![第七章-脂類代謝-西南大學(xué)-生物化學(xué)課件_第1頁](http://file4.renrendoc.com/view/99f727949eae4723e5f8601f09fafd02/99f727949eae4723e5f8601f09fafd021.gif)
![第七章-脂類代謝-西南大學(xué)-生物化學(xué)課件_第2頁](http://file4.renrendoc.com/view/99f727949eae4723e5f8601f09fafd02/99f727949eae4723e5f8601f09fafd022.gif)
![第七章-脂類代謝-西南大學(xué)-生物化學(xué)課件_第3頁](http://file4.renrendoc.com/view/99f727949eae4723e5f8601f09fafd02/99f727949eae4723e5f8601f09fafd023.gif)
![第七章-脂類代謝-西南大學(xué)-生物化學(xué)課件_第4頁](http://file4.renrendoc.com/view/99f727949eae4723e5f8601f09fafd02/99f727949eae4723e5f8601f09fafd024.gif)
![第七章-脂類代謝-西南大學(xué)-生物化學(xué)課件_第5頁](http://file4.renrendoc.com/view/99f727949eae4723e5f8601f09fafd02/99f727949eae4723e5f8601f09fafd025.gif)
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MetabolismofLipids第十章脂代謝2023/7/311Metabolismof第十章脂代謝2023/7/3一、脂類概述二、脂肪的分解代謝三、脂肪的生物合成2023/7/312一、脂類概述2023/7/312第一節(jié)概述
一、脂類的概念:脂類是生物體內(nèi)不溶于水而溶于有機(jī)溶劑的一大類物質(zhì)的總稱,包括脂肪和類脂。2023/7/313第一節(jié)概述
一、脂類的概念:2023脂類
(lipids)脂肪(fat):甘油三酯(triacylglycerols,TG)類脂(lipoids):膽固醇(cholesterol,Ch)膽固醇酯(cholesterylester,CE)磷脂(phospholipids,PL)糖脂(glucolipids,GL)二、脂類的分類2023/7/314脂類(lipids)脂肪(fat):甘油三酯(triacy三、脂類的生理功能
1g
脂肪在體內(nèi)徹底氧化供能約38KJ,而1g
糖原徹底氧化僅供能16.7KJ.合理飲食脂肪氧化供能占15~25%空腹脂肪氧化供能占50%以上禁食1~3天脂肪氧化供能占85%飽食、少動脂肪堆積,發(fā)胖1、貯能物質(zhì)/供能物質(zhì)
脂肪是機(jī)體內(nèi)代謝燃料的貯存形式,并能在體內(nèi)氧化釋放大量能量以供機(jī)體利用。2023/7/315三、脂類的生理功能1g脂肪在體內(nèi)徹底氧化供能約38K2、提供給機(jī)體必需脂成分(1)必需脂肪酸:是指機(jī)體需要,但自身不能合成,必須要靠食物提供的一些多烯脂肪酸。亞油酸18碳脂肪酸,含兩個(gè)不飽和鍵;亞麻酸18碳脂肪酸,含三個(gè)不飽和鍵;花生四烯酸20碳脂肪酸,含四個(gè)不飽和鍵;(2)生物活性物質(zhì)激素、膽固醇、維生素等。2023/7/3162、提供給機(jī)體必需脂成分2023/7/3163、生物體結(jié)構(gòu)物質(zhì)(1)作為細(xì)胞膜的主要成分幾乎細(xì)胞所含的磷脂都集中在生物膜中,是生物膜結(jié)構(gòu)的基本組成成分。(2)保護(hù)和保溫作用脂肪組織較為柔軟,存在于各重要的器官組織之間,使器官之間減少摩擦,對器官起保護(hù)作用。4、用作藥物卵磷脂、腦磷脂可用于肝病、神經(jīng)衰弱及動脈粥樣硬化的治療等。2023/7/3173、生物體結(jié)構(gòu)物質(zhì)2023/7/317代謝失調(diào)會導(dǎo)致疾?。?/p>
如:肥胖癥、血管硬化、 結(jié)石、脂肪肝、酮尿2023/7/318代謝失調(diào)會導(dǎo)致疾?。?023/7/318主要脂類水解酶類:酯酶
脂酶——主要水解脂肪酸與一元醇構(gòu)成的酯。
