基础生物化学第7章

基础生物化学第7章第1页/共64页目录第一节生物体内的脂类第二节脂肪的分解代谢第三节脂肪的生物合成第四节乙醛酸循环第五节磷脂和糖脂的代谢第六节胆固醇的代谢第2页/共64页生物体内的脂类脂类单纯脂类复合脂类非皂化脂类酰基甘油酯蜡磷脂糖脂、硫脂萜类甾醇类含有脂肪酸不含脂肪酸第3页/共64页单纯脂类

1.概念单纯脂类是由脂肪酸和醇形成的酯2.种类(2)蜡（1）酰基甘油酯第4页/共64页酰基甘油酯COR1COR2COR3第5页/共64页复合脂类1.概念2.种类复合脂是指除脂肪酸与醇组成的酯外,分子内还含有其它成分的脂类。(1)磷脂(2)糖脂和硫脂第6页/共64页磷脂酰胆碱

磷脂酸磷脂酰乙醇胺磷脂酰肌醇磷脂酰丝氨酸磷脂酰甘油第7页/共64页几种糖脂和硫酯2,3-双酰基-1--D-吡喃-D-甘油6-亚硫酸-6-脱氧--葡萄糖甘油二酯(硫酯)2,3-双酰基-1-(-D-半乳糖基-1，6--D-半乳糖基）-D-甘油第8页/共64页非皂化脂类1.概念2.种类

即异戊二烯脂类,它不含脂肪酸,不能进行皂化。（1）甾醇类（固醇）（2）萜类化合物第9页/共64页一、脂类的消化和吸收1、脂类的消化2、脂类的吸收二、脂类的转运和脂蛋白的作用乳麋微粒（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和运转

第10页/共64页脂肪的分解代谢

三、脂肪酸的分解代谢β-氧化作用α-氧化作用ω-氧化作用一、脂肪的水解二、甘油的转化不饱和及奇数碳链脂肪酸的氧化五、酮体的代谢CH3-(CH2)n-

CH2-

CH2-COOH第11页/共64页脂肪的酶促水解第12页/共64页甘油的转化（实线为甘油的分解，虚线为甘油的合成)）甘油激酶磷酸甘油脱氢酶异构酶磷酸酶第13页/共64页饱和脂肪酸的β-氧化作用

（3）β-氧化过程中能量的释放及转换效率2、氧化过程1、β-氧化作用的概念及试验证据（1）

脂肪酸的活化和转运（2）β-氧化的生化过程第14页/共64页β-氧化作用的概念及试验证据

概念

试验证据

1904年F.Knoop根据用苯环标记脂肪酸饲喂狗的实验结果，推导出了β-氧化学说。

脂肪酸在体内氧化时在羧基端的β-碳原子上进行氧化，碳链逐次断裂，每次断下一个二碳单位，既乙酰CoA，该过程称作β-氧化。-CH2-(CH2)2n+1-COOH-CH2-(CH2)2n-COOH-COOH（苯甲酸）-CH2COOH（苯乙酸）奇数碳原子：偶数碳原子：第15页/共64页脂肪酸的活化和转运

a、脂肪酸的活化OR-C-OH+CoA-SH脂酰CoA合成酶OR-C-SCoAATPAMP+PPib、脂酰CoA的运转肉毒碱的作用第16页/共64页酯酰CoA进入线粒体基质示意图

