北京大学生物化学(2)ppt课件

1、刘新文刘新文. 脂肪 (fat)：脂类 (lipid) 类脂 (lipoid):磷脂，糖脂，胆固醇， 胆固醇酯 O O CH2-O-C-R1 | R2-C-O-CH O | CH2-O-C-R3 .第一节 脂类的生理作用.第一节 脂类的生理作用第二节 脂类的消化和吸收第三节 甘油三酯的中间代谢一、甘油三脂的水解一、甘油三脂的水解二、脂肪酸的氧化二、脂肪酸的氧化三、酮体的生成和利用三、酮体的生成和利用四、甘油代谢四、甘油代谢 五、五、 脂肪酸的合成脂肪酸的合成六、甘油三脂的合成六、甘油三脂的合成 .第一节 脂类的生理作用第二节 脂类的消化和吸收第三节 甘油三酯的中间代谢第四节 磷脂的代谢一、磷脂

2、的合成二、磷脂的分解.第一节 脂类的生理作用第二节 脂类的消化和吸收第三节 甘油三酯的中间代谢第四节 磷脂的代谢第五节 胆固醇的代谢.1 g 脂肪：38 kJ 9kcal 1 g 葡萄糖：16.9kJ 4kcal 脂肪酸：1622碳 双数； 多数为16及18碳 饱和/不饱和=2 : 3硬脂酸18C：7 %软脂酸16C：25 %油酸 18:1：45.9 %亚油酸18:2：9.6 %87.5 % 一、 供能.二、构呵斥分 类脂：胆固醇，磷脂 三、生物活性物质 前列腺素，VD，性激素四、缓冲作用.第二节 脂类的消化和吸收 胰脂肪酶磷脂酶A2 胆固醇酯酶 辅脂酶小肠胰液 1.胆固醇酯： 胆固醇酯酶.2

3、. 短链24C 中链610C 脂肪酰甘油三酯 胰脂酶 辅脂酶 Ca2+ 短链 中链 脂肪酸 + 甘油3.长链脂肪酰甘油三酯 胆汁酸盐微团 乳化 Ca2+胰脂酶 辅脂酶 2-甘油一酯 长链脂肪酸 内质网 甘油三酯.乳糜微粒CM 淋巴 血液肝及全身磷脂，胆固醇载脂蛋白消化吸收妨碍：胆道阻塞胰腺功能受损肠道蠕动加快治疗：利胆补充胰酶供应中链脂肪酸.第三节 甘油三酯的中间代谢 triglyceride脂肪发动：甘油(glycerol)， 脂肪酸 ( free fatty acid, FFA)一、甘油三脂的水解一、甘油三脂的水解甘油三脂激素敏感脂肪酶甘油二脂 + FFA甘油 + 2 FFA脂肪酶.胰高血

4、糖素，肾上腺素， 去甲肾上腺素，ACTH胰岛素激素敏感脂肪酶激活：抑制：.二、脂肪酸的氧化二、脂肪酸的氧化1904年德国Knoop： 1-5C 苯脂酸 喂狗1941年德国Schoeuheimer: 氘标志硬脂酸 喂小鼠马尿酸CO-NH-CH2-COOHCH2 COOHCOOH苯乙尿酸CH2-CO-NH-CH2-COOH.一饱和脂肪酸的氧化1. 脂肪酸的活化 内质网，线粒体外膜RCOOH + CoASH + ATPRCO SCoA + AMP + PPi2. 脂酰CoA的转移 Mg2+脂酰CoA合成酶肉碱：羟三甲基氨基丁酸 carnitine CH3 |CH3-N+-CH2-CH-CH2-COO

5、H | | CH3 OH.线粒体外线粒体内膜线粒体内脂肪酸脂酰 SCoACoASH肉碱脂酰肉碱脂酰 SCoACoASH酶I酶II肉碱脂酰转移酶I： 限速酶肉碱：肝 赖氨酸； 肾肉碱脂酰转移酶II:脂酰CoA + 肉碱 CoASH + 脂酰肉碱.3. 脂肪酸的 氧化 -oxidation线粒体RCH2-CH2-CH2-CO SCoARCH2CH=CH-CO SCoA脂酰CoA脱氢酶 FADFADH2 RCH2-C-CH2-CO SCoA | O 羟脂酰 CoA脱氢酶NAD+NADH + H+H2O烯酰CoA水合酶RCH2-CH-CH2-CO SCoA | OH脂酰CoA硫解酶CoASHRCH2-