脂肪酶磷脂酶——水解三酰甘油酯鍵??尚纬蓡熙8视?、二酰甘油、甘油和脂肪酸。——水解磷脂
四、脂類水解動植物、微生物(主要是真菌)體內(nèi)都有不同種類的脂類水解酶(如動物小腸中來自胰腺的胰脂酶)。
2023/7/319主要脂類水解酶類:酯酶脂酶——主要水解脂肪酸與一元醇構(gòu)成的各類脂酶的水解情況1、酯酶:主要水解脂肪酸與一元醇構(gòu)成的酯。R1COOR2+H2O——R1COOH+R2OH
脂肪酶(有兩類)2023/7/3110各類脂酶的水解情況1、酯酶:主要水解脂肪酸與一元醇構(gòu)成的酯。α-脂酶:
水解三酰甘油兩端的酯鍵,形成二酰甘油、β-單酰甘油;β-脂酶:
水解β-單酰甘油的β-酯鍵形成脂酸和甘油。
βαα三酰甘油2、脂酶2023/7/3111α-脂酶:βαα三酰甘油2、脂酶2023/7/3111五、脂肪吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)
(人和動物在小腸粘膜細(xì)胞)脂肪吸收的三種形態(tài):完全水解——甘油和脂肪酸不完全水解——單酰甘油、二酰甘油、甘油和脂肪酸完全不水解——經(jīng)膽汁乳化為脂肪微粒2023/7/3112五、脂肪吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)(人和動物在小腸粘膜細(xì)胞)脂肪吸收的三種脂肪酸甘油脂肪酸甘油甘油三脂重新合成磷脂、膽固醇載體蛋白乳糜微粒淋巴系統(tǒng)高密度脂蛋白低密度脂蛋白極低密度脂蛋白乳糜微粒組織和器官血液系統(tǒng)肝水解、氧化
儲存(肝脂)血長鏈脂酸的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)小腸粘膜細(xì)胞(膜外)(膜內(nèi))②加工①③2023/7/3113脂肪酸甘油脂肪酸甘油甘油三脂重新合成磷脂、膽固醇乳糜微粒淋高第二節(jié)
脂肪的分解代謝
脂肪在3種脂肪酶作用下逐步水解為游離脂肪酸和甘油,釋放入血供給全身各組織細(xì)胞攝取利用過程,稱脂肪動員。3種脂肪酶激素敏感性甘油三酯脂肪酶(hormone-sensitivetriglyceridelipase,HSL)<限速酶>甘油二脂脂肪酶甘油三脂脂肪酶一、甘油三脂的水解(脂肪動員)2023/7/3114第二節(jié)脂肪的分解代謝
脂肪在3種脂肪酶作用下脂解激素:腎上腺素、胰高血糖素抗脂解激素:胰島素、前列腺素E2及煙酸限速酶:激素敏感性甘油三酯脂肪酶2023/7/3115脂解激素:腎上腺素、胰高血糖素限速酶:激素敏感性甘油胰高血糖素胰島素(+)(-)腺苷酸環(huán)化酶ATPcAMP(+)蛋白激酶HSLHSL-P
(活性)
TGDGMGFFA甘油FFA限速酶脂肪的動員2023/7/3116胰高血糖素胰島素(+)(-)腺苷酸環(huán)化酶ATPcAMP(+)甘油三脂的水解過程:脂肪酶甘油二脂脂肪酶甘油三脂脂肪酶結(jié)果是生成三分子的自由脂肪酸(freefattyacid,FFA)和一分子的甘油2023/7/3117甘油三脂的水解過程:脂肪酶甘油二脂甘油三脂結(jié)果是二、甘油的代謝在脂肪細(xì)胞中,沒有甘油激酶,無法脂解甘油。甘油經(jīng)血液輸送到肝臟后,在ATP存在下,甘油才被磷酸化和氧化產(chǎn)生磷酸二羥丙酮。2023/7/3118二、甘油的代謝在脂肪細(xì)胞中,沒有甘油激酶,無法脂甘油3-磷酸甘油磷酸二羥丙酮甘油激酶磷酸甘油脫氫酶NADH+H+-ATP2ATPNADH+H+1GTP丙酮酸
TCA4NADH+H+FADH2CO2+H2OEMP途徑糖異生甘油徹底氧化的總能量:總計(jì)18.5個(gè)ATP!2023/7/3119甘油3-磷酸甘油磷酸二羥丙酮甘油激酶磷酸甘油脫氫酶N甘油徹底氧化的總能量1、甘油轉(zhuǎn)變3-磷酸甘油:消耗1分子ATP2、轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿岫u丙酮:生成1分子NADH+H+3、轉(zhuǎn)變?yōu)楸幔?/p>
1分子NADH+H+
2分子ATP4、轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴oA:
1分子NADH+H+5、經(jīng)過TCA:
3分子NADH+H+、1分子FADH2、1分子GTP6、甘油徹底氧化成CO2后,總能量:
