第七章 脂类代谢
.第七章 脂类代谢
(一)血浆脂蛋白结构
1.内核: TG、CE 2.表面: 载脂蛋白、 PL、Ch
载脂蛋白是决定脂蛋白结构、功能、代谢的 核心部分。
1.载脂蛋白能结合、转运、代谢脂质 2.载脂蛋白是脂质代谢酶催化活性的调节因子
(一)血浆脂蛋白的分类
乳糜颗粒 (CM) 极低密度脂蛋白(VLDL) 低密度脂蛋白(LDL)
胆固醇及游离脂酸
肠粘膜细胞(酯化成 CE)
溶血磷脂及游离脂酸
肠粘膜细胞(酯化成 PL)
TG、CE、PL
+
载脂蛋白(apo) B48、 C、AⅠ、AⅣ
血循环
淋巴管
Hale Waihona Puke 乳糜微粒(chylomicron, CM)
短链和中链TG
小分子FFA
TG
胆固 醇酯
磷脂
FFA
甘油
2-甘油一酯
长链FFA + 2-甘油一酯
Ch FAA
3.乳糜颗粒的生成和转运
第二节 血脂和血浆脂蛋白
一、血脂:是指血浆中的脂类
(一)组成:TG、PL、Ch(CE)、FFA
(二)来源
食物中消化吸收的脂类 脂库 糖或某些氨基酸转化而来的脂类
(三)血脂去路
氧化分解供能 脂库 生物膜 转变成其他物质
(四)含量
二、血浆脂蛋白
脂类在体内的运输都是通过血液循环进行 的。脂蛋白是脂类在血浆中的存在形式,也是 脂类在血液中的运输形式。
高密度脂蛋白(HDL)
超离心 密度分离法
CM 前β-脂蛋白 β-脂蛋白
α-脂蛋白
电泳分离法
1.电泳分离法
原理: 由于血浆脂蛋白中载脂蛋白不同,颗粒 大小不同,表面电荷多少也不同,电泳 的迁移率也就不同,形成4个区带.
第七章 脂类代谢
(二)血浆脂蛋白的组成
由蛋白质、甘油三酯、磷脂、胆固醇及其酯组成 的,但其脂类和蛋白质的组成比例有很大的差异。
CM:甘油三酯(80%~95%) VLDL:甘油三酯(50%~70%) LDL:胆固醇及胆固醇酯(40%~50%) HDL:磷脂、胆固醇
第七章
三、血浆脂蛋白代谢及功能
(一)乳糜微粒(CM)
生物化学
高等卫生职业教育应用技能型教材《生物化学 》
第七章 脂类代谢
武威职业学院 张建辉
本章目录
❖ 第一节 概述 一、脂类在体内的分布 二、脂类的生理功能
❖ 第二节 甘油三酯代谢 一、甘油三酯的分解代谢 二、甘油三酯的合成代谢
❖ 第三节 磷脂代谢 一、甘油磷脂的合成代谢 二、甘油磷脂的分解代谢
三、甘油磷脂与脂肪肝 ❖ 第四节 胆固醇代谢
磷脂酶的作用下甘油磷脂水解生成甘油、 脂肪酸、胆胺、胆碱和磷酸,这些产物可 被重新利用或继续氧化分解。
第七章
三、甘油磷脂与脂肪肝
甘油磷脂是VLDL合成的重要成分,若甘油磷脂 合成减少或合成甘油磷脂的原料供给不足,都直 接导致VLDL合成障碍,最终使肝脏合成的甘油三 酯不能转运到肝外而堆积形成脂肪肝。 临床上常用甘油磷脂及合成甘油磷脂的原料及辅 因子(如胆碱、乙醇胺、丝氨酸、ATP、CTP、叶 酸、VB12等)防治脂肪肝。
有抗动脉粥样硬化作用。
第七章
丙酮
β-羟丁酸 脱氢酶
酮体的利用
CoASH+ATP
PPi+AMP
乙酰乙酰CoA 硫激酶
(肾、心和脑 的线粒体)
=
OH CH3CHCH2COOH
D(-)-β -羟丁酸
NAD+
NADH+H+
医学生物化学(第七章)脂类代谢
族 ω -7(n-7) ω -9(n-9) ω -6(n-6) ω -3(n-3)
母体脂酸 软油酸(16:1,ω -7)
油酸(18:1,ω -9) 亚油酸(18:2,ω -6,9) α -亚麻酸(18:3,ω -3,6,9)
10
表7-2 常见的不饱和脂酸
习惯名
软油酸 油酸 亚油酸 -亚麻酸 -亚麻酸 花生四烯酸
6656 9791
×
100% = 68% (能量利用效率)
41
表7-3 软脂酸与葡萄糖在体内氧化产生ATP的比较
以1mol计 以100g计 能量利用效率
软脂酸 129 ATP 50.4 ATP
68%