6、CO SCoA + CH3-CO SCoA继续氧化.5. 能量的生成软脂酸CH3-(CH2)14-COOH + 23O2 16CO2 + 16H2O + 2340 kcal/mol4.乙酰CoA的彻底氧化活化： -2 ATP7次氧化： 5 X 7 = 35 ATP8个乙酰CoA：12 X 8 = 96 ATP129 ATP.1 mol 高能磷酸键： 7.3 kcal 7.3 kcal 129 = 940 kcal软脂酸 葡萄糖 1 mol129 mol ATP 38 mol ATP 100 g50.4 mol ATP 21.1 mol ATP能量利用率40.2 % 40.4 % 940能量利用

7、率 = 100 % = 40.2 % 2340调理：脂酰肉碱抑制丙酮酸脱氢酶系的活性.二奇数碳原子脂肪酸的氧化：三不饱和脂肪酸的氧化天然不饱和脂肪酸多为顺式异构酶丙酰CoA CH3-CH2-CO SCoA 琥珀酰CoACCH3CHH2CCO-SCoAHCCCO-SCoAH2CHHH3C.三、酮体的生成和利用三、酮体的生成和利用酮体 ketone bodies: 肝合成 血： 70 mg %)，酮症酸中毒.四、甘油代谢四、甘油代谢 glycerol 肝、肾、肠 甘油磷酸激酶ATPADPCH2-OH |CH-OH |CH2-OH1.2.CH2-OH |CH-OH |CH2-O- P +NAD+CH

8、2-OH |C=O |CH2-O- P +NADH + H+糖 3磷酸甘油脱氢酶TCACH2-OH |CH-OH |CH2-O- P .五五. 脂肪酸的合成脂肪酸的合成部位: 肝, 脑, 肺, 乳腺, 脂肪组织 胞液(一饱和脂肪酸的合成原料: CH3CO SCoA柠檬酸-丙酮酸穿越 citrate pyruvate cycle1. 运出线粒体: CH3COSCoA. CH3COSCoACoASH柠檬酸草酰乙酸丙酮酸丙酮酸草酰乙酸柠檬酸苹果酸苹果酸线粒体胞液载体CoASH CH3COSCoAATPADP + Pi载体NADH + H+NAD+NADH + H+NAD+苹果酸脱氢酶载体丙酮酸羧化酶

9、ATPADP + Pi CO2NADP+NADPH + H+苹果酸酶CO2丙酮酸苹果酸NADP+ NADPH + H+苹果酸酶CO2.2. 丙二酸单酰CoA的合成乙酰CoA羧化酶生物素HOOC-CH2-CO SCoA + ADP + PiCH3-CO SCoA + HCO3- + ATP乙酰CoA羧化酶: 限速酶 解聚: 无活性多聚体: 有活性柠檬酸: 促进长链脂肪酰CoA: 抑制.3. 软脂酸的合成 大肠杆菌 CH3CO SCoA + 7 HOOC-CH2-CO SCoA脂肪酸合成酶复合体14NADPH + H+14NADP+CH3-(CH2)14-COOH + 7CO2 + 8CoASH

10、+ 6H2O脂肪酸合成酶复合体: 脂酰基载体蛋白 acyl carrier protein, ACP辅基: 4-磷酸泛酰氨基乙硫醇 O CH3 O O | | | |Ser36O-P-O-CH2-C-CHOH-C-NH-CH2-CH2-C-NHCH2-CH2-SH | | OH CH3 泛酸 氨基乙硫醇.1. 乙酰基转移酶2. 丙二酰基转移酶3. 酮脂酰合酶4. 酮脂酰复原酶5. 羟脂酰脱水酶6. 烯酰复原酶7. 硫脂酶.合成过程： 转移 缩合 复原 硫解加氢脱水再加氢.(二脂肪酸碳链的延伸1. 内质网酶体系 O O | |R-CH2-CSCoA + HOOC-CH2-CSCoA O O |