6NADH+H++1FADH2+1GTP+2ATP-1ATP=18.5ATP2023/7/3120甘油徹底氧化的總能量2023/7/3120(一)飽和脂肪酸的β-氧化作用三、脂肪酸的氧化分解(β-氧化)
1904年FranzKnoop提出:脂肪酸的-氧化作用是指脂肪酸在氧化分解時(shí),碳鏈的斷裂發(fā)生在脂肪酸的-位,即脂肪酸碳鏈的斷裂方式是每次切除2個(gè)碳原子。
脂肪酸的-氧化是含偶數(shù)碳原子或奇數(shù)碳原子飽和脂肪酸的主要分解方式。
脂肪酸的-氧化在線粒體中進(jìn)行2023/7/3121(一)飽和脂肪酸的β-氧化作用三、脂肪酸的氧化分解(β-1904年,F(xiàn).Knoop的標(biāo)記實(shí)驗(yàn):馬尿酸苯乙尿酸2023/7/31221904年,F(xiàn).Knoop的標(biāo)記實(shí)驗(yàn):馬尿酸苯乙尿酸2023具體過程活化水化脫氫硫酯解乙酰CoA脫氫線粒體膜轉(zhuǎn)運(yùn)細(xì)胞質(zhì)產(chǎn)物β氧化線粒體基質(zhì)2023/7/3123具體過程活化水化脫氫硫酯解乙酰CoA脫氫線粒體膜轉(zhuǎn)運(yùn)細(xì)1、脂肪酸的活化——脂酰CoA的生成+H2O+ATP脂酰合成酶(內(nèi)質(zhì)網(wǎng))Mg2+脂酰-CoA(高能化合物)AMP+PPi消耗2高能鍵長鏈脂肪酸氧化前必須進(jìn)行活化,活化在線粒體外進(jìn)行。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體外膜上的脂酰CoA合成酶在ATP、CoASH、Mg2+存在條件下,催化脂肪酸活化,生成脂酰CoA2023/7/31241、脂肪酸的活化——脂酰CoA的生成+H2O+ATP脂酰合C4-C10脂肪酸直接穿越,線粒體內(nèi)活化C12以上的脂肪酸細(xì)胞質(zhì)中活化,轉(zhuǎn)運(yùn)入2、轉(zhuǎn)運(yùn)——進(jìn)入線粒體基質(zhì)中
為什么需要轉(zhuǎn)運(yùn)過程?脂酰-CoA不能自由通過線粒體膜。
借助于兩種肉堿脂肪酰轉(zhuǎn)移酶(酶Ⅰ和酶Ⅱ)催化的移換反應(yīng)才能完成。其中肉堿脂肪酰轉(zhuǎn)移酶Ⅰ是脂肪酸β-氧化的關(guān)鍵酶。
2023/7/3125C4-C10脂肪酸直接穿越,線粒體內(nèi)活化2、轉(zhuǎn)運(yùn)——進(jìn)入脂酰CoA溶解差,難以逾越外膜
水腔內(nèi)膜?性質(zhì)載體能完成由水腔進(jìn)入內(nèi)膜的轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)呢?兩性——肉毒堿L-β羥基γ-三甲基銨基丁酸2023/7/3126脂酰CoA溶解差,難以逾越外膜水腔內(nèi)膜?性質(zhì)非極性極性脂酰肉堿
肉毒堿轉(zhuǎn)?;涪窬€粒體內(nèi)膜2023/7/3127非極性極性脂酰肉堿肉毒堿轉(zhuǎn)酰基酶Ⅰ線粒體內(nèi)膜2023/7/線粒體內(nèi)膜肉堿脂酰肉堿基質(zhì)腔肉毒堿轉(zhuǎn)?;涪裰oAHSCoA脂酰肉堿移位酶肉堿脂酰CoAHSCoA
β氧化肉毒堿轉(zhuǎn)酰基酶Ⅱ2023/7/3128線粒體內(nèi)膜肉堿脂酰肉堿基質(zhì)腔肉毒堿轉(zhuǎn)?;涪裰oAHSC3、-氧化的反應(yīng)過程
脂酰CoA在線粒體的基質(zhì)中進(jìn)行-氧化分解,反應(yīng)過程包括脫氫、水化、再脫氫和硫解四個(gè)循環(huán)反應(yīng),每個(gè)循環(huán)釋放出1分子乙酰CoA和比原來的脂酰CoA減少了2個(gè)碳的新的脂酰CoA。如此反復(fù)進(jìn)行,直至脂酰CoA全部變成乙酰CoA(偶數(shù)碳脂酸)。2023/7/31293、-氧化的反應(yīng)過程脂酰CoA在線粒(1)脫氫脂酰CoA△2反烯脂酰CoA
脂酰CoA經(jīng)脂酰CoA脫氫酶催化,在C2和C3(即α、β位)碳原子之間脫氫,形成反式雙鏈的脂酰輔酶A,即生成△2反烯脂酰CoA,該脫氫反應(yīng)的輔基為FAD。2023/7/3130(1)脫氫脂酰CoA△2反烯脂酰CoA脂酰CoA經(jīng)脂(2)水化(水合反應(yīng))
△2反烯脂酰CoAL(+)β-羥脂酰CoA△2反烯脂酰CoA在烯脂酰CoA水合酶催化下,在雙鍵上加水生成L-β-羥脂酰CoA。