葡萄糖 38 ATP 21.1 ATP
68%
42
3. 脂肪酸的其它氧化方式 * 不饱和脂肪酸的氧化
脂肪 (以CM形式吸收入血)
24
С ³¦ £º Ö¬ ·¾ ×é Ö¯ £º ¸Î Ôà £º
ʳ Îï ¸Ê ÓÍ Ò» õ¥ TG GΪ Ô ÁÏ ¸Ê ÓÍ ¶þ õ¥ TG GΪ Ô ÁÏ ¸Ê ÓÍ ¶þ õ¥ TG
25
二、 甘油三酯的分解代谢
1. 脂肪动员 (1) 概念:
甘油三酯
(均含脂酸)
饱和脂酸
2. 不饱和脂酸
(不含双键) (含双键)
长链脂酸 12-26c 3 . 中链脂酸 6-10c
短链脂酸 2-4c
(16c、18c)
7
* 体内脂酸来源:
1. 机体自身合成: 饱和、单不饱和, 储存于脂肪组织中
2. 食物脂肪供给: 多不饱和(必需脂酸, PG等的前体)
8
第一节 不饱和脂酸的命名及分类
14
辅脂酶 (colipase)
生物化学第七章脂类代谢(共82张PPT)
乙 醛 酸 体
线
粒 体
三酰甘油
甘油
脂肪酸
3-磷酸甘油
氧
合
化
成
乙酰 CoA
三羧酸 循环
丙酮酸
植物和 微生物
乙醛酸 循环
糖原(或淀粉) 1,6-二磷酸果糖
磷酸二羟丙酮 PEP
草酰乙酸
苹果酸
延胡索酸
琥珀酸
第二节 脂肪的合成代谢
一、甘油的生物合成 二、脂肪酸的生物合成
三、三酰甘油的生物合成
一、甘油的生物合成(细胞质中)
OO
H-C-C~ OH 乙醛酸
异柠檬酸 裂解酶
COOCH2 CH2 COO-
琥珀酸
2乙酰 CoA + NAD+ 琥珀酸+ 2CoASH + NADH +
H+
草酰乙酸
糖异生
对于一些细菌和藻 类,乙醛酸循环使它们 能够仅以乙酸盐作为能 源和碳源生长。
在脂肪转变为糖的 过程中,乙醛酸循环 起着关键的作用,它 是连结糖代谢和脂代 谢的枢纽。
β-羟脂酰CoA
NAD +
脱氢酶
O || R-C~ScoA
+
O || CH3C~SCoA
脂酰CoA
乙酰CoA
NADH 硫解酶
CoASH
OO ||
RβC-C酮H酯2C酰-SCCooAA
如:软脂酸(棕搁酸,C15H31COOH)的β-氧化过程
4、β-氧化过程中能量的释放及转换效率
例:软脂酸
CH3(CH2)14COOH
磷酸甘油酯酰转移酶
三、三酰甘油的 生物合成
磷酸酶
二酰甘油酯酰转移酶
溶血磷脂酸 磷脂酸
动物生物化学 第七章 脂类代谢
CH2OH甘油激酶 CH2OPO23- 磷酸甘油脱氢酶 CH2OPO23-
CHOH
CHOH
CO
CH2OHATP ADP CH2OH NAD+ NADH+ H+ CH2OH
2.脂肪酸的分解代谢
(1)脂肪酸的-氧化
• 脂肪酸的-氧化作用是指脂肪酸在氧化 分解时,碳链的断裂发生在脂肪酸的位,即脂肪酸碳链的断裂方式是每次切 除2个碳原子。脂肪酸的-氧化是含偶数 碳原子或奇数碳原子饱和脂肪酸的主要 分解方式。
• 胰脂肪酶是一种非专一性水解酶,对脂肪酸碳 链的长短及饱和度专一性不严格。但该酶具有 较好的位置选择性,即易于水解甘油酯的1位 及3位的酯键,主要产物为甘油单酯和脂肪酸。 甘油单酯则被另一种甘油单酯脂肪酶水解,得 到甘油的脂肪酸。
1.脂肪的动员
1.甘油的代谢
• 甘油经血液输送到肝脏后,在ATP存在下,由甘油激 酶催化,转变成-磷酸甘油。这是一个不可逆反应过 程。-磷酸甘油在脱氢酶(含辅酶NAD+)作用下, 脱氢形成磷酸二羟丙酮。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 成葡萄糖及糖原;也可以沿着糖酵解正常途径形成丙 酮酸,再进入三羧酸循环被完全氧化。
• (2)许多类脂及其衍生物具有重要生理作用。脂类代 谢的中间产物是合成激素、胆酸和维生素等的基本原 料,对维持机体的正常活动有重要影响作用。
• (3)人类的某些疾病如动脉粥样硬化、脂肪肝和酮尿 症等都与脂类代谢紊乱有关。
