动物生物化学-脂类代谢PPT课件

.,1,第七章脂类代谢,脂类主要包括甘油三酯（脂肪）、磷脂和类固醇等。脂类代谢是指在生物细胞内上述各类物质的生物合成和分解过程。脂类代谢对于生命活动具有重要意义。（1）脂肪在动物体内和植物种子及果实中大量存储。脂肪在氧化时可以比其他能源物质提供更多的能量。每克脂肪氧化时可释放出38.9kJ的能量，每克糖和蛋白质氧化时释放的能量仅分别为17.2kJ和23.4kJ。（2）许多类脂及其衍生物具有重要生理作用。脂类代谢的中间产物是合成激素、胆酸和维生素等的基本原料，对维持机体的正常活动有重要影响作用。（3）人类的某些疾病如动脉粥样硬化、脂肪肝和酮尿症等都与脂类代谢紊乱有关。,.,2,7.1脂肪的分解代谢,脂肪在脂肪酶催化下水解成甘油和脂肪酸，它们在生物体内将沿着不同途径进行代谢。胰脂肪酶是一种非专一性水解酶，对脂肪酸碳链的长短及饱和度专一性不严格。但该酶具有较好的位置选择性，即易于水解甘油酯的1位及3位的酯键，主要产物为甘油单酯和脂肪酸。甘油单酯则被另一种甘油单酯脂肪酶水解，得到甘油的脂肪酸。,.,3,1.脂肪的动员,.,4,1甘油的代谢,甘油经血液输送到肝脏后，在ATP存在下，由甘油激酶催化，转变成-磷酸甘油。这是一个不可逆反应过程。-磷酸甘油在脱氢酶（含辅酶NAD+）作用下，脱氢形成磷酸二羟丙酮。磷酸二羟丙酮是糖酵解途径的一个中间产物，它可以沿着糖酵解途径的逆过程合成葡萄糖及糖原；也可以沿着糖酵解正常途径形成丙酮酸，再进入三羧酸循环被完全氧化。,.,5,2脂肪酸的分解代谢（1）脂肪酸的-氧化,脂肪酸的-氧化作用是指脂肪酸在氧化分解时，碳链的断裂发生在脂肪酸的-位，即脂肪酸碳链的断裂方式是每次切除2个碳原子。脂肪酸的-氧化是含偶数碳原子或奇数碳原子饱和脂肪酸的主要分解方式。脂肪酸的-氧化在线粒体中进行，,.,6,脂肪酸的活化,脂肪酸进入细胞后，首先在线粒体外或胞浆中被活化，形成脂酰CoA，然后进入线粒体进行氧化。在脂酰CoA合成酶催化下，由ATP提供能量，将脂肪酸转变成脂酰CoA：,.,7,脂酰CoA转运入线粒体,催化脂酰CoA氧化分解的酶存在于线粒体的基质中，所以脂酰CoA必须通过线粒体内膜进入基质中才能进行氧化分解。脂酰CoA需要借助一种特殊的载体肉毒碱(3-羟基-4-三甲氨基丁酸)才能转运到线粒体内。脂酰CoA在肉毒碱脂酰转移酶催化下，与肉毒碱反应，生长脂酰肉毒碱，然后通过线粒体内膜。脂酰肉毒碱在线粒体内膜的移位酶帮助下穿过内膜，并与线粒体基质中的CoA作用，重新生成脂酰CoA,释放出肉毒碱。肉毒碱再在移位酶帮助下，回到线粒体外的细胞质中。,.,8,.,9,-氧化的反应过程,脂酰CoA在线粒体的基质中进行氧化分解。每进行一次-氧化，需要经过脱氢、水化、再脱氢和硫解四步反应，同时释放出1分子乙酰CoA。反应产物是比原来的脂酰CoA减少了2个碳的新的脂酰CoA。如此反复进行，直至脂酰CoA全部变成乙酰CoA。,.,10,脱氢,脂酰CoA在脂酰CoA脱氢酶的催化下，在-和-碳原子上各脱去一个氢原子，生成反式,-烯脂酰CoA，氢受体是FAD。