該酶的專一性強(qiáng),僅能使△2不飽和脂酰CoA水化2023/7/3131(2)水化(水合反應(yīng))△2反烯脂酰CoAL(+)β-羥(3)脫氫L-β-羥脂酰CoAβ-酮脂酰CoAL-β-羥脂酰CoA在L-β-羥脂酰CoA脫氫酶催化下,脫去β碳原子與羥基上的氫原子生成β-酮脂酰CoA,該反應(yīng)的輔酶為NAD+
。
此脫氫酶對底物鏈長短無專一性,但是具有立體專一性,只催化L型異構(gòu)體即L(+)--羥脂酰CoA的脫氫。2023/7/3132(3)脫氫L-β-羥脂酰CoAβ-酮脂酰CoA(4)
硫解重復(fù)步驟1、2、3、4終產(chǎn)物在-酮脂酰CoA硫解酶催化下,-酮脂酰CoA與CoA作用,生成1分子乙酰CoA和1分子比原來少兩個(gè)碳原子的脂酰CoA。少了兩個(gè)碳原子的脂酰CoA,可以循環(huán)上述反應(yīng)過程,直到完全分解成乙酰CoA。2023/7/3133(4)硫解重復(fù)步驟1、2、3、4終產(chǎn)物在脂酰CoA的β-氧化過程2023/7/3134脂酰CoA的β-氧化過程2023/7/31344.脂肪酸的氧化分解的產(chǎn)能每一次循環(huán),消耗一個(gè)ATP分子的兩個(gè)高能磷酸鍵,生成一分子FADH2,一分子NADH,一分子乙酰CoA和一分子減少兩個(gè)碳原子的脂酰CoA。
脂肪酸通過-氧化生成的乙酰CoA,一部分用來合成新的脂肪酸和其它生物分子,大部分則進(jìn)入三羧酸循環(huán)完全氧化,產(chǎn)生ATP。2023/7/31354.脂肪酸的氧化分解的產(chǎn)能每一次循環(huán),消耗一個(gè)一次循環(huán):1個(gè)FADH21.5ATP呼吸鏈1個(gè)NADH2.5ATP呼吸鏈1分子乙酰CoA10ATPTCA
碳原子數(shù)為Cn的脂肪酸進(jìn)行β氧化,則需要作(n/2-1)次循環(huán)才能完全分解為n/2個(gè)乙酰CoA。以軟脂酸(16C)n2-1×10-2×(1.5+2.5)+n2)(n2-1×12-2×(2+3)+n2)(1061292023/7/3136一次循環(huán):1個(gè)FADH21.5ATP呼吸鏈1個(gè)NADH2.5(二)脂肪酸的其它氧化分解方式
1.奇數(shù)碳原子脂肪酸的分解天然脂類中含有的脂肪酸絕大多數(shù)是偶數(shù)碳原子,但在許多植物及一些海洋生物體內(nèi)的脂類含有一定量的奇數(shù)碳原子脂肪酸。含奇數(shù)碳原子的脂肪酸的氧化按偶數(shù)碳原子脂肪酸相同的方式進(jìn)行-氧化,但在氧化降解的最后一輪,產(chǎn)物是丙酰CoA和乙酰CoA.
丙酰CoA轉(zhuǎn)變?yōu)殓牾]o酶A后進(jìn)入三羧酸循環(huán).2023/7/3137(二)脂肪酸的其它氧化分解方式1.奇數(shù)碳原子脂肪酸的分脂肪酸在一些酶的催化下,其α-C原子發(fā)生氧化,結(jié)果生成一分子CO2和較原來少一個(gè)碳原子的脂肪酸,這種氧化作用稱為α-氧化。2.飽和脂肪酸的α-氧化作用RCH2CH2
COOHRCH2COOH+CO21)脂肪酸的-碳被氧化成羥基,生成-羥基酸。2)-羥基酸可進(jìn)一步脫羧、氧化轉(zhuǎn)變成少一個(gè)碳原子的脂肪酸。3)反應(yīng)由單氧化酶催化,需要有O2、Fe2+和抗壞血酸等參加2023/7/3138脂肪酸在一些酶的催化下,其α-C原3.飽和脂肪酸的ω-氧化作用(12C以下的脂肪酸)在動物體中,C10或C11脂肪酸的碳鏈末端碳原子(-碳原子)可以先被氧化,形成二羧酸。二羧酸進(jìn)入線粒體內(nèi)后,可以從分子的任何一端進(jìn)行-氧化,最后生成的琥珀酰CoA可直接進(jìn)入三羧酸循環(huán)。HOOC(CH2)nCOOHHO-CH2-(CH2)n-COOHCH3(CH2)n-COOH2023/7/31393.飽和脂肪酸的ω-氧化作用(12C以下的脂肪酸)CH3(CH2)nCOO-HOCH2(CH2)nCOO-OHC(CH2)nCOO--OOC(CH2)nCOO-O2NAD(P)+NAD(P)H+H+NAPD+NADPH+H+NAD(P)+NAD(P)H+H+混合功能氧化酶醇酸脫氫酶醛酸脫氫酶2023/7/3140CH3(CH2)nCOO-HOCH2(CH2)nCOO-4.不飽和碳脂肪酸的氧化在氧化過程中生成:順烯脂酰CoA不能被烯脂酰CoA水化酶作用;單不飽和脂肪酸的氧化需要異構(gòu)酶使順式變?yōu)榉词浇Y(jié)構(gòu)后才能進(jìn)行。