7.1 脂肪的分解代谢
• 脂肪在脂肪酶催化下水解成甘油和脂肪酸,它 们在生物体内将沿着不同途径进行代谢。
• 由于软脂酸转化成软脂酰CoA时消耗了1分子ATP中的两个 高能磷酸键的能量(ATP分解为AMP, 可视为消耗了2个 ATP),因此,1分子软脂酸完全氧化净生成 131 – 2 = 129 个ATP。
第七章脂类代谢
第七章脂类代谢一、内容提要脂类包括脂肪和类脂。
脂肪又称甘油三酯,类脂包括胆固醇及其酯、磷脂、糖脂等。
脂肪是体内重要的储能和供能物质,而类脂除构成生物膜的重要成份外,还可转化为体内某些生物活性物质、参与细胞识别及信息传递等。
储存在脂肪组织中的甘油三酯在脂肪酶的催化下逐步水解为游离脂肪酸和甘油并释放入血,以供其它组织氧化利用的过程称为脂肪动员。
激素敏感性甘油三酯脂肪酶(HSL)为脂肪动员限速酶,其活性受多种激素的调节。
脂肪酸的氧化可分为脂肪酸的活化、脂酰CoA进入线粒体、脂肪酸的β-氧化及乙酰CoA彻底氧化四个阶段。
存在于内质网及线粒体外膜上的脂酰CoA合成酶,催化脂肪酸与HSCoA反应生成脂酰CoA,反应由ATP供能;催化脂肪酸氧化的酶存在于线粒体基质内,胞液中活化的脂酰CoA需要线粒体外膜和内膜内侧的肉碱脂酰转移酶I和肉碱脂酰转移酶Ⅱ及肉碱脂酰转位酶的作用,由肉碱携带进入线粒体,肉碱脂酰转移酶I是脂肪酸β-氧化的限速酶;脂肪酸的β-氧化是从脂酰基的β-碳原子开始,进行脱氢、加水、再脱氢、硫解四步连续的反应,将脂酰基断裂生成一分子乙酰CoA和比原来少二个碳原子的脂酰CoA的过程,脂酰基可继续进行β-氧化,最终可将脂酰基生成乙酰CoA;乙酰CoA经三羧酸循环彻底氧化,生成的FADH2和NADH+H+可经氧化磷酸化产生能量。
酮体包括乙酰乙酸、β-羟丁酸及丙酮。
肝细胞线粒体存在活性较强的合成酮体酶类,尤其是羟甲基戊二酰CoA(HMG-CoA)合酶,利用脂肪酸β-氧化生成的大量乙酰CoA 缩合为HMG-CoA,经HMG-CoA裂解后生成乙酰乙酸,乙酰乙酸还原生成β-羟丁酸或脱羧生成丙酮。
肝没有利用酮体的酶,而肝外组织具有活性很强的利用酮体的酶,如琥珀酰CoA转硫酶、乙酰乙酰硫激酶,可将酮体转化为乙酰CoA,再经三羧酸循环彻底氧化。
甘油主要在甘油激酶的催化下,生成α-磷酸甘油,参与糖代谢。
脂肪酸合成的主要原料为乙酰CoA,合成部位在胞液,肝是合成脂肪酸的主要场所。
7脂类代谢
R –CH=CH-CO~SCoA
脱氢
α ,β -烯脂酰CoA
H 2O
硫 解
NADH+H+ NAD+
水 化
R –C-CH2-CO~SCoA | | O β -酮脂酰CoA
再脱氢
R –CH-CH2-CO~SCoA | OH β -羟脂酰CoA
β-氧化小结:
a. β-氧化包括脱氢、加水、再脱氢、硫解4步反 应,每步均可逆行,但全过程趋向分解。 b. 含偶数碳原子的脂酰CoA,每经β-氧化一次, 生成一分子乙酰CoA,1分子FADH2 、1分子 NADH+H+,其本身碳链缩短两个碳原子,如此 反复进行,直至最后全部转变为乙酰CoA。 c. 脂酰CoA每经β-氧化一次,可生成5分子ATP。
肉毒碱脂酰转移酶Ⅰ
肉毒碱脂酰转移酶Ⅱ
CoA-SH
R-CO-肉毒碱
膜间隙 线粒体内膜
R-CO-肉毒碱
基质
CoA-SH
(三)脂肪酸的氧化分解
2.脂酰CoA的β -氧化(脱氢、水化、再脱氢、硫解)
FAD FADH2
R –CH2-CH2-CO~SCoA 脂酰CoA R –CO~SCoA
CH3-CO~SCoA
(三)脂肪酸的氧化分解
1.1 脂肪酸活化(胞液)
脂酰CoA合成酶
R-CH2-CH2-COOH
脂肪酸
ATP+HSCoA Mg2+
R-CH2-CH2-CO~SCoA
AMP+PPi
脂酰CoA
(三)脂肪酸的氧化分解
1.2 脂肪酸转运
R-CO~SCoA 肉毒碱
肉毒碱 载体
肉毒碱
