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文档简介
1、学习目的与要求:学习目的与要求:1.1.脂肪酸的脂肪酸的氧化氧化2.2.酮体的生成与利用酮体的生成与利用3.3.脂肪酸的合成脂肪酸的合成4.4.磷脂代谢磷脂代谢5.5.胆固醇代谢胆固醇代谢 脂脂 类类 代代 谢谢脂类是脂类是脂肪脂肪和和类脂类脂的总称,它是脂肪酸与的总称,它是脂肪酸与醇作用生成的醇作用生成的酯及其衍生物酯及其衍生物,统称为脂质,统称为脂质或脂类,是动物和植物体的重要组成成分。或脂类,是动物和植物体的重要组成成分。脂类是广泛存在与自然界的一大类物质,脂类是广泛存在与自然界的一大类物质,它们的化学组成、结构、理化性质以及生它们的化学组成、结构、理化性质以及生物功能存在着很大的差异,
2、但它们都有一物功能存在着很大的差异,但它们都有一个个共同的特性共同的特性,即可用非极性有机溶剂从,即可用非极性有机溶剂从细胞和组织中提取出来。细胞和组织中提取出来。一一. .脂类的概念脂类的概念, ,种类及功能种类及功能( (一一).).脂类的概念脂类的概念( (二二) )种种 类类卵磷脂,脑磷脂,心磷脂卵磷脂,脑磷脂,心磷脂肌醇磷脂,丝氨酸磷脂肌醇磷脂,丝氨酸磷脂脂肪脂肪 真脂或中性脂肪(甘油三酯)真脂或中性脂肪(甘油三酯) 磷脂磷脂糖脂糖脂异戊二烯酯异戊二烯酯甾醇甾醇萜类萜类甘油磷脂甘油磷脂鞘氨醇磷脂鞘氨醇磷脂蜡蜡(高级脂肪酸与高级醇脂)高级脂肪酸与高级醇脂)类脂类脂( (三三). ).
3、脂类的功能脂类的功能1.1.贮藏能量的物质贮藏能量的物质脂肪是机体内代谢燃料的贮存形式,它在体内氧化可释放脂肪是机体内代谢燃料的贮存形式,它在体内氧化可释放大量能量以供机体利用,脂肪氧化提供大量能量以供机体利用,脂肪氧化提供9.3K9.3K卡卡/g/g(糖(糖4.1K4.1K卡卡/g, /g, 蛋白质蛋白质5.6K5.6K卡卡/g,)/g,),人体,人体40%40%的能量来自脂肪氧化。的能量来自脂肪氧化。2.2.提供营养的物质提供营养的物质(1 1)必需脂肪酸)必需脂肪酸 亚油酸亚油酸 1818碳脂肪酸,含两个不饱和键;碳脂肪酸,含两个不饱和键; 亚麻酸亚麻酸 1818碳脂肪酸,含三个不饱和键
4、;碳脂肪酸,含三个不饱和键; 花生四烯酸花生四烯酸 2020碳脂肪酸,含四个不饱和键;碳脂肪酸,含四个不饱和键;(2 2)生物活性物质)生物活性物质 激素、胆固醇、维生素等。激素、胆固醇、维生素等。3.3.生物体结构物质生物体结构物质(1 1)作为细胞膜的主要成分)作为细胞膜的主要成分 几乎细胞所含的磷几乎细胞所含的磷脂都集中在生物膜中,是生物膜结构的基本组成成脂都集中在生物膜中,是生物膜结构的基本组成成分。分。(2 2)保护作用)保护作用 脂肪组织较为柔软,存在于各重脂肪组织较为柔软,存在于各重要的器官组织之间,使器官之间减少摩擦,对器官要的器官组织之间,使器官之间减少摩擦,对器官起保护作用
