脂类物质的合成与分解 ppt课件

1、F按其生物学功能分为：按其生物学功能分为：F 储存脂质：酯酰甘油、蜡等；是能源物储存脂质：酯酰甘油、蜡等；是能源物质。质。F 构造脂质：磷脂等；生物膜的骨架成分。构造脂质：磷脂等；生物膜的骨架成分。F 活性脂质：萜类化合物、甾醇类化合物；活性脂质：萜类化合物、甾醇类化合物；F 是激素、维生素前体。是激素、维生素前体。第一节第一节 生物体内的脂类物质生物体内的脂类物质F按其化学组成与构造分为：按其化学组成与构造分为：F 单纯脂类：酯酰甘油、蜡等。单纯脂类：酯酰甘油、蜡等。F 复合脂类：磷脂、糖脂、硫脂等。复合脂类：磷脂、糖脂、硫脂等。F 异戊二烯脂：萜类、类固醇。异戊二烯脂：萜类、类固醇。 脂脂

2、 类类脂肪脂肪(TG(TG 类类 脂脂胆固醇胆固醇CH胆固醇脂胆固醇脂CHE磷脂磷脂PL糖脂糖脂甘油甘油脂肪酸脂肪酸脂肪、甘油三酯、三酰甘油脂肪、甘油三酯、三酰甘油一、脂肪酸一、脂肪酸FF 由一条线性的长由一条线性的长碳氢链疏水尾碳氢链疏水尾和一个末端羧基和一个末端羧基亲水头组成亲水头组成的羧酸。通常为的羧酸。通常为C4C36数字数字表示碳链的碳原表示碳链的碳原子数。子数。F按碳氢链能否含双键，可分为：按碳氢链能否含双键，可分为：F 饱和脂肪酸：软脂酸饱和脂肪酸：软脂酸(16:0)、硬脂酸、硬脂酸(18:0)。F 不饱和脂肪酸不饱和脂肪酸F 单不饱和脂肪酸：棕榈油酸单不饱和脂肪酸：棕榈油酸(1

3、6:1)F 多不饱和脂肪酸：亚油酸多不饱和脂肪酸：亚油酸(18:2)、F 二十二碳六烯酸二十二碳六烯酸( DHA) DHA,DHA,学名二十二碳六烯酸学名二十二碳六烯酸, ,是大脑营养必不可是大脑营养必不可少的高度不饱和脂肪酸，它除了能阻止胆固醇少的高度不饱和脂肪酸，它除了能阻止胆固醇在血管壁上的堆积、预防或减轻动脉粥样硬化在血管壁上的堆积、预防或减轻动脉粥样硬化和冠心病的发生外，更重要的是和冠心病的发生外，更重要的是DHADHA对大脑细对大脑细胞有着极其重要的作用。它占了人脑脂肪的胞有着极其重要的作用。它占了人脑脂肪的1010，对脑神经传导和突触的生长发育极为有利。，对脑神经传导和突触的生长

4、发育极为有利。 DHADHA不断是儿童营养品的一大焦点。不断是儿童营养品的一大焦点。 英国脑营养研讨所克罗夫特教授和日本著名营英国脑营养研讨所克罗夫特教授和日本著名营养学家奥由占美教授最早提示了养学家奥由占美教授最早提示了DHADHA的奥妙，的奥妙，他们的研讨结果阐明：他们的研讨结果阐明： DHADHA是人的大脑发育、生长的重要物质之一。是人的大脑发育、生长的重要物质之一。二、单纯脂类二、单纯脂类FF 由脂肪酸和醇甘油或高级一元醇构成的由脂肪酸和醇甘油或高级一元醇构成的酯。根据醇基不同，可分为酰基甘油和蜡。酯。根据醇基不同，可分为酰基甘油和蜡。1. 甘油三酯甘油三酯2. 蜡蜡三、复合脂类三、复

5、合脂类磷脂磷脂FF 复合脂类包括磷脂、复合脂类包括磷脂、糖脂、硫脂等。糖脂、硫脂等。第二节第二节 脂肪的生物合成脂肪的生物合成FF 脂肪由甘油和脂肪酸经酶促反响而合成脂肪由甘油和脂肪酸经酶促反响而合成的，但二者不能直接合成脂肪，必需转变的，但二者不能直接合成脂肪，必需转变为活化方式的磷酸甘油和酯酰为活化方式的磷酸甘油和酯酰CoA后才干后才干合成脂肪。合成脂肪。一、磷酸甘油的生物合成一、磷酸甘油的生物合成FF 在细胞质中，两种方式合成：在细胞质中，两种方式合成：磷酸甘油脱氢酶磷酸甘油脱氢酶甘油激酶甘油激酶3-磷酸甘油磷酸甘油磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮甘甘油油二、脂肪酸的生物合成二、脂肪酸的生物合成