R-CO~SCoA
第七章 脂类代谢
DG MG
+ HOOC-R1
+ HOOC-R2
甘油 + HOOC-R3
脂解激素:促进脂肪动员的激素
肾上腺素、去甲肾上腺素、胰高血糖素、生长素
抗脂解激素:抑制脂肪动员的激素
胰岛素、前列腺素、雌二醇
脂肪动员过程
ATP 脂解激素-受体
+
G蛋白
+
AC cAMP +
HSL (无活性) PKA
HSL (有活性)
β-氧化
β-氧化:指脂肪酸β-碳原子发生氧化, 产生乙酰辅酶A的反应。 原核生物:在细胞质中进行 发生部位 真核生物:线粒体基质中进行
1、偶数碳饱和脂肪酸的β-氧化 1)脂肪酸的活化 部位:细胞质中 反应式:
RCOOH + CoA—SH 脂肪酸
脂酰CoA合成酶
ATP
反应不可逆
RCO~SCoA 2+ 脂酰CoA Mg AMP+PPi H2O
O CH2O-C-R1 O CH2O-C-R2 O CH2O-P-O-X OH
脂肪(甘油三酯)
CH2O-C-R3
甘油磷脂
环戊烷
菲
胆固醇
甘
o
R2 C
油
磷
O
脂
X=-CH2-CH2-NH3+磷脂酰乙醇胺
CH2 O C R1 X=甘油 X=肌酸
(脑磷脂)(PE) 磷脂酰甘油(PG) 磷脂酰肌酸(PI)
o
CH CH2
2、不饱和脂肪酸的氧化 发生部位:线粒体中 活化步骤和转运机制与饱和脂肪酸相 同。双键部位需要异构酶和还原酶催 化,其他与β-氧化相同。
不饱和脂肪酸的分解
烯脂酰CoA异构酶是必需的:
第七章脂类代谢
小肠粘膜 细胞内
酯化 载脂蛋白
乳糜微粒
门静脉
肝脏
淋巴管
血液循环
第二节 血脂及其代谢
血脂 :血浆中所含脂类的总称,主要包 括甘油三酯、磷脂、胆固醇、胆 固醇酯及游离脂肪酸等。血浆中 以脂蛋白(脂+载脂蛋白 )形式
存在和运输。
血脂来源:
①外源性 :食物脂类的消化吸收;
②内源性 :组织合成后释放入血;
肾、小肠等组织的 胞浆
合成原料: 乙酰 CoA
1.软脂酸( 16C) 的合成 (1) 合成部位
肝(主要)、 脂肪组织 等胞浆
(2) 合成原料 乙酰 CoA 、ATP、HCO3﹣、NADPH +H+、Mn2+
合成脂肪酸
的供氢体
(3) 合成过程
(1)乙酰 CoA的转移
乙酰 CoA 全部在线粒体内产生, 通过柠檬酸 -丙酮酸循环 出线粒体。 NADPH 的来源:主要来自磷酸戊
脂肪
脂肪酶
甘油
α-磷酸甘油
脂肪酰 CoA
磷酸二羟丙酮 糖原
β-氧化
乙酰 CoA
三羧酸循环
丙酮酸 酮体(乙酰乙酸、 丙酮、β-羟基丁酸 )
H2O、CO2、ATP
二、甘油三酯的合成代谢
(一)合成部位:
肝脏: 合成能力最强,但不能储存脂肪
脂肪组织: 合成、储存、动员
小肠: 利用脂肪消化产物合成
(二)合成原料 甘油、脂肪酸
4.酮体的生成过程
CoASH
OO
==
CH3CCH2CSCoA
(乙酰乙酰 CoA)
HMGCoA 合酶
乙酰乙酰
CoA 硫解酶
O
=
CH3CSCoA
O
第7章脂类代谢
1.酮体的生成途径
CoA-SH
CH3COCH2CO~SCoA
CoA-SH
乙酰乙酰
乙酰乙酰CoA
HMG-CoA
硫解酶
CH3CO~SCoA
合酶
乙酰CoA
OH
CH3CO~SCoA 乙酰CoA 关键酶 HMG-CoA
裂解酶
CH3—C—CH2CO~SCoA
CH2COOH β-羟β-甲基戊二酸单酰CoA
乙酰乙酸 脱羧酶
返回
5.酮体生成的调节
(1)脂肪动员的影响
饥饿或糖尿病时
胰岛素 / 胰高血糖素↑
脂肪动员
入肝脂肪酸
肝内脂肪酸β-氧化
肝内乙酰CoA
酮体生成 饱食及糖供应充足时,则相反。
(2)肉碱脂酰转移酶活性
饱食及糖供应充足
胰岛素 / 胰高血糖素↓
糖有氧氧化
乙酰CoA、柠檬酸
变构激活 乙酰CoA羧化酶
乙酰CoA生成丙二酸单酰CoA
H2
少二碳原子的脂酰CoA 乙酰CoA
β氧化
乙酰CoA
?