5、。起保护作用。4.4.药用物质药用物质卵磷脂、脑磷脂可用于肝病、神经衰弱及动脉粥样卵磷脂、脑磷脂可用于肝病、神经衰弱及动脉粥样硬化的治疗等。硬化的治疗等。脂脂 肪酶肪酶脂脂 肪酶肪酶脂脂 肪酶肪酶脂肪酸甘油甘油一酯甘油二酯甘油三酯脂酶脂酶二二. . 脂肪的消化脂肪的消化, ,吸收吸收, ,储存和动用储存和动用1.1.脂肪的消化脂肪的消化2. 脂肪的脂肪的吸收吸收在动物和人体中在动物和人体中, ,小肠既能吸收小肠既能吸收完全水解完全水解的脂肪的脂肪, ,也能也能吸收吸收部分水解部分水解或者或者未经水解未经水解的脂肪的脂肪. .吸收后吸收后, ,大多由大多由淋淋巴系统巴系统进入血液循环进入血液循环
6、, ,一小部分直接经一小部分直接经肝门静脉肝门静脉进肝脏。进肝脏。未被吸收未被吸收的脂肪进入大肠被细菌分解的脂肪进入大肠被细菌分解. .完全水解完全水解后生成的后生成的甘油甘油可以和水溶物一起被肠黏膜吸可以和水溶物一起被肠黏膜吸收收. .而而脂肪酸脂肪酸需与需与胆汁胆汁按比例结合成可溶于水的复合物按比例结合成可溶于水的复合物被吸收被吸收. .而而单脂酰甘油单脂酰甘油和和二脂酰甘油二脂酰甘油可直接被吸收后再可直接被吸收后再合成脂肪合成脂肪通过通过淋巴系统淋巴系统进入血液循环进入血液循环. .未被水解的脂肪未被水解的脂肪也能直接被吸收也能直接被吸收. .但需高度乳化为脂肪微粒但需高度乳化为脂肪微粒
7、. . 名称名称 密度密度 颗粒大小颗粒大小 核心脂点核心脂点 功能功能乳糜微粒乳糜微粒 0.96 80-500nm 甘油三脂(食)甘油三脂(食) 转运外源脂转运外源脂极低密度脂蛋白极低密度脂蛋白 0.96-1.006 25-80 内源甘油三脂内源甘油三脂 转运内源甘脂转运内源甘脂低密度脂蛋白低密度脂蛋白 1.006-1.063 20-25 内源性固醇脂内源性固醇脂 转运内源固醇脂转运内源固醇脂高密度脂蛋白高密度脂蛋白 1.063-1.210 5-20 内源性固醇内源性固醇/磷脂磷脂 内源性固醇内源性固醇/磷脂磷脂3.3.血血脂脂 血液为运输脂质的要道血液为运输脂质的要道. .血浆中所含的脂质
8、统称为血浆中所含的脂质统称为血脂血脂. .主要有主要有: :甘油脂(单、二、三、酰甘油)、磷脂、胆固醇及甘油脂(单、二、三、酰甘油)、磷脂、胆固醇及固醇脂和游离的脂肪酸。固醇脂和游离的脂肪酸。 血脂血脂含量含量不如血糖恒定,随膳食条件和各种生理条件的影不如血糖恒定,随膳食条件和各种生理条件的影响血脂的含量和成分均有一定变化。响血脂的含量和成分均有一定变化。 血浆中的脂类并非以游离状态血浆中的脂类并非以游离状态存在存在,常以,常以脂蛋白脂蛋白的形式的形式存在(蛋白质部分称为载脂蛋白)。脂蛋白是运输和储存脂存在(蛋白质部分称为载脂蛋白)。脂蛋白是运输和储存脂的主要形式,不同的脂蛋白运输的脂类不同。
9、的主要形式,不同的脂蛋白运输的脂类不同。一一. .甘油的分解与转化甘油的分解与转化PP氨基酸氨基酸, ,脂肪脂肪ATP +ATP +激酶激酶( (一一).).脂肪酸的脂肪酸的-氧化氧化1. -1. -氧化氧化的概念的概念二二. . 脂肪酸的分解脂肪酸的分解(2 2)脂酰)脂酰CoACoA进入线粒体进入线粒体- - 肉毒碱穿梭肉毒碱穿梭脂肪酸活化在脂肪酸活化在细胞液细胞液中进行,而催化脂肪酸氧化的酶中进行,而催化脂肪酸氧化的酶系是在系是在线粒体基质线粒体基质内,因此活化的脂酰内,因此活化的脂酰CoACoA必须进入必须进入线粒体内才能代谢。短链线粒体内才能代谢。短链脂酰脂酰CoACoA很容易渗透进
