生物化学考研脂代谢

生物化学考研脂代谢第1页，课件共38页，创作于2023年2月+H2O+R3COOH脂肪酶脂肪的酶促水解甘油二酯脂肪酶+H2O+R1COOH甘油单酯脂肪酶+H2O+R2COOH第2页，课件共38页，创作于2023年2月甘油的转化甘油激酶磷酸甘油脱氢酶异构酶磷酸酶（实线为甘油的分解，虚线为甘油的合成)）甘油-磷酸甘油磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛丙酮酸乙酰CoA糖原或葡萄糖三羧酸循环第3页，课件共38页，创作于2023年2月甘油代谢和糖代谢的关系

糖原（或淀粉）1-磷酸葡萄糖6-磷酸果糖1，6-二磷酸果糖磷酸二羟丙酮3-磷酸甘油醛2磷酸烯醇丙酮酸2丙酮酸葡萄糖己糖激酶磷酸果糖激酶丙酮酸激酶丙酮酸羧化酶6-磷酸葡萄糖2草酰乙酸PEP羧激酶甘油-磷酸甘油甘油激酶磷酸甘油脱氢酶ATPADPNADHNAD+ATPADPATPADPADPATPPiH2O1，6-2P-F

磷酸酯酶6-P-G磷酸酯酶H2OPi第4页，课件共38页，创作于2023年2月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第5页，课件共38页，创作于2023年2月脂肪酸的分解代谢

β-氧化作用α-氧化作用ω-氧化作用2、奇数碳链脂肪酸的氧化3、不饱和脂肪酸的氧化4、乙醛酸循环5、酮体代谢CH3-(CH2)n-

CH2-

CH2-COOH1、饱和脂肪酸的氧化分解途径第6页，课件共38页，创作于2023年2月β-氧化作用的概念及试验证据

概念试验证据

1904年F.Knoop根据用苯环标记奇数碳原子和偶数碳原子的脂肪酸饲喂狗,检查尿中的产物,得到以下实验结果，证明了β-氧化学说是正确的。

脂肪酸在体内氧化时在羧基端的β-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β-氧化。-CH2-(CH2)2n+1-COOH-CH2-(CH2)2n-COOH-COOH（苯甲酸）-CH2COOH（苯乙酸）奇数碳原子：偶数碳原子：第7页，课件共38页，创作于2023年2月脂肪酸的活化和转运

脂肪酸的活化：

OR-C-OH+CoA-SH脂酰CoA合成酶

OR-C-SCoAATPAMP+PPi脂酰CoA的运转：肉毒碱的作用第8页，课件共38页，创作于2023年2月酯酰CoA进入线粒体基质示意图

肉毒碱

OR-C-OHβ-氧化线粒体内膜内侧外侧载体CoASH

OR-C-S-CoA

OR-C-S-CoACoASHATPCoASHAMP+PPi

N+(CH3)3CH2HO-CH2COO-酯酰肉毒碱

N+(CH3)3CH2O-CH2COO-

OR-C-肉毒碱

N+(CH3)3CH2HO-CH2COO-酯酰肉毒碱

N+(CH3)3CH2O-CH2COO-

OR-C-第9页，课件共38页，创作于2023年2月β-氧化的生化历程a、脱氢b、水化c、再脱氢

ＯR-CH=CH-C-SCoA

ＯR-CH2

-

CH2C-SCoA

OHOR-CH-CH2C~SCoA

OOR-C-CH2C~SCoA

OR-C~ScoA

OCH3C~SCoA||+||d、硫解||||第10页，课件共38页，创作于2023年2月氧化的生化历程

乙酰CoAFADFADH2

NAD+NADHRCH2CH2CO-SCoA脂酰CoA

脱氢酶脂酰CoA

β-烯脂酰CoA

水化酶

β-羟脂酰CoA

脱氢酶

β-酮酯酰CoA

硫解酶RCHOHCH2CO~ScoARCOCH2CO-SCoARCH=CH-CO-SCoA+CH3CO~SCoAR-CO~ScoAH2O

CoASHTCA

乙酰CoAATPH20呼吸链

乙酰CoA

乙酰CoA

乙酰CoA

乙酰CoA乙酰CoAH20呼吸链第11页，课件共38页，创作于2023年2月β-氧化过程中能量的释放及转换效率净生成：108–2=106ATP例：软脂酸7次β-氧化CH3(CH2)14COOH10ATP

