脂肪酸的分解代謝ppt課件

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1、脂類代謝,脂類 lipid,脂肪（fat)---,甘油三酯（triglycerides,TG),類脂--,磷脂（ phospholipid),糖脂,膽固醇(cholesterol,ch),膽固醇酯(cholesterol ester,CE),,,,,甘油,脂肪酸,人體所需能量約40來自脂肪。,第一節(jié) 脂的消化、吸收和轉(zhuǎn)運,消化：主要小腸中進(jìn)行。膽汁鹽乳化，形成微團。胰脂肪酶和輔脂肪酶降解脂。胰磷脂酶催化磷脂的水解。 吸收：小腸粘膜細(xì)胞吸收，吸收形式有三種：完全水解、部分水解和完全不水解。經(jīng)淋巴系統(tǒng)進(jìn)入血液循環(huán)。, 運送血漿脂蛋白,血漿脂蛋白由血脂與載脂蛋白結(jié)合而形成，溶于水，運行于血。 按密度

2、分為乳糜微粒、極低、低、和高密度脂蛋白四種。,,四種血漿脂蛋白及其功能,CM：小腸合成，轉(zhuǎn)運外源性脂類到肝內(nèi)； VLDL：肝臟合成，轉(zhuǎn)運內(nèi)源性脂類到肝外； LDL：血管中合成，轉(zhuǎn)運內(nèi)源性膽固醇和磷脂至肝外； HDL：肝/腸/血漿中合成，和LDL作用反，收集肝外膽固醇和磷脂到肝內(nèi)。,（4）脂肪的動員,食物中的脂肪（外源性脂肪）經(jīng)消化吸收（為碳鏈長短與飽和度的改造過程）后，貯存于脂肪組織（內(nèi)源性脂肪）。 脂庫中貯存的脂肪經(jīng)脂肪酶或磷脂酶的水解而釋放出脂肪酸，并轉(zhuǎn)移到肝臟的過程稱為動員。 過度的脂肪動員可能形成脂肪肝。,第二節(jié) 脂肪酸氧化,肝和肌肉是脂肪酸氧化最活躍的組織，其最主要的氧化形式是-氧化

3、。動物實驗證實。 脂肪酸的分解發(fā)生在原核生物的細(xì)胞質(zhì)及真核生物的線粒體基質(zhì)中。,,一） 脂肪酸的活化細(xì)胞液中進(jìn)行,脂肪酸的活化形式是脂酰CoA，由脂酰CoA合成酶(acyl-CoA synthetase)催化。 消耗1ATP中的兩個高能鍵。,二）脂酰CoA轉(zhuǎn)運入線粒體,催化脂肪酸-氧化的酶系在線粒體基質(zhì)中，但長鏈脂酰CoA不能自由通過線粒體內(nèi)膜，要進(jìn)入線粒體基質(zhì)就需要載體轉(zhuǎn)運，這一載體就是肉堿(carnitine)。 肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶催化。,,,三）-氧化,脂酰CoA在線粒體的基質(zhì)中進(jìn)行氧化分解。每進(jìn)行一次-氧化，需要經(jīng)過脫氫、水化、再脫氫和硫解四步反應(yīng)，同時釋放出1分子乙酰CoA。 反應(yīng)產(chǎn)物是

4、比原來的脂酰CoA減少了2個碳的新的脂酰CoA。如此反復(fù)進(jìn)行，直至脂酰CoA全部變成乙酰CoA。,脫氫,脂酰CoA在脂酰CoA脫氫酶的催化下，在-和-碳原子上各脫去一個氫原子，生成反式,-烯脂酰CoA，氫受體是FAD。,R,C,H,2,C,H,2,C,H,2,C,O,S,C,oA,,,,,,F,A,D,F,A,D,H,2,,,R,C,H,2,C,C,H,H,C,O,S,C,oA,,,,,,,,,脂酰CoA脫氫酶,水化,在烯脂酰CoA水合酶催化下，,-烯脂酰CoA水化，生成L(+)--羥脂酰CoA。,再脫氫,在-羥脂酰CoA脫氫酶催化下，脫氫生成-酮脂酰CoA。反應(yīng)的氫受體為NAD+。此脫氫酶具