10、线粒很容易渗透进线粒体内膜,但长链体内膜,但长链( (十碳以上长链十碳以上长链) )脂酰脂酰CoACoA需要特殊的需要特殊的转运机制才能进入,这个机制就是长链脂酰转运机制才能进入,这个机制就是长链脂酰CoACoA需要需要要与要与肉肉( (毒毒) )碱碱分子结合。分子结合。E1E1E2E2A.FADA.FADB. B. 加水加水RCH2CH2CH2COSCoAFADFADH2RCH2CCHHCOSCoA脂酰CoA脱氢酶RC H2C CHHCOSC oARC H2C H C H COSC oAO HH2O烯脂酰CoA水合酶 2(3 3)脂肪酸的)脂肪酸的氧化过程氧化过程CHCH2 2RCH2CH
11、CH COSCoAOHRCH2C CH COSCoAO烯脂酰CoA脱氢酶NAD+NADH + H+羟羟CHCH2 2RC H2C C H COSC oAORC H2COSC oA C H3COSC oAC oA SH+硫解酶CHCH2 21.CH3CH2COSCoACH3CHCOSCoA COOH生物素生物素ATPCO2ADPPi例例:C17CH3(CH2)15COSCOACH3CH2COSCoA7CH3COSCoA+7 7次次奇数饱和碳原子脂肪酸经过多次奇数饱和碳原子脂肪酸经过多次-氧化后氧化后, ,余下余下一分子三碳化合物一分子三碳化合物-丙酰丙酰CoACoA. .3.3.奇数饱和碳原子脂
12、肪酸的氧化奇数饱和碳原子脂肪酸的氧化3.琥珀酸辅酶琥珀酸辅酶A A三羧酸循环三羧酸循环4.彻底氧化彻底氧化琥珀酸辅酶琥珀酸辅酶A A草酰乙酸草酰乙酸丙酮酸丙酮酸2.CH2COSCoACH2COOHCH3CHCOSCoA COOH变位酶变位酶辅酶辅酶B12(钴胺素)(钴胺素)琥珀酸辅酶琥珀酸辅酶A A顺顺-3,43,4-C-C1212烯酰烯酰反反-2,32,3-C-C1212烯酰烯酰D-D-羟羟-C-C1212烯酰烯酰L-L-羟羟-C-C1212烯酰烯酰CHCH3 3(CHCH2 2)7 7-CH=CH-CH=CH-(CHCH2 2)7 7COSCoACOSCoACHCH3 3(CHCH2 2)
13、7 7-CH=CH-CH-CH=CH-CH2 2-COSCoA-COSCoACHCH3 3(CHCH2 2)8 8-CH=CH-COSCoA-CH=CH-COSCoACHCH3 3(CHCH2 2)8 8-CH-CH-CH-CH2 2COSCoACOSCoA OH OH OHOHCHCH3 3(CHCH2 2)8 8-CH-CH-CH-CH2 2COSCoACOSCoA 6CH6CH3 3COSCoACOSCoA3 3次次3CH3CH3 3COSCoACOSCoA5 5次次烯脂酰烯脂酰COACOA异构酶异构酶水合酶水合酶H H2 2O O异构异构酶酶4.4.不饱和脂肪酸不饱和脂肪酸的的-氧化氧
