生物化学课件chap09

1、生物化学华东理工大学生物化学精品课程组上海市精品课程下一页上一页一一、脂类的消化、吸收、转运和储存、脂类的消化、吸收、转运和储存二二、脂肪的分解代谢、脂肪的分解代谢三三、脂肪酸及脂肪的合成代谢、脂肪酸及脂肪的合成代谢四四、磷脂的代谢、磷脂的代谢五、胆固醇代谢五、胆固醇代谢第九章 脂类代谢下一页上一页章首脂类的消化、吸收、转运和储存脂类的消化、吸收、转运和储存（一）脂类的消化（一）脂类的消化小肠上段小肠上段是主要的消化场所是主要的消化场所脂类脂类(tg(tg、chch、plpl等等) )微团微团甘油一脂、溶血磷脂、甘油一脂、溶血磷脂、长链脂肪酸、胆固醇等长链脂肪酸、胆固醇等混合微团混合微团胆汁酸

2、盐乳化胆汁酸盐乳化胰脂肪酶、磷脂酶等水解胰脂肪酶、磷脂酶等水解乳化乳化下一页上一页章首脂类的消化、吸收、转运和储存脂类的消化、吸收、转运和储存在在十二指肠下段及空肠上段十二指肠下段及空肠上段吸收吸收混合混合微团微团小肠粘膜小肠粘膜细胞内细胞内乳糜微粒乳糜微粒门静脉门静脉肝脏肝脏扩散扩散重新酯化重新酯化载脂蛋白结合载脂蛋白结合节首乳麋微粒（cm）极低密度脂蛋白vldl低密度脂蛋白ldl高密度脂蛋白hdl脂蛋白的种类脂类的消化、吸收、转运和储存脂类的消化、吸收、转运和储存节首章首下一页上一页（按密度大小分）下一页上一页 cm vldl idl ldl hdl蛋白质蛋白质 12 10 18 25 5

3、0 脂肪脂肪 8485 50 30 5 3胆固醇脂胆固醇脂 4 14 22 40 17磷脂磷脂 8 18 22 21 27合成部位合成部位 小肠粘膜小肠粘膜 肝细胞肝细胞 血浆、肝血浆、肝 肝、小肠肝、小肠 肝细胞肝细胞功能功能 转运外源转运外源 转运内源转运内源 转运内源转运内源 转运内源转运内源 逆向转运逆向转运 甘油三脂甘油三脂 甘油三脂甘油三脂 胆固醇胆固醇 胆固醇酯胆固醇酯 胆固醇胆固醇胆固醇胆固醇 2 8 8 9 3章首节首下一页上一页脂类的消化、吸收、转运和储存脂类的消化、吸收、转运和储存章首节首下一页上一页脂肪的分解代谢脂肪的分解代谢章首l脂肪的水解脂肪的水解l甘油的转化甘油的

4、转化l脂肪酸的分解代谢脂肪酸的分解代谢chch3 3-(ch-(ch2 2) )n n - - chch2 2 - - chch2 2 -cooh-cooh -氧化作用氧化作用-氧化作用氧化作用-氧化作用氧化作用l酮体的代谢酮体的代谢下一页上一页章首脂肪的水解脂肪的水解节首下一页上一页章首甘油的转化甘油的转化甘油激酶甘油激酶磷酸甘油磷酸甘油脱氢酶脱氢酶异构酶异构酶节首下一页上一页章首-氧化作用氧化作用-氧化作用概念及实验依据氧化作用概念及实验依据概念概念 脂肪酸在体内氧化时在羧基端的脂肪酸在体内氧化时在羧基端的-碳原碳原子上进行氧化，碳链逐次断裂，每次断下一个二子上进行氧化，碳链逐次断裂，每次

