生物化学——第六章糖代谢602.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第七章 脂类代谢,(,Lipid Metabolism),5,学 时,第一节 脂质的酶促水解,脂类,脂肪,:,甘油三酯（脂肪酸与甘油）,类脂,固醇类,磷脂,糖脂,脂 类,(,Lipid Classes),1、脂肪是氧化供能和储存能量的物质,2、类脂是组成生物细胞膜的必要成分,3、许多脂类还是合成体内某些活性物质的原料。,胆固醇胆汁酸、,VD,3,、,肾上腺皮质激素、性激素；,高度不饱和脂肪酸 磷脂，前列腺素。,脂类的生理功能：,脂肪的降解：,脂肪,+3,H,2,O,甘油,+3,脂肪酸,脂酶,（3种脂肪酸）,第二节 三酰甘油的分解代谢,二、脂肪酸的,-,氧化分解,饱和脂肪酸,-,氧化,-,氧化,-,氧化,单不饱和脂肪酸,多不饱和脂肪酸,不饱和脂肪酸,奇数,C,原子脂肪酸,-,氧化作用概念,脂肪酸氧化分解时，在碳链的,-,碳原子与,-,碳原子之间断裂，使碳原子成双成对地断裂下来，生成一分子乙酰,CoA,和比原来少两个碳原子的脂酰,CoA,的过程称为,-,氧化。,AMP+PPi,FADH,2,+,NADH+H,+,ATP,H,2,O+2,HSCoA,FAD,2+,NAD,+,纯化合物,排泄物的化学分析,实验依据：,脂肪酸在体内的转变过程,苯环,1904年,F.Knoop,前提：已知动物体内不能降解苯环方案：苯基标记的饱和脂肪酸饲喂动物,脂肪酸,-,氧化实验证据,苯乙酸,苯甲酸,（1）脂肪酸的活化,脂酰,CoA,的形成,细胞定位：胞液（细胞质）,相当于消耗2个,ATP,中间产物,（,2,）脂肪酸的转运,N+(CH,3,),3,CH,2,HO-CH,2,COO-,肉毒碱,酯酰肉毒碱,O,R-C,N+(CH,3,),3,CH,2,-O-CH,2,COO-,酯酰肉毒碱,CoASH,O,R-C-S,CoA,O,R-C-OH,ATP,CoASH,ADP+PPi,CoASH,肉毒碱,O,R-C-SCoA,-,氧化,线粒体内膜,内侧,外侧,载体,肉碱酯酰转移酶,肉碱酯酰转移酶,在线粒体中，脂酰,CoA,每进行一次,-,氧化要经过脱氢,、,加水,、,再脱氢,、,硫解四步，生成一分子比原来少两个碳原子的脂酰,CoA,及一分子乙酰,CoA,。,（,3,）脂肪酸的,-,氧化作用,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，,该脱氢反应的辅基为,FAD。,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。,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,+,。,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。,关于,-,氧化的几个问题,细胞定位：线粒体,肉毒碱的帮助,乙酰,CoA,进入三羧酸循环彻底氧化，或进入乙醛酸循环，也可以作为合成脂肪，糖和某些氨基酸的原料。,（,4,）脂肪酸氧化的能量生成,脂肪酸氧化的能量生成,如软脂酸（,C,16,）：,7,次,-,氧化，生成8分子乙酰,CoA、7,分子,FADH,2,及7分子,NADH+H,+,即 1,08+2.57+1.57=108,分子,ATP,脂肪酸活化时消耗2个高能磷酸键,净生成1,08-2=106,分子,ATP,能量利用率？,限速酶,1、酮体的生成,三、酮体（,Ketone Bodies,）代谢,2、酮体的利用,肝内合成肝外利用,肝脏是生成酮体的器官，但不能使酮体进一步氧化分解，而是采用酮体的形式将乙酰,CoA,经血液运送到肝外组织，作为它们的能源，尤其是肾、心肌、脑等组织中主要以酮体为燃料分子。在这些细胞中，酮体进一步分解成乙酰,CoA,参加三羧酸循环。,肝内合成肝外利用,3、酮体生成的生理意义,正常：缺糖时，肝为肝外组织（心、肾、骨骼肌）提供的能源物质；,异常：在,饥饿、糖尿病,时，酮体生成过多，可引起血、尿中酮体含量过高或酸中毒,。