14、化油酸油酸32+90-1=121ATP32+90-1=121ATP(二)(二). .脂肪酸脂肪酸的的-氧化生理意义氧化生理意义 以以C C18 18 -氧化氧化:8:8* *(2.5+1.5)=32(2.5+1.5)=321.1.提供能量:提供能量:3. 活化时活化时, ,消耗消耗2ATP,2ATP,净产生净产生119ATP119ATP三三. . 酮体代谢酮体代谢1. 酮体的概念酮体的概念 乙酰乙酰CoACoA进入进入TCATCA循环最终氧化生成二氧化碳和循环最终氧化生成二氧化碳和水以及大量的水以及大量的ATPATP。 乙酰乙酰CoACoA生成酮体参与代谢(动物体内),脂生成酮体参与代谢(动物
15、体内),脂肪酸肪酸氧化产生的乙酰氧化产生的乙酰CoACoA,在,在肌肉细胞中肌肉细胞中可进可进入入TCATCA循环进行彻底氧化分解;但在循环进行彻底氧化分解;但在肝脏肝脏中还有中还有另外一条去路,即形成另外一条去路,即形成乙酰乙酸乙酰乙酸、D-D-羟丁酸羟丁酸和和丙酮丙酮,这三者统称为,这三者统称为酮体酮体。 2.2.酮体的生成酮体的生成 OHCH3CHCH2COOH OCH3CCH2COOH OCH3CCH2COSCOA 2 CH3COSCOANAD+ NADH+H+呼出呼出3.3.酮体的分解酮体的分解肝脏肝脏是生成酮体的器官,但不能使酮体进一步氧化分解,是生成酮体的器官,但不能使酮体进一步
16、氧化分解,而是采用酮体的形式将乙酰而是采用酮体的形式将乙酰CoACoA经血液运送到肝外组织,经血液运送到肝外组织,作为它们的能源,尤其是作为它们的能源,尤其是肾、心肌、脑肾、心肌、脑等组织中主要以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酮体为燃料分子。在这些细胞中,酮体进一步分解成乙酰酰CoACoA参加三羧酸循环。参加三羧酸循环。1.1.由糖代谢中间产物合成由糖代谢中间产物合成2. 2. 由食物中的甘油合成由食物中的甘油合成CH2OHCOCH2OPCH2OHCHOHCH2OP -磷酸甘油脱氢酶磷酸甘油脱氢酶NADH+H+ NAD+CH2OHCHOHCH2OHCH2OHCH
17、OHCH2OP磷酸甘油激酶磷酸甘油激酶ATP ADP合成脂肪的直接原料是合成脂肪的直接原料是-磷酸甘油和脂酰磷酸甘油和脂酰CoACoA。一一. -. -磷酸甘油的生成磷酸甘油的生成乙酰乙酰CoACoA草酰乙酸草酰乙酸草酰乙酸草酰乙酸苹果酸苹果酸乙酰乙酰CoACoAATP+HSCoAATP+HSCoA脂肪酸的生物合成是由脂肪酸的生物合成是由细胞液细胞液系统系统, ,线粒体线粒体及及微微粒体粒体系统进行合成系统进行合成. .( (一一).).细胞液系统细胞液系统(C(C1616) )二二. . 脂肪酸的生物合成脂肪酸的生物合成细胞液系统合成脂肪酸是脂肪酸合成的主要途细胞液系统合成脂肪酸是脂肪酸合成