三羧酸循环
丙
草酰乙酸
H 3C C O C O O H
N A D+
CoASH
+ NADH + H
(1)
CO 2
C H 3C O ~ S C o A 乙酰 CoA
OC COOH
(10)
C COOH
H
H2
L-苹果酸 H O C C O O H
N AD H +H +
CH 2
(5) 草酰琥珀酸
COCOOH CO 2
(6)
CO 2
CoASH
α-酮戊二酸
脂类代谢
Triacylglycerol,TG
蜡 wax
磷脂
phospholipid,PL
含有脂肪酸
脂类
lipids
复合脂类
complex lipid
糖脂 glucolipid,GL 萜类
terpenes sterol
非皂化脂类
不含脂肪酸
甾醇类
(一)单 纯 脂 类
1.概念
单纯脂类是 由脂肪酸和 醇形成的酯
(1)酰基甘油酯 2.种类 (2)蜡
(1)、脂类的消化
(2)、脂类的吸收
脂类的消化 (Digestion of lipid)
小肠(small intestine):胆汁酸盐(bile)、胰脂酶 (pancreatic lipase)、辅酯酶(colipase)、胰磷脂酶 A2(phospholipase A2)、胆固醇酯酶(cholesteryl esterase)
3、β-氧化过程
a、脂肪酸的活化-----脂酰CoA(acyl-CoA)的形成
活化部位-----胞液(cytosol)
--活化后的acyl-CoA的水溶性增加,有 利于反应的进行;
--β-氧化的酶类对acyl-CoA有专一性
脂肪酸仅需活化一次,消耗一个ATP的
两个高能键;
O R-C-OH O
+
CoA-SH
烯酯酰CoA 水化酶
OH
CH3(CH2)7CH2-C-CH2-CO ~SCoA H 再开始β-氧化
• 抗脂解激素(-):胰岛素、前列腺素E、 烟酸及腺苷
二、甘 油 的 转 化
甘油
(肝 肾 肠)
3-磷酸甘油
磷酸二羟丙酮 糖酵解
糖异生
丙酮酸
葡萄糖
生物化学第七章脂类代谢
软脂酸合成的总反应式:
乙酰CoA + 7丙二酸单酰CoA + 14NADPH+H+
脂肪酸合成酶系 软脂酸(16C)+14 NADP++8HSCoA+7CO2+6H2O
软 脂 酸 的 合 成 总 图
目录
(四) 脂酸合成的调节
(1)代谢物的调节作用
乙酰CoA羧化酶的别构调节 抑制剂:软脂酰CoA及其他长链脂酰CoA
激活剂:柠檬酸、异柠檬酸
糖代谢加强,NADPH及乙酰CoA供应增 多,有利于脂酸的合成。 大量进食糖类能增强脂肪合成酶的活性从 而使脂肪合成增加。
(2)激素调节
胰岛素
胰高血糖素 肾上腺素 生长素 + 脂酸合成
﹣ 脂酸合成 ﹣ TG合成
乙酰CoA羧化酶的共价调节 胰高血糖素:激活PKA,使之磷酸化而失活 胰岛素:通过磷蛋白磷酸酶,使之去磷酸化 而复活
作用:转移羧基
(2)软脂酸合成 各种生物合成软脂酸的过程基本相似。 软脂酸的合成是一个重复加成过程,每 次延长2个碳原子。由脂酸合成酶系催化。
真核生物7种酶蛋白结构域(脂肪酰基转移酶、
丙二酰酰CoA酰基转移酶、β酮脂肪酰合成酶、β酮
脂肪酰还原酶、β羟脂酰基脱水酶、脂烯酰还原酶、
硫酯酶)和脂酰基载体蛋白(ACP)聚合在一条多肽
第 七 章
脂类代谢
Metabolism of Lipid
第一节 脂 类 的 概 述
一、脂类的概念:
脂类(lipids)是脂肪(fat)和类脂(lipoid)的总称。
脂肪(甘油三酯 triglyceride)
脂类 类脂 胆固醇(酯) cholesterol 磷脂 phospholipid
糖脂
脂类物质的基本构成:
第7章 脂类代谢
• (3)胆固醇:胆固醇可反馈抑制HMG CoA还原酶的合成,使肝胆固醇
的合成减少,但是,小肠不受这种反馈调节影响,因此大量进食胆固 醇,血中胆固醇浓度仍然可以升高。
• 4.排泄
