生物化学教学件脂类代谢-课件.ppt
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- 生物化学 教学 件脂类 代谢 课件
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1、l脂类脂类是脂肪和类脂的总称,是一大类不是脂肪和类脂的总称,是一大类不溶于水而易溶于有机溶剂的化合物。溶于水而易溶于有机溶剂的化合物。磷脂磷脂类脂类脂脂类脂类糖脂糖脂脂肪(甘油三酯)脂肪(甘油三酯)磷酸甘油酯磷酸甘油酯 鞘磷脂鞘磷脂 脑苷脂脑苷脂 鞘脂鞘脂 神经节苷脂神经节苷脂 胆固醇及其酯胆固醇及其酯 脂类物质的生理功用脂类物质的生理功用:供能贮能。供能贮能。构成生物膜。构成生物膜。协助脂溶性维生素的吸收,提供必需脂肪协助脂溶性维生素的吸收,提供必需脂肪酸。酸。l必需脂肪酸必需脂肪酸是指机体需要,但自身不能合是指机体需要,但自身不能合成,必须要靠食物提供的一些多烯脂肪酸。成,必须要靠食物提供
2、的一些多烯脂肪酸。保护和保温作用。保护和保温作用。一、甘油三酯的分解代谢一、甘油三酯的分解代谢(一一)脂肪动员:贮存于脂肪细胞中的甘油三脂肪动员:贮存于脂肪细胞中的甘油三酯在酯在激素敏感脂肪酶激素敏感脂肪酶(hormone sensitive hormone sensitive tri-tri-glycerideglyceride lipase,HSL lipase,HSL)的催化下水的催化下水解并释放出脂肪酸,供给全身各组织细胞摄解并释放出脂肪酸,供给全身各组织细胞摄取利用的过程称为取利用的过程称为脂肪动员脂肪动员。三脂酰甘油脂肪酶三脂酰甘油脂肪酶起决定作用,是脂肪动员的限速酶起决定作用,是
3、脂肪动员的限速酶 甘油三酯甘油三酯 激素敏感脂肪酶激素敏感脂肪酶 脂肪酸脂肪酸+甘油二酯甘油二酯 甘油二酯酶甘油二酯酶 脂肪酸脂肪酸+甘油一酯甘油一酯 甘油一酯酶甘油一酯酶 脂肪酸脂肪酸+甘油甘油 l1 1、脂肪动员的结果是生成三分子的、脂肪动员的结果是生成三分子的自自由脂肪酸由脂肪酸(free fatty acid,FFAfree fatty acid,FFA)和和一分子的甘油。一分子的甘油。l2 2、脂肪动员生成的甘油主要转运至、脂肪动员生成的甘油主要转运至肝肝脏脏再磷酸化为再磷酸化为3-3-磷酸甘油后进行代谢。磷酸甘油后进行代谢。脂肪动员的结果脂肪动员的结果l3 3、甘油可在血液循环中自
4、由转运,、甘油可在血液循环中自由转运,而脂肪酸进入血液循环后须与而脂肪酸进入血液循环后须与清蛋清蛋白白结合成为复合体再转运。结合成为复合体再转运。l 脂肪动员生成的甘油,主要经血循脂肪动员生成的甘油,主要经血循环转运至肝脏进行代谢。环转运至肝脏进行代谢。1 1甘油在甘油磷酸激酶的催化下,磷酸化甘油在甘油磷酸激酶的催化下,磷酸化为为3-3-磷酸甘油:磷酸甘油:甘油甘油 +ATP 3-+ATP 3-磷酸甘油磷酸甘油 +ADP+ADP 甘油磷酸激酶甘油磷酸激酶2 23-3-磷酸甘油在磷酸甘油在3-3-磷酸甘油脱氢酶的催化磷酸甘油脱氢酶的催化下,脱氢氧化为磷酸二羟丙酮:下,脱氢氧化为磷酸二羟丙酮:3-
5、3-磷酸甘油磷酸甘油 +NAD+NAD+磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮 +NADH+H+NADH+H+3-磷酸甘油脱氢酶磷酸甘油脱氢酶 1 1反应过程:反应过程:(1)(1)活化:活化:在在胞液胞液进行此反应过程。进行此反应过程。R-COOH+R-COOH+HSCoAHSCoA+ATP +ATP R-CO R-COSCoASCoA+AMP+AMP+PPiPPi脂肪酸硫激酶脂肪酸硫激酶 (2)(2)进入进入l 在线粒体外生成的脂酰在线粒体外生成的脂酰CoACoA需进入线粒体基质才需进入线粒体基质才能被氧化分解,此过程必须要由能被氧化分解,此过程必须要由肉碱肉碱携带,借携带,借助于两种肉碱脂肪酰转移酶(