8(乙酰CoA)80ATP能量转换率

=-30.54KJ106-9730KJ100%=332.5ATP

7(NADH)17.5ATP1.5ATP

7(FADH2)10.5ATP108ATP第12页，课件共38页，创作于2023年2月脂肪酸的α-氧化作用

脂肪酸氧化作用发生在α-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α-氧化作用。RCH2COOHRCH(OH)COOHRCOCOOHCO2O2NAD+NADH+H+羟化NAD+NADH+H+RCOOHRCH(OOH)COOHCO2RCHO过氧化H2OO2NAD+NADH+H+第13页，课件共38页，创作于2023年2月脂肪酸的ω氧化作用

脂肪酸的ω-氧化指脂肪酸的末端甲基（ω-端）经氧化转变成羟基，继而再氧化成羧基，从而形成α，ω-二羧酸的过程。CH3(CH2)nCOO-HOCH2(CH2)nCOO-OHC(CH2)nCOO--OOC(CH2)nCOO-混合功能氧化酶醇酸脱氢酶醛酸脱氢酶O2NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+第14页，课件共38页，创作于2023年2月油酰基的β氧化作用油酰基CoA（918：1）

CH3(CH2)7CH=CH-CH2(CH2)6CO-CoA

OHCH3(CH2)7CH2-C-CH2-CO-CoA

H6CH3-CO-CoACH3(CH2)7CH2-C=CH-CO-CoAHH2-反-十二碳烯酰CoA

β-氧化,三次循环烯酯酰CoA异构酶烯酯酰CoA水化酶再开始β-氧化CH3(CH2)7-C=C-CH2-

CO-CoA3-顺-十二碳烯酯酰CoA

HH第15页，课件共38页，创作于2023年2月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三羧酸循环ATP、CO2

生物素CoB12奇数碳链脂肪酸氧化产物第16页，课件共38页，创作于2023年2月乙醛酸循环1、乙醛酸循环的生化历程4、脂肪代谢和糖代谢的关系3、乙醛酸循环的生理意义

植物种子萌发的脂肪转化为糖(自学)2、乙醛酸循环总反应式及其糖异生的关系第17页，课件共38页，创作于2023年2月CoASH柠檬酸合酶顺乌头酸酶乙醛酸循环反应历程NADH+H+草酰乙酸

OCH3-C~SCoACoASH

OCH3-C~SCoACOO-CH2CH2COO-琥珀酸异柠檬酸裂解酶苹果酸合成酶

O

OH-C-C~OH乙醛酸苹果酸脱氢酶NAD+第18页，课件共38页，创作于2023年2月乙醛酸循环总反应式及其与糖异生的关系2乙酰CoA+NAD+琥珀酸+2CoASH+NADH+H+草酰乙酸糖异生第19页，课件共38页，创作于2023年2月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β-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、β-羟丁酸、丙酮，这三种物质统称为酮体。第20页，课件共38页，创作于2023年2月酮体的生成羟甲基戊二酸单酰CoA（HMGCoA）硫解酶2CH3COSCoACH3COCH2COSCoA乙酰乙酰CoAHOOCCH2-C-CH2COSCoA|CH3OH|HMGCoA合成酶CH3COSCoACoASHCH3COCH2COOHCH3CHOHCH2COOH乙酰乙酸丙酮--羟丁酸脱氢酶CO2NADH+H+NAD+CH3COCOOH脱羧酶CoASHHMGCoA裂解酶第21页，课件共38页，创作于2023年2月酮体的分解乙酰乙酰CoA硫解酶转移酶琥珀酰CoA--氧化乙酰乙酸脱氢酶乙酰CoA2--羟丁酸琥珀酸NADH+H+NAD+CoASH第22页，课件共38页，创作于2023年2月脂肪酸的生物合成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第23页，课件共38页，创作于2023年2月脂肪酸从头合成的生化历程a、缩合b、加氢c、脱水+d、加氢丙二酸单酰ACPCO2