11、|R-CH2-C-CH2-CSCoA加氢NADPH + H+NADP+ OH O | |R-CH2-CH-CH2-CSCoA缩合 O |R-CH2-CH=CH-CSCoA脱水H2O加氢NADPH + H+NADP+ O |R-CH2-CH2-CH2-CSCoA.2. 线粒体酶体系乙酰CoA供应二碳单位(三) 不饱和脂肪酸的合成内质网: 去饱和酶亚油酸(18:2, 9,12)亚麻酸(18:3, 9,12,15)花生四烯酸(20:4, 5,8,11,14)硬脂酸 油酸( 18:1, 9 ) 软脂酸 软油酸 (16:1, 9 )必需脂肪酸 Essential fatty acid.(四) 脂肪酸合成

12、的调理限速酶: 乙酰CoA羧化酶1. 代谢物的调理饥饿,禁食 脂肪发动 高脂膳食脂酰CoA 乙酰CoA羧化酶 高糖膳食ATP异柠檬酸脱氢酶柠檬酸堆积乙酰CoA羧化酶 .2. 激素的调理胰岛素: 诱导乙酰CoA羧化酶 , 脂肪酸合酶, 柠檬酸裂解酶脂肪酸合成胰高血糖素, 生长素, 肾上腺素乙酰CoA羧化酶 P , 活性 脂肪酸合成.3. 脂肪酸的合成与分解合成: 丙二酰CoA 抑制分解: 肉碱脂酰转移酶.六、甘油三脂的合成六、甘油三脂的合成 triglyceride1. 肝细胞CH2-OH |CH-OH |CH2-O- P2RCOSCoA2CoASH脂酰转移酶 O O CH2-O-C-R1 |

13、R2-C-O-CH | CH2- P 磷酸酶Pi RCOSCoACoASH脂酰转移酶 甘油磷酸激酶ATPADPCH2-OH |CH-OH |CH2-OH O O CH2-O-C-R1 | R2-C-O-CH | CH2- OH O O CH2-O-C-R1 | R2-C-O-CH O | | CH2-O-C-R3 .CH2-OH |C=O |CH2-O- P CH2-OH |CH-OH |CH2-O- P 甘油三脂2. 脂肪组织CH2-OH |C=O |CH2-O- P CH2-OH |CH-OH |CH2-O- P 甘油三脂.2RCOSCoA 2CoASH脂酰转移酶3. 肠粘膜细胞 O CH

14、2-OH | R2-C-O-CH | CH2-OH O O CH2-O-C-R1 | R2-C-O-CH O | | CH2-O-C-R3 .甘油磷脂 O O CH2-O-C-R1 | R2-C-O-CH | CH2- P -X .第四节 磷脂的代谢 phospholipid构成细胞膜脂类运输甘油磷脂卵磷脂 (ecithin) 脑磷脂 (cephalin) 磷脂酰胆碱 (phosphstidyl choline, PC)磷脂酰乙醇胺 (phosphatidyl ethanolamine, PE)磷脂酰丝氨酸 (phosphatidyl serine, PS)磷脂酰肌醇 (phosphatidy

15、l inositol, PI)心磷脂 (cardiolipin)磷脂酰甘油 phosphatidyl glycerol, PG).PC: X= HO-CH2-CH2-N+-(CH3)3甘油磷脂 O O CH2-O-C-R1 | R2-C-O-CH | CH2- P -X .PE: X=HO-CH2-CH2-NH2甘油磷脂 O O CH2-O-C-R1 | R2-C-O-CH | CH2- P -X .PS: X= HO-CH2-CH-COOH | NH2甘油磷脂 O O CH2-O-C-R1 | R2-C-O-CH | CH2- P -X .PI: X = 甘油磷脂123456 O O CH2

16、-O-C-R1 | R2-C-O-CH | CH2- P -X . CH2-OH |PG: X = CH-OH | CH2-OH 甘油磷脂 O O CH2-O-C-R1 | R2-C-O-CH | CH2- P -X .心磷脂：X = PG O O | O CH2-O-C-R1 CH2 O-C - R3 | |R2-C-O-CH O OH O CH O-C - R4 | | | | | | CH2-O-P-O-CH2-CH-CH2-O-P-O- CH2 O | | OH OH甘油磷脂 O O CH2-O-C-R1 | R2-C-O-CH | CH2- P -X .一、甘油磷脂的合成(一卵磷脂

