《脂和脂代谢》PPT课件.ppt

第 7 章 脂 和 脂 代 谢,脂类（脂质）是脂肪及类脂的总称，是一类不溶于水而易溶于有机溶剂，并能为机体利用的有机化合物。 化学本质是脂肪酸和醇所形成的酯类及其衍生物。,第 1 节 脂 类,一、 脂质的分类,脂类,单纯脂质,复合脂类,非皂化脂类,酰基甘油酯,蜡,磷脂,糖脂、硫脂,萜 类,甾醇类,含有脂肪酸,不含脂肪酸,单 纯 脂 质,1.概念：,是由脂肪酸和醇形成的酯。,2.种类,(2) 蜡：主要由长链脂肪酸和长链醇或固醇组成。,（1）三酰甘油或甘油三酯：由3分子脂肪酸和1分子甘油组成。,复 合 脂 质,1.概念：,2.种类：,是指除脂肪酸与醇组成的酯外,分子内还含 有其它成分的脂类。,(1) 磷脂：非脂成分是磷酸和含氮碱（如胆碱、乙醇胺）,(2) 糖脂：非脂成分是糖。,根据醇成分不同,甘油磷脂：如 磷脂酸、磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺等。,鞘氨醇磷脂（简称鞘磷脂）,根据醇成分不同,鞘糖脂：如 脑苷脂、神经节苷脂,甘油糖脂：如 单半乳糖基二酰基甘油,磷脂酰胆碱,磷脂酸,磷脂酰乙醇胺,磷脂酰肌醇,磷脂酰丝氨酸,磷脂酰甘油,糖脂,2,3-双酰基-1-D-吡喃-D-甘油,2,3-双酰基-1-(-D-半乳糖基-1，6- -D-半乳糖基）-D-甘油,非 皂 化 脂 类,1. 概念：,2. 种类：,即异戊二烯脂类,它不含脂肪酸,不能进行皂化。,（1）甾类（固醇） （2） 萜类化合物,萜类：分子中含C10以上，且碳原子数为5的倍数的烃类化合物。因分子中大多含有双键，所以，萜类化合物又称为萜烯类化合物。,萜的涵义和异戊二烯规律,萜类化合物是广泛存在于植物和动物体内的天然有机化合物。,结构特点：碳原子数都是5的整倍数 。它们碳骨架 可以看作是由若干个异戊二烯单位以头尾或头头相 连而成，这种结构特点叫做萜类化合物的异戊二烯 规律。,例如：月桂烯，可以看作是由两个异戊二烯单位构成的。,四萜,最早发现的四萜多烯色素是从胡萝卜素中来的，后来又发现很多结构与此相类似的色素，所以通常把四萜称为胡萝卜类色素。,四萜是由八个异戊二烯单位连接而构成的。,四萜类化合物的分子中都含有一个较长的碳碳双键的共轭体系，所以四萜都是有颜色的物质，多带有由黄至红的颜色。因此也常把四萜称为多烯色素。,-胡萝卜素,-胡萝卜素,-胡萝卜素,甾族化合物,从化学结构上看，甾体化合物分子中都含有氢化程度不同的环戊烷并多氢菲结构，该结构是甾体化合物的母核，四个环常用A、B、C、D 分别表示，环上的碳原子按如下顺序编号：,R1、R2一般为甲基，称为角甲基，R3为其它含有不同碳原子数的取代基。甾是个象形字，是根据这个结构而来的，“田”表示四个环，“”表示为三个侧链。,胆甾醇（胆固醇）,胆甾醇是最早发现的一个 甾体化合物，存在于人及动物的血液、脂肪、脑髓及神经组织中。,无色或略带黄色的结晶，m.p148.5,在高真空度下可升华，微 溶于水，溶于乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂。人体内发现的胆结石几乎全是由胆甾醇所组成的，胆固醇的名称也是由此而来的。,胆酸,胆汁酸存在于动物的胆汁中，从人和牛的胆汁中所分离出来的胆汁酸主要为胆酸。胆酸是油脂的乳化剂，其生理作用是使脂肪乳化，促进它在肠中的水解和吸收。故胆酸被称为“生物肥皂“。,1.油脂的结构,油脂属于高级脂肪酸的甘油酯。