6、F脂肪酸的生物合成可分为脂肪酸的生物合成可分为3个过程：个过程：F 1. 饱和脂肪酸的从头合成重要饱和脂肪酸的从头合成重要F 2. 脂肪酸碳链的延伸脂肪酸碳链的延伸F 3. 不饱和脂肪酸合成脂肪酸链去饱和不饱和脂肪酸合成脂肪酸链去饱和(一一)、饱和脂肪酸的从头合成、饱和脂肪酸的从头合成FF 以乙酰以乙酰CoA为原料，可合成为原料，可合成16C及以下及以下的饱和脂肪酸。动物体在细胞液中进展；的饱和脂肪酸。动物体在细胞液中进展；植物体在叶绿体或前质体进展。植物体在叶绿体或前质体进展。1. 参与合成的两种酶系统参与合成的两种酶系统 (1) 乙酰乙酰CoA羧化酶：催化乙酰羧化酶：催化乙酰CoA转变转变

7、为丙二酸单酰为丙二酸单酰CoA。 (2) 脂肪酸合酶系统：依次发生反响，催脂肪酸合酶系统：依次发生反响，催化脂酰化脂酰ACP的构成。的构成。脂肪酸合酶系统脂肪酸合酶系统 7种蛋白种蛋白ACP：酰基载体蛋白：酰基载体蛋白MT：丙二酸单酰：丙二酸单酰CoA-ACP转移酶合转移酶合KR：-酮脂酰酮脂酰ACP复原酶复原酶HD： -羟脂酰羟脂酰ACP脱水酶脱水酶ER：烯脂酰：烯脂酰ACP复原酶复原酶AT：乙酰：乙酰CoA-ACP脂酰基转移酶脂酰基转移酶KS： -酮脂酰酮脂酰ACP合酶合酶饱和脂肪酸的合成饱和脂肪酸的合成 部位部位:细胞质细胞质 原料原料乙酰乙酰CoA直接原料：丙二酸单酰直接原料：丙二酸单

8、酰CoANADPH+H+ATP、CO2、Mg2+、生物素、生物素2. 合成原料乙酰合成原料乙酰CoA的预备的预备 乙酰乙酰CoA的来源：线粒体内的丙酮酸氧化的来源：线粒体内的丙酮酸氧化脱羧、脂肪酸脱羧、脂肪酸氧化、氨基酸氧化。氧化、氨基酸氧化。 乙酰乙酰CoA的转运：经过的转运：经过“柠檬酸穿越从柠檬酸穿越从线粒体转运到胞液。线粒体转运到胞液。(1) 乙酰乙酰CoA的来源及转运的来源及转运胞液乙酰胞液乙酰CoACoA的来源的来源柠檬酸转运柠檬酸转运(2) 丙二酸单酰丙二酸单酰CoA的合成的合成此反响不可逆，是合成脂肪酸的限速步骤。此反响不可逆，是合成脂肪酸的限速步骤。生物素生物素乙酰乙酰CoA

9、羧化酶羧化酶12BCCT生物素生物素蛋白蛋白3. 脂肪酸的从头合成脂肪酸的从头合成 (1) 第一阶段酰基转移阶段第一阶段酰基转移阶段 脂酰基转移酶脂酰基转移酶乙酰乙酰CoA乙酰乙酰-S-E丙二酸单酰丙二酸单酰CoA丙二酸单酰丙二酸单酰ACP1起始反响起始反响ACPACP酰基转酰基转移酶移酶2丙二酸单酰基转移反响丙二酸单酰基转移反响ACPACP丙二酸单丙二酸单酰转移酶酰转移酶3 缩缩 合合 反反 应应-酮脂酰酮脂酰ACPACP合成酶合成酶-酮脂酰酮脂酰ACPACP合成酶合成酶4第1次复原反响-酮脂酰酮脂酰ACPACP复原酶复原酶-酮脂酰酮脂酰ACPACP复原酶复原酶5脱水反响脱水反响-羟脂酰羟脂