体内大部分胆固醇在肝脏中转变成胆汁酸,随胆汁排出,这是胆固 醇主要的排泄方式。另外,少数胆固醇直接随胆汁排入肠道随粪便排 出。
第 4 节 血脂
一、血脂
(一)血脂的组成和含量
血浆中所含脂类统称为血脂。血脂包含甘油三酯、
胆固醇和胆固醇酯、磷脂以及游离脂肪酸等。
* 血脂含量受膳食、年龄、性别、职业及代谢等的影 响,波动范围很大。
(二)甘油的氧化分解
(三)脂肪酸的氧化
肝脏和肌肉中最为活跃。线粒体是脂肪酸氧化的主 要部位,其过程可分为以下三个阶段:
1. 脂肪酸活化成脂酰CoA :胞液
2. 脂酰CoA转运进入线粒体 :肉碱
3. 脂肪酸的β -氧化
• 脂酰CoA氧化过程发生在脂酰羧基端β -碳原子上,
所以称为β -氧化。
• 从脂酰CoA的β -碳原子开始,经过脱氢、加水、
再脱氢和硫解四步连续反应。
(四)酮体的生成和利用
• 酮体是脂肪酸在肝细胞氧化分解时产生的特有
中间代谢物,包括乙酰乙酸、β-羟丁酸及丙酮。
• 其中β-羟丁酸约占总量的70%,乙酰乙酸约占
30%,丙酮含量极少。
1.酮体的生成
2.酮体的利用
2.酮体代谢的生理意义
• 酮体是脂肪酸在肝内正常的中间代谢产物,是肝脏输出脂
生物化学教学课件-第七章 脂类代谢.ppt
二. 甘油的分解代谢
甘油激酶
甘油 + ATP —————﹥ -磷酸甘油 + ADP ,
此反应不可逆。
磷酸甘油脱氢酶
-磷酸甘油+ NAD+ ﹤————————﹥
反应产物是比原来的脂酰CoA减少了2个 碳的新的脂酰CoA。
如此反复进行,直至脂酰CoA全部变成 乙酰CoA。
脱氢
脂酰CoA在脂酰CoA脱氢酶的催化下, 在-和-碳原子上各脱去一个氢原子,生 成反式,-烯脂酰CoA,氢受体是FAD。
O 脂酰CoA脱氢 H酶 O
另一种则位于线粒体内,可以催化中、 短链脂肪酸(含有4-10个碳)发生反应。
2 .脂肪酸的运转进线粒体
这个过程实际是指脂酰CoA在肉毒碱脂 酰转移酶的帮助下,由肉毒碱载入线粒体 内。
随后便可发生β-氧化。
在内膜外侧, RCH2CH2CH2CO -SCoA + 肉毒碱
肉毒碱脂酰转移酶Ι
————————﹥RCH2CH2CH2CO -肉毒碱 +
• (四川大学的学者认为,此过程中的第1 、2步水解反应为胰脂肪酶催化,而第3步 则由另一种脂肪酶催化)
(3) 脂肪酶是该过程的关键酶,可 以从1、3位碳上水解酯。
•
• 它对激素敏感,肾上腺素、胰高血糖素 、肾上腺皮质激素可以导致腺苷酸环化酶 活化,而腺苷酸环化酶使ATP环化生成 cAMP,从而导致cAMP依赖性蛋白激酶活 化,而cAMP依赖性蛋白激酶使无活性的脂 肪酶磷酸化为有活性的脂肪酶-P,最终加 速脂解作用。
-磷酸甘油磷酸酶 -磷酸甘油 + H2O —————————﹥
第七章 脂类代谢
游离胆固醇 总磷脂 卵磷脂 神经磷脂 脑磷脂
40~70(55) 100~250(200) 50~200(100) 50~130(70) 15~35(20)
1.03~1.81(1.42) 48.4~80.7(64.6) 16.1~64.6(32.3) 16.1~42.0(22.6) 4.8~13.0(6.4) 肝 肝 肝 肝
甘油三酯代谢
+ NADH+H NAD +
ADP CH2OH
CHOH P
甘油激酶 CH2OH (肝、肾、肠) CH2O
磷酸甘油脱氢酶
3-磷酸甘油
CH2OH C O P
糖酵解
丙酮酸
→乙酰辅酶A→TAC
CH2O
糖异生 糖或糖原
磷酸二羟丙酮
第二节
甘油三酯代谢
(三)脂肪酸的β-氧化
甘油三酯的分解代谢主要是脂肪酸的氧化分 解。机体脂肪酸的氧化是从脂肪酸羧基端的β碳原子开始,每氧化一次断裂两个碳原子,故又 称为脂肪酸的β-氧化。除大脑、成熟红细胞外, 大多数组织都能利用脂肪酸氧化供能,以肝和肌 肉组织最活跃。线粒体是脂肪酸氧化的主要部位。
二十一世纪
??