5、断下一个二碳单位，即乙酰碳单位，即乙酰coacoa，该过程称作，该过程称作-氧化氧化试验证据试验证据 19041904年年f.knoopf.knoop用苯环标记脂肪酸饲喂用苯环标记脂肪酸饲喂狗，根据尿中产物狗，根据尿中产物，推导出了-氧化学说。-ch-ch2 2-(ch-(ch2 2) )2n+12n+1-cooh-cooh-ch-ch2 2-(ch-(ch2 2) )2n2n-cooh-cooh-cooh-cooh（苯甲酸）（苯甲酸）-ch-ch2 2coohcooh（苯乙酸）（苯乙酸）奇数碳原子：奇数碳原子：偶数碳原子：偶数碳原子：节首下一页上一页 位于内质网和线粒体外膜的位于内质网和线粒

6、体外膜的脂酰脂酰coacoa合成酶合成酶催化脂肪酸与催化脂肪酸与coa-shcoa-sh生成生成活化的脂酰活化的脂酰coacoa。rcooh+coashrcoscoa脂酰脂酰coacoa合成酶合成酶atpamp+ppimg2+ h2o2pi反应不可逆反应不可逆脂肪酸脂肪酸脂酰脂酰coacoa章首节首下一页上一页 脂肪酸氧化的酶系存在脂肪酸氧化的酶系存在线粒体基质线粒体基质内，但胞浆中活内，但胞浆中活化的长链脂酰化的长链脂酰coacoa（12c12c以上）以上） 却不能直接透过线粒体却不能直接透过线粒体内膜，必须与肉碱内膜，必须与肉碱(carnitine) (carnitine) 结合成脂酰肉碱

7、才能结合成脂酰肉碱才能进入线粒体基质内。进入线粒体基质内。rco-scoacoa-sh肉碱脂酰肉碱脂酰转移酶转移酶(ch3)3n+ch2chch2coohoh肉碱肉碱(ch3)3n+ch2ch ch2coohrco-o 脂酰肉碱脂酰肉碱反应由肉碱脂酰转移酶反应由肉碱脂酰转移酶(cat-(cat-和和cat-ii)cat-ii)催化：催化：章首节首下一页上一页肉碱转运脂酰辅酶a 进入线粒体 此过程为脂肪酸此过程为脂肪酸-氧化氧化的限速步骤，的限速步骤，cat-cat-是限速是限速酶，酶，丙二酸单酰丙二酸单酰coacoa 是其强烈的竞争性抑制剂。是其强烈的竞争性抑制剂。下一页上一页(1) (1)

8、脱氢脱氢脂酰脂酰coa脱氢酶脱氢酶fadfadh2(2) (2) 水合水合rch2c c cocoahh 反反2-烯酰烯酰coa 反反2-烯酰烯酰coa水化酶水化酶 h2o ohrch2chch2coscoal-羟脂酰羟脂酰coa1.5atp呼吸链呼吸链章首 r-ch2 - ch2c-scoa|节首下一页上一页ohrch2chch2coscoal-羟脂酰羟脂酰coa(3) 再脱氢再脱氢nad+nadh+h+l-羟脂酰羟脂酰coa脱氢酶脱氢酶(4) 硫解硫解ch3coscoa乙酰乙酰coarch2coscoa脂酰脂酰coa(14c)（1）（）（2）（）（3）（）（4）-酮脂酰酮脂酰coarch2

9、cscoa och2cocoa-sh-酮脂酰酮脂酰 coa硫解酶硫解酶 2.5atp呼吸链呼吸链重复反应重复反应章首节首下一页上一页脂肪酸氧化的三个阶段下一页上一页 1 1分子软脂酸分子软脂酸(16c)(16c)活化生成的软脂酰活化生成的软脂酰 coa coa 经经7 7次次-氧化氧化. .总反应式如下总反应式如下: : 软脂酰软脂酰coa + 7fad+7nad+ + 7coa-sh + 7h2o 8乙酰乙酰coa + 7fadh2 + 7(nadh + h+) 1 1分子软脂酸彻底氧化共生成分子软脂酸彻底氧化共生成: :(1.5(1.57)+(2.57)+(2.57)+(107)+(108

