《生物化学》课件-脂类代谢

本章主要介绍脂类（主要是脂肪）物质在生物体的分解及合成代谢。要求学生重点掌握脂肪酸在生物体内的氧化分解途径-氧化和从头合成途径，了解脂类物质的功能和其他的氧化分解途径。,脂类代谢,脂类代谢,思考,第九章,返回,目录,第一节脂类在体内的消化吸收和转运第二节脂肪的分解代谢第三节脂肪的生物合成第四节磷脂和糖脂的代谢第五节胆固醇的代谢第六节脂代谢调节,生物体内的脂类,脂类,单纯脂类,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,酰基甘油酯,几种糖脂和硫酯,2,3-双酰基-1-D-葡萄糖-D-甘油,6-亚硫酸-6-脱氧-葡萄糖甘油二酯(硫酯),2,3-双酰基-1-(-D-半乳糖基-1，6-D-半乳糖基）-D-甘油,一、脂类的消化和吸收,1、脂类的消化2、脂类的吸收,二、脂类的转运和脂蛋白的作用,乳麋微粒（CM）运输外源性甘油三酯,极低密度脂蛋白VLDL运输肝脏中合成的内源性甘油三酯,低密度脂蛋白LDL将胆固醇运送到外周血液致动脉粥样硬化的因子,高密度脂蛋白HDL将肝脏以外组织中的胆固醇转运到肝脏进行分解代谢抗动脉粥样硬化因子,脂蛋白,脂类的消化吸收和运转,脂肪的酶促水解,甘油的转化,（实线为甘油的分解，虚线为甘油的合成)）,甘油激酶,磷酸甘油脱氢酶,异构酶,磷酸酶,第二节脂肪的分解代谢,一、脂肪的水解二、甘油的转化三、脂肪酸的分解代谢四、酮体的代谢,三、脂肪酸的分解代谢,-氧化作用,-氧化作用,-氧化作用,2、不饱和脂肪酸的氧化3、奇数碳链脂肪酸的氧化,1、饱和脂肪酸的氧化分解途径,1、饱和脂肪酸的-氧化作用,（2）-氧化过程,（1）-氧化作用的概念及试验证据,脂肪酸的活化和转运-氧化的生化过程-氧化过程中能量的释放及转换效率,-氧化作用的概念及试验证据,概念,试验证据1904年F.Knoop根据用苯环标记脂肪酸饲喂狗的实验结果，推导出了-氧化学说。,脂肪酸在体内氧化时在羧基端的-碳原子上进行氧化，碳链逐次断裂，每次断下一个二碳单位，即乙酰CoA，该过程称作-氧化。,脂肪酸的活化和转运,a、脂肪酸的活化,OR-C-OH,+,CoA-SH,脂酰CoA合成酶,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,-氧化的生化历程,a、脱氢,b、水化,c、再脱氢,R-CH=CH-C-SCoA,R-CH2-CH2C-SCoA,OHOR-CH-CH2CSCoA,OOR-C-CH2CSCoA,d、硫解,|,|,-氧化的主要生化反应,酯酰CoA脱氢酶,2-烯酰CoA水化酶,-羟脂酰CoA脱氢酶,硫解酶,H2O,CoASH,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,-氧化过程中能量的释放及转换效率,净生成：1082=106ATP,例：软脂酸,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,脂肪酸氧化作用发生在-碳原子上，分解出CO2，生成比原来少一个碳原子的脂肪酸，这种氧化作用称为-氧化作用。,RCH2COOH,RCH(OH)COOH,RCOCOOH,RCOOH,脱羧酶CO2,O2,NAD+,NADH+H+,NAD+,NADH+H+,单加氧酶,脂肪酸的氧化作用,脂肪酸的-氧化指脂肪酸的末端甲基（-端）经氧化转变成羟基，继而再氧化成羧基，从而形成，-二羧酸的过程。,酯酰CoA进入线粒体基质示意图,肉毒碱,CoASH,OR-C-OH,线粒体内膜,内侧,外侧,载体,ATP、CoASH,丙酸的代谢,甲基丙二酸单酰CoA,琥珀酰CoA,硫激酶,羧化酶,变位酶,ATP、CO2生物素,CoB12,酮体的代谢,酮体的生成,酮体的分解,生成酮体的意义,脂肪酸-氧化产物乙酰CoA,在肌肉中进入三羧酸循环氧化供能，然而在肝细胞中还有另一条去路。乙酰CoA可在肝细胞形成乙酰乙酸、-羟丁酸、丙酮，这三种物质统称为酮体。,酮体的生成,羟甲基戊二酸单酰CoA（HMGCoA）,硫解酶,2CH3COSCoA,CH3COCH2COSCoA,乙酰乙酰CoA,HMGCoA合成酶,CH3COSCoA,CoASH,CoASH,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,第三节脂肪的生物合成,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、十六碳饱和脂肪酸（软脂酸）的从头合成,2、线粒体和内质网中脂肪酸碳链的延长,3、不饱和脂肪酸的合成,软脂酸的从头合成,（1）脂肪酸合成酶复合体系和脂酰基载体蛋白(acylcarrierprotein，ACP)（2）乙酰CoA运转：柠檬酸循环（3）乙酰CoA活化：丙二酸单酰ACP的形成（4）脂肪酸生物合成的反应历程,脂肪酸合成酶系结构模式,ACP,脂酰基转移酶丙二