脂代谢.ppt

习题,在厌氧条件下，下列哪一种化合物会在哺乳动物肌肉组织中积累？A、丙酮酸B、乙醇C、乳酸D、CO2在TCA循环中，下列哪一个阶段发生了底物水平磷酸化？A、琥珀酰CoA琥珀酸B、酮戊二酸琥珀酸C、柠檬酸酮戊二酸D、延胡索酸苹果酸丙酮酸脱氢酶系需要下列哪些因子作为辅酶？A、NAD+B、NADP+C、FMND、CoA(4)下列化合物中哪一种是琥珀酸脱氢酶的辅酶？A、生物素B、FADC、NADP+D、NAD+_酶催化的反应是EMP途径中的第一个氧化反应。_分子中的磷酸基转移给ADP生成ATP，是EMP途径中的第一个产生ATP的反应。糖酵解途径和糖异生途径中共有的酶是：A丙酮酸激酶B丙酮酸羧化酶C1,6-二磷酸果糖酯酶D以上都不是,(7)TCA循环中有二次脱羧反应，分别是由_和_催化。脱去的CO2中的C原子分别来自于草酰乙酸中的_和_。(8)糖酵解产生的_必需依靠_系统或_系统才能进入线粒体，分别转变为线粒体中的_和_。(9）CO2是反应的底物或产物，例外的是：A丙酮酸羧化酶反应C-酮戊二酸脱氢酶反应B异柠檬酸脱氢酶反应D柠檬酸合成酶反应(10)所有来自戊糖磷酸途径的还原能都是在该循环的前三步反应中产生的。()(11)1-C被同位素标记的葡萄糖分子经EMP途径降解为丙酮酸后，同位素标记可能出现在丙酮酸的哪一位C原子上？A.1-CB.2-CC.3-CD.都可能E.都不会(12)不能经糖异生合成葡萄糖的物质是：A-磷酸甘油B丙酮酸C乳酸D乙酰CoA,第七章,脂和脂类代谢,MetabolismofLipid,脂质概述,脂质的化学本质是脂肪酸和醇所形成的酯类及其衍生物。,定义,脂肪（甘油三酯，TG）、蜡(长链脂肪酸+长链醇),脂质,类脂,鞘糖脂(脑苷脂、神经节苷脂),甘油糖脂,参与脂质组成的脂肪酸多是4碳以上的长链一元羧酸、醇成分包括甘油、鞘氨醇、高级一元醇和固醇。,（1）单纯脂质（simplelipid）,脂（fat）、油（oil）、蜡（wax）,脂质的分类,（2）复合脂质（complexlipid）,磷脂:含磷酸的单脂衍生物,糖脂:含糖的单脂衍生物,（3）衍生脂质固醇类、萜类、脂溶性维生素,蜡（wax）长链脂肪酸与长链醇或固醇形成的脂,二、脂类的主要生理功能,1提供能量。人体内氧化1g脂肪可得到37KJ热能氧化1g糖或蛋白质只能得到17KJ热能,2保护作用和御寒作用,3构建生物膜。,5脂类作为细胞表面的物质，与细胞识别、免疫等密切相关。,4有些脂类还具有维生素和激素的功能。,1、贮存脂质（三酰甘油和蜡）,2、结构脂质,3、活性脂质,1、油脂的结构,脂肪：甘油三酯，三酰甘油，triglyceride（TG）,三、油脂的结构和性质,(1)结构,低级脂肪酸：碳原子数小于10的脂肪酸；熔点偏低，常温下呈液态高级脂肪酸：碳原子数大于10的脂肪酸，常温下为固体,脂肪酸与甘油所形成酯（脂酰甘油，脂酰甘油酯）脂酰甘油(少见)二脂酰甘油(少见)三脂酰甘油(又称：甘油三酯)脂类中含量最丰富的一大类，是动、植物贮脂的主要组分,脂酰甘油,甘油三酯,(2)脂肪酸（fattyacid,FA）,在自然界中，目前已发现100余种脂肪酸，它们主要在链的长度和饱和度方面有差异。几乎所有的脂肪酸都含有偶数碳原子，大部分由线性碳链组成，少数具有分支结构。,饱和的软脂酸(C16)、硬脂酸(C18)不饱和的油酸、亚麻酸、亚油酸,脂酸的种类,不饱和脂酸命名,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。,编码体系脂肪酸的表示法(简写法)原则是：先写C原子的数目，再写出双键的数目，最后表明双键的位置。