生化CH脂质代谢学习PPT教案.pptx
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1、9.1概論9.2脂類的消化、吸收、運輸和貯存9.3脂肪的分解代謝9.4脂肪酸及脂類的合成代謝9.5脂質代謝在工業上的應用9.1概論概論脂肪是生物体能量貯存的的主要形式。脂肪的熱值最高脂肪是高度濃縮的代謝燃料分子脂肪是生物體處於特定環境時的主要能量來源。類脂是構成機體的組織結構成份、被稱为結構脂質。脂肪氧化分解的許多中間產物可轉化為糖類和氨基酸。返回9.2脂類的消化、吸收、運輸和貯存脂類的消化、吸收、運輸和貯存(一)脂類的消化小腸上段是主要的消化場所脂類(TG、PL、Ch等)微團甘油一脂、溶血磷脂、長鏈脂肪酸、膽固醇等混合微團膽汁酸鹽乳化胰脂肪酶、磷脂酶等水解乳化9.2脂類的消化、吸收、運輸和貯
2、存脂類的消化、吸收、運輸和貯存(二)脂類的吸收在十二指腸下段及空腸上段吸收混合微團小腸粘膜細胞內乳糜微粒門靜脈肝臟擴散重新酯化載脂蛋白結合9.2脂類的消化、吸收、運輸和貯存脂類的消化、吸收、運輸和貯存(三)脂類的轉運和脂蛋白的作用乳糜微粒(CM)極低密度脂蛋白VLDL低密度脂蛋白LDL高密度脂蛋白HDL脂蛋白的種類(按密度大小分)血漿脂蛋白的組成、性質及功能血漿脂蛋白的組成、性質及功能 CM VLDL IDL LDL HDL蛋白質 12 10 18 25 50 脂肪 8485 50 30 5 3膽固醇脂 4 14 22 40 17磷脂 8 18 22 21 27合成部位 小腸粘膜 肝細胞 血漿
3、、肝 肝、小腸 肝細胞 功能 轉運外源 轉運內源 轉運內源 轉運內源 逆向轉運 甘油三脂 甘油三脂 膽固醇 膽固醇酯 膽固醇 膽固醇 2 8 8 9 3什麼是好的脂蛋白?什麼是好的脂蛋白?正常人空腹血漿中不易檢測CM與VLDL。LDL由VLDL轉變而成,是空腹血漿的主要脂蛋白,其膽固醇含量相對較高,血漿中LDL高者易患動脈粥樣硬化。HDL能將肝外組織衰老與死亡細胞膜上的膽固醇經血液逆向運回肝,轉變成膽汁酸鹽等排泄,一般認為它有防止動脈粥樣硬化的作用。9.2脂類的消化、吸收、運輸和貯存脂類的消化、吸收、運輸和貯存返回9.3脂肪的分解代謝脂肪的分解代謝甘油的代謝脂肪酸的代謝酮體的代謝 -氧化作用
4、-氧化作用 -氧化作用CH3-(CH2)n- CH2- CH2-COOH返回甘油的代謝甘油的代謝甘油激酶磷酸甘油脫氫酶異構酶返回-氧化作用氧化作用飽和偶數脂肪酸的-氧化作用脂肪酸-氧化作用的生理意義脂肪酸-氧化作用的發現返回脂肪酸脂肪酸-氧化作用的發現氧化作用的發現-氧化作用的概念脂肪酸體內氧化時在羧基端的-碳原子上進行氧化,碳鏈逐次斷裂,每次斷下一個二碳單位,既乙醯CoA,該過程稱作-氧化。-氧化作用的試驗證據1904年F.Knoop用:1、苯甲酸和苯乙酸飼喂狗 2、苯環標記的脂肪酸飼喂狗證明了脂肪酸分解是每次二個碳單位。脂肪酸脂肪酸-氧化作用的發現氧化作用的發現-CH2-(CH2)2n+1
5、-COOH-CH2-(CH2)2n-COOH馬尿酸苯乙尿酸奇數碳原子:偶數碳原子:-COOH(苯甲酸)-CH2COOH(苯乙酸)- -CNHCH2COOH(馬尿酸)O -CH2CNHCH2COOH(苯乙尿酸)O脂肪酸-氧化作用學說返回飽和偶數脂肪酸的飽和偶數脂肪酸的-氧化作用氧化作用脂肪酸活化脂醯SCoA進入線粒體-氧化反應過程乙醯SCoA的徹底氧化-氧化的生化歷程返回脂肪酸活化成脂醯脂肪酸活化成脂醯SCoA位於內質網和線粒體外膜的脂醯CoA合成酶催化脂肪酸與CoA-SH生成活化的脂醯CoA。反應不可逆RCOOH+CoASHRCOSCoA脂醯CoA合成酶ATPAMP+PPiMg2+ H2O2P