10、酰ACPACP脱水酶脱水酶-羟脂酰羟脂酰ACPACP脱水酶脱水酶6第二次复原反响第二次复原反响烯脂酰烯脂酰ACPACP复原酶复原酶烯脂酰烯脂酰ACPACP复原酶复原酶缩和缩和复原复原脱水脱水复原复原(2) 第第二二阶阶段段循循环环阶阶段段乙酰乙酰乙酰乙酰ACP缩和反响缩和反响初次复原初次复原-羟丁酰羟丁酰ACP脱水反响脱水反响巴豆酰巴豆酰ACP再次复原再次复原丁酰丁酰ACP丙二酸单酰丙二酸单酰CoA酰基转移酰基转移(9)(9)软脂酰软脂酰 sACP+H2O sACP+H2O 软脂酸软脂酸+ACP-SH+ACP-SH硫解酶硫解酶FF 由于由于-酮脂酰酮脂酰ACP合酶只对合酶只对2C14C的酯的酯

11、酰具有催化活性，故从头合成途径只能合成酰具有催化活性，故从头合成途径只能合成16C及以下的饱和脂酰及以下的饱和脂酰ACP。由乙酰由乙酰CoA从头合成棕榈酸的总反响式为：从头合成棕榈酸的总反响式为：8 CH3CO-SCoA + 7 ATP + 14 ( NAPH + H+ ) + 7 H2O CH3(CH2)14COOH + 8 CoA-SH + 7 ADP + 14 NADP+ + 7 Pi耗费能量：耗费能量：142.5+7=42 ATP从头合成过程的特点从头合成过程的特点: : 1. 1. 每循环一次每循环一次, ,碳链延伸两个碳碳链延伸两个碳原子原子. .因此脂肪酸碳链总是偶数因此脂肪酸碳

12、链总是偶数碳原子的碳原子的. . 2. CO22. CO2虽然参与合成丙二酸单酰虽然参与合成丙二酸单酰CoA,CoA,但后来又放出但后来又放出. .从头合成过程的特点从头合成过程的特点: : 3. ATP3. ATP由糖酵解过程提供由糖酵解过程提供. . 4. 4. 所需求的所需求的NADPHNADPH大部分来大部分来自磷酸戊糖途径自磷酸戊糖途径. .F NAPH的来源：大多数生物从头合成终产物为软脂酸，这是大多数生物从头合成终产物为软脂酸，这是由缩合酶对链长专注性所定的，该酶对由缩合酶对链长专注性所定的，该酶对C14C14酰酰基活性强，不接受基活性强，不接受C16C16酰基。酰基。脂肪酸从头

13、合成需求短的脂酰脂肪酸从头合成需求短的脂酰CoACoA作为引物，作为引物，主要引物为乙酰主要引物为乙酰CoACoA，丙酰丙酰CoACoA异丁酰异丁酰CoACoA也可作为引物，它们为也可作为引物，它们为引物可分别构成偶数碳脂肪酸奇数碳脂肪酸引物可分别构成偶数碳脂肪酸奇数碳脂肪酸和支链脂肪酸。和支链脂肪酸。 思索题？思索题？ 从乙酰从乙酰CoA合成合成1分子的软分子的软脂酸，需求多少脂酸，需求多少ATP？需？需求多少求多少NADPH？需求多少？需求多少乙酰乙酰CoA？ 见动画见动画 1(二二)饱饱和和脂脂肪肪酸酸的的延延伸伸及及去去饱饱和和 脂肪酸碳链的延伸书脂肪酸碳链的延伸书p196 底物：棕榈

14、酰底物：棕榈酰CoA、乙酰、乙酰CoA 复原力：复原力：NADPHFF 单不饱和脂肪酸的合成需求单不饱和脂肪酸的合成需求O2和和NADPH的的参与，不需求参与，不需求ACP。三三 脂肪合成的途径脂肪合成的途径第三节第三节 脂肪的分解代谢与转化脂肪的分解代谢与转化一、脂肪的水解一、脂肪的水解二、甘油的降解与转化二、甘油的降解与转化F磷酸二羟丙酮是糖酵解途径的一个中间产物，磷酸二羟丙酮是糖酵解途径的一个中间产物，它可以沿着糖酵解途径的逆过程合成葡萄糖及糖它可以沿着糖酵解途径的逆过程合成葡萄糖及糖原；原；F也可以沿着糖酵解正常途径构成丙酮酸，再进也可以沿着糖酵解正常途径构成丙酮酸，再进入三羧酸循环被

15、完全氧化。入三羧酸循环被完全氧化。甘油代谢甘油代谢部位部位:肝、肾、肠肝、肾、肠甘油甘油 -磷酸甘油磷酸甘油参与参与TG的合成的合成参与磷脂合成参与磷脂合成磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮生成糖生成糖糖分解糖分解甘油磷酸激酶甘油磷酸激酶ATP思索？思索？ 1mol 甘油完全氧化成甘油完全氧化成CO2和和H2O时净生成可生成多少时净生成可生成多少mol ATP？假设在细胞质生成假设在细胞质生成NADH都经过磷都经过磷酸甘油穿越进入线粒体酸甘油穿越进入线粒体(1.5-11.522.51016.5)；假设在细胞质生成假设在细胞质生成NADH都经过苹都经过苹果酸穿越进入线粒体。果酸穿越进入线粒体。1.52.5