从脂酸的羧基碳起计算碳原子的顺序油酸18:19,烃链,常见的不饱和脂肪酸,脂肪酸的共性,1、一般为偶数碳原子2、绝大多数不饱和脂肪酸中的双键为顺式3、不饱和脂肪酸双键位置有一定的规律性4、脂肪酸分子的碳链越长，熔点越高；溶解度越低5、不饱和脂肪酸的熔点比同等链长的饱和脂肪酸的熔点低6、碘值：100克油脂吸收碘的克数。（不饱和键的多少）,2.油脂的性质,1.皂化作用碱水解甘油三酯的作用皂化值完全皂化1克油或脂所消耗的KOH的毫克数,2.乳化作用,3.氧化,酸值（价）：中和1g油脂中的游离脂酸所需KOH的mg数。,四、复合脂质（complexlipidorcompoundlipid）,（一）磷脂,1甘油磷脂,甘油磷脂通式,甘油三酯,甘油磷脂(phosphoglycerides),胆固醇酯,脂类物质的基本构成,X=胆碱、水、乙醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等,体内几种重要的甘油磷脂,重要的甘油磷脂,磷脂酰胆碱(卵磷脂),白色固体、易吸水、氧化、控制机体代谢防止脂肪肝形成,胆碱,胆碱具有碱性、醇性。,（2）防止脂肪肝。,胆碱的生物功能,（3）生物体内的甲基供体。,（1）乙酰胆碱是重要的神经递质，传导神经冲动。,磷脂酰胆胺：也称脑磷脂，主要存在于脑和神经组织中，与凝血有关,X:乙醇胺,磷脂酰丝氨酸：血小板第三因子，与凝血酶原活化有关,X:丝氨酸,卵磷脂与脑磷脂在体内可互变,丝氨酸,乙醇胺,胆碱,磷脂酰肌醇(PI),X:肌醇,PIPPIP2跨质膜信号传导,2鞘氨醇磷脂(鞘磷脂),（1）结构：,phospho-,鞘脂类的核心结构，由鞘氨醇氨基以酰胺键与长链（1826C）脂肪酸的羟基相连。,鞘氨醇是一个无分支的C18氨基二醇，C4-C5间反式双键,鞘磷脂是由鞘氨醇、脂肪酸、磷酸、胆碱等组成的脂类,鞘脂,鞘磷脂,鞘糖脂,*胆固醇(cholesterol)结构,固醇共同结构环戊烷多氢菲,五、类固醇,1.胆固醇是合成胆汁酸、类固醇激素(肾上腺皮质激素、雌激素、雄激素)、维生素D等生理活性物质的前体。3.胆固醇是生物膜的重要成分,*胆固醇的生理功能,植物(29碳),酵母(28碳),1.生物膜的基本结构,膜脂磷脂、鞘糖脂、胆固醇(极性头部和非极性尾部)膜蛋白,磷脂分子以脂双层形式存在，构成生物膜的连续相,六、生物膜,甘油磷脂,生物膜呈现脂双层结构,2.膜脂的多态性：,微团,双层,双层微囊,胆固醇只依靠自身不能形成脂双层结构，但可以排列在其中,2.膜蛋白,外周蛋白（2030）位于膜外表面，通过离子键和氢键与膜结合。易分离。内膜蛋白（70-80%）整合蛋白（固有蛋白）通过疏水片段插入或穿过脂双分子层，镶嵌在脂类分子中。不易分离。必须用去污剂破坏脂双层，才能释放出来。糖蛋白,糖链常分布在细胞膜外表面,糖蛋白膜蛋白不对称大多与膜蛋白结合(90%)，少量与膜质结合糖蛋白与细胞表面行为有关,生物膜的结构与功能,生物膜的化学组成（脂、蛋白质和糖）,下一页,上一页,返回,生物膜的流动镶嵌模型,生物膜结构模型特点,生物膜的结构是流动镶嵌模型1.膜结构的连续主体是极性的脂质双分子层2.脂双分子层具有流动性，3.内在蛋白可“溶解”于脂双层中4.外周蛋白表面可通过离子键或氢键与膜脂的极性头部连接5.双分子层中的脂质分子之间或蛋白质组分与脂质之间无共价结合。6.膜是不对称的，膜蛋白可以做侧向扩散，但一般不能从膜的一侧翻转到另一侧；,SingerandNicholson（1972）流动镶嵌模型膜是由脂质和蛋白质分子按二维排列的流体，膜蛋白分布具有不对称性，有的蛋白质镶嵌在脂双层表面，有的则部分或全部嵌入其内部，有的则横跨整个膜。,（二）生物膜结构的主要特征1.膜组分的不对称分布,鞘磷脂,磷脂酰胆碱,磷脂酰乙醇胺,磷脂酰丝氨酸,磷脂酰肌醇,2.生物膜的流动性流动性是生物膜结构的主要特征。