第一节 概
述
脂类是脂肪及类脂的总称,是生物体内一 类重要的有机化合物。
脂肪是由一分子甘油和三分子脂肪酸脱水缩合 而成的酯,又称三酯酰甘油或甘油三酯(TG)。 类脂包括磷脂(PL)、糖脂、胆固醇(Ch)及 胆固醇脂(CE)。 脂类的共同特征是不溶于水而易溶于乙醚、氯 仿等有机溶剂。
第一节
第二节 甘油三酯代谢
脂肪酸的氧化过程可概括为:脂肪酸活化 为脂酰CoA、脂酰CoA进入线粒体、脂肪酸的 β-氧化过程及乙酰CoA的彻底氧化四个阶段。 1.脂肪酸活化为脂酰CoA 在细胞质中,脂 酰CoA合成酶催化脂肪酸与HSCoA生成脂酰CoA 的过程称为脂肪酸的活化。反应过程中ATP供 能后生成AMP ,两个高能磷酸键断裂,相当 于消耗2分子ATP。
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第七章脂类代谢
一、填空题:
1.饱和脂肪酸的生物合成在中进行。
2.自然界中绝大多数脂肪酸含数碳原子。
3.脂肪酸生物合成的原料是,其二碳供体的活化形式是。
4.生成丙二酸单酰CoA需要酶系催化,它包含有三种成份、_ 和。
5.饱和脂肪酸从头合成需要的引物是,其产物最长可含有碳原子。
6.人体必需脂肪酸是、和。
7.饱和脂肪酸从头合成的还原力是,它是由代谢途径和转换所提供。
8.大于十六碳原子的脂肪酸是生物体内相应的各个系统的酶催化合成。
10.硬脂酸(C18)经β-氧化分解,循环次,生成分子乙酰CoA,FADH2和NADH。
11.脂肪酸β-氧化是在中进行的,氧化时第一次脱氢的受氢体是,第二次脱氢的受氢体是,β-氧化的终产物是。
14.乙酰COA主要由、和降解产生。
二、选择题(只有一个最佳答案):
1.在人体中,脂肪酸以下列哪种形式参与三酰甘油的生物合成( )
①游离脂肪酸②脂酰ACP ③脂酰CoA ④以上三种均不是
2.脂肪酸生物合成中,将乙酰基运出线粒体进入胞液中的物质是( )
①CoA ②肉碱③柠檬酸④以上三种均不是
4.饱和脂肪酸从头合成和β-氧化过程中,两者共有( )
①乙酰CoA ②FAD ③NAD+④含生物素的酶
5.长链脂肪酸从胞浆转运到线粒体内进行β-氧化作用,所需载体是( )
①柠檬酸②肉碱③辅酶A ④α-磷酸甘油
6.脂肪酸从头合成所用的还原剂是( )
①NADPH+H+②NADH+H+③FADH2④FMNH2
8.β-氧化中,脂酰CoA脱氢酶催化反应时所需的辅因子是( )
①FAD ②NAD+③ATP ④NADP+
9.植物体内由软脂酸(C16)生成硬脂酸(C18)其原料是( )
①乙酰CoA ②乙酰ACP ③丙二酸单酰CoA ④丙二酸单酰ACP
10.在脂肪酸的合成中,每次碳链的延长都需要什么直接参加?()
①乙酰CoA ②草酰乙酸③丙二酸单酰CoA ④甲硫氨酸
11.合成脂肪酸所需的氢由下列哪一种递氢体提供?()
①NADP+ ②NADPH+H+③FADH2④NADH+H+
12.脂肪酸活化后,β-氧化反复进行,不需要下列哪一种酶参与?()
①脂酰CoA脱氢酶②β-羟脂酰CoA脱氢酶
③烯脂酰CoA水合酶④硫激酶
13.软脂酸的合成及其氧化的区别为()
(1)细胞部位不同(2)酰基载体不同(3)加上及去掉2C•单位的化学方式不同
(4)β-酮脂酰转变为β-羟脂酰反应所需脱氢辅酶不同(5)β-羟脂酰基的立体构型不同
①(4)及(5) ②(1)及(2) ③(1)(2)(4) ④全部
14.β-氧化的酶促反应顺序为:()
①脱氢、再脱氢、加水、硫解②脱氢、加水、再脱氢、硫解
③脱氢、脱水、再脱氢、硫解④加水、脱氢、硫解、再脱氢
15.胞浆中合成脂肪酸的限速酶是()
①β-酮酯酰CoA合成酶②水化酶
③酯酰转移酶④乙酰CoA羧化酶
16.脂肪大量动员肝内生成的乙酰CoA主要转变为:()
①葡萄糖②酮体③胆固醇④草酰乙酸
18.脂肪酸合成需要的NADPH+H+主要来源于()
①TCA ②EMP ③磷酸戊糖途径④以上都不是
19.生成甘油的前体是()
①丙酮酸②乙醛③磷酸二羟丙酮④乙酰CoA
21.脂肪酸彻底氧化的产物是:( )
①乙酰CoA ②脂酰CoA ③丙酰CoA ④H2O、CO2及释出的能量
22.甘油氧化分解及其异生成糖的共同中间产物是:()
①丙酮酸②2-磷酸甘油酸③3-磷酸甘油酸④磷酸二羟丙酮
三、是非题(在题后括号内打√或×):
1.生物体内的脂肪酸主要以结合形式存在。
()
2.脂肪酸从头合成的原料是乙酰CoA。
()
3.有关脂肪酸生物合成的说法对与否?
