙酰基-1-(-D-半乳糖基-1，6-D-半乳糖基）-D-甘油,一、脂類的消化和吸收,1、脂類的消化2、脂類的吸收,二、脂類的轉(zhuǎn)運(yùn)和脂蛋白的作用,乳麋微粒（CM）運(yùn)輸外源性甘油三酯,極低密度脂蛋白VLDL運(yùn)輸肝臟中合成的內(nèi)源性甘油三酯,低密度脂蛋白LDL將膽固醇運(yùn)送到外周血液致動(dòng)脈粥樣硬化的因子,高密度脂蛋白HDL將肝臟以外組織中的膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)到肝臟進(jìn)行分解代謝抗動(dòng)脈粥樣硬化因子,脂蛋白,脂類的消化吸收和運(yùn)轉(zhuǎn),脂肪的酶促水解,甘油的轉(zhuǎn)化,（實(shí)線為甘油的分解，虛線為甘油的合成)）,甘油激酶,磷酸甘油脫氫酶,異構(gòu)酶,磷酸酶,第二節(jié)脂肪的分解代謝,一、脂肪的水解二、甘油的轉(zhuǎn)化三、脂肪酸的分解代謝四、酮體的代謝,三、脂肪酸的分解代謝,-氧化作用,-氧化作用,-氧化作用,2、不飽和脂肪酸的氧化3、奇數(shù)碳鏈脂肪酸的氧化,1、飽和脂肪酸的氧化分解途徑,1、飽和脂肪酸的-氧化作用,（2）-氧化過(guò)程,（1）-氧化作用的概念及試驗(yàn)證據(jù),脂肪酸的活化和轉(zhuǎn)運(yùn)-氧化的生化過(guò)程-氧化過(guò)程中能量的釋放及轉(zhuǎn)換效率,-氧化作用的概念及試驗(yàn)證據(jù),概念,試驗(yàn)證據(jù)1904年F.Knoop根據(jù)用苯環(huán)標(biāo)記脂肪酸飼喂狗的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，推導(dǎo)出了-氧化學(xué)說(shuō)。,脂肪酸在體內(nèi)氧化時(shí)在羧基端的-碳原子上進(jìn)行氧化，碳鏈逐次斷裂，每次斷下一個(gè)二碳單位，即乙酰CoA，該過(guò)程稱作-氧化。,脂肪酸的活化和轉(zhuǎn)運(yùn),a、脂肪酸的活化,OR-C-OH,+,CoA-SH,脂酰CoA合成酶,油?；难趸饔?油?；鵆oA（918：1）,CH3(CH2)7CH=CH-CH2(CH2)6CO-CoA,6CH3-CO-CoA,-氧化,三次循環(huán),烯酯酰CoA異構(gòu)酶,烯酯酰CoA水化酶,再開始-氧化,-氧化的生化歷程,a、脫氫,b、水化,c、再脫氫,R-CH=CH-C-SCoA,R-CH2-CH2C-SCoA,OHOR-CH-CH2CSCoA,OOR-C-CH2CSCoA,d、硫解,|,|,-氧化的主要生化反應(yīng),酯酰CoA脫氫酶,2-烯酰CoA水化酶,-羥脂酰CoA脫氫酶,硫解酶,H2O,CoASH,氧化的生化歷程,乙酰CoA,RCH2CH2CO-SCoA,脂酰CoA脫氫酶,脂酰CoA,-烯脂酰CoA水化酶,-羥脂酰CoA脫氫酶,-酮酯酰CoA硫解酶,RCHOHCH2COScoA,RCOCH2CO-SCoA,RCH=CH-CO-SCoA,+,CH3COSCoA,R-COScoA,乙酰CoA,-氧化過(guò)程中能量的釋放及轉(zhuǎn)換效率,凈生成：1082=106ATP,例：軟脂酸,7次-氧化,8乙酰CoA,CH3(CH2)14COOH,7NADH,7FADH2,10ATP,2.5ATP,1.5ATP,108ATP,脂肪酸的-氧化作用,脂肪酸氧化作用發(fā)生在-碳原子上，分解出CO2，生成比原來(lái)少一個(gè)碳原子的脂肪酸，這種氧化作用稱為-氧化作用。,RCH2COOH,RCH(OH)COOH,RCOCOOH,RCOOH,脫羧酶CO2,O2,NAD+,NADH+H+,NAD+,NADH+H+,單加氧酶,脂肪酸的氧化作用,脂肪酸的-氧化指脂肪酸的末端甲基（-端）經(jīng)氧化轉(zhuǎn)變成羥基，繼而再氧化成羧基，從而形成，-二羧酸的過(guò)程。