5、有立體專一性，只催化L(+)--羥脂酰CoA的脫氫。,硫解,由酮硫解酶催化，酮酯酰CoA在和碳原子之間斷鏈，加上一分子輔酶A生成乙酰CoA和一個少兩個碳原子的脂酰CoA。,-氧化的反應(yīng)歷程總結(jié),RCH2CH2COOH,RCH2CH2COSCOA,（脂酰COA）,,,,,-,（2反式烯脂酰COA）,,,-,（L-- 羥脂酰COA）,（- 酮脂酰COA）,,,R-CSCOA+ CH3-CSCOA,,,,繼續(xù)-氧化,,,,H,H,-,-氧化記憶口訣,-氧化是重點，氧化對象是脂酰， 脫氫加水再脫氫，硫解切掉兩個碳， 產(chǎn)物乙酰COA，最后進(jìn)入三循環(huán)。,-氧化產(chǎn)生的能量,如軟脂酸（含16碳）經(jīng)過7次-氧化

6、，可以生成8個乙酰CoA。每一次-氧化，還將生成1分子FADH2和1分子NADHH+。 8乙酰COA徹底氧化 12ATP 128=96ATP 7FADH2 27=14ATP 7NADH+7H+ 37=21ATP 共961421131ATP 活化消耗了2個高能鍵，所以應(yīng)為131-2=129ATP。,五 不飽和脂肪酸的氧化,a. 順式雙鍵需異構(gòu)為反式雙鍵進(jìn)行催化 b. 同等鏈長的脂肪酸，產(chǎn)生ATP數(shù)較少。（少產(chǎn)生1FADH2) c.多不飽和脂肪酸還需另外的酶參與。其余同-氧化。,六、奇數(shù)碳脂肪酸的氧化,先按-氧化降解，最后剩下丙酰CoA。丙酰CoA羧化成琥珀酰CoA或脫羧形成乙酰CoA，

7、進(jìn)入TCA循環(huán)。,七、脂肪酸的-氧化,在植物種子萌發(fā)時，脂肪酸的-碳被氧化成羥基，生成-羥基酸。-羥基酸可進(jìn)一步脫羧、氧化轉(zhuǎn)變成少一個碳原子的脂肪酸。 對降解支鏈脂肪酸，奇數(shù)脂肪酸有重要作用。,八、-氧化：,12C以下脂肪酸的氧化形式。甲基碳原子（-碳原子）可以先被氧化，形成二羧酸。二羧酸進(jìn)入線粒體內(nèi)后，可以從分子的任何一端進(jìn)行-氧化，最后生成的琥珀酰CoA可直接進(jìn)入三羧酸循環(huán)。,第三節(jié) 酮體的代謝,當(dāng)脂肪酸降解過量時，細(xì)胞內(nèi)缺少足夠的草酰乙酸將所有的乙酰CoA帶入TCA循環(huán)，乙酰CoA還有另一條代謝途徑進(jìn)入肝臟，合成酮體。 乙酰CoA可形成 乙酰乙酸(30) -羥丁酸(70)

8、 丙酮(acetone，微量)。 這三種物質(zhì)統(tǒng)稱酮體。主要在肝臟線粒體中進(jìn)行。,,,,,,一、肝臟中酮體的形成,酮體的生成途徑總結(jié),CoA 乙酰CoA 2乙酰CoA 乙酰乙酰CoA HMGCoA C2 C4 C6 加氫 -羥丁酸(C4) 乙酰乙酸 乙酰CoA C4 CO2 丙酮(C3),,,,,,,,,,二、酮體的氧化,肝臟中缺少分解酮體的酶。酮體是水溶性物質(zhì)，在肝臟生成后迅速透過肝線粒體膜和細(xì)胞膜進(jìn)入血液，轉(zhuǎn)運至肝外組織利用（腦、骨胳?。?分解：轉(zhuǎn)化成乙酰CoA，進(jìn)入TCA循環(huán)徹底氧化。,肝內(nèi)生酮肝外用,三、酮體生成的意義,（1）正常： 酮體是肝臟正常的中