,四、乙醛酸循环,1,、乙醛酸循环的,生化历程,4,、,脂肪代谢和糖代谢的关系,3,、乙醛酸循环的生理意义,2,、乙醛酸循环与,糖异生的关系,CoASH,柠檬酸合成酶,顺乌头酸酶,1,、乙醛酸循环反应历程,NAD,+,NADH,苹果酸脱氢酶,草酰乙酸,O,CH,3,-CSCoA,CoASH,O,CH,3,-CSCoA,COO,-,CH2,CH2,COO,-,琥珀酸,异柠檬酸裂解酶,苹果酸合成酶,O,O,H-C-C OH,乙醛酸,2,、脂肪代谢和糖代谢的关系,延胡索酸,琥珀酸,苹果酸,草酰乙酸,3-,磷酸甘油,TCA,乙醛酸循环,甘油,乙酰,CoA,三酰,甘油,脂肪酸,氧化,糖原（或淀粉）,1,，,6-,二磷酸果糖,磷酸二羟丙酮,PEP,丙酮酸,合成植物和微生物,糖异生作用,3,、乙醛酸循环的生物学意义,（,1,）可以以二碳为起始物合成,TCA,循环中的二羧酸与三羧酸，只需少量“引物”，便可产生四碳物和六碳物，是,TCA,上的补充。,（,2,）由于丙酮酸氧化为乙酰,CoA,是不可逆的，依靠脂肪大量合成糖较困难。植物、微生物体内通过乙醛酸循环途径进行，合成苹果酸后氧化变成草酰乙酸，脱羧后生成丙酮酸，再糖原异生合成糖。是,植物种子萌发的脂肪转化为糖的途径。,第三节 三酰甘油的合成代谢,甘油,-,磷酸的生物合成,脂肪酸的生物合成,三酰甘油的合成,一、甘油,-,磷酸的生物合成,两个途径：,1,、甘油经磷酸化转变形成,2,、二羟丙酮磷酸还原形成,二、脂肪酸的生物合成,两条途径：,从头合成，以2,C,为起始物（细胞质中）,脂肪酸,C,链的延长（线粒体、微粒体中）,（一）从头合成,定义：脂肪酸从头合成指的是以二碳物乙酰辅酶,A,为原料，在乙酰辅酶,A,羧化酶和脂肪酸合成酶系的作用下，逐步延长碳链合成脂肪酸的过程。,原料：,反应需要：,ACP、ATP、CO,2,、Mn,2+,和,NADPH,乙酰辅酶,A,-,氧化,糖代谢,氨基酸的,C,架,产物：,软脂酸（棕榈酸、,16,C,饱和脂肪酸）,（,1,）脂肪酸合成的原料及转运,外,膜,水腔,内,膜,乙酰,CoA,细胞定位：细胞质,细胞质,线粒体,乙酰,CoA,从线粒体内至胞液的运转,丙二酰,CoA,（,2,）,丙二酰,CoA,的生成,CH,3,COSCoA+CO,2,CH,2,乙酰辅酶,A,羧化酶,ATP,、生物素、,Mn,2+,COOH,COSCoA,乙酰,CoA,脂酰基载体蛋白,(ACP),的辅基结构,辅基：,4-,磷酸泛酰巯基乙胺,CoA,分子中也有,4-,磷酸泛酰巯基乙胺,A,HS,4-,磷酸泛酰巯基乙胺,CH,2,-Ser-,ACP,77AA,36,O-,脂肪酸合成酶系(FAS),ACP,乙酰,CoA,转移酶,丙二酸单酰,CoA:ACP,转酰基酶,-,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,（,3,）软脂酸的合成,酰基转移反应,CH,3,COSCoA+HSACP CH,3,COSACP+HSCoA,CH,2,+HSACP CH,2,+HSCoA,乙酰,CoA,转移酶,丙二酰,CoA:ACP,转酰基酶,COOH,COSCoA,COOH,COSACP,乙酰,CoA,乙酰,ACP,丙二酰,CoA,丙二酰,ACP,缩合反应,CH,3,COSACP,COOH,CH,2,COSACP,+,-,酮脂酰,ACP,合成酶,CH,3,COCH,2,COSACP,乙酰乙酰,ACP,+,CO,2,+HSACP,乙酰,ACP,丙二酰,ACP,第一次还原,CH,3,COCH,2,COSACP,CH,3,C,H,O,H,CH,2,COSACP,NADPH+H,+,NADP,+,-,酮脂酰,ACP,还原酶,乙酰乙酰,ACP,羟丁酰,ACP,由,PPP,途径产生,脱水,CH,3,CH,OH,C,H,2,COSACP,-,羟丁酰,ACP,CH,3,CH=CHCOSACP,-,烯丁酰,ACP,H,2,O,-,羟酯酰,ACP,脱水酶,再还原,CH,3,CH=CHCOSACP,-,烯丁酰,ACP,CH,3,C,H,2,C,H,2,COSACP,丁酰,ACP,NADPH+H,+,NADP,+,烯脂酰,ACP,还原酶,由,PPP,途径产生,CH,3,COSACP,乙酰,ACP,6,3,合成酶,2,4,5,还原酶,脱水酶,还原酶4,C,4,C,6,C,6,C,6,C,4,C6C,3,C,4,C,CO,2,6,C,6,C8C,16,C,硫酯酶,软脂酸,+,ACP,丙二酰,ACP,1,脂肪酸生物合成的反