6、i脂肪酸脂醯CoA返回脂醯脂醯CoA進入線粒體進入線粒體脂肪酸氧化的酶系存在線粒體基质內,但胞漿中活化的長鏈脂醯CoA(12C以上)卻不能直接透過線粒體內膜,必須與肉堿(carnitine)結合成脂醯肉堿才能進入線粒體基質。RCO-SCoACoA-SH肉堿脂醯轉移酶肉堿脂醯肉堿反應由肉堿脂醯轉移酶(CAT-和CAT-II)催化:(CH3)3N+-CH2CH-CH2COOHRCO-O(CH3)3N+-CH2CH-CH2COOHOH此過程為脂肪酸-氧化的限速步驟,CAT-是限速酶,丙二酸單醯CoA是強烈的競爭性抑制劑。肉堿轉運脂醯肉堿轉運脂醯CoA進入線粒體進入線粒體脂肪燃燒因數脂肪燃燒因數左旋肉
7、堿左旋肉堿左旋肉旋能促進脂肪酸進入線粒體進行氧化分解。隨著年齡的增長 ,體內左旋肉堿含量水準在逐漸降低 ,所謂“千金難買老來瘦”。左旋肉堿在脂肪燃燒中發揮著巨大的作用,是促進脂肪“燃燒”的減肥藥。返回-氧化反應過程氧化反應過程(1)氧化(脫氫)(2)水化RCH2CC COCoAHH反2-烯酰CoAOHRCH2CHCH2COSCoAL-羥脂醯CoA脂醯CoA脫氫酶FADFADH2反2-烯醯CoA水化酶H2O1.5ATP呼吸鏈 R-CH2 - CH2C-SCoA|-氧化反應過程氧化反應過程(3)再氧化(再脫氫)(4)硫解L-羥脂醯CoA脫氫酶NAD+NADH+H+CH3COSCoA乙醯CoARCH
8、2COSCoA脂醯CoA(14C)CoA-SH -酮脂醯CoA硫解酶2.5ATP呼吸鏈(1)(2)(3)(4)重複反應L-羥脂醯CoAOHRCH2CHCH2COSCoA-酮脂醯CoARCH2CSCoA OCH2CO返回乙醯乙醯SCoA的徹底氧化的徹底氧化脂肪酸-氧化產生乙醯SCoA,可與來自糖代謝中丙酮酸氧化脫羧生成的乙醯SCoA一样進入三羧酸循环,可徹底被氧化生成CO2,同時產生NADH+H+和FADH2。在-氧化生成乙醯SCoA過程中產生的NADH+H+和FADH2,與三羧酸迴圈中乙醯基氧化產生的NADH+H+和FADH2一樣,都能經氧化呼吸鏈將氫原子傳遞給氧,通過呼吸鏈氧化與磷酸化偶聯產
9、生ATP。返回 乙醯乙醯CoACoAFAD FADH2 NAD+NADHRCH2CH2CO-SCoA脂酰脂酰CoACoA脫氫酶脫氫酶脂醯脂醯CoACoA -烯脂酰烯脂酰CoACoA水化酶水化酶 -羥脂酰羥脂酰CoACoA脫氫酶脫氫酶 -酮酯酰酮酯酰CoACoA硫解酶硫解酶RCHOHCH2COScoARCOCH2CO-SCoARCH=CH-CO-SCoA+CH3COSCoAR-COScoAH H2 2O O CoASHTCATCA 乙醯CoA 乙醯乙醯CoACoAATPATPH H2 20 0呼吸鏈H H2 20 0呼吸鏈 乙醯CoA 乙醯CoA 乙醯CoA 乙醯CoA-氧化反應的生化歷程脂肪酸