,二、油脂的结构和性质,天然油脂大多数是混合甘油酯,最常见的是16或18个碳原子,几种重要的高级脂肪酸,软脂酸 十六碳酸 CH3（CH2）14COOH,硬脂酸 十八碳酸 CH3（CH2）16COOH,油酸 9-十八碳烯酸 CH3（CH2）7CH=CH（CH2）7COOH,亚油酸 9，12-十八碳二烯酸 CH3（CH2）4CH=CH-CH2-CH=CH（CH2）7COOH,亚麻酸 9，12，15-十八碳三烯酸 CH3（CH2-CH=CH）3（CH2）7-COOH,(1)皂化作用 皂化值(皂化1克油脂所需 KOH毫克数）,2. 油脂的性质,油脂是极性很小的化合物，易溶于乙醇、乙醚、石油醚、 汽油、丙酮、氯仿、四氯化碳等有机溶剂。,油脂 甘油 高级脂肪酸钠,(2)加成反应。不饱和高级脂肪酸甘油脂，可以和H2、卤素等发生加成反应。,甘油三油酸酯,甘油三硬脂酸酯,在油脂分析中常利用油脂中的C=C键与碘的加成反应来测定油脂的不饱和程度。 碘值： 100克油脂所能吸收碘的克数。,I2,I,（3 ）乳化作用,由于表面活性剂的作用,使本来不能互相溶解的两种液体能够混到一起的现象称为乳化现象,具有乳化作用的表面活性剂称为乳化剂。 乳化机理:加入表面活性剂后,由于表面活性剂的两亲性质,使之易于在油水界面上吸附并富集,降低了界面张力 ，使油脂变成很细小的颗粒，均匀地分散在水中。,(4) 油脂的酸败 俗称哈喇。油脂在贮藏时由于空气等的作用而产生特异臭和味的现象。 这是由于油脂的不饱和成分受空气中氧、水分或霉菌的作用发生自动氧化，生成过氧化物进而降解为一部分游离脂肪酸和中等分子量的醛类（如庚醛、壬醛等）。 酸值：中和1克油脂中游离脂肪酸所需氢氧化钾的毫克数 。表明酸败的程度。 酸败后一般密度减小，碘值降低，酸值增高。酸败的油脂不宜食用。,一、脂肪的降解 1.脂肪的酶促降解 脂肪在脂肪酶、二脂酰甘油脂肪酶、一脂酰甘油脂肪酶的作用下逐步水解成甘油和脂肪酸：,第2节 脂类代谢,2.甘油的降解与转化 活化脱氢糖代谢彻底氧化（或进入糖异生途径） 目前仅在肝脏细胞中发现有甘油激酶，故甘油只能在肝脏的线粒体中氧化。,糖酵解和葡萄糖异生的关系,A G-6-P酯酶 B F-1.6-P酯酶 C1 丙酮酸羧化酶（线粒体中） C2 PEP羧化酶（胞浆中）,3.饱和脂肪酸（含偶数碳）的-氧化作用,水化,脱氢,硫酯解,乙酰CoA,脱氢,线粒体基质,产物,转运,活化,细胞质,脂肪酸的-氧化主要在肝细胞（或肌细胞）线粒体中进行。这种氧化是在脂肪酸的-碳位发生。,(1) 活化,+,+,ATP,H2O,脂酰-CoA 高能化合物,+ AMP + PPi,消耗2高能键,研究表明，反应的平衡常数1，但该反应始终能够持续向正反应进行，PPi可被焦磷酸酶水解消耗，平衡右移。,部位：胞浆中,(2) 转运,酯酰CoA进入线粒体基质示意图,N+(CH3)3 CH2 HO-CH2 COO-,肉毒碱,酯酰肉毒碱,CoASH,线粒体内膜,内侧,外侧,移位酶,肉毒碱转酯酰基酶,肉毒碱转酯酰基酶,a. 脱氢,FAD FADH2,脱氢酶,2 反烯脂酰CoA,(3) -氧化,b. 水化（或水合）,HOH, ,水化酶,-羟脂酰CoA,c. 脱氢,-酮脂酰CoA,NADH+ NADH + H+,H SCoA,+,乙酰CoA,-氧化,d. 硫解,进入三羧酸循环彻底氧化。,硫解酶,氧化的生化历程,乙酰CoA,RCH2CH2CO-SCoA,脂酰CoA 脱氢酶,脂酰CoA,-烯脂酰CoA 水化酶,-羟脂酰CoA 脱氢酶,-酮酯酰CoA 硫解酶,RCHOHCH2COScoA,RCOCH2CO-SCoA,RCH=CH-CO-SCoA,+,CH3COSCoA,R-COScoA,乙酰CoA,乙酰SCOA,AMP+PPi FADH2 + NADH + H+,脂酰SCoA,脂肪酸的氧化，从羧基端的位碳原子开始，每次分解出一个二碳片段（乙酰CoA）,4.