,酯酰CoA進(jìn)入線粒體基質(zhì)示意圖,肉毒堿,CoASH,OR-C-OH,線粒體內(nèi)膜,內(nèi)側(cè),外側(cè),載體,ATP、CoASH,丙酸的代謝,甲基丙二酸單酰CoA,琥珀酰CoA,硫激酶,羧化酶,變位酶,ATP、CO2生物素,CoB12,酮體的代謝,酮體的生成,酮體的分解,生成酮體的意義,脂肪酸-氧化產(chǎn)物乙酰CoA,在肌肉中進(jìn)入三羧酸循環(huán)氧化供能，然而在肝細(xì)胞中還有另一條去路。乙酰CoA可在肝細(xì)胞形成乙酰乙酸、-羥丁酸、丙酮，這三種物質(zhì)統(tǒng)稱為酮體。,酮體的生成,羥甲基戊二酸單酰CoA（HMGCoA）,硫解酶,2CH3COSCoA,CH3COCH2COSCoA,乙酰乙酰CoA,HMGCoA合成酶,CH3COSCoA,CoASH,CoASH,酮體的分解,乙酰乙酰CoA,硫解酶,轉(zhuǎn)移酶,琥珀酰CoA,CoASH,-氧化,乙酰乙酸,脫氫酶,NADH+H+,NAD+,乙酰CoA,2,-羥丁酸,琥珀酸,第三節(jié)脂肪的生物合成,一、脂肪酸的生物合成,二、磷酸甘油的生物合成,三、三酰甘油的生物合成,脂肪酸的生物合成,1、十六碳飽和脂肪酸（軟脂酸）的從頭合成,2、線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中脂肪酸碳鏈的延長(zhǎng),3、不飽和脂肪酸的合成,軟脂酸的從頭合成,（1）脂肪酸合成酶復(fù)合體系和脂?；d體蛋白(acylcarrierprotein，ACP)（2）乙酰CoA運(yùn)轉(zhuǎn)：檸檬酸循環(huán)（3）乙酰CoA活化：丙二酸單酰ACP的形成（4）脂肪酸生物合成的反應(yīng)歷程,脂肪酸合成酶系結(jié)構(gòu)模式,ACP,脂?；D(zhuǎn)移酶丙二酸單酰CoA:ACP轉(zhuǎn)移酶-酮脂酰-ACP合酶-酮脂酰-ACP還原酶-羥脂酰-ACP脫水酶烯脂酰-ACP還原酶,脂?；d體蛋白(ACP)的輔基結(jié)構(gòu),輔基：4-磷酸泛酰巰基乙胺,丙二酸單酰ACP的形成：,+,ATP,HCO3-,ADP+Pi,乙酰CoA羧化酶生物素,乙酰CoA羧化酶為別構(gòu)酶，檸檬酸為其別構(gòu)激活劑,脂肪酸從頭合成的生化歷程,OCH3CSACP,+,|,CH3-CH=CH-C-SACP,|,CH3-CH2-CH2-C-SACP,|,OHOCH3-C-CH2-CSACP,CO2,H,軟脂酸合成的反應(yīng)流程,進(jìn)位,鏈的延伸,水解,硫酯酶,脂肪酸生物合成的反應(yīng)歷程,-羥丁酰ACP脫水酶,-酮丁酰ACP還原酶,CoASH,OOHO-C-CH2C-S-ACP,丙二酸單酰-ACP,|,|,-烯丁酰ACP還原酶,縮合酶,乙酰CoA從線粒體內(nèi)至胞液的運(yùn)轉(zhuǎn),羧基基載體蛋白上生物素轉(zhuǎn)移羧基的模式圖BCCP,線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中脂肪酸碳鏈的延長(zhǎng),（1）線粒體脂肪酸延長(zhǎng)酶系:延長(zhǎng)短鏈脂肪酸，其過(guò)程是-氧化逆過(guò)程。,（2）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脂肪酸延長(zhǎng)酶系：延長(zhǎng)飽和或不飽和長(zhǎng)鏈脂肪酸，其中間過(guò)程與脂肪酸合成酶體系相似。,線粒體中脂肪酸碳鏈的延長(zhǎng),基本上是脂肪酸氧化的逆過(guò)程，使得16C脂肪酸鏈加長(zhǎng)。脂酰CoA乙酰CoA酮脂酰CoA羥脂酰CoA烯脂酰CoA脂酰CoA,硫解酶,羥脂酰CoA脫氫酶,NADH+H+NAD+,水化酶,脂酰CoA脫氫酶,烯脂酰CoA還原酶,FADH2FAD,NADPH+H+NADP+,不飽和脂肪酸的合成,(1)需氧途徑,（2）厭氧途徑,是厭氧生物合成單不飽和脂肪酸的方式,發(fā)生在脂肪酸從頭合成的過(guò)程中,當(dāng)生成、-羥葵酰-ACP時(shí)，由專一的脫水酶催化脫水，生成、-稀葵酰-ACP，在繼續(xù)參入二碳單位，就可產(chǎn)生不同長(zhǎng)度的單不飽和脂肪酸。