16、22.51018.5) 三、脂肪酸降解与转化三、脂肪酸降解与转化氧化氧化 乙酰乙酰CoA 氧化氧化氧化氧化乙醛酸循环乙醛酸循环 糖糖 TCA ATP等等- 酮体酮体 合成脂肪酸合成脂肪酸 脂肪酸氧化方式有三种：脂肪酸氧化方式有三种：(一一)、脂肪酸的、脂肪酸的氧化氧化FF 是指脂肪酸在一系列酶作用下，在是指脂肪酸在一系列酶作用下，在-碳碳原子和原子和-碳原子之间发生断裂，碳原子之间发生断裂，碳原子被碳原子被氧化成酮基，然后裂解生成氧化成酮基，然后裂解生成2个碳原子的乙个碳原子的乙酰酰CoA和较原来少了两个碳原子的脂肪酸的和较原来少了两个碳原子的脂肪酸的过程。过程。FF 氧化在线粒体内进展，植物

17、还可以在氧化在线粒体内进展，植物还可以在乙醛酸体中进展。乙醛酸体中进展。1. 脂肪酸的活化脂肪酸的活化脂酰脂酰CoA的生成的生成 RCH2CH2CH2COOH + ATPRCH2CH2CH2COAMP + PPi脂酰CoA合成酶RCH2CH2CH2COAMP CoASHRCH2CH2CH2COSCoA + AMP2. 脂酰脂酰CoA进入线粒体进入线粒体肉毒碱穿越肉毒碱穿越 在肉碱参与下脂肪转入线粒体在肉碱参与下脂肪转入线粒体的简要过程的简要过程3. 氧化途径氧化途径FF 脂酰脂酰CoA在线粒体的基质中进展氧化分解。在线粒体的基质中进展氧化分解。每进展一次每进展一次-氧化，需求经过脱氢、水化、氧

18、化，需求经过脱氢、水化、再脱氢和硫解四步反响，同时释放出再脱氢和硫解四步反响，同时释放出1分子乙分子乙酰酰CoA。反响产物是比原来的脂酰。反响产物是比原来的脂酰CoA减少减少了了2个碳的新的脂酰个碳的新的脂酰CoA。如此反复进展，直。如此反复进展，直至脂酰至脂酰CoA全部变成乙酰全部变成乙酰CoA。氧化过程氧化过程 -RCH2CH2CH2COSCoAFADFADH2RCH2CCHHCOSCoA脂酰CoA脱氢酶 脱氢脱氢 水化水化RCH2CCHHCOSCoARCH2CHCHCOSCoAOHH2O烯脂酰CoA水合酶脂酰脂酰CoA , -反烯脂酰反烯脂酰CoA , -反烯脂酰反烯脂酰CoA -羟脂酰

19、羟脂酰CoA 再脱氢再脱氢 硫解硫解RCH2CHCHCOSCoAOHRCH2CCHCOSCoAO烯脂酰CoA脱氢酶NAD+NADH + H+ -羟脂酰羟脂酰CoA -酮脂酰酮脂酰CoARCH2CCH COSCoAORCH2COSCoACH3COSCoACoASH+硫解酶 -酮脂酰酮脂酰CoA乙酰乙酰CoA羟羟4. 能量计算能量计算FF 脂肪酸的完全氧化可以产生大量的能量。脂肪酸的完全氧化可以产生大量的能量。例如软脂酸含例如软脂酸含16碳经过碳经过7次次-氧化，可氧化，可以生成以生成8个乙酰个乙酰CoA，每一次，每一次-氧化，还将生氧化，还将生成成1分子分子FADH2和和1分子分子NADH。 C15H31COOH + 8 CoA-SH + ATP + 7 FAD + 7 NAD+ +7 H2O 8 CH3CO-SCoA + AMP +PPi+ 7 FADH2 + 7 NADH + 7 H+ 8 CH3CO-SCoA 108 80 ATP 7 FAD 1.5710.5 ATP 7 NADH + 7 H+ 2.5717.5 ATP活化耗费：活化耗费：-2个高能磷酸键个高能磷酸键净生成：净生成：108 - 2106 ATPFF 软脂酸熄灭热值为软脂酸熄灭热值为 9790 KJ能量利用率能量利用率1