6、酶助于两种肉碱脂肪酰转移酶(酶和酶和酶)催)催化的移换反应才能完成。其中化的移换反应才能完成。其中肉碱脂肪酰转移肉碱脂肪酰转移酶酶是脂肪酸是脂肪酸-氧化的关键酶。氧化的关键酶。HOOC-CHHOOC-CH2 2-CH-CH(OHOH)-CH-CH2 2-N-N+-(CHCH3 3)3 3 脂酰脂酰CoA进入线粒体的过程进入线粒体的过程*(3)-(3)-氧化:氧化:l-氧化过程由四个连续的酶促反应氧化过程由四个连续的酶促反应组成:组成:脱氢脱氢 水化水化 再脱氢再脱氢 硫解硫解 脱氢脱氢再脱氢再脱氢水化水化硫解硫解脂酰脂酰CoACoA脱氢酶脱氢酶-羟脂酰羟脂酰CoACoA脱氢酶脱氢酶水化酶水化酶
7、硫解酶硫解酶 (4)(4)彻底氧化:彻底氧化:l生成的乙酰生成的乙酰CoACoA进入三羧酸循环彻底进入三羧酸循环彻底氧化分解并释放出大量能量,并生氧化分解并释放出大量能量,并生成成ATPATP。l脂肪酸脂肪酸-氧化的特点氧化的特点 -氧化过程在氧化过程在线粒体基质线粒体基质内进行;内进行;-氧化为一循环反应过程,由脂肪酸氧氧化为一循环反应过程,由脂肪酸氧化酶系催化,反应化酶系催化,反应不可逆不可逆;需要需要FADFAD,NADNAD,CoACoA为辅助因子;为辅助因子;每循环一次,生成每循环一次,生成一分子一分子FADH2FADH2,一分子一分子NADHNADH,一分子乙酰一分子乙酰CoACo
8、A和一分子减少两个碳和一分子减少两个碳原子的脂酰原子的脂酰CoACoA。l 由于由于1 1分子分子FADHFADH2 2可生成可生成2 2分子分子ATPATP,1 1分子分子NADHNADH可生可生成成3 3分子分子ATPATP,1 1分子乙酰分子乙酰CoACoA经彻底氧化分解可生经彻底氧化分解可生成成1212分子分子ATPATP。以以16C16C的软脂酸为例来计算,则生的软脂酸为例来计算,则生成成ATPATP的数目为:的数目为:7 7次次-氧化分解产生氧化分解产生5 57=357=35分子分子ATPATP;8 8分子乙酰分子乙酰CoACoA可得可得12128=968=96分子分子ATPATP
9、;l 共可得共可得131131分子分子ATPATP,减去活化时消耗的两分子减去活化时消耗的两分子ATPATP,故软脂酸彻底氧化分解可故软脂酸彻底氧化分解可净生成净生成129129分子分子ATPATP。l 对于任一偶数碳原子的长链脂肪酸,其对于任一偶数碳原子的长链脂肪酸,其净生成的净生成的ATPATP数目可按下式计算:数目可按下式计算:碳原子数碳原子数 碳原子数碳原子数 ATPATP净生成数净生成数=-1 =-1 5+5+12-2 12-2 2 2 2 2l脂肪酸在肝脏中氧化分解所生成的乙酰乙脂肪酸在肝脏中氧化分解所生成的乙酰乙酸、酸、-羟丁酸和丙酮三种中间代谢产物,羟丁酸和丙酮三种中间代谢产物
10、,统称为酮体。统称为酮体。CHCH3 3COCHCOCH2 2COOH COOH 乙酰乙酸乙酰乙酸 CHCH3 3CH(OH)CHCH(OH)CH2 2COOH COOH -羟丁酸羟丁酸 CHCH3 3COCHCOCH3 3 丙酮丙酮l 酮体主要在酮体主要在肝脏的线粒体肝脏的线粒体中生成,其合中生成,其合成原料为成原料为乙酰乙酰CoACoA。(1)(1)两分子乙酰两分子乙酰CoACoA在乙酰乙酰在乙酰乙酰CoACoA硫解酶的催化硫解酶的催化下,缩合生成一分子下,缩合生成一分子乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA。(2)(2)2 CH2 CH3 3COCoA CHCOCoA CH3 3COCHCOCH2
11、 2COCoA+COCoA+HSCoAHSCoA 乙酰乙酰硫解酶乙酰乙酰硫解酶(2)(2)乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA再与再与1 1分子乙酰分子乙酰CoACoA缩合,缩合,生成生成HMG-HMG-CoACoA。HMG-HMG-CoACoA合成酶合成酶是酮体生是酮体生成的关键酶。成的关键酶。CHCH3 3COCHCOCH2 2COCoA+CHCOCoA+CH3 3COCoA COCoA HOOCCH HOOCCH2 2C(OH)(CHC(OH)(CH3 3)CH)CH2 2COSCoA +COSCoA +HSCoAHSCoAHMG-CoA合成酶合成酶*(3)HMG-(3)HMG-CoACoA裂解