17、脑磷脂 磷脂酰丝氨酸 COOH|CHNH2|CH2OHCH2NH2 |CH2OH +CH2-N(CH3)3 |CH2OHCO23 (S腺苷蛋氨酸) CH3-S-AR | CH2 | CH2 | CH-NH2 | COOHCH2NH2 |CH2O- P +CH2-N(CH3)3 |CH2O- PATPADPCDP-乙醇胺CDP-胆碱CTPPPi.磷酸酶PiCDP-乙醇胺CMP磷酸乙醇胺转移酶CDP-胆碱CMP磷酸胆碱 转移酶3 (S腺苷蛋氨酸) O O CH2-O-C-R1 | R2-C-O-CH | CH2- P O O CH2-O-C-R1 | R2-C-O-CH | CH2- OH O O

18、 CH2-O-C-R1 | R2-C-O-CH | CH2- P - 乙醇胺 O O CH2-O-C-R1 | R2-C-O-CH | CH2- P - 胆碱 .丝氨酸乙醇胺(二磷脂酰肌醇 心磷脂CDP-甘油二脂CTPPPiCTP 磷脂酸胞苷酸转移酶 O O CH2-O-C-R1 | R2-C-O-CH | CH2- P - 乙醇胺 O O CH2-O-C-R1 | R2-C-O-CH | CH2- P O O CH2-O-C-R1 | R2-C-O-CH | CH2- P - 丝氨酸 .CDP-甘油二脂磷脂酰甘油3磷酸3 P 甘油CMP磷脂酰甘油PGH2OPi.CDP-甘油二脂3 P 甘油C

19、MP 磷脂酰甘油3磷酸磷脂酰甘油(PG)H2OPi磷脂酰肌醇(PI)肌醇CMP磷脂酰甘油CMP 心磷脂(二磷脂酰甘油).PI O O CH2-O-C-R1 | R2-C-O-CH O | | CH2-O-P-OH | O 磷脂酰肌醇激酶2ATP2ADPO PO P O O CH2-O-C-R1 | R2-C-O-CH O | | CH2-O-P-OH | O PIP2O PO PP O IP3 O O CH2-O-C-R1 | R2-C-O-CH | CH2- OH DAG磷脂酶C.二、甘油磷脂的分解A1A2 O O CH2 O C R1 | R2 C O CH O | | CH2 O P O

20、 X | OHCD 小肠: 水解磷脂,协助吸收 细胞: 降解磷脂, 新陈代谢产生第二信使: IP3, DAG 等磷脂酶A2: 溶血磷脂.第五节 胆固醇的代谢 cholesterolHO甾体胆固醇.一、胆固醇的合成1. 合成原料1940年 Bloch 同位素标志: CH3COOH 喂大鼠胆固醇被标志乙酰CoA2. 合成部位 主要: 肝 70 80 % 其它: 小肠,肾上腺皮质, 卵巢, 睾丸等 胞液及内质网.3. 合成过程CH3-CO-CH2-CO SCoACoASH2 CH3-CO SCoA CH3-CO SCoAHMGCoA 合酶CoASH CH3 |HOOC-CH2-C-CH2-COSCo

21、A | OH CH3 |HOOC-CH2-C-CH2-CH2-OH | OH CH3 |CH3-C=CH-CH2-O- P - P6X鲨烯 C30羊毛固醇 C30环胆固醇 C27HMGCoA 复原酶2 NADPH + H+2 NADP+.HMG CoA复原酶: 限速酶外源性胆固醇内源性胆固醇合成外源性胆固醇内源性胆固醇合成代谢物 激素胰岛素 胆固醇合成胰高血糖素, 皮质醇 胆固醇合成甲状腺素胆固醇合成胆固醇转变为胆汁酸血胆固醇.二、胆固醇的转变1. 血浆中: 卵磷脂胆固醇脂肪酰基转移酶 lecithin-cholesterol acyl transferase, LCAT O O CH2-C-

22、O-R1 | R2-C-O-CH | CH2- P - 胆碱 胆固醇胆固醇酯溶血卵磷脂LCAT.2. 组织中脂酰CoA胆固醇脂酰转移酶acyl CoA : choesterol acyl transferase, ACAT3. 生物活性物质 肾上腺皮质： 肾上腺皮质激素 性腺：雌激素，雄激素 皮肤：VD3.第六节 血浆脂蛋白的代谢 lipoprotein一、血脂含量不很稳定包括：甘油三脂，磷脂，总胆固醇，游离脂肪酸二、血浆脂蛋白分类1. 密度法： 乳糜微粒 chylomicron, CM 极低密度脂蛋白 very low density lipoprotein, VLDL.低密度脂蛋白 low density lipoprotein, LDL 高密度脂蛋白 high density