18、的主要途径径, ,从二碳单位进行合成从二碳单位进行合成, ,故称为故称为从无到有途径从无到有途径. .1.1.乙酰乙酰CoACoA转出转出Glu草酰乙酸草酰乙酸乙酰乙酰CoA草酰乙酸草酰乙酸-乙酰乙酰CoA-肉毒碱肉毒碱乙酰乙酰CoA乙酰乙酰CoAHSCoAHSCoA肉毒碱肉毒碱乙酰乙酰肉毒碱肉毒碱乙酸乙酸2.2.原料的准备原料的准备丙二酸单酰丙二酸单酰CoACoA生成生成3.CH3COSCoA + HSACPCH3CO-S-ACP + HSCoAAT转转酰基酶酰基酶HOOC-CH2CO-S-ACP + HSCoAHOOC-CH2-COSCoA + HSACPMT转转酰基酶酰基酶丙二酸单酰丙二
19、酸单酰CoACoACH3COSCoAHOOCCH2COSCoAATP ADPH2O CO2 Pi生物素生物素酰基载体蛋白酰基载体蛋白精英精英P1189P1189 KS合成酶合成酶-酮丁酮丁酰酰ACPACPKR还原酶还原酶D-D-羟丁羟丁酰酰ACPACP反反-.-.-烯丁烯丁酰酰ACPACP丁酰丁酰ACPACPHD脱水酶脱水酶ER还原酶还原酶NADPH NADPNADPH NADP+ +NADPH NADPNADPH NADP+ +H2O 精英精英P1190P1190(二)(二). . 线粒体和微粒体系统线粒体和微粒体系统细胞液系统合成脂肪酸是细胞液系统合成脂肪酸是C C1616的脂肪酸的脂肪酸
20、, ,脂肪酸的延长是线脂肪酸的延长是线粒体和微粒体中进行粒体和微粒体中进行. .生物体内有两种不同的酶系可以催生物体内有两种不同的酶系可以催的延长的延长, ,一是一是线粒体线粒体中的中的延长酶系延长酶系,另一个是,另一个是粗面内质网粗面内质网中的延长酶系中的延长酶系。1.1.线粒体脂肪酸延长酶系线粒体脂肪酸延长酶系以乙酰以乙酰CoACoA为为C C2 2供体,不需要酰基载体,由软脂酰供体,不需要酰基载体,由软脂酰CoACoA与与乙酰乙酰CoACoA直接缩合直接缩合, ,脂肪酸脂肪酸-氧化的逆过程氧化的逆过程。2.2.内质网脂肪酸延长酶系内质网脂肪酸延长酶系用丙二酸单酰用丙二酸单酰CoACoA作
21、为作为C C2 2的供体,的供体,NADPHNADPH作作为为H H的供体,的供体,中间过程和脂肪酸合成酶系的催化过程相同。中间过程和脂肪酸合成酶系的催化过程相同。 (三)(三). .不饱和脂肪酸的合成不饱和脂肪酸的合成人体内含有的不饱和脂肪酸主要有人体内含有的不饱和脂肪酸主要有: :棕榈油酸(棕榈油酸(16C16C,一个不饱和键)、,一个不饱和键)、油酸(油酸(18C18C,一个不饱和键)、,一个不饱和键)、亚油酸亚油酸(18C18C,两个不饱和键)、,两个不饱和键)、亚麻酸亚麻酸(18C18C,三个不饱和键),三个不饱和键)花生四烯酸花生四烯酸(20C20C,四个不饱和键)等,四个不饱和键
22、)等,前两种单不饱和脂肪酸可由人体自己合成,后三种为多不前两种单不饱和脂肪酸可由人体自己合成,后三种为多不饱和脂肪酸,必须从食物中摄取,因为饱和脂肪酸,必须从食物中摄取,因为哺乳动物体内没有哺乳动物体内没有9 9以上的去饱和酶。以上的去饱和酶。 不饱和脂肪酸中的不饱和键由不饱和脂肪酸中的不饱和键由去饱和酶去饱和酶催化形成。催化形成。+ 2R-COSCoA脂酰转移酶脂酰转移酶脂酰转移酶脂酰转移酶磷酸酯酶磷酸酯酶R-COSCoAR-COSCoAPi2HSCoA2HSCoACH2OHCHOHCH2O-PCH2O-CORCHO-CORCH2O-CORCH2O-CORCHO-CORCH2O-PCH2O-
