脂类和蛋白质代谢.pptx

,1.,概念：,脂类是生物体内不溶于水而溶于有机溶剂,的一大类物质的总称，包括,脂肪和类脂,。,脂类,脂肪,：,又称,三酯酰甘油或甘油三脂,(triglyceride),，,fat,是体内储存能量的主要形式（可变脂）。,类脂,lipoid,固醇类：,胆固醇,（,cholesterol,Ch,）,胆固醇酯（,cholesterol ester,ChE,）,磷脂,(phospholipid,PL),糖脂,（,glycolipid,GL,）,10-1,脂类概述,甘油磷脂,鞘氨醇磷脂,卵磷脂,脑磷脂,2.,分类：,脂类的结构通式,甘,油,脂肪酸,脂肪酸,脂肪酸,甘,油,脂肪酸,脂肪酸,脂肪（,脂肪酸的甘油酯,三酯酰甘油）,有机碱：胆胺,-,-,脑磷脂,有机碱：胆碱,-,-,卵鳞脂,胆 固 醇,(,环戊烷高氢菲衍生物,),HO,MG:,一酯酰甘油,(,少量,),DG:,二 酯酰甘油,(,少量,),TG:,三酯 酰甘油,(,主要,),有机碱,P,磷脂,脂类的来源与贮存,主要来源,糖,脂肪的来源,次要来源,食入,糖 蛋白质,代谢降解产物为原料合成脂肪,皮下,贮存 肾周围 统称,脂库,肠系膜,（一）脂类的消化,小肠上段,是主要的消化场所,脂类,(,甘油三脂,TG,、,胆固醇,Ch,、,磷脂,PL,等,),微团,胆汁酸盐乳化,胰脂肪酶、辅脂酶等水解,甘油一脂、溶血磷脂、,长链脂肪酸、胆固醇等,混合微团,乳化,脂类的消化吸收,胰脂酶,磷脂酶,辅脂酶及,胆固醇酯酶,(,二,),脂类的吸收,饱和脂肪酸：,简写式,月桂酸：,CH,3,(CH,2,),10,COOH 12:0,豆蔻酸,:CH,3,(CH,2,),14,COOH 14:0,软脂酸（棕榈酸）,:CH,3,(CH,2,),14,COOH 16:0,硬脂酸,:CH,3,(CH,2,),16,COOH 18:0,花生酸,:CH,3,(CH,2,),18,COOH 20:0,饱和脂肪酸,不饱和脂肪酸,脂肪酸的结构特点：,系统命名法：需标示脂肪酸的碳原子数和的位置。,或,n,编码体系：,从脂肪酸的,甲基碳,起计算,其碳原子顺序。,编码体系：,从脂肪酸的,羧基碳,起计算碳原,子的顺序。,CH,3,-(CH,2,),5,-CH=CH-(CH,2,),7,-COOH,/,n,系编码,系编码,十六碳,-,7,-,烯酸,十六碳,-,9,-,烯酸,不饱和脂肪酸的命名,油酸：十八碳,-9-,烯酸,18,：,1,9c,，,亚油酸,（,-6,8,）,：十八碳,-9,，,12-,二,-,烯酸,18,：,2,9c,，,12c,-,亚麻酸,（,-3,6,9,）,：,十八碳,-9,，,12,，,15-,三,-,烯酸，,18:3,9c,，,12c,，,15c,花生四稀酸,（,-6,9,12,15,）,：,二十碳,-5,，,8,，,11,，,14,四,-,烯酸，,20,：,4,5c,，,8c,，,11c,，,14c,二十二碳六烯酸,（,DHA,）,（,-3,）,：,22,：,6,4c,，,7c,，,10c,，,13c,，,16c,，,19c,二十碳五稀酸,（,EPA,）,-3,系多不饱和脂肪酸,（,PUFA,）,2.,不饱和脂肪酸：,1-6,个双键,常 见 的 不 饱 和 脂 肪 酸,9,及,7,系,体内可以合成，,6,及,3,系,机体不能合成。,3,、,6,及,9,三族,体内,彼此不能相互转化,必需脂肪酸,6,及,3,系。,3,族,:,促进儿童智力发育、延缓大脑衰老、,降低血液胆固醇浓度,（一）储能和供能的主要物质,1g,脂肪在体内彻底氧化供能约,38KJ,，,而,1g,糖彻底氧化仅供能约,16.7KJ,脂肪组织储存脂肪,约占体重,10-20%.,3,、脂类的主要生理功能,合理饮食 脂肪氧化供能占,15-25%,空腹 脂肪氧化供能占,50%,以上,禁食,1-3,天 脂肪氧化供能占,85%,饱食、少动 脂肪堆积，发胖,(,二,),生物膜的重要结构成分,作为细胞膜的主要成分,细胞所含的磷脂几乎都集中在生物膜中，是生物膜结构的基本组成成分。,磷脂（甘油磷脂和鞘磷脂），胆固醇，糖脂,（,1,）必需脂肪酸,(,人体不能合成，必须食物摄取,),亚油酸,18,碳脂肪酸，含两个不饱和键；,亚麻酸,18,碳脂肪酸，含三个不饱和键；,花生四烯酸,20,碳脂肪酸，含四个不饱和键；,（,2,）,参与代谢调控,(,三,),提供给机体必需脂肪酸并,参与代谢调控,花生四烯酸,前列腺素等生物活性物质,磷脂酰肌醇,三磷酸肌醇、甘油二酯,胆固醇,类固醇激素、,VD,3,（第二信使）,(,四,),保护和保温作用。