12、生成裂解生成1 1分子分子乙酰乙酸和乙酰乙酸和1 1分子乙酰分子乙酰CoACoA。HOOCCH2C(OH)(CH3)CH2COSCoA CH3COCH2COOH+CH3COCoA HMG-CoA裂解酶裂解酶(4)(4)乙酰乙酸在乙酰乙酸在-羟丁酸脱氢酶羟丁酸脱氢酶的催的催化下,加氢还原为化下,加氢还原为-羟丁酸羟丁酸。CH3COCH2COOH+NADH+H+CH3CH(OH)CH2COOH+NAD+-羟丁酸脱氢酶羟丁酸脱氢酶 (5)5)乙酰乙酸自发脱羧生成乙酰乙酸自发脱羧生成丙酮丙酮。CH3COCH2COOH H3COCH3+CO2 2 2酮体的利用:酮体的利用:肝外组织肝外组织l利用酮体的利
13、用酮体的酶酶有两种,即有两种,即琥珀酰琥珀酰CoACoA转硫酶转硫酶(主要存在于(主要存在于心、肾、脑和骨心、肾、脑和骨骼肌细胞骼肌细胞的线粒体中)和的线粒体中)和乙酰乙酸硫乙酰乙酸硫激酶激酶(主要存在于(主要存在于心、肾、脑细胞心、肾、脑细胞线线粒体中)。粒体中)。l酮体利用的基本过程为:酮体利用的基本过程为:(1)(1)-羟丁酸羟丁酸在在-羟丁酸脱氢酶的催化下羟丁酸脱氢酶的催化下脱氢,生成脱氢,生成乙酰乙酸乙酰乙酸。CHCH3 3CH(OH)CHCH(OH)CH2 2COOH+NADCOOH+NAD+CHCH3 3COCHCOCH2 2COOH+NADH+HCOOH+NADH+H+-羟丁酸
14、脱氢酶羟丁酸脱氢酶 (2)(2)乙酰乙酸在乙酰乙酸在琥珀酰琥珀酰CoACoA转硫酶转硫酶或或乙酰乙酸硫激酶乙酰乙酸硫激酶的催化下转变为乙酰乙的催化下转变为乙酰乙酰酰CoACoA。CHCH3 3COCHCOCH2 2COOH+HOOCCHCOOH+HOOCCH2 2CHCH2 2CO CO CoACoA CH CH3 3COCHCOCH2 2CO CO CoACoA+HOOCCH+HOOCCH2 2CHCH2 2COOHCOOH琥珀酰琥珀酰CoA转硫酶转硫酶CH3COCH2COOH+HSCoA+ATP CH3COCH2COCoA+AMP+PPi 乙酰乙酸硫激酶乙酰乙酸硫激酶 (3)(3)乙酰乙酰
15、乙酰乙酰CoACoA在乙酰乙酰在乙酰乙酰CoACoA硫硫解酶的催化下,裂解为两分子乙酰解酶的催化下,裂解为两分子乙酰CoACoA。CH3COCH2COCoA+HSCoA 2 CH3COCoA(4)(4)生成的乙酰生成的乙酰CoACoA进入三羧酸循环彻底氧进入三羧酸循环彻底氧化分解。化分解。乙酰乙酰乙酰乙酰CoA硫解酶硫解酶-羟羟丁丁酸酸 NAD+NADH+H+HSCoA+ATP 乙乙酰酰乙乙酸酸 琥琥珀珀酰酰 CoA 乙乙酰酰乙乙酸酸硫硫激激酶酶 琥琥珀珀酰酰 CoA 转转硫硫酶酶 AMP+PPi 乙乙酰酰乙乙酰酰 CoA 琥琥珀珀酸酸 硫硫解解酶酶 2乙乙酰酰 CoA 三三羧羧酸酸循循环环
16、-羟羟丁丁酸酸脱脱氢氢酶酶 心、肾、脑、心、肾、脑、骨骼肌细胞骨骼肌细胞心、肾、心、肾、脑细胞脑细胞(1)(1)在正常情况下,酮体是肝脏输出能在正常情况下,酮体是肝脏输出能源的一种形式;源的一种形式;(2)(2)在饥饿或疾病情况下,为心、脑等在饥饿或疾病情况下,为心、脑等重要器官提供必要的能源。重要器官提供必要的能源。l肝脏、小肠和脂肪组织肝脏、小肠和脂肪组织是主要的是主要的合成脂肪的组织器官,其合成的合成脂肪的组织器官,其合成的亚细胞部位主要在亚细胞部位主要在胞液胞液。l自学自学自学 胆胆固固醇醇的的结结构构及及其其酯酯化化 ABCD1 1、胆固醇合成的部位和原料、胆固醇合成的部位和原料l胆
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