23、CORCHO-CORCH2OH三三. . 三脂酰甘油的合成三脂酰甘油的合成1. 1. 酶系部位酶系部位 线粒体线粒体 细胞质细胞质2. 2. 酰基载体酰基载体 HSCoAHSCoA HSACP HSACP3. 3. 断裂断裂/ /缩合单位缩合单位 乙酰乙酰CoACoA 丙二酰丙二酰CoACoA4. 4. 辅酶辅酶 FAD,NAD NADPFAD,NAD NADP5. 5. 穿梭方式穿梭方式 肉毒碱肉毒碱 柠檬酸柠檬酸 6. 6. 中间物构型中间物构型 L L 型型 D D 型型 7. CO7. CO2 2的需求的需求 不需不需 需需8. 8. 能量的需求能量的需求 放能放能 耗能耗能第四节第四
24、节 磷脂代谢磷脂代谢一一. . 磷脂的分解代谢磷脂的分解代谢( (一一). ). 磷脂的水解磷脂的水解 CH2O COR1 R2CO OCH O OH CH2O P O-CH2CH2N(CH3)3 OH1234磷脂酶磷脂酶A:A:凡是作用于磷脂中一个脂肪酰基的酶统称为磷脂酶凡是作用于磷脂中一个脂肪酰基的酶统称为磷脂酶A(A(溶血溶血作用作用)A)A1 1-1, A-1, A2 2 -2(-2(蜂毒蜂毒, ,蛇毒蛇毒, ,蜥毒蜥毒, ,某些细菌,动物中酶原某些细菌,动物中酶原) )磷脂酶磷脂酶B: AB: A1 1与与A A2 2的混合物。既作用于的混合物。既作用于A A1 1的产物的产物; ;
25、又作用于又作用于A A2 2的产物。的产物。B B酶作用产物为甘油磷酸胆碱(胺)酶作用产物为甘油磷酸胆碱(胺)磷脂酶磷脂酶C C: 微生物,蛇毒,动物脑中。水解键微生物,蛇毒,动物脑中。水解键-3-3磷脂酶磷脂酶D D:高等植物中,作用于键:高等植物中,作用于键-4-4(二)(二). .不同生物磷脂的分解途径不同生物磷脂的分解途径磷脂酰胆碱磷脂酰胆碱2-2-脂酰脂酰-GPC-GPC1-1-脂酰脂酰-GPC-GPCGPCGPCGP甘油甘油磷酸胆碱磷酸胆碱胆碱胆碱磷酸二脂酰甘油磷酸二脂酰甘油1,2-1,2-二脂酰甘油二脂酰甘油脂肪酸脂肪酸1,2-1,2-二脂酰甘油二脂酰甘油酶酶C C酶酶A A1 1酶酶A A2 2酶酶D D动物动物细菌细菌植物植物胆碱胆碱PiPiPiPiPi脂肪酸脂肪酸脂肪酸脂肪酸酶酶A A2 2/B/B酶酶A A1 1/B/B胆碱胆碱GPC二酯酶二酯酶磷酸酯酶磷酸酯酶磷酸酯酶磷酸酯酶磷脂酸磷酸酶磷脂酸磷酸酶脂肪酶脂肪酶(一)胆胺与胆碱的生成(一)胆胺与胆碱的生成丝氨酸丝氨酸HOCH2CHCOOH NH2HOCH2CH2NH 2 HOCH2CH2NH2 HOCH2CH2N+(CH3)3 CO2脱羧酶脱羧酶甲基化甲基化S-腺苷腺苷-Met胆胺胆胺胆碱胆碱二二. . 磷脂的合成代谢磷脂的合成代谢(二)磷酸胆胺与磷酸胆碱的生成(二)磷酸胆胺与磷酸胆碱的生
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