《生物化学复习》PPT课件.ppt
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1、第五章 脂类代谢,第一节 脂肪的分解代谢第二节 脂肪的合成代谢第三节 其它脂类的代谢,简述饱和脂肪酸分解代谢的主要步骤。2006中国科学技术大学,一、脂肪动员,R3-COOH,R1-COOH,CH2-O-C-R1CH-O-C-R2CH2-O-C-R3,激素敏感脂肪酶(HSL),H2O,H2O,H2O,R2-COOH,O,O,O,血液,脂肪动员的激素调节,腺苷酸 环化酶,磷酸二酯酶,ATP,35-cAMP,5-AMP,PPi,H2O,脂解激素,抗脂解激素,脂肪动员的激素调节,ATP ADP,膜受体通过腺苷酸环化酶的作用途径,Tyr激酶途径,思考题,1mol甘油彻底氧化净生成多少ATP?以甘油为主
2、要原料合成1分子葡萄糖,需要哪些其它底物,消耗多少能量?,二、甘油的分解和转化,二、甘油的分解和转化,CO2+H2O,丙酮酸,-磷酸甘油,磷酸二羟丙酮,H,H,H,H,P,其它脂类,呼吸链,存在于肝、肾、肠中,脂肪及骨骼肌细胞缺乏,18.5,1mol甘油彻底氧化净生成多少ATP?,NADH+H+,ATP,ATP,NADH+H+,ATP,(16.5?),-1ATP+2ATP+3NADH+H+乙酰CoA,NADH+H+,偶数C饱和脂肪酸的氧化分解奇数C原子脂肪酸的氧化分解不饱和脂肪酸的氧化分解,-氧化作用-氧化作用-氧化作用,单不饱和脂肪酸的氧化分解多不饱和脂肪酸的氧化分解,三、脂肪酸的氧化分解,
3、CO2,(一)饱和偶数C脂肪酸的彻底氧化分解,1、脂肪酸激活(胞液):(活化形式脂酰CoA)2、长链脂酰CoA转运:(10C以下直接进入)3、-氧化降解(线粒体):4、TCA和电子传递及氧化磷酸化(线粒体):,(一)饱和偶数C脂肪酸的彻底氧化分解,2.脂酰CoA进入线粒体基质示意图,肉毒碱,CoASH,CoASH,线粒体内膜,内侧,外侧,载体,脂肪酸分解的限速酶,(1)脂肪酸-氧化学说的提出,实验设计,苯乙尿酸,马尿酸,意义:1904年 Snoop,3.-氧化,切掉的2碳单位是乙酰CoA,不是醋酸反应过程中中间代谢物全部结合在辅酶A上降解的起始需要ATP活化,与现在-氧化学说的差异,基本内容:
4、脂肪酸降解时从位上将碳原子成对切去乙酸。,(2)-氧化过程和要点,以16C饱和脂肪酸为例脂 肪 酸 氧 化 能 量 计 算,7*(1.5+2.5)+8*10=108第一步消耗了2个高能磷酸键,应为108-2=106个高能磷酸键。,经过7次循环,产生7个NADH,7FADH2,8分子乙酰COA。,1.不饱和脂肪酸2.奇数碳脂肪酸3.-氧化作用4.-氧化作用5.超长脂肪酸链的-氧化,(二)脂肪酸的其它氧化方式,1.不饱和脂肪酸比较1mol硬脂酸、油酸、亚油酸彻底氧化分解释放多少能量?,(1)单不饱和脂肪酸的氧化(油酸为例),释放多少能量,3,12,1mol油酸彻底氧化分解释放多少能量?,硬脂酸氧化