,10-3,脂肪的分解代谢,一、脂肪动员概念：,储存于脂肪细胞中的脂肪，在,脂肪酶,作用下逐步水解为,游离脂肪酸和甘油,，释放入血供其它组织利用的过程，称脂肪动员。,乳糜微粒,脂肪,小肠,血液,淋巴系统,脂肪,脂肪酶,甘油,甘油激酶,DHAP,糖酵解,脂肪酸,氧化,供能,蛋白包装,一、脂肪动员概念：,脂肪细胞中的脂肪在,脂肪酶,作用下逐步水解为,游离脂肪酸和甘油,，释放入血供其它组织利用的过程，称脂肪动员。,10-3,脂肪的分解代谢,动物和细菌获取能量的主要形式,三酯酰甘油的分解代谢,三酯酰甘油的,水解,TG,H,2,O,脂肪酸,H,2,O,脂肪酸,H,2,O,脂肪酸,TG,脂肪酶,DG,脂肪酶,MG,脂肪酶,DG,MG,甘 油,C,O,H,CH O,2,CO-R,CO-R,CH O,2,CO-R,1,2,3,C,O,H,CH O,2,CH O,2,H,3,R COOH,1,2,H,H,R COOH,R COOH,+,二、甘油的分解代谢,糖异生,3-,磷酸甘油,三,.,脂肪酸的氧化分解,饱和偶数碳链,脂肪酸的氧化分解,-,氧化作用,-,氧化作用,-,氧化作用,饱和,奇数碳链,脂肪酸的氧化,分解,不饱和,脂肪酸的氧化,分解,CH,3,-(CH,2,),n,-,CH,2,-,CH,2,-COOH,是因为氧化发生在,-,碳原子上而的名。,基本过程：,1.,脂肪酸的活化成脂酰辅酶,A,(,胞液,),2.,脂肪酸的转运,(,也即,穿膜,),3.,脂肪酸的,-,氧化,(,线粒体,),4.,乙酰辅酶,A,的氧化,（一）饱和脂肪酸的,氧化,CH,3,-(CH,2,),n,-,CH,2,-,CH,2,-COOH,1.,脂肪酸,活化,脂酰,CoA,形成（胞液）,ATP,AMP+,PPi,Mg,2+,H,2,O,2Pi,反应不可逆,+,CoA-SH,脂酰,CoA,合成酶,形成高能键的反应：,通过,ATP,的一个磷酸酐键水解产生，,由,ATP,的第二个酸酐键驱动完成。,脂酰,-CoA,水解时的标准自由能变化,G,0,=-13 KJ/mol,生物体内,ATP,供能往往通过偶联反应使,G,0,0,脂酰,-CoA,形成与,ATP,水解相偶联,焦磷酸,的水解强化了供能,22,试解释脂肪酸活化的能量变化？,存在于,线粒体外膜,和,内质网,，该酶至少有三种，分别相应于,长、中、短链,脂肪酸,23,脂酰,CoA,合成酶,(,脂肪酸硫激酶,),活化了的脂肪酸分子（脂酰,CoA,）,小于,10,个碳，容易穿过线粒体内膜；,大于,10,个碳？,脂肪酸首先要进入,线粒体基质,才能开始代谢过程,2.,穿膜,（脂酰,CoA,进入线粒体）,HOOC-CH,2,-CH-CH,2,-N,+,-CH,3,OH,CH,3,CH,3,1,）脂酰,CoA,进入,线粒体基质的,载体,肉碱,(carnitine,）,来携带,脂酰基,。,羟基与脂肪酸连接成酯,肉毒碱,L-,羟,-,三甲氨基丁酸,酯酰肉碱穿梭系统,移位酶,2,）,肉碱脂肪酰转移酶同工酶,(CAT),（酶,和酶,）,催化移换反应 是由,肉碱脂肪酰转移酶,(carnitine acyl transferase),和肉碱脂肪酰转移酶,共同完成,.,肉毒碱脂酰,CoA,转移酶,(,限速酶,),肉毒碱脂酰,CoA,转移酶,肉毒碱,此过程为脂肪酸,-,氧化,的限速步骤，,CAT-,是限速酶,脱氢：,脂酰,CoA,脱氢酶，,FAD,加水：,2,烯酰,CoA,水化酶,再脱氢：,-,羟脂酰,CoA,脱氢酶，,NAD,+,硫解,（脱乙酰,CoA,）：,-,酮脂酰,CoA,硫解酶，,HS-CoA,3.,脂酸的,氧化,（,1,）脱氢,脂酰,CoA,经脂酰,CoA,脱氢酶催化，在其,和,碳原子上脱氢，生成,2,反烯脂酰,CoA,。,（,2,）加水,（水合反应）,2,反烯脂酰,CoA,在,2,反烯脂酰,CoA,水合酶催化下，在双键上加水生成,L-,羟脂酰,CoA,。,G,0,=-20kJ/mol,G,0,=-3.1kJ/mol,2,（,3,）脱氢,L-,羟脂酰,CoA,在,L-,羟脂酰,CoA,脱氢酶催化下，脱去,碳原子与羟基上的氢原子生成,-,酮脂酰,CoA,，该反应的辅酶为,NAD,+,。,（,4,）硫解,在,-,酮脂酰,CoA,硫解酶催化下，,-,酮脂酰,CoA,与,CoA,作用，硫解产生,1,分子乙酰,CoA,和比原来,少两个碳,原子的,脂酰,CoA,。