,.,11,水化,在烯脂酰CoA水合酶催化下，,-烯脂酰CoA水化，生成L(+)-羟脂酰CoA。,.,12,再脱氢,-羟脂酰CoA在脱氢酶催化下，脱氢生成-酮脂酰CoA。反应的氢受体为NAD+。此脱氢酶具有立体专一性，只催化L(+)-羟脂酰CoA的脱氢。,.,13,硫解,在-酮脂酰CoA硫解酶催化下，-酮脂酰CoA与CoA作用，生成1分子乙酰CoA和1分子比原来少两个碳原子的脂酰CoA。少了两个碳原子的脂酰CoA，可以重复上述反应过程，一直到完全分解成乙酰CoA。脂肪酸通过-氧化生成的乙酰CoA，一部分用来合成新的脂肪酸和其它生物分子，大部分则进入三羧酸循环完全氧化。,.,14,.,15,脂肪酸-氧化产生的能量,脂肪酸的完全氧化可以产生大量的能量。例如软脂酸（含16碳）经过7次-氧化，可以生成8个乙酰CoA，每一次-氧化，还将生成1分子FADH2和1分子NADH。软脂酸完全氧化的反应式为：C16H31CO-SCoA+7CoA-SH+7FAD+NAD+7H2O8CH3CO-SCoA+7FADH2+7NADH+7H+按照一个NADH产生3个ATP，1个FADH2产生2个ATP,1个乙酰CoA完全氧化产生12个ATP计算，1分子软脂酰CoA在分解代谢过程中共产生131个ATP。由于软脂酸转化成软脂酰CoA时消耗了1分子ATP中的两个高能磷酸键的能量（ATP分解为AMP,可视为消耗了2个ATP），因此，1分子软脂酸完全氧化净生成1312=129个ATP。,.,16,.,17,.,18,（2）脂肪酸的其它氧化方式,-氧化：在动物体中，C10或C11脂肪酸的碳链末端碳原子（-碳原子）可以先被氧化，形成二羧酸。二羧酸进入线粒体内后，可以从分子的任何一端进行-氧化，最后生成的琥珀酰CoA可直接进入三羧酸循环。-氧化：在植物种子萌发时，脂肪酸的-碳被氧化成羟基，生成-羟基酸。-羟基酸可进一步脱羧、氧化转变成少一个碳原子的脂肪酸。上述反应由单氧化酶催化，需要有O2、Fe2+和抗坏血酸等参加。,.,19,.,20,4.酮体的生成和利用（1）酮体的生成酮体主要在肝细胞线粒体中由乙酰CoA缩合而成，并以-羟-甲基戊二酸单酰CoA（HMG-CoA）为重要的中间产物，HMG-CoA合成酶是此途径的限速酶。,.,21,.,22,（2）酮体的利用当酮体随着血液流到肝外组织（包括心肌、骨骼肌及大脑等）时，这些组织中有活性很强的利用酮体的酶，能够氧化酮体供能。,.,23,.,24,.,25,7.2脂肪的合成代谢,1、磷酸甘油的形成,.,26,2、脂肪酸的生物合成（1）乙酰CoA的运转脂肪酸合成部位：细胞质，底物：乙酰CoA（线粒体内）乙酰CoA的运转系统柠檬酸穿梭系统,.,27,柠檬酸穿羧系统,.,28,（2）丙二酸单酰CoA的合成脂肪酸合成的活化的二碳供体（直接底物）是丙二酸单酰CoA。其合成是在乙酰CoA羧化酶催化下进行的，该酶为多酶复合体，其组成与催化过程如下：,.,29,（3）脂肪酸合成酶系以酰基载体蛋白（ACP）为中心的多酶复合体。,.,30,.,31,.,32,（4）脂肪酸链的延长在延长酶系的催化下形成