（1）膜脂的流动性,膜质分子的流动:侧向扩散酰基侧链的热运动,（2）膜蛋白的运动性膜蛋白运动方式：侧向扩散、旋转扩散,第二节脂质代谢DigestionofLipid,脂类的消化、吸收、转运和储存,章首,节首,食物脂类的消化过程,胆汁酸盐的作用,一、脂肪的分解代谢,章首,脂肪的水解,甘油的转化,脂肪酸的分解代谢,-氧化作用,-氧化作用,-氧化作用,酮体的代谢,章首,1.脂肪的水解,章首,2.甘油的转化,甘油激酶,磷酸甘油脱氢酶,异构酶,节首,章首,3.饱和脂肪酸的-氧化作用,(1)-氧化作用概念脂肪酸在体内氧化时，在羧基端的，-碳原子间进行断裂，-碳原子氧化成羧基，每次断下一个二碳单位，即乙酰CoA，该过程称作-氧化。该过程在线粒体中进行。,节首,(2)脂肪酸的活化脂酰CoA的生成（胞液）,*脂酰CoA合成酶存在于内质网及线粒体外膜上,+CoA-SH,在线粒体外生成的脂酰CoA需进入线粒体基质才能被氧化分解，此过程必须要由肉碱(肉毒碱)来携带脂酰基。,-羟基-三甲基氨基丁酸,(3)脂酰CoA进入线粒体,关键酶,(3)脂酰CoA进入线粒体,2个脂酰基转移酶1个转运酶,(4)脂酸的氧化的步骤,脱氢,加水,再脱氢,硫解,脂酰CoA,L(+)-羟脂酰CoA,酮脂酰CoA,脂酰CoA+乙酰CoA,目录,肉碱转运载体,线粒体膜,(5)脂肪酸氧化过程,线粒体中脂肪酸彻底氧化的三大步骤长链脂肪酸初步氧化分解为乙酰-CoA乙酰-CoA进入柠檬酸循环或进行酮体代谢还原型辅酶(NADH、FADH2)的氧化磷酸化,乙酰CoA,彻底氧化,三羧酸循环,生成酮体,肝外组织氧化利用,FADH2,活化：脂肪酸-氧化时仅需活化一次，消耗1个ATP的两个高能键,转运：被活化的脂酰CoA经肉毒碱携带，由转移酶催化进入线粒体内。,每轮循环四个重复步骤：脱氢、水化、再脱氢、硫解产物：1分子乙酰CoA1分子少两个碳原子的脂酰CoA1分子NADH+H+1分子FADH2,以16碳软脂酸的氧化为例,(6)脂肪酸-氧化作用小结,-氧化循环过程在线粒体基质内进行；,7轮循环产物：8分子乙酰CoA7分子NADH+H+；7分子FADH2,能量计算：1分子乙酰CoA经彻底氧化分解可生成12分子ATP。生成ATP812+73+72=131净生成ATP1312=129,软脂酸与葡萄糖在体内氧化产生ATP的比较,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：,4.奇数碳脂肪酸的氧化：,甲基丙二酸单酰途径,丙酰CoA羧化酶（生物素）,消旋酶,变位酶,琥珀酰CoA,丙酰CoA,D-丙二单酰CoA,L-丙二单酰CoA,5.脂酸的其它氧化途径(1)氧化（不需活化，直接氧化游离脂酸）RCH2COOHRCOOH+CO2对于降解支链脂肪酸、奇数碳脂肪酸、过分长链脂肪酸（如脑中C22、C24）有重要作用(2)氧化（端的甲基羟基化，氧化成醛，再氧化成酸）少数长链脂酸可通过氧化途径，产生二羧酸。,6.不饱和脂酸的氧化,亚油酰CoA（9顺，12顺）,3次氧化,十二碳二烯脂酰CoA（3顺，6顺）,十二碳二烯脂酰CoA（2反，6顺）,3顺,2反-烯脂酰CoA异构酶,2次氧化,八碳烯脂酰CoA（2顺）,D(+)-羟八碳脂酰CoA,L(-)-羟八碳脂酰CoA,4乙酰CoA,4次氧化,-羟脂酰CoA表构酶,烯脂酰CoA水化酶,乙酰乙酸、-羟丁酸、丙酮三者总称为酮体。,7.酮体的代谢,酮体,酮体主要在肝细胞线粒体中生成。酮体生成的原料为乙酰CoA。,肝脏线粒体中的乙酰CoA走哪一条途径，主要取决于草酰乙酸的可利用性。饥饿状态下，草酰乙酸离开TCA，用于异生合成Glc。只有少量乙酰CoA可以进入TCA，大多数乙酰CoA用于合成酮体。,CoASH,CoASH,NAD+,NADH+H+,-羟丁酸脱氢酶,HMGCoA合酶,乙酰乙酰CoA硫解酶,HMGCoA裂解酶,1.酮体的生成,-,羟丁酸脱氢酶,2.