,G,0,=+15.7kJ/mol,G,0,=-28kJ/mol,乙酰,CoA,FAD,FADH,2,NAD,+,NADH,RCH,2,CH,2,CO-SCoA,脂酰,CoA,脱氢,酶,脂酰,CoA,-,烯脂酰,CoA,水化,酶,-,羟脂酰,CoA,脱氢,酶,-,酮酯酰,CoA,硫解,酶,R,C,HOHCH,2,COScoA,R,CO,CH,2,CO-SCoA,RCH=CH-CO-SCoA,+,CH,3,COSCoA,R-COScoA,H,2,O,CoASH,TCA,乙酰,CoA,乙酰,CoA,乙酰,CoA,ATP,H,2,0,呼吸链,H,2,0,呼吸链,乙酰,CoA,乙酰,CoA,乙酰,CoA,乙酰,CoA,-,氧化循环的反应过程,脂肪酸氧化的三个阶段,脂肪酸,氧化最终的,产物为,乙酰,CoA,、,NADH,和,FADH,2,：,FADH,2,2ATP;NADH,3ATP,，,故一次,-,氧化,循环可生成,5,分子,ATP,。,1,分子乙酰,CoA,经彻底氧化分解可生成,12,分子,ATP,。,脂肪酸,-,氧化的能量生成,以,16C,的,软脂酸,为例来计算，则生成,ATP,的数目为：,7,次,-,氧化分解产生,57=35,分子,ATP,；,8,分子乙酰,CoA,可得,128=96,分子,ATP,；,共可得,131,分子,ATP,，减去活化时消耗的两分子,ATP,，故软脂酸彻底氧化分解可净生成,129,分子,ATP,。,对于任一偶数碳原子的长链脂肪酸，其净生成的,ATP,数目可按下式计算：,n n,ATP,净生成数,=,（,-1,）,5+,12 2,2 2,-,氧化的次数,生成的乙酰,CoA,数,脂肪酸活化,消耗的,ATP,数,（二）饱和脂肪酸的,-,氧化作用,(,肝、脑,),发生在,-,碳原子上脂肪酸氧化作用,R,CH,2,COO,-,RCH(OH)COO,-,RCOCOO,-,CO,2,O,2,NAD,+,NADH+H,+,NAD,+,NADH+H,+,RCH(OOH)COO,-,CO,2,RCHO,O,2,NAD,+,NADH+H,+,过氧化,羟化,单加氧酶,脱氢酶,脱氢酶,-,羟脂酸,RCOO,-,（三）饱和,脂肪酸的,氧化作用,-,氧化,:,指脂肪酸的末端甲基（,-,端）经,氧化,转变成,羟甲基,，继而,再,氧化,成羧基，从而形成,，,-,二羧酸,的过程,。,生成的,二羧酸,转运至线粒体,在进行,-,氧化,最后生成,琥珀酰,CoA,直接进入,TCA,代谢,.,CH,3,(CH,2,)n COO,-,HOCH,2,(CH,2,)n COO,-,OHC(CH,2,)n COO,-,-,OOC(CH,2,)n,COO,-,O,2,NAD(P),+,NAD(P)H+H,+,NAPD,+,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,脂肪酸的其他氧化方式,L,-,甲基丙二酸单酰,CoA,消旋酶,变位酶,5,-,脱氧腺苷钴胺素,琥珀酰,CoA,丙酰,CoA,羧化酶,（生物素）,ADP+Pi,D-,甲基丙二酸单酰,CoA,ATP+CO,2,经三羧酸循环途径丙酮酸羧化支路糖有氧氧化途径彻底氧化分解,1.,奇数碳脂肪酸的氧化：,奇数碳脂肪酸,CH,3,CH,2,COCoA,-,氧化,丙酰,CoA,不饱和脂酸,氧化,顺,3,-,烯酰,CoA,顺,2,-,烯酰,CoA,反,2,-,烯酰,CoA,3,顺,-,2,反烯酰,CoA,异构酶,氧化途径,L(+)-,羟脂酰,CoA,D(-)-,羟脂酰,CoA,D(-)-,羟脂酰,CoA,表异构酶,H,2,O,脂肪酸的其他氧化方式,乙酰,CoA,2.,不饱和脂肪酸的氧化,（差向异构酶、还原酶）,1,）,进入,TCA,循环,2,）胆固醇生物合成的起始化合物,3,）脂肪酸合成前体的角色,4,）生成酮体参与代谢,(,肝脏,及,肾脏,细胞,),形成,乙酰乙酸,、,-,羟丁酸,和,丙酮,，,这三者统称为,酮体,(,四,),、,乙酰,CoA,代谢结局,酮体的生成和利用,1.,概述,酮体是,肝,输出,脂肪,能源的一种重要的形式，是肝脏分解氧化时,特有的,中间代谢产物,。,酮体具,水溶性,，能透过血脑屏障及毛细血管壁，,在正常情况下，酮体是,脑,组织的,重要,能源物质。,在饥饿、糖尿病时，,脂肪动员加强，酮体生成过多，超出肝外组织利用能力，,酮血症,(ketonemia),、酮尿症,(ketonuria),、酮症酸中毒等。