N+(CH3)3CH2HO-CH2COO-肉毒碱酯酰肉毒碱

OR-CN+(CH3)3CH2-O-CH2COO-酯酰肉毒碱CoASH

OR-C-S-CoA

OR-C-OHATPCoASHADP+PPiCoASH肉毒碱

OR-C-S-CoAβ-氧化线粒体内膜内侧外侧载体第17页/共64页β-氧化的生化历程a、脱氢b、水化c、再脱氢

ＯR-CH=CH-C-SCoA

ＯR-CH2

-

CH2CSCoA

OHOR-CH-CH2C~SCoA

OOR-C-CH2C~SCoA

OR-C~ScoA

OCH3C~SCoA||+||d、硫解||||第18页/共64页β-氧化的主要生化反应酯酰CoA脱氢酶脂酰CoA

ＯRCH2CH2C-SCoA

ＯRCH=CH-C-SCoAβ-烯脂酰CoAOR-C~ScoA脂酰CoAOCH3C~SCoA

乙酰CoA||||+△2-烯酰CoA水化酶

β-羟脂酰CoA脱氢酶

硫解酶H2OCoASHNAD+NADHFADFADH2

OHORCHCH2C~ScoAβ-羟脂酰CoA||OORCCH2C-SCoAβ-酮酯酰CoA||第19页/共64页氧化的生化历程

乙酰CoAFADFADH2

NAD+NADHRCH2CH2CO-SCoA脂酰CoA脱氢酶脂酰CoA

β-烯脂酰CoA水化酶

β-羟脂酰CoA脱氢酶

β-酮酯酰CoA硫解酶RCHOHCH2CO~ScoARCOCH2CO-SCoARCH=CH-CO-SCoA+CH3CO~SCoAR-CO~ScoAH2O

CoASHTCA

乙酰CoA

乙酰CoA

乙酰CoAATPH20呼吸链H20呼吸链

乙酰CoA

乙酰CoA

乙酰CoA

乙酰CoA第20页/共64页β-氧化过程中能量的释放及转换效率净生成：131–2=129ATP例：软脂酸7次β-氧化8

乙酰CoACH3(CH2)14COOH7

NADH7

FADH212ATP

3ATP2ATP96ATP21ATP14ATP131ATP能量转换率40第21页/共64页脂肪酸的α-氧化作用

脂肪酸氧化作用发生在α-碳原子上，分解出CO2，生成比原来少一个碳原子的脂肪酸，这种氧化作用称为α-氧化作用。RCH2COO-RCH(OH)COO-RCOCOO-RCOO-CO2O2NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+RCH(OOH)COO-（氢过氧脂狻）CO2RCHOO2NAD+NADH+H+过氧化羟化第22页/共64页脂肪酸的ω氧化作用

脂肪酸的ω-氧化指脂肪酸在混合功能氧化酶等酶的催化下其末端甲基（ω-端）经氧化转变成羟基，继而再氧化成羧基，从而形成α，ω-二羧酸的过程。CH3(CH2)nCOO-HOCH2(CH2)nCOO-OHC(CH2)nCOO--OOC(CH2)nCOO-O2NAD(P)+NAD(P)H+H+NAPD+NADPH+H+NAD(P)+NAD(P)H+H+混合功能氧化酶醇酸脱氢酶醛酸脱氢酶第23页/共64页油酰基的β氧化作用油酰基CoA（918：1）CH3(CH2)7CH=CH-CH2(CH2)6CO-CoAOHCH3(CH2)7CH2-C-CH2-CO-CoAH6CH3-CO-CoACH3(CH2)7CH2-C=CH-CO-CoAHH2-反-十二碳烯酰CoAβ-氧化,三次循环烯酯酰CoA异构酶烯酯酰CoA水化酶再开始β-氧化CH3(CH2)7-C=C-CH2-

CO-CoA3-顺-十二碳烯酯酰CoA

HH第24页/共64页乙醛酸循环1、乙醛酸循环的生化历程4、脂肪代谢和糖代谢的关系3、乙醛酸循环的生理意义

植物种子萌发的脂肪转化为糖(自学)2、乙醛酸循环总反应式及其糖异生的关系第25页/共64页CoASH柠檬酸合成酶顺乌头酸酶乙醛酸循环反应历程NAD+NADH苹果酸脱氢酶草酰乙酸

OCH3-C~SCoACoASH

OCH3-C~SCoACOO-CH2CH2COO-琥珀酸异柠檬酸裂解酶苹果酸合成酶

O

OH-C-C~OH乙醛酸第26页/共64页乙醛酸循环总反应式及其与糖异生的关系2乙酰CoA+NAD+琥珀酸+2CoASH+NADH+H+草酰乙酸糖异生第27页/共64页脂肪代谢和糖代谢的关系延胡索酸琥珀酸苹果酸草酰乙酸3-磷酸甘油三羧酸循环乙醛酸循环甘油乙酰CoA三酰甘油脂肪酸氧化