酮体的利用,2乙酰CoA,乙酰乙酰CoA,乙酰CoA,乙酰乙酸,HMGCoA,D(-)-羟丁酸,丙酮,乙酰乙酰CoA,琥珀酰CoA,琥珀酸,酮体的生成和利用的总示意图,2乙酰CoA,1.酮体具水溶性，能透过血脑屏障及毛细血管壁，是输出脂肪能源的一种形式。,2.长期饥饿时，脑需要的燃料中75%是乙酰乙酸。,3.禁食、应激及糖尿病时，心、肾、骨骼肌摄取酮体代替葡萄糖供能，节省葡萄糖以供脑和红细胞所需，并可防止肌肉蛋白的过多消耗。,酮体的生成的意义,章首,节首,二、脂肪的合成代谢,合成部位,肝、小肠和脂肪组织是主要的合成脂肪的组织器官，其合成的亚细胞部位主要在胞液。,甘油和脂肪酸,合成原料,*3-磷酸甘油主要来自糖代谢。,NAD+,NADH+H+,磷酸二羟丙酮,2.脂酸的合成代谢,饱和脂酸:,乙酰CoA、ATP、HCO3、NADPH、Mn2+,合成原料,(1)饱和脂肪酸的从头合成,乙酰CoA转运出线粒体：,丙二酰CoA的合成,乙酰CoA,丙二酰CoA,脂肪酸合成循环：,从乙酰CoA及丙二酰CoA合成长链脂酸，是碳链的缩合延长的过程，也是循环反应过程。每经过一次循环反应，延长两个碳原子。合成反应由脂肪酸合成酶系催化。在低等生物中，脂肪酸合成酶系是一种由1分子脂酰基载体蛋白（ACP）和6种酶单体所构成的多酶复合体。,酰基载体蛋白(ACP)，其辅基是4-磷酸泛酰巯基乙胺，是脂酰基载体。,4，-磷酸泛酰巯基乙胺,乙酰ACP和丙二酰ACP的合成,脂肪酸合成酶系结构模式,ACP,ACP脂酰基转移酶ACP丙二酰转移酶-酮脂酰-ACP合成酶-酮脂酰-ACP还原酶-羟脂酰-ACP脱水酶烯脂酰-ACP还原酶长链脂酰基硫解酶,章首,节首,*软脂酸的合成过程,*底物进入,乙酰CoA,丙二酰CoA,ACP-S-丙二酰基,目录,*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。,目录,脂肪酸合成循环,乙酰基转移,丙二酸单酰基转移,缩合,加氢,脱水,再加氢,酰基转移,软脂酸的合成总图,目录,软脂酸合成的总反应,CH3COSCoA+7HOOCH2COSCoA+14NADPH+H+,CH3(CH2)14COOH+7CO2+6H2O+8HSCoA+14NADP+,脂肪酸合成的特点,合成所需原料为乙酰CoA，直接生成的产物是软脂酸，合成一分子软脂酸，需七分子丙二酸单酰CoA和一分子乙酰CoA在胞液中进行，关键酶是乙酰CoA羧化酶；合成为一耗能过程，每合成一分子软脂酸，需消耗15分子ATP（8分子用于转运，7分子用于活化）；需NADPH作为供氢体，对糖的磷酸戊糖旁路有依赖性。,脂肪酸从头合成与氧化比较,章首,节首,（2）不饱和脂酸的合成,动物：有4、5、8、9去饱和酶，镶嵌在内质网上，脱氢过程有线粒体外电子传递系统参与。只能合成一个双键的单不饱和脂肪酸（9），如硬脂酸(18:0)脱氢生成油酸(18:19)，软脂酸(16:0)脱氢生成棕榈油酸(16:19)。,植物：有9、12、15去饱和酶,重要的不饱和脂酸：,油酸（十八碳-烯酸），18:19,一个双键的脂酸：,二个、三个、四个双键的脂酸：,花生四烯酸（二十碳四烯酸），20:45,8,11,14,亚油酸（十八碳二烯酸），18:29,12,亚麻酸（十八碳三烯酸），18:39,12,15,（必需脂酸）,（2）不饱和脂酸的合成,亚油酸的合成,线粒体和内质网中脂酸碳链的延长,线粒体酶系延长脂酸的途径:,基本上是-氧化的逆转，乙酰CoA作为二碳片段的供体，NADPH作为氢供体。,-OX,线粒体酶系,脂酰CoA,脱氢,脱氢,硫解,加氢,脱水,加氢,缩合,加水,（3）脂酸碳链的延长,内质网酶系延长脂酸途径：,可延长饱和脂肪酸，也可延长不饱和脂肪酸。引物：脂酰CoA2C单位：来自丙二酸单酰CoAN