,2.,酮体的生成,3.,酮体的氧化和利用,2.,酮体的生成,场所：,肝脏 线粒体,原料：,乙酰,CoA,关键酶：,-,羟,-,甲基戊二酸单酰,CoA,（,HMGCoA,）合成酶,（肝中）,3.,酮体的氧化和利用,肝,内,生酮，肝,外,利用,肝脏向肝外组织输出,脂肪酸能源,的有效形式,利用酮体的酶有两种,:,琥珀酰,CoA,转硫酶,（,心、肾、脑,和,骨骼肌,细胞线粒中）,乙酰乙酸硫激酶,（,心、肾、脑,细胞线粒体中）。,心、肾、脑、骨骼肌细胞,心、肾、脑细胞,羟丁酸,-,NAD,+,NADH+H,HSCoA+ATP,乙酰乙酸,琥珀酰,CoA,乙酰乙酸硫激酶,琥珀酰,CoA,转硫酶,AMP+PPi,乙酰乙酰,CoA,琥珀酸,硫解酶,2,乙酰,CoA,三羧酸,循环,+,-,羟丁酸脱氢酶,当由,琥珀酰,CoA,转硫,酶催化,进行氧化利用时,:,乙酰乙酸,可净生成,24,分子,ATP,，,-,羟 丁酸,可净生成,27,分子,ATP,。,而由,乙酰乙酸硫激酶,催化,进行氧化利用时,:,乙酰乙酸,则,可净生成,22,分子,ATP,，,-,羟丁酸,可净生成,25,分子,ATP,。,丙酮,可在一系列酶作用下转变成,丙酮酸或乳酸,，,进而,异生成糖,。,10-4,脂肪的合成代谢,甘油三酯,（肝脏、脂肪组织 小肠）,磷酸甘油,脂肪酸,甘油的磷酸化,（,甘油再利用）,乙酰,CoA,糖代谢,磷酸二羟丙酮,合成部位,原料 糖,糖酵解,糖氧化分解,脂肪合成原料：,-,磷酸甘油,脂肪酸,（一）,-,磷酸甘油的合成,来源有二,来自糖代谢：,G3-,磷酸甘油醛,-,磷酸甘油,细胞内甘油再利用,(,肝、肾组织,),此过程既是细胞内甘油的生成过程又是其再利用过程,乙酰,CoA:,来源于,G,和,AA,（丙氨酸脱氨），,丙二酰,CoA,:,脂肪酸的直接二碳供体,线粒体中的乙酰,CoA,，需通过,柠檬酸,-,丙酮酸循环（或称柠檬酸穿梭系统）,运到胞浆中，才能供脂肪酸合成所需。,原料,酶,乙酰,CoA,羧化酶，辅基为生物素,-,HCO,3,脂肪酸合成酶系,脂酰基载体蛋白（,ACP,）,（二）脂肪酸的生物合成（软脂酸）,地点,胞浆中,（,肝脏、脂肪,等组织）,NADPH,-,供氢体,（来自磷酸戊糖途经）,辅助因子,ATP,-,供能,乙酰辅酶,A,都是在线粒体内生成的,(1),乙酰,CoA,的穿膜转运：,柠檬酸,-,丙酮酸循环,(2),丙二酸单酰,CoA,形成：,乙酰,CoA,的活化,乙酰,CoA,丙二酸单酰,CoA,脂肪酸合成过程可以分为两个阶段：,1,酰基转移反应,2,脂肪酸（,16C,）的合成,缩合、还原、脱水、还原的碳链加长循环反应,转酰基并羧化,1,酰基转移反应,(1),乙酰,CoA,的穿模转运,(,柠檬酸,-,丙酮酸循环,),每循环一次，可使,1,分子乙酰,CoA,由线粒体,进入胞液，同时,消耗,2,分子,ATP,，,消耗,1,分子,NADH,产生,1,分子,NADPH,乙酰,CoA,羧化酶,（,辅基,-,生物素）,CH,3,COSCoA,ADP+Pi,HCO,3,-,+H,+,+,ATP,HOOC,-CH,2,-COSCoA,长链脂酰,CoA,-,乙酰,CoA,柠檬酸,异柠檬酸,+,关键酶,（限速酶）,(2),乙酰,CoA,的羧化,丙二酸单酰,CoA,的合成,提供,CO,2,高糖低脂饮食会,促进此酶的合成,该酶是种蛋白质的复合体，其一是生物素羧基,载体蛋白,BCCP,，另外两种蛋白是生物素,羧化酶和转羧酶,1,分子乙酰,Co,A,和,7,分子丙二酸单酰,Co,A,在,脂肪酸合成酶系,催化下，,由,NADPH,和,H,+,供氢,合成脂肪酸。,2,、脂肪酸的合成 （,16C,）,多功能酶,，,一条多肽链上具有,7,种,不同功能。,以脂酰基载体蛋白（,ACP,）为中心，周围有序排布着具有催化活性的酶。,两个相同单体的,-,SH,首尾相连,成,二聚体,才具有,活性,。,ACP,将底物转送到各个,酶活性位点,上，使脂肪酸合有序进行。,有催化活性的酶分别催化,酰基转移,、,缩合、加氢、脱水,和,硫解,反应,脂肪酸合成酶系,有,7,种酶活性和一个酰基载体蛋白质。,脂肪酸合成中的,脂酰基载体,辅基：,酰基载体蛋白,ACP:,相对分子量较低的蛋白质，,它的辅基是,磷酸泛酰巯基乙胺,，后者与,ACP,的,Ser,残基,相连，另一端的,SH,基与脂酰基形成硫酯键。,它在脂肪酸的合成中,相当于,脂肪酸降解中,乙酰辅酶,A,的作用。