多不飽和脂肪酸的氧化需要差向酶參與。2023/7/31414.不飽和碳脂肪酸的氧化2023/7/3141單不飽和脂肪酸的氧化2023/7/3142單不飽和脂肪酸的氧化2023/7/3142多不飽和脂肪酸的氧化2023/7/3143多不飽和脂肪酸的氧化2023/7/3143本小節(jié)要求掌握脂肪及類脂的生理功能;掌握膽汁酸鹽在脂類消化吸收中的作用及脂類的吸收形式。掌握脂肪動員的概念、限速酶;脂肪酸β-氧化過程;了解脂肪的合成過程。2023/7/3144本小節(jié)要求掌握脂肪及類脂的生理功能;掌握膽汁酸鹽在脂類四、酮體的生成和利用β-羥丁酸約70%乙酰乙酸約30%丙酮含量極微脂肪酸β氧化產(chǎn)生的乙酰CoA,在肌肉細(xì)胞中可進(jìn)入TCA循環(huán)進(jìn)行徹底氧化分解;但在肝臟及腎臟細(xì)胞中還有另外一條去路,即形成乙酰乙酸、D-β-羥丁酸和丙酮,這三者統(tǒng)稱為酮體.2023/7/3145四、酮體的生成和利用β-羥丁酸約70%乙酰乙酸約30%丙生成和利用的場所生成:肝細(xì)胞線粒體利用:肝外組織(心、腎、腦、骨骼肌等)線粒體2023/7/3146生成和利用的場所生成:肝細(xì)胞線粒體2023/7/31461、酮體的生成1)2分子的乙酰CoA在肝臟線粒體乙酰乙酰CoA硫解酶的作用下,縮合成乙酰乙酰CoA,并釋放1分子的CoASH。
2)乙酰乙酰CoA與另一分子乙酰CoA縮合成羥甲基戊二酸單酰CoA(HMGCoA),并釋放1分子CoASH。
3)HMGCoA在HMGCoA裂解酶催化下裂解生成乙酰乙酸和乙酰CoA。乙酰乙酸在線粒體內(nèi)膜β-羥丁酸脫氫酶作用下,被還原成β-羥丁酸。部分乙酰乙酸可在酶催化下脫羧而成為丙酮。2023/7/31471、酮體的生成1)2分子的乙酰CoA在肝臟線粒1乙酰乙酸部分CH3COSCoA+
CH3COSCoACH3COCH2COSCoAHSCoA乙酰乙酰CoA直接或間接CH3COCH2COOHHSCoA脫羧CO2CH3COCH3加氫NAD+NADH++
H+CH3CHCH2COOHOH丙酮β-羥丁酸硫解酶酮體脂在肝氧化的正常產(chǎn)物
2023/7/31481乙酰乙酸部分CH3COSCoA+CH3COSCoACH2.酮體的利用注意:
肝并不能降解(利用)酮體產(chǎn)能(缺酶),由血液傳遞給其它組織利用。但積累過多會形成酮尿或酮血,又由于乙酰乙酸、β-羥丁酸為酸性,酮血病人有酸中毒的危險(xiǎn)。2023/7/31492.酮體的利用注意:2023/7/31491)丙酮乙酰CoATCA2023/7/31501)丙酮乙酰CoATCA2023/7/3150(2)乙酰乙酸在琥珀酰CoA轉(zhuǎn)硫酶或乙酰乙酸硫激酶的催化下轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴R阴oA。(3)乙酰乙酰CoA被β氧化酶系中的硫解酶裂解成乙酰輔酶A進(jìn)入三羧酸循環(huán)。β-羥丁酸在β-羥丁酸脫氫酶的催化下脫氫,生成乙酰乙酸2)β-羥丁酸和乙酰乙酸2023/7/3151(2)乙酰乙酸在琥珀酰CoA轉(zhuǎn)硫酶或乙酰乙酸硫激酶的催化下
NAD+NADH+H+琥珀酰CoA琥珀酸CoASH+ATPPPi+AMPCoASH琥珀酰CoA轉(zhuǎn)硫酶(心、腎、腦及骨骼肌的線粒體)乙酰乙酰CoA硫激酶(腎、心和腦的線粒體)乙酰乙酰CoA硫解酶(心、腎、腦及骨骼肌線粒體)β-羥丁酸脫氫酶2023/7/3152NAD+NADH+H+琥珀酰CoA琥珀酸CoASH酮體生成的生理意義:1.酮體具水溶性,能透過血腦屏障及毛細(xì)血管壁,是輸出脂肪能源的一種形式。2.長期饑餓時(shí),酮體供給腦組織50~70%的能量。3.禁食、應(yīng)激及糖尿病時(shí),心、腎、骨骼肌攝取酮體代替葡萄糖供能,節(jié)省葡萄糖以供腦和紅細(xì)胞所需,并可防止肌肉蛋白的過多消耗。2023/7/3153酮體生成的生理意義:1.酮體具水溶性,能透過血腦屏障及毛細(xì)飽食與饑餓時(shí)血中能源物質(zhì)濃度(mmol/L)Full(ofeating)Hungry(5-6weeks)Glucose5.04.49β-Hydroxybutyrate0.026.67Acetoacetate1.172023/7/3154飽食與饑餓時(shí)血中能源物質(zhì)濃度(mmol/L)Full(of酮癥及其產(chǎn)生原因:尿排泄量mg/24hour血中濃度mg/100ml正?!?253嚴(yán)重酮癥(未治療的糖尿?。?00090