糖原（或淀粉）1，6-二磷酸果糖磷酸二羟丙酮PEP丙酮酸合成植物和微生物第28页/共64页ATP、CoASH丙酸的代谢甲基丙二酸单酰CoA琥珀酰CoA硫激酶羧化酶变位酶三羧酸循环ATP、CO2

生物素CoB12第29页/共64页酮体的代谢酮体的生成酮体的分解生成酮体的意义

脂肪酸β-氧化产物乙酰CoA,在肌肉中进入三羧酸循环，然后在肝细胞中可形成乙酰乙酸、β-羟丁酸、丙酮这三种物质统称为酮体。第30页/共64页酮体的生成羟甲基戊二酸单酰CoA（HMGCoA）脂肪酸硫解酶2CH3COSCoACH3COCH2COSCoA乙酰乙酰CoAHOOCCH2-C-CH2COSCoA|CH3OH|HMGCoA裂解酶HMGCoA合成酶CH3COSCoACoASH--氧化CH3COCH2COOHCH3CHOHCH2COOH乙酰乙酸丙酮--羟丁酸脱氢酶CO2NADH+H+NAD+CH3COCOOH脱羧酶CoASH第31页/共64页酮体的分解乙酰乙酰CoA硫解酶转移酶琥珀酰CoACoASH--氧化乙酰乙酸脱氢酶NADH+H+NAD+乙酰CoA2--羟丁酸琥珀酸第32页/共64页脂肪的生物合成

一、脂肪酸的生物合成二、磷酸甘油的生物合成（自学）三、三酰甘油的生物合成第33页/共64页甘油的转化（实线为甘油的分解，虚线为甘油的合成)）甘油激酶磷酸甘油脱氢酶异构酶磷酸酶第34页/共64页脂肪酸的生物合成1、软脂酸的从头合成2、线粒体和内质网中脂肪酸碳链的延长3、不饱和脂肪酸的合成（自学)第35页/共64页软脂酸的从头合成（1）乙酰CoA运转——柠檬酸循环（2）脂肪酸生物合成的反应历程（3）脂肪酸合成酶复合体系和脂酰基载体蛋白(acylcarrierprotein,ACP)第36页/共64页乙酰CoA从线粒体内至胞液的运转

第37页/共64页丙二酸单酰COA的形成：||

OHOOC-CH2-C-S-CoA丙二酸单酰CoA

OCH3C-S~CoA

乙酰CoA

||+ATPHCO3-ADP+Pi乙酰CoA

羧化酶生物素第38页/共64页羧基基载体蛋白上生物素转移羧基的模式图CO2COO-第39页/共64页脂酰基载体蛋白(ACP)的辅基结构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-磷酸泛酰巯基乙胺第40页/共64页乙酰ACP的形成：OCH3C-S~ACP+酶-SH

OCH3C-S~CoA

||ACPCoA

OCH3C-S~ ACP||乙酰转酰酶||OCH3C-S-酶||第41页/共64页丙二酸单酰ACP的形成：||

OHOOC-CH2-C-S-CoA丙二酸单酰CoA

OCH3C-S~CoA

乙酰CoA

||+ATPHCO3-ADP+Pi||

OHOOC-CH2-C-S-ACP丙二酸单酰ACPACPCoA乙酰CoA

羧化酶生物素第42页/共64页脂肪酸合成酶系结构模式①②③④⑤⑥中央巯基SH外围巯基SH⑥①②③④⑤ACP①乙酰CoA:ACP转移酶②丙二酸单酰CoA:ACP转移酶③β-酮脂酰-ACP合酶④β-酮脂酰-ACP还原酶