,两类酰基载体,ACP,的辅基,磷酸泛酰巯基乙胺,与,辅酶,A,的组成部分,一条多肽链上具有,7,种酶,过程：由,酰基转移、缩合、还原、脱水、再还原,反应构成的重复加成过程。,脂肪酸合酶催化形成脂肪酸共有,7,步反应：,1,、启动：乙酰,-CoA,：,ACP,转酰,酶,2,、装载：丙二酸单酰,CoA:ACP,转酰,酶,3,、,缩合：,-,酮酰,-ACP,合酶,4,、,加氢还原：,-,酮酰,-ACP,还原酶,5,、,脱水：,-,羟酰,-ACP,脱水酶,6,、,加氢,还原：,烯酰,-ACP,还原酶,7,、,释放：,软脂酰,-ACP,硫酯酶,乙酰,CoA,乙酰,-,ACP,丙二酸单酰,CoA,丙二酸单酰,-,ACP,乙酰,CoA,酰基转移酶,丙二酸单酰,CoA,转移酶催化,启动与装载,酰基转移反应：,3.,缩合：,乙酰,-ACP,和丙二酸单酰,-ACP,缩合,生成,-,酮脂酰,-ACP,（乙酰乙酰,-ACP,）,4.,第一次加氢：,还原为,-,羟丁酰,-ACP,。,乙酰乙酰,-ACP,-,酮脂酰,-ACP,还原酶,5.,脱水,其,与,碳原子间脱去一分子水生成,烯丁酰,-ACP,（反式）,-,羟丁酰,-ACP,-,羟脂酰,-ACP,脱水酶,6.,二次加氢,丁酰,-ACP,生成,-,烯丁酰,-ACP,-,烯脂酰,-ACP,还原酶,丁酰,-ACP,是脂肪酸合成的第一轮产物,丁酰,-ACP,与,丙二酸单酰,-ACP,：,再循环,缩合、加氢、脱水、加氢,，,又增加两个碳原子，,释放一分子,CO,2,，,消耗,2,个,NADPH,，,经过,6,次重复后合成软脂酰,-ACP,；,软脂酰,-ACP,合成,循环,6,次,7.,释放,软脂酰,-ACP,在,硫酯酶,催化下水解,释放出软脂酸,乙酰,CoA,7,丙二酸单酰,CoA,14NADPH,14H,+,软脂酸,14NADP,+,7CO,2,6H,2,O,8CoA-SH,脂肪酸合成酶系 （,7,次循环）,软脂酸（,16C,）合成的总反应式：,脂肪酸合成的特点：,在细胞质中进行,;,有,CO,2,的加入和放出,;,由甲基端向羧基断合成,;,用,NADPH,作为还原剂。,软 脂 酸 的 合 成 总 图,合成,氧化,细胞中部位,细胞质,线粒体,酶 系,7,种酶，多酶复合体,4,种酶分散存在,酰基载体,ACP,CoA,二碳片段,丙二酸单酰,CoA,乙酰,CoA,电子供体（受体）,NADPH,FAD,、,NAD,循环,缩合、还原、脱水、还原,氧化、水合、氧化、裂解,-,羟脂酰基构型,D,型,L,型,底物穿梭机制,柠檬酸穿梭,脂酰肉碱穿梭,对,HCO,3,-,及柠檬酸的要求,要求,不要求,方向,甲基到羧基,羧基到甲基,能量变化,消耗,7,个,ATP,及,14,个,NADPH,，共,49ATP,。,（,7FADH2+7NADH-2ATP,）共,33ATP,产物,16,碳酸以内的脂肪酸。,18,碳酸可彻底降解,脂肪酸的,氧化和从头合成的异同,脂肪酸的,氧化和从头合成的异同,体内有,两,种不同的酶系可以催化,碳链的延长,:,（三）脂肪酸碳链的延长,(16C,以上,),内质网,脂肪酸延长酶系,用丙二酸单酰,CoA,作为,C2,的供体，,NADPH,作为,H,的供体,，中间过程和脂肪酸合成酶系的催化过程相同,，,产物主为,24,碳硬脂酸。,线粒体,脂肪酸延长酶系,以乙酰,CoA,为,C2,供体，不需要酰基载体，由软脂酰,CoA,与乙酰,CoA,直接缩合，,产物主为,24,26,碳硬脂酸,。,1,、糖代谢对脂肪酸合成的调节,乙酰,CoA,羧化酶的别构调节物,抑制剂：,软脂酰,CoA,及其他,长链脂酰,CoA,激活剂：,柠檬酸、异柠檬酸、乙酰辅酶,A,（四）脂肪酸合成的调节,糖代谢调节,激素代谢调节,糖代谢加强，,糖代谢产生的,乙酰辅酶,A,及,柠檬酸,别构激活,乙酰辅酶,A,羧化酶,(,脂肪酸合成的调节酶,),促进丙二酸单酰,Co,A,的合成，,有利于脂肪酸的合成。,NADPH,及乙酰,CoA,供应增多，有利于脂肪酸的合成。,另外，,丙二酸单酰,Co,A,又,可与,脂酰,Co,A,竞争脂肪分解的调节酶,-,肉毒碱酰基转移酶,，阻碍脂酰,Co,A,进入线粒体进行,-,氧化。,所以，糖供应充分，氧化分解正常时，脂肪合成代谢加强，分解代谢减慢。,1,）糖供应充足时对脂肪酸代谢的影响,糖供应不足，脂肪动员加快，,肝细胞内脂酰,Co,A,增多，后者可别构抑制,乙酰,Co,A,羧化酶,，从而抑制了脂肪酸合成。