長期饑餓和糖尿病時(shí),脂肪動員加強(qiáng),酮體生成增多。當(dāng)肝內(nèi)產(chǎn)生酮體超過肝外組織氧化酮體的能力時(shí),血中酮體蓄積,稱為酮血癥。尿中有酮體排出,稱酮尿癥。二者統(tǒng)稱為酮體癥(酮癥).酮癥可導(dǎo)致代謝性酸中毒,稱酮癥酸中毒,嚴(yán)重酮癥可導(dǎo)致人死亡。2023/7/3155酮癥及其產(chǎn)生原因:尿排泄量mg/24hour血中濃度mg/11)脂肪動員的影響?zhàn)囸I或糖尿病時(shí)胰島素
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胰高血糖素肝內(nèi)乙酰CoA酮體生成飽食及糖供應(yīng)充足時(shí),則相反。脂肪動員肝內(nèi)脂肪酸β-氧化入肝脂肪酸3、酮體生成的調(diào)節(jié)2023/7/31561)脂肪動員的影響?zhàn)囸I或糖尿病時(shí)胰島素/胰高血糖素肝內(nèi)2)檸檬酸合酶的調(diào)節(jié)饑餓或糖尿病時(shí)
胰島素
/胰高血糖素肝內(nèi)乙酰CoA酮體生成飽食及糖供應(yīng)充足時(shí),則相反。脂肪動員肝檸檬酸合酶肝長鏈脂肪酸CoA(-)2023/7/31572)檸檬酸合酶的調(diào)節(jié)饑餓或糖尿病時(shí)胰島素/胰高血糖素飽食及糖供應(yīng)充足時(shí),則相反。3)草酰乙酸的影響丙酮酸丙酮酸羧化酶糖代謝草酰乙酸脂肪酸β-氧化NADH/NAD+比值蘋果酸脫氫草酰乙酸蘋果酸移出線粒體成為糖異生的原料脂肪酸β-氧化產(chǎn)生的乙酰CoA不易進(jìn)入TAC
酮體2023/7/3158飽食及糖供應(yīng)充足時(shí),則相反。3)草酰乙酸的影響丙酮酸丙酮酸羧第三節(jié)脂肪的合成
1.甘油的生物合成2.脂肪酸的生物合成3.脂肪的生物合成2023/7/3159第三節(jié)脂肪的合成
1.甘油的生物合成(一)甘油的生物合成CH2OH
C=OCH2O-P--3-磷酸甘油脫氫酶NAD+NADH+H+CH2OH
HO-CHCH2O-P--磷酸激酶CH2OH
HO-CHCH2OH--來自脂肪的水解來自EMP途徑ATPL-α-甘油磷酸磷酸二羥丙酮甘油ADP合成脂肪的原料2023/7/3160(一)甘油的生物合成CH2OH(二)脂肪酸的生物合成分解:脫氫水化脫氫硫酯解合成:縮合加氫脫水加氫合成部位——細(xì)胞質(zhì)途徑和位置均大不相同位置不同互不影響2023/7/3161(二)脂肪酸的生物合成分解:脫氫水化脫氫硫脂酸的前體是乙酸與CoA結(jié)合的乙酰CoA飽和脂酸的兩種合成途徑:
1、非線粒體酶系(即胞漿酶系)合成飽和脂酸途徑(胞液——從頭合成途徑)
2、飽和脂酸碳鏈延伸途徑(線粒體、粗面內(nèi)質(zhì)肉——加工途徑基本是β-氧化的逆過程)脂肪酸合成的直接產(chǎn)物是軟脂酸2023/7/3162脂酸的前體是乙酸與CoA結(jié)合的乙酰CoA飽和脂酸的兩種合成途細(xì)胞質(zhì)脂肪酸合成乙酰CoA脂肪酸分解A.轉(zhuǎn)運(yùn)乙酰CoA溶解差,難以逾越乙酰CoA的穿膜轉(zhuǎn)運(yùn)2023/7/3163細(xì)胞質(zhì)乙酰CoA脂肪酸分解A.轉(zhuǎn)運(yùn)乙酰CoA溶解差,難以逾越乙酰CoA線粒體內(nèi)膜線粒體基質(zhì)三羧酸載體乙酰CoA草酰乙酸檸檬酸檸檬酸草酰乙酸ATP,CoASH檸檬酸裂解酶ADP+PiNADH蘋果酸脫氫酶NAD+蘋果酸丙酮酸NADP+
NADPHCO2乙酰CoA脂肪酸合成丙酮酸三羧酸循環(huán)腔+外膜+細(xì)胞質(zhì)提問:為什么糖吃多了會發(fā)胖呢?糖代謝產(chǎn)物2023/7/3164乙酰CoA線粒體內(nèi)膜線粒體基質(zhì)三羧酸載體乙酰CoA草酰乙酸檸合成階段
—以軟脂酸(16碳)的合成為例(在細(xì)胞液中進(jìn)行)。催化該合成反應(yīng)的是一個(gè)多酶體系,共有七種蛋白質(zhì)參與反應(yīng),以沒有酶活性的脂酰基載體蛋白(ACP)為中心,組成一簇。脂?;d體蛋白(ACP-SH)ACP-脂酰基轉(zhuǎn)移酶丙二酸單酰COA-ACP轉(zhuǎn)移酶β-酮脂酰-ACP合酶β-酮脂酰-ACP還原酶β-羥脂酰-ACP脫水酶烯脂酰-ACP還原酶載體蛋白(簡寫ACP)酶2023/7/3165合成階段—以軟脂酸(16碳)的合成為例(在細(xì)腺呤?;d體蛋白(ACP)輔酶A(CoA)作用:“吊運(yùn)”中間產(chǎn)物在各酶活性中心間傳遞反應(yīng)。4′磷酸泛酰巰基乙胺2023/7/3166腺呤?;d體蛋白(ACP)輔酶A(CoA)作用:“吊運(yùn)”1)原初反應(yīng)