应历程,-,烯丁酰,ACP,CH,3,C,OCH,2,C,O,-S,ACP,丁酰,ACP,CH,3,C,H(OH),CH,2,C,O,-S,ACP,CH,3,C,H=,CH,2,C0-S,ACP,CH,3,C,H,2,CH,2,C,O,-S,ACP,-,酮丁酰,ACP,-,羟丁酰,ACP,CH,3,CO,CoA,CH,3,COACP,HOOCCH,3,COACP,H,OOC,CH,3,CO,CoA,CH,3,CO,CoACO,2,+ACP,C,2,C,2,C,2,C,2,C,2,C,2,NADPH+H,+,NADP,+,NADP,+,NADPH,+,+,H,+,H,2,O,CH,3,(CH,2,),14,CO-S,ACP,+,CO,2,ACP,(4),总结,脂肪酸生物合成的原料是乙酰辅酶,A，,但丙二酰辅酶,A,是二碳单位的直接供体（除了2个,C,原子来源于乙酰辅酶,A，,其他均来自丙二酰辅酶,A,），合成为偶数,C,的脂肪,酸,，终止于16,C,脂肪酸。,总反应：,CH,3,COSCoA+7CH,2,+14NADPH+H,+,C,15,H,31,COOH+8CoASH+14NADP,+,+6H,2,O+7CO,2,COOH,COSCoA,乙酰,CoA,丙二酰,CoA,软脂酸,脂肪酸合成过程以,ACP,为载体，还原反应以,NADPH+H,+,为辅酶，它来自,PPP,途径中。,从头合成与,-,氧化,的区别,从头合成,-,氧化,反应场所,细胞质,线粒体,转运系统,柠檬酸-丙酮酸转运系统,肉毒碱转运系统,酰基载体,HSACP,HSCoA,二碳单位,丙二酰,CoA,乙酰,CoA,辅助因子,NADPH+H,+,NAD,+,、FAD,酶,7种,4种,反应,缩合、还原、,脱水、还原,氧化、水合、,氧化、硫解,能量变化,消耗7个,ATP,及14个,NADPH,产生129个,ATP,脂肪酸的,从头合成不是,-,氧化的简单逆转,（二）脂肪酸碳链的延长途径,比软脂酸碳链更长的脂肪酸在,线粒体,或,微粒体,中完成操作,硬脂酸等的合成,通过,肉毒碱,载运。,软脂酰,CoA,乙酰,CoA,HSCoA,缩合酶,C18,酮脂酰,CoA,还原酶,脱水酶,还原酶,C18,脂酰,CoA,硬脂酸,同样方式延长至,C22、C24,等,？,1、活化,+,ATP,甘油激酶,P,+,ADP,甘油,3-,磷酸,甘油,脂肪酸,+,HSCoA,脂肪酸硫激酶,RCOSCoA,脂酰,CoA,三、三酰甘油的合成,三酰甘油的生物合成,磷酸甘油酯酰转移酶,甘油,-3-,磷酸酰基转移酶,2,单酰甘油酰基转移酶,磷脂酸磷酸酶,溶血磷脂酸,磷脂酸,二酰甘油,脂肪,甘油,脂肪酸,-磷酸甘油,磷酸二羟丙酮,糖,或淀粉,磷酸烯醇式丙酮酸,丙酮酸,乙酰,CoA,草酰乙酸,琥珀酸,乙醛酸循环,CO,2,+H,2,O,TCA,循环,丙二酰,CoA,脂酰辅酶,A,-,氧化,脂肪代谢与糖代谢的关系,第四节 类脂的代谢,1,、,磷脂,的,降解,与,生物合成,（自学）,2,、,胆固醇,的生物合成,与转化,磷脂酶的作用部位,磷脂酶,C,磷脂酶,D,磷脂酶,A,2,(B,2,),磷脂酶,A,1,(B,1,),磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）,:,X:-OCH,2,CH,2,NH,2,磷脂酰胆碱（卵磷脂）,:,X:-OCH,2,CH,2,N,+,(CH,3,),3,胆固醇的生物合成与转化,一、,胆固醇的合成,二、,胆固醇的转化,碳源：,乙酰,CoA,还原剂：,NADPH,、,ATP,。,生物合成分四个阶段：,（,1,）,1,分子乙酰,CoA 1,分子,3-,甲基,-3,，,5,二羟戊酸（,MVA,）：甲瓦龙酸,（,2,）,MVA IPP,（异戊烯醇焦磷酸脂）,（,3,）,6,分子,IPP 1,分子鲨烯（,30C,）,（,4,）鲨烯,羊毛脂固醇（,30C,）,胆固醇（,27C,）,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：,1,、甘氨胆酸、牛磺胆酸,2,、,VitD,3,、,VitD,2,3,、肾上腺皮质激素,4,、性激素,5,、胆固醇脂、胆固醇脂蛋白、胆酸,6,、其他固醇：羊毛脂固醇、胆甾烷醇、粪固醇,胆固醇的转化,动物体内胆固醇可转变成类固醇,