10、)=1088)=108分子分子atpatp 减去脂肪酸活化时消耗减去脂肪酸活化时消耗 atp atp 的的 2 2 个高能磷个高能磷酸键净生成酸键净生成 106106 分子分子atpatp。章首节首 脂肪酸氧化脂肪酸氧化作用发生在作用发生在-碳原子上，碳原子上，分解出分解出coco2 2，生成比原来少生成比原来少一个碳原子的一个碳原子的脂肪酸，这种脂肪酸，这种氧化作用称为氧化作用称为-氧化作用。氧化作用。rchrch2 2coocoo- -rch(oh)coorch(oh)coo- -rcocoorcocoo- -rcoorcoo- -coco2 2o o2 2nad +nadh +h+nad

11、 +nadh +h+rch(ooh)coorch(ooh)coo- -coco2 2rchorchoo o2 2nad +nadh +h+过氧化过氧化羟化羟化上一页下一页章首章首节首脂肪酸的氧化作用 脂肪酸的脂肪酸的-氧化指脂肪酸的末氧化指脂肪酸的末端甲基（端甲基（-端）端）经氧化转变成羟基，经氧化转变成羟基，继而再氧化成羧基，继而再氧化成羧基，从而形成从而形成，-二羧酸的过程二羧酸的过程。chch3 3(ch(ch2 2)n coo)n coo- -hochhoch2 2(ch(ch2 2)n coo)n coo- -ohc(chohc(ch2 2)n coo)n coo- - -ooc(c

12、hooc(ch2 2)n coo)n coo- -o o2 2nad(p) +nad(p)h+h+napd +nadph+h+nad(p) +nad(p)h+h+混合功能氧化酶混合功能氧化酶醇酸脱氢酶醇酸脱氢酶醛酸脱氢酶醛酸脱氢酶上一页下一页章首节首下一页上一页酮体的代谢酮体的代谢章首节首l酮体的定义酮体的定义 脂肪酸在肝脏中不完全氧化的脂肪酸在肝脏中不完全氧化的中间产物，是中间产物，是羟丁酸（约占总量70、乙酰乙酸（约占30）和丙酮（含量极微）的统称。l乙酰乙酰coa是酮体生成的原料是酮体生成的原料羟甲基戊二酸单酰羟甲基戊二酸单酰coa（hmgcoa）脂肪酸脂肪酸硫解酶硫解酶2ch3cosc

13、oach3coch2coscoa乙酰乙酰乙酰乙酰coahoocch2-c-ch2coscoa |ch3oh |hmgcoa裂解酶裂解酶hmgcoa合成酶合成酶ch3coscoacoash -氧化氧化ch3coch2coohch3chohch2cooh乙酰乙酸乙酰乙酸丙酮丙酮 -羟丁羟丁酸酸脱氢酶脱氢酶co2nadh+h+nad+ch3cocooh脱羧酶脱羧酶coash上一页下一页章首节首下一页上一页酮体的利用酮体的利用章首节首 酮体在肝脏合成，但肝脏缺乏利酮体在肝脏合成，但肝脏缺乏利用酮体的酶，因此不能利用酮体。用酮体的酶，因此不能利用酮体。酮体生成后进入血液，输送到肝外酮体生成后进入血液，输

14、送到肝外组织利用。组织利用。下一页上一页ch3coch2cooh 乙酰乙酰 乙酸乙酸ch3coch2coscoa 乙酰乙酰乙酰乙酰coaatp+coashppi+amp2 pich2coohch2cocoach2coohch2cooh tca乙酰乙酰 coa ch3cocoa -羟丁酸羟丁酸 chch3 3ch(oh)chch(oh)ch2 2coohcooh - -羟丁酸脱氢酶羟丁酸脱氢酶nad+nadh+h+琥珀酰琥珀酰coa琥珀酸琥珀酸转移酶转移酶 乙酰乙酰 乙酰乙酰 coa合成酶合成酶h2ohscoa硫解酶硫解酶 心、肾、脑和骨胳心、肾、脑和骨胳肌此酶活性高肌此酶活性高(10倍倍)酮体

