大学精品课件：基础生化11.ppt

1、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

2、-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）,极低密度脂蛋白VLDL,低密度脂蛋白LDL,高密度脂蛋白HDL,脂蛋白的种类,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,

3、-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,O R-C-OH,+,CoA-SH,脂酰CoA合成酶,油酰基的

4、氧化作用,油酰基CoA（ 9 18：1）,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,OH O R-CH-CH2CSCoA,O O R-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,

5、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：108 2 = 106 ATP,例：软脂酸,7次-氧化,8 乙酰CoA,CH3(CH2)14COOH,7 NADH,7 FADH2,10 ATP ,2.5 ATP ,1.5 ATP ,108 ATP,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。,RC

6、H2COOH,RCH(OH)COOH,RCOCOOH,RCOOH,CO2,O2,NAD +,NADH +H+,NAD +,NADH +H+,羟化,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,O R-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

7、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

8、）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 (acyl carrier protein，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,乙酰CoA:ACP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-

9、,ADP+Pi,乙酰CoA 羧化酶生物素,脂肪酸从头合成的生化历程,O CH3CSACP,+,|, CH3-CH=CH-C-SACP,|, CH3-CH2 - CH2 - C-SACP,|,O H O CH3-C-CH2 - CSACP,CO2,H,软脂酸合成的反应流程,进位,链的延伸,水解,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,O O HO-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,线粒体和内质网中脂肪酸碳链的延长,（1）线粒体脂肪酸

10、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。,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

11、,13-C22:1,15-C24:1,9-C18:1(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

12、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,ATP ADP,CTP PPi,胆碱激酶,ATP ADP,OCH2CH2N(CH3)3,CDP-OCH2CH2N(CH3)3,CDP-胆碱,CTP:磷酸胆碱胞苷转移酶,CTP PPi,+,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

13、油,1，2-甘油二酯磷脂酸,1，2-甘油二酯,CDP-胆碱 CMP,2 RCOCoA 2 CoA,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

14、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

15、,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，C2单位，氧化还原反应的受氢体和供氢体，中间产物的构型，合成或降解的方向，酶系统情况。 2、脂肪组织中己糖激酶缺失为什麽导致脂肪合成障碍？ 3、简述油料作物种子萌发脂肪转化成糖的机理。 名词解释 氧化 氧 氧化 ACP 乙醛酸循环,脂肪酸氧化和从头合成的关系,a. 两条途径运行方向相反 氧化：每经历一次脱氢、加水、脱氢、裂解的循环反应，脂肪酸减少两个碳片段，生成一分子乙酰CoA。 从头合成：每经历一次缩合、还原、脱水、还原的循环反应，脂肪酸延长两个碳片段。 b. 两条途径的中间产物基本相同,