乙酰CoA在ACP?;D(zhuǎn)移酶的作用下,與ACP的SH基作用產(chǎn)生乙酰-S-ACP;經(jīng)乙酰CoA羧化酶的作用與HCO3-起作用產(chǎn)生丙二酰單酰CoA,再經(jīng)丙二酰轉(zhuǎn)?;复呋cACP-SH作用生成丙二酰單酰S-ACP。乙酰CoA+HS-ACP乙酰-S-ACPACP?;D(zhuǎn)移酶乙酰CoA+HCO3-+ATP丙二酰單酰CoA+ADP+Pi+H++
HS-ACP丙二酰單酰S-ACP乙酰CoA羧化酶丙二酰轉(zhuǎn)?;傅诙A段2023/7/31671)原初反應(yīng)乙酰CoA在ACP?;D(zhuǎn)移酶的作用下,與2、第二階段第一階段形成的丙二酰單酰S-ACP與乙酰-S-ACP經(jīng)縮合、還原、脫水、再還原4個(gè)步驟的循環(huán)反應(yīng)。2023/7/31682、第二階段第一階段形成的丙二酰單酰S-ACP與乙酰-酮脂酰-ACP合成酶ACPCO2-酮脂酰-ACP還原酶NADPH+H+NADP+縮合反應(yīng)還原反應(yīng)羥脂酰-ACP-脫水酶脫水反應(yīng)△2反式丁酰-S-ACP烯脂酰-ACP還原酶還原反應(yīng)丁酰-S-ACP-羥丁酸-S-ACP乙酰乙酰-S-ACP
NADPH+H+NADP+NADPH+H+NADP+2023/7/3169-酮脂酰-ACP合成酶ACPCO2-酮脂酰-ACP還原酶
至此,生成的丁酰-ACP比開始的乙酰-ACP多了兩個(gè)碳原子;然后丁?;購腁CP上轉(zhuǎn)移到β-酮脂酰合成酶的-SH上,再重復(fù)以上的縮合、還原、脫水、還原4步反應(yīng),每次重復(fù)增加兩個(gè)碳原子,釋放一分子CO2,消耗兩分子NADPH,經(jīng)過7次重復(fù)后合成軟脂酰-ACP,最后經(jīng)硫脂酶催化脫去ACP生成軟脂酸(16碳)。
2023/7/3170至此,生成的丁酰-ACP比開始的乙脂肪酸合成的特點(diǎn):
①合成所需原料為乙酰CoA,直接生成的產(chǎn)物是軟脂酸,合成一分子軟脂酸,需七分子丙二酸單酰CoA和一分子乙酰CoA;②在胞液中進(jìn)行,關(guān)鍵酶是乙酰CoA羧化酶;③合成為一耗能過程,每合成一分子軟脂酸,需消耗14NADPH+H+,7分子ATP(活化)④需NADPH作為供氫體,對糖的磷酸戊糖旁路有依賴性。2023/7/3171脂肪酸合成的特點(diǎn):2023/7/3171脂肪酸的從頭合成與β—氧化比較:區(qū)別點(diǎn)從頭合成β—氧化細(xì)胞中發(fā)生部位細(xì)胞質(zhì)線粒體?;d體ACP-SHCoA-SH二碳片段的加入與裂解方式丙二酰單酰CoA乙酰CoA電子供體或受體NADPHFAD、NAD+酶系六種酶和一個(gè)蛋白質(zhì)組成復(fù)合物四種酶原料轉(zhuǎn)運(yùn)方式檸檬酸轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)肉堿穿梭系統(tǒng)對二氧化碳和檸檬酸的需求要求不要求能量變化消耗7個(gè)ATP和14NADPH產(chǎn)生106個(gè)ATP2023/7/3172脂肪酸的從頭合成與β—氧化比較:區(qū)別點(diǎn)從頭合成β—氧化細(xì)胞中脂酸碳鏈的加長(Elongation)
線粒體酶系
內(nèi)質(zhì)網(wǎng)酶系
微粒體酶系不飽和脂肪酸的合成2023/7/3173脂酸碳鏈的加長(Elongation)
線粒體酶系
內(nèi)質(zhì)網(wǎng)酶脂肪PR1COSCoAHSCoAP轉(zhuǎn)酰酶R2COSCoAHSCoA轉(zhuǎn)酰酶P磷脂酸酶P磷脂酸R3COSCoAHSCoA轉(zhuǎn)酰酶3.脂肪的生物合成2023/7/3174脂肪PR1COSCoAHSCoAP轉(zhuǎn)酰酶R2COSCoAHS第四節(jié)甘油磷脂的代謝組成:甘油、脂酸、磷脂、含氮化合物結(jié)構(gòu):
功能:
