生物化学:脂类代谢(课件).ppt
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1、第五章 脂 类 代 谢,脂类(lipids)是一类不溶于水而易溶于有机溶剂,并能为机体利用的有机化合物。,甘 油,甘油三酯是甘油的脂肪酸,脂 肪 酸,CH3CH2CH2CH2COOH,CH3CH=CHCH2COOH,RCOOH,甘油三酯结构,第一节不饱和脂酸的命名及分类,The Naming and Classification of Unsaturated Fatty Acids,单不饱和脂酸多不饱和脂酸 含2个或2个以上双键的不饱和脂酸,不饱和脂酸的分类,常见的脂肪酸,必需脂肪酸:机体必需但自身又不能合成或合成量不足,必须从植物油中摄取的脂肪酸叫必需脂肪酸。包括亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸。
2、,编码体系 从脂酸的羧基碳起计算碳原子的顺序或n编码体系 从脂酸的甲基碳起计算其碳原子顺序,系统命名法标示脂酸的碳原子数即碳链长度和双键的位置。,不饱和脂酸命名,常 见 的 不 饱 和 脂 酸,第二节脂类的消化和吸收,Digestion and Absorption of Lipids,胆汁酸盐的作用,条 件:酶、胆汁酸(乳化),部 位:主要在小肠上段,第三节 甘油三酯代谢,Metabolism of Triglycerides,一、甘油三酯是甘油的脂肪酸,Triglyceride(TG)or triacylglycerol(TAG),Glycerol,甘油三酯功能,二、甘油三酯的分解代谢,脂
3、肪动员,储存于脂肪组织中的三脂酰甘油,被 脂肪酶 逐步水解为游离脂肪酸及 甘油 并释放入血供给全身组织氧化利用的过程,称为三脂酰甘油的动员。,脂肪动员,脂肪动员反应步骤,TG,脂解激素:胰高血糖素、肾上腺素、去甲肾上腺素、肾上腺皮质激素和甲状腺素。抗脂解激素:胰岛素。当饥饿、禁食时,血液中激素(肾上腺素、胰高糖素)浓度升高,激活脂肪细胞内脂肪水解酶,脂肪水解。糖尿病 胰岛素 抗脂解作用 脂肪水解 糖尿病人以脂代谢维生,甘油的氧化分解,3-磷酸甘油醛,磷酸二羟丙酮,G,F-6-P,G-6-P,F-1,6-P,1,3-二磷酸甘油酸,2-磷酸甘油酸,磷酸烯醇式丙酮酸,丙酮酸,3-磷酸甘油酸,烯醇式丙
4、酮酸,NADH,NAD+,乳酸,总结:甘油的生理功能?,甘油,糖异生原料,能源,ATP?,途径?,甘油氧化分解产生能量情况,消耗:活化-1ATP,生成:1.5或2.5+1.5或2.5+2+2.5+10 17.5或19.5ATP,净生成:16.5或18.5ATP,甘油的氧化分解,葡萄糖,6-磷酸葡萄糖,6-磷酸果糖,1,6-双磷酸果糖,3-磷酸甘油醛,磷酸二羟丙酮,1,3-二磷酸甘油酸,3-磷酸甘油酸,NAD+NADH+H+,2-磷酸甘油酸,磷酸烯醇式丙酮酸,丙酮酸,乳酸,糖酵解途径,(1),(2),(3),(4),(5),(6),(7),(8),(12),(9),(10),(11),-ATP,
5、-ATP,+ATP,+ATP,第二阶段:乙酰COA的生成,丙酮酸脱羧酶 二氢硫辛酸乙酰转移酶 二氢硫辛酸脱氢酶,Q:目前发现主要肝脏细胞具有甘油激酶,这意味着什么?A:甘油主要在肝脏中氧化或在肝脏中进行糖异生。,甘油直接运至肝、肾、肠等组织。主要在肝、肾进行糖异生。脂肪细胞及骨骼肌等组织因甘油激酶活性很低,故不能很好利用甘油。,脂肪酸在血中由清蛋白运输。主要由心、肝、骨骼肌等摄取利用。,脂肪酸的氧化分解,部位:多数组织均可(除成熟RBC及脑)肝、肌肉组织最活跃 胞液和线粒体,过 程,在肉碱(carnitine)的协助下。,(2)脂酰基进入线粒体,(3)脂酰基的-氧化,脂酰基进入线粒体基质后逐步
6、氧化降解,此氧化过程发生在脂酰基的-碳原子上,称为脂酰基的-氧化。,概 念,步 骤,5,能量的释放(以软脂酸为例),1分子软脂酸彻底氧化净生成106ATP,脂肪酸的在肝脏的特殊代谢-酮体的生成,酮体的生成和利用,酮体:乙酰乙酸、-羟丁酸、丙酮三种物质的合称。,酮体的生成 部位:肝线粒体 原料:乙酰CoA,主要来自脂酸的-氧化。关键酶:HMG CoA合成酶,NAD+,NADH+H+,琥珀酰CoA,琥珀酸,CoASH+ATP,PPi+AMP,CoASH,2.酮体的利用,琥珀酰CoA转硫酶(心、肾、脑及骨骼肌的线粒体),乙酰乙酰CoA硫激酶(肾、心和脑的线粒体),乙酰乙酰CoA硫解酶(心、肾、脑及骨