脂肪酸的,-,氧化明显。,2,）、糖供应不充分时对脂肪酸代谢的影响,1,）,、促进脂肪合成的激素,胰岛素,诱导 乙酰,Co,A,羧化酶、,脂肪酸合成酶、,柠檬酸裂解酶等酶的合成，,从而促进脂肪合成。,2,、激素对脂肪代谢的影响,如 胰岛素：,通过磷蛋白磷酸酶，使,乙酰,CoA,羧化酶,去磷酸化,而复活。,肾上腺素、,生长素、,甲状腺素等,能促进脂肪水解的调节酶,三脂酰甘油脂肪酶,活性，从而促进脂肪分解。,2,）、有利于脂肪分解的激素,第十一章 蛋白质分解代谢,catabolism of protein,个别氨基酸的代谢,氨基酸的一般代谢,溶酶体途径,:,无选择地降解蛋白质,泛肽（,ubiguitin,）途径,:,给选择降解的蛋白质加以标记,2,、细胞内蛋白质降解,溶酶体系,含有约,50,种不同的水解酶。,溶酶体,:,融合细胞中的吞噬噬泡，随即分解其内容物,；,降解蛋白质,是非选择性的，不依赖,ATP,；,主要降解,细胞胞吞作用摄取的,外源蛋白,、,膜蛋白,及,长寿命,的细胞内蛋白,。,1,）溶酶体系统,无选择地降解蛋白质,泛肽,76,个组成的非常保守的小蛋白质。,蛋白质降解途径,依赖,ATP,，,在,胞质中,进行；,主要降解,异常蛋白和,短寿命,蛋白（调节蛋白），,此途径在不含溶酶体的红细胞中尤为重要。,是目前已知的最重要的、有高度选择性的蛋白质降解途径。,2),泛肽系统,(ubiguitin,简称,Ub),给选择的蛋白质加以标记,E,1,-,泛素,活化,酶,E,2,-,泛素,携带,蛋白,泛素,C,O,-,O,+,HS-E,1,ATP,AMP+PPi,泛素,C,O,S,E,1,HS-E,2,HS-E,1,泛素,C,O,S E,2,泛素,C,O,S E,1,被降解蛋白质,HS-E,2,泛素,C,O,S E,2,泛素,C,NH,被降解蛋白质,O,E,3,泛素化过程,E,3,-,泛素蛋白,连接,酶,2004,年,诺贝尔化学奖,授予以色列科学家,阿龙,切哈诺沃、阿夫拉姆,赫什科,和美国科学家,欧文,罗斯,，以表彰他们发现了泛素调节的蛋白质降解。,防止异常或不需要的蛋白质的积累，,有利于氨基酸的循环利用。,蛋白质降解意义,作为,氮,源和能源进行代谢,。,蛋白质不能储备。,细胞对代谢进行调控的一种方式,（,1,）主动转运,由,氨基酸,运载蛋白,与,氨基酸、,Na,+,组成三联体，,ATP,供能将氨基酸、,Na,+,转入细胞内，,Na,+,再由钠泵排出细胞。,碱性氨基酸运载蛋白,酸性氨基酸运载蛋白,亚氨基酸与,甘氨酸载体,运载蛋白,1.,吸收机制（两种方式）,中性氨基酸运载蛋白,（二）、氨基酸的吸收,氨基酸载体类型,(2).,-,谷氨酰基循环转运,谷胱甘肽对氨基酸的转运,谷胱甘肽再合成,转运的特点,-,谷氨酰转移酶,位于,细胞膜上,，,其他酶,在细,胞液,中,.,转运,1,分子氨基酸需要,消耗,3,分子,ATP,半胱氨酰甘氨酸,(Cys-Gly),半胱氨酸,甘氨酸,E,4,肽酶,E,2,-,谷氨,酸环化,转移酶,氨基酸,5-,氧脯氨酸,谷氨酸,E,3,5-,氧脯,氨酸酶,ATP,ADP+Pi,-,谷氨酰半胱氨酸,E,4,-,谷氨酰,半胱氨酸,合成酶,ADP+Pi,ATP,E,5,谷胱甘肽,合成酶,ATP,ADP+Pi,谷胱甘肽,GSH,细胞外,E,1,-,谷,氨酰,基转,移酶,细胞膜,细胞内,氨基酸,COOH,CHNH,2,CH,2,CH,2,C,O,NH,CH,COOH,R,-,谷氨酰,氨基酸,-,谷氨酰基循环,利用肠粘膜细胞上的,二肽,或,三肽,的,转运体系,此种转运也是,耗能的主动吸收过程,吸收作用在小肠近端较强,2,、,肽的吸收,11.4,氨基酸的一般代谢,一、氨基酸代谢概况,二、脱氨基作用,三、氨的代谢,四、,酮酸的代谢,General,Metabolism,of Amino Acids,大多数氨基酸分解代谢方式相似，但合成代谢途径有所不同。,氨基酸代谢库,食物蛋白质,消化吸收,组织,蛋白质,分解,体内合成氨基酸,(,非必需氨基酸,),一、,氨基酸代谢概况,-,酮酸,脱氨基作用,酮 体,氧化供能,糖,胺 类,脱羧基作用,氨,尿素,代谢转变,其它含氮化合物,(,嘌呤、嘧啶等,),合成,氨基酸代谢库,：,外源性氨基酸与内源性氨基酸混合，,分布于体内各处，参与代谢，称为,。