10、脂肪酸-氧化作用的生理意義氧化作用的生理意義-氧化作用能為機體提供大量的能量。-氧化作用能提供乙醯SCoA作為合成脂肪酸、糖和某些氨基酸的原料。-氧化作用產生大量的水可提供陸生動物對水的需要。脂肪酸脂肪酸-氧化作用的能量生成氧化作用的能量生成1分子軟脂酸(16C)活化生成的軟脂醯CoA經7次-氧化.總反應式如下:1分子軟脂酸徹底氧化共生成: (1.57) + (2.57) + (108) = 108分子ATP減去脂肪酸活化時消耗ATP的2個高能磷酸鍵淨生成106分子ATP。軟脂醯CoA + 7FAD+7NAD+ + 7CoA-SH + 7H2O 8乙酰CoA +7FADH2+ 7(NADH +
11、 H+)返回不飽和脂肪酸的氧化不飽和脂肪酸的氧化順反異構酶體內不飽和脂肪酸約占脂肪酸總量的一半以上。也在線粒體中進行-氧化。由於不飽和脂肪酸的雙鍵處於順式構型,所以需要另一個特異性的酶:3-順,2-反烯醯CoA異構酶催化:不飽和脂肪酸的氧化不飽和脂肪酸的氧化差向異構酶當雙鍵處於偶數位時,不飽和脂肪酸經幾次-氧化後的產物為D()-羥脂醯SCoA。這個產物不能被-羥脂醯SCoA脫氫酶所催化,因為它要求L型異構體的底物。這時需要-羥脂醯SCoA差向異構酶的作用,使之轉變為L(+) -羥脂醯SCoA,使之能繼續進行-氧化反應奇數碳脂肪酸的氧化奇數碳脂肪酸的氧化奇數碳脂肪酸經 -氧化可產生n-1個乙醯S
12、CoA和一個丙醯SCoA:脂肪酸的脂肪酸的-氧化作用氧化作用 脂肪酸氧化作用發生在-碳原子上,分解出CO2,生成比原來少一個碳原子的脂肪酸,這種氧化作用稱為-氧化作用。R RCHCH2 2COOCOO- -R RCH(OH)CH(OH)COOCOO- -R RCOCOCOOCOO- -R RCOOCOO- -COCO2 2O O2 2NAD+NADH +H+NAD+NADH +H+R RCH(OOH)CH(OOH)COOCOO- -COCO2 2R RCHOCHOO O2 2NAD +NADH +H+過氧化過氧化羥化羥化 脂肪酸的-氧化指脂肪酸的末端甲基(-端)經氧化轉變成羥基,繼而再氧化成羧
13、基,從而形成,-二羧酸的過程。CHCH3 3(CH(CH2 2)n COO)n COO- -HOCHOCH H2 2(CH(CH2 2)n COO)n COO- -OHCOHC(CH(CH2 2)n COO)n COO- - -OOCOOC(CH(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脫氫酶醇酸脫氫酶醛酸脫氫酶醛酸脫氫酶酮體的代謝酮體的代謝返回酮體的生成酮體的利用酮體生成的生理意義 脂肪酸在肝臟中不完全氧化的中間產物,是羥丁酸(約占總量70)、乙醯乙酸(約
14、占30)和丙酮(含量極微)的統稱。 乙醯CoA是酮體生成的原料。酮體的生成酮體的生成羥甲基戊二酸單醯CoA(HMGCoA)脂肪酸硫解酶2CH3COSCoACH3COCH2COSCoA乙醯乙醯CoAHOOCCH2-C-CH2COSCoA |CH3OH |HMGCoA裂解酶HMGCoA合成酶CH3COSCoACoASH-氧化CH3COCH2COOHCH3CHOHCH2COOH乙醯乙酸丙酮-羥丁酸脫氫酶CO2NADH+H+NAD+CH3COCOOH脫羧酶CoASH返回酮體的利用酮體的利用肝臟細胞的線粒體中含有生成酮體的酶體系,故肝臟是生成酮體的器官,但缺乏氧化酮體的酶,因此不能利用酮體,肝臟產生的酮
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