《脂和脂代谢》PPT课件

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,AG-6-P酯酶BF-1.6-P酯酶C1丙酮酸羧化酶（线粒体中）C2PEP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)3CH2HO-CH2COO-,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,FADFADH2,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+,HSCoA,+,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+PPiFADH2+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（918：1）,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：1312=129ATP,例：软脂酸,7次-氧化,8乙酰CoA,CH3(CH2)14COOH,7NADH,7FADH2,12ATP,3ATP,2ATP,131ATP,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,CH3COCH2COOH,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CoA2）-羟丁酸乙酰乙酸乙酰CoA3）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,ATPMn2+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,OOHO-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+ACP,