OO

CH3-C-CH2-

C~SACP

OHOOC-CH2-C-S-ACP

OCH3C~SACP

OHO

CH3-C-CH2-

C~SACPH

OCH3-CH=CH-C-SACP

O

CH3-CH2

-

CH2-

C-SACP脂肪酸合成酶系第24页，课件共38页，创作于2023年2月丙二酸单酰ACP的形成：+HCO3-||OHOOC-CH2-C-S-ACP丙二酸单酰ACPACPCoAATPADP+Pi乙酰CoA

羧化酶生物素

OCH3C-S~CoA

乙酰CoA

||

OHOOC-CH2-C-S-CoA丙二酸单酰CoA||第25页，课件共38页，创作于2023年2月脂肪酸合成酶系结构模式①②③④⑤⑥中央巯基SH外围巯基SH⑥①②③④⑤ACP①乙酰CoA:ACP转移酶②丙二酸单酰CoA:ACP转移酶③β-酮脂酰-ACP合酶④β-酮脂酰-ACP还原酶

⑤β-羟脂酰-ACP脱水酶⑥烯脂酰-ACP还原酶

第26页，课件共38页，创作于2023年2月脂酰基载体蛋白(ACP)的辅基结构O-CH2-Ser-ACPHS辅基：4-磷酸泛酰巯基乙胺CoA分子中也有4-磷酸泛酰巯基乙胺AHS4-磷酸泛酰巯基乙胺第27页，课件共38页，创作于2023年2月软脂酸合成的反应流程CH3CO-SHOOCCH2CO-SCH3CHCH2CO-SSHOHSHSHCH3CH=CHCO-SSHSHSH

OCH3C-S||SHNADP+NADPH⑥HSCoA乙酰S~CoA

①丙二单酰-SCoACoASH②NADP+NADPH④H2O⑤③CO2软脂酸H2O进位链的延伸水解

OCH3C-S||SHCH3COCH2CO-SSHCH3CH2CH2CO-SSH第28页，课件共38页，创作于2023年2月脂肪酸生物合成的反应历程β-烯丁酰ACPCH3COCH2C0-SACP

丁酰ACPCH3CH(OH)CH2C0-SACP

CH3CH=CH2C0-SACPCH3CH2CH2C0-SACP

β-酮丁酰ACPβ-羟丁酰ACPCH3COCoACH3COACPHOOCCH3COACPHOOCCH3COCoACH3COCoACO2+ACPC2C2C2C2C2C2NADPH+H+NADP+NADP+NADPH+H+H2OCH3(CH2)14C0-SACP+CO2ACP还原酶还原酶脱水酶第29页，课件共38页，创作于2023年2月乙酰CoA从线粒体内至胞液的运转

第30页，课件共38页，创作于2023年2月羧基基载体蛋白上生物素转移羧基的模式图CO2COO-第31页，课件共38页，创作于2023年2月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β-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。脂肪酸碳链延长的不同方式细胞内进行部位动物

植物线粒体

内质网

叶绿体、前质体

内质网加入的一碳单位酯酰基载体电子供体乙酰CoA丙二酸单酰CoA丙二酸单酰CoACoACoA

ACPNAD(P)HNADPHNADPH

不明确第32页，课件共38页，创作于2023年2月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、-烯葵酰-ACP，再继续参入二碳单位，就可产生不同长度的单不饱和脂肪酸。NADPH+H