酸单酰CoA:ACP转移酶-酮脂酰-ACP合酶-酮脂酰-ACP还原酶-羟脂酰-ACP脱水酶烯脂酰-ACP还原酶,脂酰基载体蛋白(ACP)的辅基结构,辅基：4-磷酸泛酰巯基乙胺,丙二酸单酰ACP的形成：,+,ATP,HCO3-,ADP+Pi,乙酰CoA羧化酶生物素,乙酰CoA羧化酶为别构酶，柠檬酸为其别构激活剂,脂肪酸从头合成的生化历程,OCH3CSACP,+,|,CH3-CH=CH-C-SACP,|,CH3-CH2-CH2-C-SACP,|,OHOCH3-C-CH2-CSACP,CO2,H,软脂酸合成的反应流程,进位,链的延伸,水解,硫酯酶,脂肪酸生物合成的反应历程,-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,乙酰CoA从线粒体内至胞液的运转,羧基基载体蛋白上生物素转移羧基的模式图BCCP,线粒体和内质网中脂肪酸碳链的延长,（1）线粒体脂肪酸延长酶系:延长短链脂肪酸，其过程是-氧化逆过程。,（2）内质网脂肪酸延长酶系：延长饱和或不饱和长链脂肪酸，其中间过程与脂肪酸合成酶体系相似。,线粒体中脂肪酸碳链的延长,基本上是脂肪酸氧化的逆过程，使得16C脂肪酸链加长。脂酰CoA乙酰CoA酮脂酰CoA羟脂酰CoA烯脂酰CoA脂酰CoA,硫解酶,羟脂酰CoA脱氢酶,NADH+H+NAD+,水化酶,脂酰CoA脱氢酶,烯脂酰CoA还原酶,FADH2FAD,NADPH+H+NADP+,不饱和脂肪酸的合成,(1)需氧途径,（2）厌氧途径,是厌氧生物合成单不饱和脂肪酸的方式,发生在脂肪酸从头合成的过程中,当生成、-羟葵酰-ACP时，由专一的脱水酶催化脱水，生成、-稀葵酰-ACP，在继续参入二碳单位，就可产生不同长度的单不饱和脂肪酸。,动：细胞色素b5zh植：铁硫蛋白,C16:0(软脂酸),-2H,去饱和,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(棕榈油酸),(3)多烯脂酸的形成,+C2延长,-2H,去饱和,+C2延长,+C2延长,+C2延长,-2H去饱和,+C2延长,+C2延长,-2H去饱和,11-C18:1,（顺-十八碳烯-11-酸）,（二十碳三烯酸）,（二十四碳烯酸）,甘油的合成,（实线为甘油的分解，虚线为甘油的合成)）,甘油激酶,磷酸甘油脱氢酶,异构酶,磷酸酶,三酰甘油的生物合成,磷酸甘油酯酰转移酶,磷酸甘油酯酰转移酶,二酰甘油酯酰转移酶,磷酸酶,动植物中不饱和脂肪酸合成的比较,脂肪酸的氧化和从头合成的异同,第四节磷脂和糖脂的降解与合成,一、磷脂的结构及降解二、磷脂的生物合成三、糖脂的合成与分解,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,磷脂酶的作用部位,乙醇胺和胆碱的活化,HOCH2CH2NH2,HOCH2CH2N(CH3)3,OCH2CH2NH2,磷酸乙醇胺,CDP-OCH2CH2NH2,CDP-乙醇胺,乙醇胺激酶,CTP:磷酸乙醇胺胞苷转移酶,ATPADP,CTPPPi,胆碱激酶,ATPADP,OCH2CH2N(CH3)3,CDP-OCH2CH2N(CH3)3,CDP-胆碱,CTP:磷酸胆碱胞苷转移酶,CTPPPi,+,磷脂酰乙醇胺和磷脂酰胆碱的合成,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-胆碱CMP,2RCOCoA2CoA,Pi,转酰酶,磷酸酯酶,转移酶,磷脂酰胆碱,(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,糖脂的代谢,第五节胆固醇的代谢,一、胆固醇的合成二、胆固醇的转化,胆固醇合成,同位素示踪实验证明，复杂的胆固醇分子能在动物体内由小分子物质乙酸缩合而成，乙酰CoA为合成胆固醇的原料。,胆固醇的转化,动物体内胆固醇可转变成类固醇如：孕酮、肾上腺皮质激素、雌激素、VitD3胆酸等。,第六节脂代谢的调节,一、激素对脂代谢的调节二、脂肪酸合成的调节三、脂类代谢的紊乱（自学）,激素对脂代谢的调节,甘油三脂,脂肪动员激素（肾上腺素、生长激素等）,激素敏感性脂酶（有活性）,脂肪酸+甘油,（第一信使）,（第二信使）,脂肪酸合成的调节,乙酰-CoA,丙二酸单酰-CoA,软脂酸-CoA,丙酮酸,柠檬酸,胰高血糖素、肾上腺素（引发磷酸化/活化）,柠檬酸裂解酶,丙酮酸脱氢酶复合体,乙酰-CoA羧化酶,乙酰-CoA羧化酶活性的磷酸化调节,Pi,乙酰-CoA羧化酶单体,乙酰-CoA羧化酶多聚体,（无活性）,（有活性）,蛋白质磷酸酶,cAMP依赖蛋白质激酶,ATP,ADP,P,脂肪代谢和糖代谢的关系,延胡索酸,琥珀酸,苹果酸,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,问答题,1、从以下几方面比较饱脂肪酸的-氧化与生物合成的异同：反应的亚细胞定位，酰基载体，