15、的利用酮体的利用章首节首ch2coohch2cooh下一页上一页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，酮体供给脑组织5070%的能量。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。酮体的生成的意义酮体的生成的意义章首节首下一页上一页脂肪酸及脂肪的合成l脂肪酸的合成脂肪酸的合成l脂肪酸碳链的延长脂肪酸碳链的延长l脂肪的合成脂肪的合成章首下一页上一页脂肪酸及脂肪的合成l脂肪酸合成酶系脂肪酸合成酶系章首 动物细胞动物细胞脂肪酸合成酶系脂肪酸合成酶系包括包括 7 7种种不

16、同不同功能的酶和酰基载体蛋白（功能的酶和酰基载体蛋白（acp)acp)，都存在，都存在于一条肽链上的于一条肽链上的七个功能区（结构域）七个功能区（结构域），由一个基因编码；酵母细胞中该酶系包含由一个基因编码；酵母细胞中该酶系包含六个酶和六个酶和acpacp，定位于两条肽链上；大肠杆，定位于两条肽链上；大肠杆菌的该酶系含六个酶及菌的该酶系含六个酶及acpacp共七条肽链。共七条肽链。节首下一页上一页脂肪酸及脂肪的合成l合成的原料来源合成的原料来源 脂肪酸合成的碳源主要来自脂肪酸合成的碳源主要来自糖氧化分解、糖氧化分解、-氧化和氨基酸氧化分解产生的乙酰氧化和氨基酸氧化分解产生的乙酰coa，它，它们

17、都存在于们都存在于线粒体线粒体中中l线璃体中的乙酰线璃体中的乙酰coacoa需通过需通过柠檬酸柠檬酸- -丙酮酸循环丙酮酸循环（或称拧檬酸穿梭系统）（或称拧檬酸穿梭系统）运到胞浆中，才能供运到胞浆中，才能供脂肪酸合成所需。脂肪酸合成所需。lnadphnadph主要来自胞浆中的主要来自胞浆中的磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径章首节首下一页上一页coash与与acpsh的比较的比较ch2-ser-acphs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ahs4-磷酸泛酰巯基乙胺章首节首下一页上一页acpacp中央巯基中央巯基shsh外围巯基外围巯基shshacpacp脂酰基转移酶脂酰基转移

18、酶 acpacp丙二酰转移酶丙二酰转移酶-酮脂酰酮脂酰-acp-acp合成酶合成酶 -酮脂酰酮脂酰-acp-acp还原酶还原酶 -羟脂酰羟脂酰-acp-acp脱水酶脱水酶 烯脂酰烯脂酰-acp-acp还原酶还原酶 长链脂酰基硫解酶长链脂酰基硫解酶章首节首脂肪酸生物合成的反应历程-烯丁酰烯丁酰acpacpch3coch2c0-sacp 丁酰丁酰acpacpch3ch(oh) ch2c0-sacp ch3ch= ch2c0-sacp ch3ch2ch2c0-sacp -酮丁酰酮丁酰acpacp-羟丁酰羟丁酰acpacpch3cocoach3coacphoocch3coacphoocch3cocoa

19、ch3cocoaco2 + acpc2c2c2c2c2c2nadphnad p+nadp+nadphh h2 2o o ch3(ch2)14c0-sacp+co2acp章首节首上一页下一页缩合还原脱水再还原软脂肪酸软脂肪酸硫解下一页上一页 乙酰乙酰coa7丙二酸单酰丙二酸单酰coa14nadph14h+h2o软脂酸软脂酸14nadp14nadp+ +7co7co2 27h7h2 2o o8coa-sh8coa-sh脂肪酸合成酶系脂肪酸合成酶系 （7 7次循环）次循环）节首章首下一页上一页区别点区别点从头合成从头合成氧化氧化细胞中发生部位细胞中发生部位细胞质细胞质线粒体线粒体酰基载体酰基载体ac