,11.4,氨基酸的一般代谢,氨基酸的脱氨基作用,氨基酸的脱羧基作用,+,一、氨基酸代谢概况,脱羧,CO,2,出路,?,1,、,大部分,直接排出细胞外,2,、,小部分,通过,丙酮酸羧化支路,被固定，,生成,草酰乙酸,或,苹果酸,，他们对于三羧酸,循环有促进作用。,脱羧,胺 出路,?,胺,可在,胺氧化酶,的催化下生成,醛,。,醛,在,醛脱氢酶,的催化下，,加水脱氢,生成,有机酸,。,有机酸,再经,氧化,生成,乙酰,CoA,。,乙酰,CoA,进入三羧酸循环，最后被氧化成,CO,2,和,H,2,O,。,二、,氨基酸的脱氨基作用,脱氨基方式：,氧化脱氨基、,转氨基,联合脱氨基,非氧化脱氨基,。,而非氧化脱氨基作用则主要见于微生物中,。,定义,氨基酸脱去氨基生成相应,-,酮酸的过程,酶,2H,+,H,+,亚氨基酸,不稳定,H,2,O,+,H,+,水解加氧,脱氢,NH,4,+,-,酮酸,2,包括,脱氢,和,水解,两步,其中,脱氢,反应,需酶,催化，,而,水解,反应则,不需酶,的催化。,（一）氧化脱氨基作用,有,氨,生成,酶,L-,氨基酸氧化酶、,D-,氨基酸氧化酶,！,L-,氨基酸氧化酶,需氧脱氢酶,，以,FAD,或,FMN,为辅基,，脱下的氢原子交给,O,2,，生成,H,2,O,2,。该酶,活性,低,，,分布于肝及肾脏，,在各组织器官中分布局限，因此作用不大。,D-,氨基酸氧化酶,以,FAD,为辅基。,活性强，但体内,D-,氨基酸少,。,氧化脱氨的主要酶：,L-,谷氨酸脱氢酶,不需氧脱氢酶，,NAD,+,或,NADP,+,为辅酶，,+,H,2,O,_,H,2,O,+,NH,3,L-,谷氨酸,L-,谷氨酸脱氢酶,NAD,+,(NADP,+,),NADH+H,+,(NADPH+H,+,),L-,谷氨酸脱氢酶的作用：,-,亚氨基戊二酸,-,酮戊二酸,活性强，,分布于肝、肾及脑组织。辅酶为,NAD,+,或,NADP,+,，,变构酶，,其活性受,ATP,，,GTP,的抑制，受,ADP,，,GDP,的激活。,专一性强，,只作用于,谷氨酸,，使,生成,-,酮戊二酸，,催,化的反应,可逆,。,氧化脱氨基作用的局限性：,仅,谷氨酸,经此脱氨,L-,谷氨酸脱氢酶：,酶,转氨酶,（二）转氨基作用：,转氨酶,磷酸吡哆醛（胺）,（,VB,6,）,转氨基作用,-AA,和酮酸之间,氨基的转移,作用,特点,：,a.,可逆，受平衡影响,b.,氨基大多转给了,-,酮戊二酸,（产物,谷氨酸,）,大多数转氨酶都需要,-,酮戊二酸作为氨基的受体，,许多氨基酸的氨基，通过转氨作用,转化为谷氨酸,，再经,L-,谷氨酸脱氢酶的催化导致了氨基酸的氧化分解。,但赖氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸除外。,所以,生物体内转氨基作用以,谷氨酸与,一,酮,戊二酸组成的,转氨体系,最重要。,举例,磷酸吡哆醛（,VB,6,）,提问：,为什么多转给,-,酮戊二酸,？,答案：,来源有保证，,谷氨酸可由氧化脱氨迅速降解产生,-,酮戊二酸,。,举例,天冬氨酸,+-,酮戊二酸,草酰乙酸,+,谷氨酸,CH,2,-,COO,-,CH,+,NH,3,COO,-,-,-,CH,2,-,COO,-,CH,2,-,C=O,COO,-,-,-,CH,2,-,COO,-,C=O,COO,-,-,-,CH,2,-,COO,-,CH,2,-,CH,+,NH,3,COO,-,-,-,+,+,谷草转氨酶,磷酸吡哆醛,（,VB6,）,转氨基作用的机制,:,(,作业,),转氨酶的辅酶：,迄今发现的,转氨酶,都以磷酸吡哆醛（,PLP,）为辅基，,它与酶蛋白以牢固的共价键形式结合。,PLP,PMP,丙氨酸氨基转移酶,(ALT,或,GPT),天冬氨酸氨基转移酶,(AST,或,GOT),2,、体内重要的转氨酶,(alanine aminotransferase),(aspartate aminotransferase),CH,3,CHNH,2,COOH,+,ALT,CH,3,C=O,COOH,+,丙氨酸,-,酮戊二酸,丙酮酸,谷氨酸,COOH,(CH,2,),2,C=O,COOH,COOH,(CH,2,),2,CHNH,2,COOH,COOH,(CH,2,),2,C=O,COOH,COOH,CH,2,CHNH,2,COOH,+,AST,COOH,CH,2,C=O,COOH,COOH,(CH,2,),2,CHNH,2,COOH,天冬氨酸,-,酮戊二酸,草酰乙酸,谷氨酸,+,（谷丙转氨酶）,（谷草转氨酶）,正常成人各组织中,AST,和,ALT,活性（单位,/g,湿组织）,组织名称,AST ALT,心脏,156 000,7 100,肝脏,142 000,44 000,骨骼肌,99 000 4 800,肾脏,91 000 19 000,胰脏,28 000 2 000,脾脏,14 000 1 200,肺脏,10 000 700,血清,20,16,谷丙,谷草,丙氨酸氨基转移酶,（,ALT,）,又称,谷丙转氨酶,（,GPT,）,临床意义：急性肝炎患者血清,ALT,升高,该酶在,肝中,活性较高,，在,肝的疾病,时，可引起血清中,ALT,活性明显升高。