,動(dòng)：細(xì)胞色素b5zh植：鐵硫蛋白,C16:0(軟脂酸),-2H,去飽和,C18:0(硬脂酸),9-C18:1(油酸),11-C20:1,6，9-C18:2,8，11-C20:2,5，8，11-C20:3,13-C22:1,15-C24:1,9-C16:1(棕櫚油酸),(3)多烯脂酸的形成,+C2延長(zhǎng),-2H,去飽和,+C2延長(zhǎng),+C2延長(zhǎng),+C2延長(zhǎng),-2H去飽和,+C2延長(zhǎng),+C2延長(zhǎng),-2H去飽和,11-C18:1,（順-十八碳烯-11-酸）,（二十碳三烯酸）,（二十四碳烯酸）,甘油的合成,（實(shí)線為甘油的分解，虛線為甘油的合成)）,甘油激酶,磷酸甘油脫氫酶,異構(gòu)酶,磷酸酶,三酰甘油的生物合成,磷酸甘油酯酰轉(zhuǎn)移酶,磷酸甘油酯酰轉(zhuǎn)移酶,二酰甘油酯酰轉(zhuǎn)移酶,磷酸酶,動(dòng)植物中不飽和脂肪酸合成的比較,脂肪酸的氧化和從頭合成的異同,第四節(jié)磷脂和糖脂的降解與合成,一、磷脂的結(jié)構(gòu)及降解二、磷脂的生物合成三、糖脂的合成與分解,磷脂酰膽堿,磷脂酸,磷脂酰乙醇胺,磷脂酰肌醇,磷脂酰絲氨酸,磷脂酰甘油,磷脂酶的作用部位,乙醇胺和膽堿的活化,HOCH2CH2NH2,HOCH2CH2N(CH3)3,OCH2CH2NH2,磷酸乙醇胺,CDP-OCH2CH2NH2,CDP-乙醇胺,乙醇胺激酶,CTP:磷酸乙醇胺胞苷轉(zhuǎn)移酶,ATPADP,CTPPPi,膽堿激酶,ATPADP,OCH2CH2N(CH3)3,CDP-OCH2CH2N(CH3)3,CDP-膽堿,CTP:磷酸膽堿胞苷轉(zhuǎn)移酶,CTPPPi,+,磷脂酰乙醇胺和磷脂酰膽堿的合成,CDP-乙醇胺CMP,葡萄糖,3-磷酸甘油,1，2-甘油二酯磷脂酸,1，2-甘油二酯,CDP-膽堿CMP,2RCOCoA2CoA,Pi,轉(zhuǎn)酰酶,磷酸酯酶,轉(zhuǎn)移酶,磷脂酰膽堿,(CH3)3N-CH2-CH3-O,磷脂酰乙醇胺,H3N-CH2-CH3-O,-甘油二酯,-甘油二酯,1、糖脂的合成,2、糖脂的分解,糖脂的代謝,第五節(jié)膽固醇的代謝,一、膽固醇的合成二、膽固醇的轉(zhuǎn)化,膽固醇合成,同位素示蹤實(shí)驗(yàn)證明，復(fù)雜的膽固醇分子能在動(dòng)物體內(nèi)由小分子物質(zhì)乙酸縮合而成，乙酰CoA為合成膽固醇的原料。,膽固醇的轉(zhuǎn)化,動(dòng)物體內(nèi)膽固醇可轉(zhuǎn)變成類固醇如：孕酮、腎上腺皮質(zhì)激素、雌激素、VitD3膽酸等。,第六節(jié)脂代謝的調(diào)節(jié),一、激素對(duì)脂代謝的調(diào)節(jié)二、脂肪酸合成的調(diào)節(jié)三、脂類代謝的紊亂（自學(xué)）,激素對(duì)脂代謝的調(diào)節(jié),甘油三脂,脂肪動(dòng)員激素（腎上腺素、生長(zhǎng)激素等）,激素敏感性脂酶（有活性）,脂肪酸+甘油,（第一信使）,（第二信使）,脂肪酸合成的調(diào)節(jié),乙酰-CoA,丙二酸單酰-CoA,軟脂酸-CoA,丙酮酸,檸檬酸,胰高血糖素、腎上腺素（引發(fā)磷酸化/活化）,檸檬酸裂解酶,丙酮酸脫氫酶復(fù)合體,乙酰-CoA羧化酶,乙酰-CoA羧化酶活性的磷酸化調(diào)節(jié),Pi,乙酰-CoA羧化酶單體,乙酰-CoA羧化酶多聚體,（無(wú)活性）,（有活性）,蛋白質(zhì)磷酸酶,cAMP依賴蛋白質(zhì)激酶,ATP,ADP,P,脂肪代謝和糖代謝的關(guān)系,延胡索酸,琥珀酸,蘋果酸,草酰乙酸,3-磷酸甘油,甘油,乙酰CoA,三酰甘油,脂肪酸,植物和微生物,問(wèn)答題,1、從以下幾方面比較飽脂肪酸的-氧化與生物合成的異同：反應(yīng)的亞細(xì)胞定位，?；d體，