⑤β-羟脂酰-ACP脱水酶⑥烯脂酰-ACP还原酶

第43页/共64页脂肪酸从头合成的生化历程b、缩合c、还原d、脱水a、丙二酸单酰ACP的形成

OR-C~SACP

OCH3C~SACP||+||e、还原

OHOR-CH-CH2C~SACP

OOR-C-CH2-

C~SACP

ＯR-CH=CH-C-SACP

||

ＯR-CH-

CH2-

C-SACP||第44页/共64页软脂酸合成的反应流程CH3CO-SHOOCCH2CO-SCH3CHCH2CO-SSHOHSHSHCH3CH=CHCO-SSHSHSH

OCH3C-S||SHNADP+NADPH⑥HSCoA乙酰S~CoA

①丙二单酰-SCoACoASH②NADP+NADPH④H2O⑤③CO2软脂酸H2O进位链的延伸水解

OCH3C-S||SHCH3COCH2CO-SSHCH3CH2CH2CO-SSH第45页/共64页丁酰CoA

ＯCH3CH2CH2C-SACPOCH3COCH2C-SACPβ-酮丁酰ACP||OCH3C~SACP乙酰ACP||+β-羟丁酰ACP脱水酶

β-酮丁酰ACP还原酶

NADP+NADPHCoASHOOHO-C-CH2C-S-ACP

丙二酸单酰-ACP||||OHOCH3-CH-CH2-C-S-ACPβ-羟丁酰-ACP||||OCH3CHCH-C-S-ACP=α,β-烯丁酰ACP||H2Oβ-烯丁酰ACP还原酶NADP+NADPH缩合酶第46页/共64页脂肪酸生物合成的反应历程β-烯丁酰ACPCH3COCH2C0-SACP

丁酰ACPCH3CH(OH)CH2C0-SACP

CH3CH=CH2C0-SACPCH3CH2CH2C0-SACP

β-酮丁酰ACPβ-羟丁酰ACPCH3COCoACH3COACPHOOCCH3COACPHOOCCH3COCoACH3COCoACO2+ACPC2C2C2C2C2C2NADPHNADP+NADP+NADPHH2OCH3(CH2)14C0-SACP+CO2ACP第47页/共64页线粒体和内质网中脂肪酸碳链的延长（1）线粒体脂肪酸延长酶系:延长短链脂肪酸，其过程是β-氧化逆过程。（2）内质网脂肪酸延长酶系：延长饱和或不饱和长链脂肪酸，其中间过程与脂肪酸合成酶体系相似。脂肪酸碳链延长的不同方式细胞内进行部位动物植物线粒体内质网叶绿体、前质体内质网加入的一碳单位酯酰基载体电子供体乙酰CoA丙二酸单酰CoA丙二酸单酰CoACoACoAACPNAD(P)HNADPHNADPH

不明确第48页/共64页不饱和脂肪酸的合成(1)需氧途径（2）厌氧途径

是厌氧生物合成单不饱和脂肪酸的方式,发生在脂肪酸从头合成的过程中,当生成、-羟葵酰-ACP时，由专一的脱水酶催化脱水，生成、-稀葵酰-ACP，在继续参入二碳单位，就可产生不同长度的单不饱和脂肪酸。NADPH+H+NADP+FAD2Fe去饱和酶RCH2-CH2-RCH＝CH-2e2e2e2eO2+4H+2H2O4e（黄素蛋白）动：细胞色素b5zh植：铁硫蛋白第49页/共64页三酰甘油的生物合成磷酸甘油酯酰转移酶磷酸甘油酯酰转移酶二酰甘油酯酰转移酶磷酸酶第50页/共64页动植物中不饱和脂肪酸合成的比较第51页/共64页脂肪酸的β－氧化和从头合成的异同第52页/共64页磷脂和糖脂的降解与合成1、磷脂的降解2、磷脂的生物合成3、糖脂的合成与分解第53页/共64页磷脂酶的作用部位磷脂酶C磷脂酶D磷脂酶A2(B2)磷脂酶A1(B1)第54页/共64页乙醇胺和胆碱的活化HOCH2CH2NH2HOCH2CH2N(CH3)3OCH2CH2NH2磷酸乙醇胺CDP-OCH2CH2NH2CDP-乙醇胺乙醇