,ALT,、,AST,的临床意义,天冬氨酸氨基转移酶,（,AST,）,又称谷草转氨酶,(,GOT,),该酶在,心肌中,活性较高,，故,心肌疾患,时，血清 中,AST,活性 明显升高。,临床意义：心肌梗患者血清,AST,升高,接受氨基的主要酮酸有：,丙酮酸,-,酮戊二酸 草酰乙酸,只有氨基转移，没有,氨,(NH,3,),的生成,.,其,辅酶,都是,磷酸吡哆醛,.,既是,氨基酸分解代谢的途径，,也是,体内非必需氨基酸合成的重要途径。反应可逆,K1,。,生理学意义：,对糖和蛋白质代谢产物的互相转变有重要性,转氨基作用特点,氨基酸侧链末端的氨基亦可通过转氨基作用脱去。,丙酮酸 丙氨酸,草酰乙酸 天冬氨酸,-,酮戊二酸 谷氨酸,沟通了糖与蛋白质的代谢,转氨基,作用与,氧化,脱氨基,作用联合进行的过程。,使氨基酸,脱去氨基,并,氧化,为,-,酮酸,方法有：,转氨基,偶联,谷氨酸,氧化脱氨基作用,转氨基,偶联,嘌呤核苷酸（,AMP,）,循环脱氨作用,（三）联合脱氨基作用：,联合脱氨作用可在肝、肾等大多数组织细胞中进行，,由于酶活性强，分布广，是体内主要的脱氨基的方式。,转氨酶,氨基酸,-,酮酸,L-,谷氨酸脱氢酶,NH,3,+NAD,H,+,H,+,H,2,O+NAD,+,-,酮戊二酸,谷氨酸,原料：,-,氨基酸、,-,酮酸,酶：,转氨酶、,L-,谷氨酸脱氢酶,（,NAD,+,、,NADP,+,）,部位：,肝、肾、脑组织细胞内,特点：,有氨生成，反应过程可逆,脱氨迅速,体内合成非必需氨基酸的主要途径,转氨酶,L-,谷氨酸脱氢酶,-,氨基酸,-,酮酸,-,酮戊二酸,L-,谷氨酸,NADH+,NH,3,NAD,+,+H,2,0,酶：,转氨酶、,谷氨酸脱氢酶，,.,联合脱氨,转氨,与,氧化脱氨,的联合,2,、,转氨偶联嘌呤核苷酸循环脱氨,转氨酶,谷草,转氨酶,(GOT),腺苷酸代琥珀酸合成酶,GTP Mg,2+,裂合酶,腺苷酸,(AMP),脱氨酶,延胡索酸酶,L-,苹果酸脱氢酶（,NAD,+,）,原料：,-,氨基酸、,-,酮酸、,谷氨酸、草 酰乙酸、,天冬氨酸、次黄嘌呤核苷酸（,IMP,）,部位：,骨骼肌和心肌组织,酶：,-,氨基酸,-,酮酸,-,酮戊二酸,L-,谷氨酸,草酰乙酸,天冬氨酸,腺苷酸代琥珀酸,苹果酸,延胡索酸,腺苷酸,次黄嘌呤核苷酸（,IMP,）,裂合酶,转氨酶,谷草,转氨酶,合成酶,Mg,2+,腺苷酸,(AMP),脱氨酶,延胡索酸酶,L-,苹果酸脱氢酶,2.,转氨偶联嘌呤核苷酸循环脱氨简图,H,2,O,=O,=O,H,2,O,谷氨酰胺和天冬酰胺的脱氨,？,脱氨,H,2,O,NH,3,谷氨酰胺,谷氨酸,天冬酰胺与之类似。,NH,3,何处去呢？,谷氨酰胺酶,上述,两种酰胺酶,广泛存在，有相当高的,专一性,。,反应可逆，亦是,NH,3,的利用途径,（谷氨酰胺、天冬酰胺生物合成）,血氨,肠道吸收,氨基酸脱氨,酰胺水解,其他含氮物分解,合成尿素,合成氨基酸,合成酰胺,合成其他含氮物,铵盐直接排出,血氨的来源与去路,以谷氨酰胺 天冬酰胺形式儲存,三、氨的代谢转变,尿素：,蛋白质分解代谢的最终产物,合成部位：,肝脏,的,线粒体,及,胞液,中。,生成机制,:,鸟氨酸循环（尿素循环）,（一）氨的代谢,尿素合成（,解氨毒形式）,瓜氨酸,精氨酸酶,尿素,鸟氨酸,NH,3,+CO,2,精氨酸,NH,3,1.,氨基甲酰磷酸的合成（线粒体）,2.,瓜氨酸的合成（线粒体）,3.,精氨琥珀酸的合成（细胞质）,4.,精氨酸的合成（细胞质）,5.,精氨酸水解生成尿素（细胞质）,尿素循环的详细步骤,1.,氨甲酰磷酸的合成,（线粒体）,HCO,3,-,+,CPS-,作用：氨做氮的供体，,参与尿素合成。,氨甲酰磷酸合成酶有两种：,线粒体中,氨甲酰磷酸合成酶,（,CPS-,）,细胞质内,氨甲酰磷酸合成酶,（,CPS-,）,变构激活剂,CPS-,作用：用谷氨酸做氮的