含一個(gè)極性頭、兩條疏水尾,構(gòu)成生物膜的磷脂雙分子層。常為花生四烯酸
X=膽堿、水、乙醇胺、絲氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等(一)甘油磷脂的組成、分類及結(jié)構(gòu)2023/7/3175第四節(jié)甘油磷脂的代謝組成:甘油、脂酸、磷脂、含氮化合物結(jié)構(gòu)機(jī)體內(nèi)幾類重要的甘油磷脂2023/7/3176機(jī)體內(nèi)幾類重要的甘油磷脂2023/7/31761.合成部位全身各組織內(nèi)質(zhì)網(wǎng),肝、腎、腸等組織最活躍。
2.合成原料及輔因子(二)甘油磷脂的合成FA,甘油,磷酸,含氮堿(膽堿,乙醇胺,絲氨酸,肌醇等),ATP,CTP含氮堿的直接供體:CDP-含氮堿2023/7/31771.合成部位2.合成原料及輔因子(二)甘油磷脂的合成乙醇胺和膽堿的活化HOCH2CH2NH2HOCH2CH2N(CH3)3OCH2CH2NH2磷酸乙醇胺CDP-OCH2CH2NH2CDP-乙醇胺乙醇胺激酶CTP:磷酸乙醇胺胞苷轉(zhuǎn)移酶ATPADPCTPPPi膽堿激酶ATPADPOCH2CH2N(CH3)3CDP-OCH2CH2N(CH3)3CDP-膽堿CTP:磷酸膽堿胞苷轉(zhuǎn)移酶CTPPPiPP磷酸膽堿2023/7/3178乙醇胺和膽堿的活化HOCH2CH2NH2HOCH2CH2N(磷脂酰乙醇胺和磷脂酰膽堿的合成磷脂酰乙醇胺(腦磷脂)CDP-乙醇胺CMP磷脂酰膽堿(腦磷脂)葡萄糖3-磷酸甘油磷脂酸1,2-甘油二酯脂酰CoACoACDP-膽堿CMP甘油三酯2RCOCoA2CoAPi轉(zhuǎn)酰酶磷酸酯酶轉(zhuǎn)移酶2023/7/3179磷脂酰乙醇胺和磷脂酰膽堿的合成磷脂酰乙醇胺(腦磷脂)CDP-
甘油磷脂的分解靠存在于體內(nèi)的各種磷脂酶將其分解為脂肪酸、甘油、磷酸等,然后再進(jìn)一步降解。
(三)甘油磷脂的降解
2023/7/3180甘油磷脂的分解靠存在于體內(nèi)的(三)甘油磷PLA1,PLB1PLA2,PLB2PLCPLD磷脂酶
(phospholipase,PLA、PLB、PLC、PLD2023/7/3181PLA1,PLB1PLA2,PLB2PLCPLD磷脂酶(第五節(jié)膽固醇代謝2023/7/3182第五節(jié)膽固醇代謝2023/7/3182一、膽固醇的生理功能是生物膜的重要成分,對控制生物膜的流動性有重要作用;是合成膽汁酸、類固醇激素及維生素D等生理活性物質(zhì)的前體。2023/7/3183一、膽固醇的生理功能是生物膜的重要成分,對控制生物膜的膽固醇在體內(nèi)含量及分布含量:約140克
分布:全身各組織中;大約1/4分布在腦、神經(jīng)組織;肝、腎、腸等內(nèi)臟、皮膚、脂肪組織較多;肌肉組織含量較低;腎上腺、卵巢等合成類固醇激素的腺體含量較高。2023/7/3184膽固醇在體內(nèi)含量及分布含量:約140克分布:全身各組膽固醇的外源性攝取和影響因素★機(jī)體膽固醇的來源:外源性攝取內(nèi)源性合成膳食中膽固醇的來源
動物性食物腦髓和內(nèi)臟,禽卵蛋黃,魚子和軟體動物含膽固醇豐富2023/7/3185膽固醇的外源性攝取和影響因素2023/7/3185影響膽固醇吸收的因素1.膳食中膽固醇的含量2.植物固醇不吸收;抑制膽固醇的吸收。3.膽汁酸鹽促進(jìn)膽固醇吸收;膽固醇排出的主要形式。纖維素、果膠等結(jié)合膽汁酸鹽,降低膽固醇的吸收。4.膳食中脂肪的質(zhì)和量:脂肪促進(jìn)膽汁的分泌,有利膽固醇酯的水解和吸收;脂肪水解產(chǎn)物脂肪酸可為游離膽固醇的重新酯化提供必要的脂?;?,有利于乳糜微粒的形成。膳食中多不飽和脂肪酸降低血膽固醇吸收。2023/7/3186影響膽固醇吸收的因素2023/7/3186二、膽固醇的合成組織定位:除成年動物腦組織及成熟紅細(xì)胞外,幾乎全身各組織均可合成,以肝、小腸為主。細(xì)胞定位:胞液、光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(一)合成部位2023/7/3187二、膽固醇的合成組織定位:除成年動物腦組織及成熟紅細(xì)胞外,
(二)合成原料合成原料:18乙酰CoA、16NADPH、36ATP合成基本過程:乙酰CoA甲羥戊酸
鯊烯
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