5、释放能量?,总计120mol,油酸和硬脂酸氧化过程的区别?,少1次脱氢,因此少1个FADH2油酸:120-1.5=118.5,(2)多不饱和脂肪酸的氧化(亚油酸为例),NADPH+H+,亚油酸和油酸氧化过程的区别?与硬脂酸氧化过程的区别?,亚油酸:120-1.5-2.5=116?,与油酸释放能量相同;但多消耗1个NADPH+H+,为什么在反刍动物中丙酸代谢特别重要?有个学生只有吃奇数C脂肪酸的习惯,后来医生发现他缺乏维生素B12,因此要他停止这种不良习惯。请问医生治疗方案的生化依据是什么?维生素B12缺乏对脂肪酸代谢造成什么后果?07南京大学,2.奇数C脂肪酸的氧化,解释为什么对糖的摄入不足的
6、爱斯摩人来说,在营养上吃奇数C脂肪酸要比吃偶数C脂肪酸更好一些?两组大鼠进行实验:一组每天喂食正庚酸(7:0)为唯一碳源;二组喂食正辛酸(8:0)。一个月后一组大鼠生长健康,体重增加;二组却因肌肉萎缩而体重减轻。试解释出现差别的原因。09南京大学奇数碳脂肪酸可以经丙酸生糖,偶数碳脂肪酸彻底氧化生成的乙酰辅酶A,在动物体内只能氧化或合成脂肪及酮体、胆固醇等。,奇数碳脂肪酸:陆地生物较少,一些植物、海洋生物、石油酵母中较多。反刍动物瘤胃中发酵产生大量丙酸,2.奇数C脂肪酸的氧化,17个碳直链脂肪酸的氧化(1)-氧化 7乙酰CoA+丙酰CoA(2)丙酰CoA的代谢,丙酰-CoA的代谢途径一,D-甲基
7、丙二酰CoA,琥珀酰CoA,丙酰CoA羧化酶,5-脱氧腺苷钴胺素,ATP、CO2 生物素,CoB12,L-甲基丙二酰CoA,消旋酶,丙酮酸羧化支路,PEP Pyr 乙酰CoA,糖,丙酸,硫激酶,ATP、CoASH,丙酸代谢的代谢途径二-羟丙酸支路途径,脂酰COA脱H酶,FAD FADH2,烯脂酰COA水化酶,H2O,水解酶,H2O HSCOA,脱氢酶,NAD+DADH+H+,脱氢酶,NADP+CO2+NADPH+H+,HSCOA,解释为什么对糖的摄入不足的爱斯摩人来说,在营养上吃奇数C脂肪酸要比吃偶数C脂肪酸更好一些?两组大鼠进行实验:一组每天喂食正庚酸(7:0)为唯一碳源;二组喂食正辛酸(8
8、:0)。一个月后一组大鼠生长健康,体重增加;二组却因肌肉萎缩而体重减轻。试解释出现差别的原因。09南京大学,丙酰CoA转变为琥珀酰CoA有两方面作用:经糖异生转变为糖补充血糖、也可转变为某些氨基酸。回补了TCA,保障TCA的顺利进行,有利于乙酰CoA分解释放能量。,(少一个C原子),-氧化的可能反应历程,3.饱和脂肪酸的-氧化作用,(1)奇数碳脂肪酸的形成和降解;(2)含甲基的支链脂肪酸的降解(植烷酸);哺乳动物将植物中植醇降解就是通过这种途径而实现的(3)过长的脂肪酸(如C22、C24)的降解(过氧化物酶体)(4)动物中某些脑苷脂和神经节苷脂中的-羟脂肪酸,脂肪酸的a-氧化作用的意义,植烷酸
9、的-氧化作用,植烷酸,降植烷酸,羟化,氧化脱羧,脱氢,CO2,CH3(CH2)n COO-,HOCH2(CH2)n COO-,OHC(CH2)n COO-,-OOC(CH2)n COO-,O2,NAD(P)+,NAD(P)H+H+,NADP+,NADPH+H+,NAD(P)+,NAD(P)H+H+,混合功能氧化酶,醇酸脱氢酶,醛酸脱氢酶,双向-氧化,琥珀酰CoAn乙酰CoA,4.脂肪酸的-氧化途径(肝、植物及细菌),呼吸链和氧化磷酸化,(1)动物肝、肾细胞的内质网上10-12碳以下的脂肪酸常通过w-氧化途径降解。(2)植物体内在w-端具有含氧基团(羟基、醛基或羧基)的脂肪酸(角质层或细胞壁的成