20、p-shcoa-sh二碳片段的加入与裂解方式二碳片段的加入与裂解方式丙二酰单酰丙二酰单酰coa乙酰乙酰coa电子供体或受体电子供体或受体nadphfad、nad+酶系酶系七种酶和一个蛋白质组七种酶和一个蛋白质组成复合物成复合物四种酶四种酶原料转运方式原料转运方式肉碱穿梭系统肉碱穿梭系统柠檬酸转运系统柠檬酸转运系统羟脂酰化合物的中间构型羟脂酰化合物的中间构型d-型型l-型型对二氧化碳和柠檬酸的需求对二氧化碳和柠檬酸的需求要求要求不要求不要求能量变化能量变化消耗消耗7个个atp和和14nadph产生产生106个个atp章首节首下一页上一页 软脂酰软脂酰coacoa或软脂酸生成后，可在滑面内质网或软

21、脂酸生成后，可在滑面内质网及线粒体经及线粒体经脂肪酸碳链延长酶系脂肪酸碳链延长酶系的催化作用下，的催化作用下，形成更长碳链的饱和脂肪酸。形成更长碳链的饱和脂肪酸。延延长长途途径径线粒体延长途径：线粒体延长途径：基本上是基本上是- -氧化的逆氧化的逆过程，只是过程，只是nadphnadph2 2 作为供氢体参与第二作为供氢体参与第二次还原反应。次还原反应。滑面内质网延长途径：滑面内质网延长途径：与从头合成类似，与从头合成类似，只是辅酶只是辅酶a a作为酰基载体，丙二酰辅酶作为酰基载体，丙二酰辅酶a a提供二碳单位。提供二碳单位。章首节首下一页上一页葡萄糖葡萄糖ch2ohc=och2o- pnad

22、h+h+nad+磷酸甘油磷酸甘油 脱氢酶脱氢酶ch2ohcch2o-hopch2ocor1cch2o-r2co-opch2ocor1cch2oh r2co-o-h2opi磷脂酸磷酸酶磷脂酸磷酸酶ch2ocor1cch2ocor3r2co-ocoa-shr3coscoa脂酰转移酶脂酰转移酶r1coscoar2coscoa磷酸甘油脂磷酸甘油脂酰转移酶酰转移酶2 coa-sh磷脂酸磷脂酸tg章首节首下一页上一页1.1.合成部位：合成部位：2.2.合成原料：合成原料： 甘油、脂肪酸、磷酸盐、胆碱、乙醇胺甘油、脂肪酸、磷酸盐、胆碱、乙醇胺丝氨酸、食物丝氨酸、食物食物或脂肪分解食物或脂肪分解 ctp ct

23、p、atpatp、丝氨酸、肌醇等、丝氨酸、肌醇等3.3.合成过程合成过程全身各组织，肝、肾、肠最活跃。全身各组织，肝、肾、肠最活跃。章首节首乙醇胺和胆碱的活化hochhoch2 2chch2 2nhnh2 2hochhoch2 2chch2 2n(chn(ch3 3) )3 3ochoch2 2chch2 2nhnh2 2磷酸乙醇胺磷酸乙醇胺cdp-ochcdp-och2 2chch2 2nhnh2 2cdp-cdp-乙醇胺乙醇胺乙醇胺乙醇胺激酶激酶ctp:ctp:磷酸磷酸乙醇胺胞苷乙醇胺胞苷转移酶转移酶atpatpadpadpctpctpppippi胆碱胆碱激酶激酶atpatpadpadpochoch2 2chch2 2n(chn(ch3 3) )3 3cdp-ochcdp-och2 2chch2 2n(chn(ch3 3) )3 3cdp-cdp-胆碱胆碱ctp:ctp:磷酸胆磷酸胆碱胞苷转移碱胞苷转移酶酶ctpctpppippip pp p上一页下一页章首节首磷脂酰乙醇胺（脑磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）磷脂）cdp-cdp-乙醇胺乙醇胺cmpcmp磷脂酰胆碱（脑磷脂酰胆碱（脑磷脂）磷脂）葡萄糖葡萄糖3-3-磷酸甘油磷酸甘油磷脂酸磷脂酸1 1，2-2-甘油二酯甘油二酯脂酰脂酰coacoacoac