①脂肪酸的生物合成需要柠檬酸的存在。
()
②脂肪酸的从头合成是在线粒体内进行的。
()
③丙二酸单酰CoA是合成脂肪酸的直接起始物,其余二碳的供体均以乙酰CoA形式参加。
()
④脂肪酸从头合成是β-氧化的逆过程。
()
4.CoASH和ACP都是脂酰基的载体。
()
6.在低温环境下,饱和脂肪酸加速向不饱和脂肪酸转变,以利于生物膜的流动性。
()
7.脂肪酸从头合成和β-氧化的方向都是从羧基端向甲基端进行。
()
10.自然界中存在的不饱和脂肪酸一般呈顺式结构。
()
12.脂肪酸的从头合成需要NADPH+H+作为还原反应的供氢体。
()
13.脂肪酸彻底氧化产物为乙酰CoA。
()
14.CoA和ACP都是酰基的载体。
()
四、问答题和计算题:
1、试比较饱和脂肪酸的β-氧化与从头合成的异同。
2、简述脂肪代谢与碳水化合物代谢的关系。
3、1摩尔甘油在生物体内彻底氧化可生成多少摩尔ATP?(分步计算)
五、名词解释:
β-氧化
参考答案:
第七章脂类代谢
一、填空题
1.饱和脂肪酸的生物合成在胞液中进行。
2.自然界中绝大多数脂肪酸含偶数碳原子。
3.脂肪酸生物合成的原料是乙酰CoA ,其二碳供体的活化形式是丙二酸单酰CoA 。
4.生成丙二酸单酰CoA需要乙酰辅酶A羧化酶系催化,它包含有三种成份生物素羧化酶、转羧基酶和生物素羧基载体蛋白。
5.饱和脂肪酸从头合成需要的引物是乙酰CoA ,其产物最长可含有十六碳原子。
6.人体必需脂肪酸是亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸。
7.饱和脂肪酸从头合成的还原力是NADPH ,它是由磷酸戊糖途径代谢途径和NADH 转换所提供。
8.大于十六碳原子的脂肪酸是生物体内相应的各个延长系统的酶催化合成。
10.硬脂酸(C18)经β—氧化分解,循环8 次,生成9 分子乙酰CoA,8 FADH2和8 NADH。
11.脂肪酸β—氧化是在线粒体基质中进行的,氧化时第一次脱氢的受氢体是FAD ,第二次脱氢的受氢体是NAD+,β—氧化的终产物是乙酰CoA 。
14.乙酰COA主要由糖、氨基酸和脂肪降解产生。
二、选择题
1.③
2.③
3.③
4.①
5.②
6.①8.①9.④10.③
11.②12.④13.④14.②15.④16.②18.③19.③
21.④22.④
三、是非题
1.√
2.√
3.①√②×③×④×
4.√ 6.√7.×10.√12.√13.×14.√
四、部分问答题参考答案:
1、试比较饱和脂肪酸的β-氧化与从头合成的异同。
答:(1)发生部位:β—氧化主要在线粒体中进行,饱和脂肪酸从头合成过程在胞液中进行。
(2)酰基载体:β—氧化中脂酰基的载体为CoASH,饱和脂肪酸从头合成中的酰基载体是ACP。
(3)β—氧化使用氧化剂NAD+与FAD。
饱和脂肪酸从头合成使用NADPH还原剂。
(4)β—氧化降解是从羧基端向甲基端进行,每次降解一个二碳单位,饱和脂肪酸合成是从甲基端向羧基端进行,每次合成一个二碳单位。
(5)β—氧化主要由5种酶催化反应,饱和脂肪酸从头合成由2种酶系催化。
(6)β—氧化经历氧化、水合、再氧化、裂解四大阶段。
饱和脂肪酸从头合成经历缩合、还原、脱水、
再还原四大阶段。
(7)氧化为乙酰CoA,合成为丙二酸单酰CoA。
(8)β—氧化除起始活化消耗能量外,是一个产生大量能量的过程。
饱和脂肪酸从头合成是个消耗大量能量的过程。
2、简述脂肪代谢与碳水化合物代谢的关系。
答:脂肪代谢与碳水化合物代谢关系极为密切。
①碳水化合物代谢的许多中间产物是脂肪合成的原料,如乙酰CoA是饱和脂肪酸从头合成的原料,三酰甘油中的甘油来自于糖酵解的磷酸二羟丙酮还原生成的L-α-磷酸甘油;②脂肪降解的产物可以经糖有氧分解途径最终氧化生成C02和H20,并释放出能量,脂肪降解产物也可用于合成碳水化合物。
如油料种子萌发时,脂肪酸降解经β氧化,乙醛酸循环、TCA 循环、糖异生作用生成葡萄糖供幼苗生长用;③脂肪酸合成能量主要来自于磷酸戊糖途径。
3、1摩尔甘油在生物体内彻底氧化可生成多少摩尔ATP?(分步计算)
答:①从甘油→甘油醛-3-磷酸,产生1个H+,经呼吸链产生3摩尔ATP
②甘油醛-3-磷酸→丙酮酸产生5摩尔ATP
③丙酮酸→CO2+H2O产生15摩尔ATP
④甘油激活时消耗1摩尔ATP
⑤1摩尔甘油彻底氧化可生成3+5+15-1=22摩尔ATP
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