10、分)大多也是通过w-氧化作用生成的。(3)一些需氧微生物能将烃或脂肪酸迅速降解成水溶性产物,这种降解过程首先要进行w-氧化作用,生成二羧基脂肪酸后再通过b-氧化作用降解,如海洋中的某些浮游细菌可降解海面上的浮油,其氧化速率可高达0.5克/天/平方米。,大于18C的脂酰CoA难以进入线粒体进行-氧化,但可以进入过氧化物酶体或乙醛酸循环体进行-氧化。与线粒体中-氧化十分相似,区别如下:,5.超长脂肪酸的-氧化途径,酶不同,乙酰CoA去向不同,FADH2去向不同,NADH去向不同,(三)乙酰CoA的代谢结局,肌肉细胞,肝脏,脂肪组织,(四)酮体的生成和利用,动物肌肉中乙酰COA可以进入TCA。动物肝
11、、肾组织(特别是饥饿、禁食、糖尿病)线粒体内乙酰COA进入酮体的合成:,1.酮体生成的原因,TCA,乙酰CoA,OAA,呼吸链,G,酮体的合成,脂肪酸,2.酮体的生成,脂肪酸,硫解酶,乙酰乙酰CoA,-氧化,CoASH,-羟-甲基-戊二酸单酰CoA(HMGCoA),*,乙酰CoA,3.酮体的利用,-氧化,乙酰乙酸,脱氢酶,NADH+H+,NAD+,-羟丁酸,乙酰乙酰CoA,-酮酯酰CoA转移酶,琥珀酰CoA,琥珀酸,O2,(琥珀酰CoA转硫酶),-,羟丁酸脱氢酶,酮体生成和利用的特点,琥珀酰CoA转硫酶主要存在于心、肾、脑和骨骼肌细胞的线粒体中.酮体在肝脏合成,但肝脏缺乏利用酮体的酶(琥珀酰C
12、oA转硫酶),不能利用酮体。因此酮体生成后进入血液,输送到肝外组织利用。,肝内生酮肝外用,4.酮体生成的生理意义:,(1)在正常情况下,酮体是肝脏输出能源的一种形式(肝脏向肝外组织提供的第二能源)。,(2)在禁食、饥饿、应激及糖尿病等疾病情况下,心、肾、骨骼肌摄取酮体作为重要的替代燃料,为心、脑等重要器官提供必要的能源并可防止肌肉蛋白的过多消耗。长期饥饿时,酮体供给脑组织5070%的能量(3)分子小,溶于水,可透过血脑屏障及毛细血管,供应脑能量所需,当肝内产生酮体超过肝外组织氧化酮体的能力时,血中酮体蓄积,称为酮血症;尿中有酮体排出,称酮尿症。二者统称为酮体症(酮症)。酮症可导致代谢性酸中毒,
13、称酮症酸中毒,严重酮症可导致人死亡。长期饥饿和糖尿病时,脂肪动员加强,酮体生成增多。,5.酮症及其产生原因:,为什么说动物奇数脂肪酸(的分解产物)“既生糖又生酮”?简述其分解的主要产物是什么?以及这些产物形成糖和酮体的过程。06上海交大,一个农家的女孩饮食均衡,但仍然表现出轻度的酮症。作为儿科医生正怀疑她患某些糖代谢先天性酶缺损时,突然发现女孩的奇数碳原子脂肪酸的代谢不如偶数碳脂肪酸,并发现她经常偷吃生鸡蛋。请你对她的症状做出解释。,生鸡蛋清中有抗生物素蛋白使生物素失活。而生物素是羧化酶的辅酶,影响丙酮酸羧化酶和丙酰CoA羧化酶活性。,丙酰CoA羧化酶是奇数C脂肪酸产物丙酰CoA生成琥珀酰Co
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