不饱和脂肪酸的氧化,同饱和脂肪酸一样，-氧化降解的前三轮可以正常进行，切掉三个二碳单位以后，生成一个带有顺式双键的3烯脂酰辅酶A。它不是-氧化作用中烯脂酰水化酶的正常底物，但机体内有一种烯脂酰辅酶A异构酶能催化双键移位，将顺式3化合物转变成反式2烯脂酰辅酶A。后者是烯脂酰水化酶的正常底物。,不饱和脂肪酸所含的氢原子少，氧化产生的ATP数目比相同碳原子数的饱和脂肪酸产生的ATP数目要少。,油酰基的氧化作用,油酰基CoA（ 9 18：1）,CH3(CH2)7CH=CH-CH2(CH2)6CO-CoA,6CH3-CO-CoA,-氧化,三次循环,烯酯酰CoA异构酶,烯酯酰CoA水化酶,再开始-氧化,-氧化过程中能量的释放及转换效率,净生成：131 2 = 129 ATP,例：软脂酸,7次-氧化,8 乙酰CoA,CH3(CH2)14COOH,7 NADH,7 FADH2,12 ATP ,3 ATP ,2 ATP ,131 ATP,能量转换率 40,5.酮体的代谢,乙酰乙酸、-羟丁酸、丙酮这三种物质统称为酮体。,酮体是脂肪酸在肝分解氧化时特有的中间代谢物，这是因为肝具有活性较强的合成酮体的酶系，而又缺乏利用酮体的酶系。,酮体的生成：,部分CH3COSCoA + CH3COSCoA,CH3COCH2COSCoA,HSCoA,乙酰乙酰CoA,直接或间接,CH3COCH2 COOH,HSCoA,1乙酰乙酸,脱羧,CO2,CH3COCH3,加氢,NAD+,NADH+ + H+,2丙酮,3-羟丁酸,硫解酶,部位：肝细胞线粒体中,肝中氧化酮体的酶活低，故酮体入血到肝外组织，在心、肾、脑、骨骼肌中进行。 1）乙酰乙酸乙酰乙酰CoA 乙酰CoA 2）-羟丁酸乙酰乙酸 乙酰CoA 3）丙酮 丙酮酸或乳酸糖异生 在这些细胞中，酮体进一步分解成乙酰CoATCA，产生ATP。,酮体的利用：肝外组织中,酮体的分解,乙酰乙酰CoA,硫解酶,转移酶,琥珀酰CoA,CoASH,-氧化,乙酰乙酸,脱氢酶,NADH+H+,NAD+,乙酰CoA,2,-羟丁酸,琥珀酸,酮体的作用：,1、是肝输出能源的一种形式； 2、酮体是小分子，溶于水，可通过血脑屏 障和毛细血管，是肌肉、脑、心、肾的 能源分子； 3、正常血液中0.35mg/dl，体内可分解之； 饥饿、糖尿病时，脂肪动员，产生酮体， 引起酮症酸中毒。,二、脂肪的合成代谢,1.,2. 饱和脂肪酸的从头合成：胞浆中 1）丙二酸单酰CoA的合成：,+,乙酰CoA羧化酶,ATP Mn2+ 生物素,丙二酸单酰CoA,CO2,形成脂肪酸合成的直接供体丙二酸单酰CoA,丙二酸单酰ACP的形成：,+,ATP,HCO3-,ADP+Pi,乙酰CoA 羧化酶生物素,-羟丁酰ACP脱水酶,-酮丁酰ACP还原酶,CoASH,O O HO-C-CH2C-S-ACP,丙二酸单酰-ACP,|,|,-烯丁酰ACP还原酶,缩合酶,2）脂肪酸的合成：,1）缩合：,乙酰转酰酶,丙二酸单酰转酰酶,2）还原：,3）脱水：,4）还原：,乙酰转酰酶 丙二酸单酰转酰酶 缩合酶(-酮脂酰 ACP合成酶) -酮脂酰-ACP还原酶 -羟脂酰-ACP脱水酶 烯脂酰-ACP还原酶 在复合物中还含有酰基载体蛋白(ACP),脂肪酸合成酶系统是一个多酶复合物，包括下列多种酶：,4C6C,6C8C,16C,硫酯酶,软脂酸 + A