7、骼肌线粒体),酮体生成的生理意义,酮体是肝正常代谢脂肪酸的中间产物,是肝为肝外组织提供的脂肪酸类能源物质。酮体具有分子小、溶于水、便于血液运输,并易于通过血脑屏障等特点。由于脑组织不能氧化脂肪酸而能利用酮体,故当长期饥饿、糖代谢障碍及高脂低糖饮食时,机体内酮体生成明显增加。,4.酮体生成的调节,(1)饱食及饥饿的影响(主要通过激素的作用),(2)肝细胞糖原含量及代谢的影响,反之,糖代谢减弱,脂酸氧化及酮体生成均加强。,丙二酰CoA竞争性抑制肉碱脂酰转移酶,抑制脂酰CoA进入线粒体,脂酸氧化减弱,酮体生产减少。,(3)丙二酰CoA抑制脂酰CoA进入线粒体,小 结,脂肪酸的氧化利用,(1)部位:肝
8、、肌肉胞液、线粒体,(2)限速酶:肉毒碱脂酰转移酶,(3)-氧化的步骤,酮体的生成和利用1、酮体代谢的特点:肝内生酮肝外用2、酮体合成原料:乙酰COA3、限速酶:HMGCoA合成酶、乙酰乙酸硫激酶4、酮体具有分子小、溶于水、便于血液运输,并易于通过血脑屏障等特点。5、意义:肝脏输出FA类能源物质的一种形式,三、脂酸的合成代谢,组 织:肝(主要)、脂肪等组织 亚细胞:胞液:主要合成16碳的软脂酸(棕榈酸)肝线粒体、内质网:碳链延长,1.合成部位,(一)软脂酸的合成,甘油三酯的合成代谢,2.原料,-磷酸甘油,脂酰辅酶A,原 料,-磷酸甘油的来源,1、原料及条件乙酰CoANADPH+H+ATP,脂肪
9、酸的合成(即脂酰CoA的来源),2、合成部位 肝脏、脂肪组织 胞液,柠檬酸丙酮酸循环,柠檬酸穿梭系统:,(3)合成过程,丙二酰CoA的合成:乙酰CoA羧化酶是脂酸合成的限速酶。,软脂酸合成的总反应式:,1分子乙酰CoA先后与7分子丙二酰CoA在脂酸合成酶系的分子上依次重复进行缩合、还原、脱水和再还原的过程。每重复一次碳链延长2个碳原子。,*软脂酸合成酶,大肠杆菌有7种酶蛋白(脂肪酰基转移酶、丙二酰CoA酰基转移酶、酮脂肪酰合成酶、酮脂肪酰还原酶、羟脂酰基脱水酶、脂烯酰还原酶和硫酯酶),聚合在一起构成多酶体系。,高等动物7种酶活性都在一条多肽链上,属多功能酶,由一个基因编码;有活性的酶为两相同亚
10、基首尾相连组成的二聚体。,三个结构域:底物进入缩合单位、还原单位、软脂酰释放单位,酰基载体蛋白(ACP),其辅基是4-磷酸泛酰氨基乙硫醇,是脂酰基载体。,*软脂酸的合成过程,*转 位,丁酰基由E2-泛-SH(ACP上)转移至 E1-半胱-SH(CE上),经过7轮循环反应,每次加上一个丙二酰基,增加两个碳原子,最终释出软酯酸。,软脂酸合成的总反应,CH3COSCoA+7 HOOCH2COSCoA+14NADPH+H+,CH3(CH2)14COOH+7 CO2+6H2O+8HSCoA+14NADP+,软 脂 酸 的 合 成 总 图,软脂酸分解与合成代谢的区别,3.二碳单元参加或断裂的形式,脂肪的合
11、成,R1COCoA,R2COCoA,R3COCoA,甘油三酯合成,提问1:为什么糖吃多了会发胖呢?提问2:糖和脂肪的互变,要减肥,管好嘴!,健康是吃出来的,第四节 磷脂的代谢,Metabolism of Phospholipids,含有磷酸的脂类称为磷脂,是脂类中极性最大的化合物。,磷脂的生理功能,(4)其他功能,甘油磷脂的结构,glycerol,fatty acyl group,Nitrogenous base,fatty acyl group,甘油磷脂的分类,二、甘油磷脂的合成代谢,1.合成部位:全身各组织内质网,肝、肾、肠最活跃。2.合成原料及辅因子:脂酸、甘油:由糖代谢提供多不饱和脂酸
12、:从植物油摄取磷酸盐:由ATP提供含氮化合物:从食物摄取或体内合成CTP:构成活化的中间物,3.合成过程,(1)甘油二酯合成途径,(2)CDP-甘油二酯合成途径,三、甘油磷脂的降解,在各种磷脂酶(phospholipase,PL)的作用下水解。,溶血磷脂1,溶血磷脂2,(三)甘油磷脂的降解,磷脂酶(phospholipase,PLA),甘油磷脂与脂肪肝,1、概念,正常人肝内脂类含量为35,一半为TG,若TG在肝内过量存积超过5,脂类总量超过10,称为脂肪肝。,2、形成原因,(1)肝内TG来源过多,(2)肝功能障碍,(3)磷脂合成减少,脂肪肝形成机理,肝功胆碱丝氨酸蛋氨酸必需,肝磷脂合成,甘油三
13、酯合成,脂蛋白合成,肝脂肪运出,脂肪堆积,脂肪肝,胆固醇的代谢,*胆固醇(cholesterol)结构,固醇共同结构环戊烷多氢菲,概 述,胆固醇(cholesterol),*胆固醇的生理功能,是生物膜的重要成分,对控制生物膜的流动性有重要作用;,是合成胆汁酸、类固醇激素及维生素D等生理活性物质的前体。,一、胆固醇的合成,(一)合成部位:主要在肝的胞液及内质网中。每天合成量约1g。(二)合成原料:,合成过程(分三个阶段),限速酶:HMGCoA还原酶,(三),合成基本过程:,(四)胆固醇合成的调节,二、胆固醇的酯化,1细胞内胆固醇的酯化,2血浆内胆固醇的酯化,Lecithin-cholestero
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