9、間代謝產(chǎn)物，是肝臟輸出能源的一種形式。長期饑餓及糖供給不足時，酮體可代替葡萄糖成為主要能源。為肝外組織特別是腦組織，提供有用的能源。 （2）異常：饑餓、高脂低糖飲食、糖尿病會使酮體代謝加強，造成 酮癥酸中毒 酮血癥 酮尿癥,酮體記憶口訣,酮體一家兄弟三，丙酮和乙酰乙酸，再加-羥丁酸，生成部位是在肝，肝臟生酮肝不用，體小易溶往外送，容易攝入組織中，氧化分解把能功。,第四節(jié) 脂肪酸的合成,原料：乙酰CoA 1mol乙酰CoA ：直接參與脂肪酸的合成 其余乙酰CoA: 羧化成丙二酸單酰CoA 酶：脂肪酸合酶系 特點：細(xì)胞液中進(jìn)行，消耗ATP和NADPH， 重復(fù)4步進(jìn)行碳鏈延長反應(yīng)，首

10、先生成軟脂酸16:0，經(jīng)過加工生成各種脂肪酸。 部位：肝臟和脂肪組織,乙酰CoA的來源和去路,,來源：糖代謝,,酸肪酸,,去路：酮體 TCA，生成 脂肪酸,,檸檬酸循環(huán),,一、軟脂酸的合成,1.乙酰CoA的轉(zhuǎn)移：線粒體內(nèi) 細(xì)胞液。 穿越線粒體內(nèi)膜。 經(jīng)由三羧酸運送體系檸檬酸丙酮酸循環(huán)。制備部分NADPH。,,線粒體基質(zhì),丙酮酸羧化酶,脂肪酸氧化,,檸檬酸穿梭（三羧酸轉(zhuǎn)運體系）,,,,反應(yīng)中所需的NADPH+H+約有40%來自戊糖磷酸途徑，其余的60%可由EMP中生成的NADH+H+間接轉(zhuǎn)化提供,NADH+H ++草酰乙酸,,蘋果酸脫氫酶,蘋果酸+NAD+,蘋果酸+NADP+,,蘋果酸酶,

11、丙酮酸+CO2+NADPH+H +,總反應(yīng)：,NADH+H++NADP+ +草酰乙酸,,丙酮酸+CO2+NADPH+H++NAD+,,還原力的準(zhǔn)備,,,2.丙二酰CoA的生成,,關(guān)鍵酶：乙酰CoA羧化酶（生物素） + - 檸檬酸、異檸檬酸、 長鏈脂肪酸 -酮戊二酸,3.脂肪酸合酶系,原料乙酰CoA和丙二酰CoA準(zhǔn)備好后，即在脂肪酸合酶系的催化下開始合成脂肪酸。 是一個由6種不同功能的酶與酰基載體蛋白ACP聚合成的復(fù)合體。即以ACP為核心，在它周圍有次序的排列著合成脂肪酸的各種酶，隨著ACP的轉(zhuǎn)動，依次發(fā)生脂肪酸合成的各步反應(yīng)。每一步反應(yīng)的產(chǎn)物正好是上一步反應(yīng)的底物，因

12、此，效率極高。,,,（1）啟動,（2）裝載,（3）碳鏈延長：重復(fù)4步反應(yīng),,丁酰ACP再與丙二酰ACP縮合，重復(fù)脫羧縮合加氫脫水再加氫四步，每一次使碳鏈延長兩個碳，共7次重復(fù)，最終生成生成軟脂酰ACP。合成停止。 丁酰ACP丙二酰ACP 丁酰乙酰ACP 己酰ACP C4 C3 C6 C6 軟脂酰ACP經(jīng)硫酯酶催化成游離軟脂酸。,,,,,合成軟脂酸的反應(yīng)式,每加一個二碳單位，需2(NADPH+H+), 1ATP。 14(NADPH+H+) 14NADP+ 8乙酰CoA 軟脂酸8CoA 7ATP 7(ADP+Pi),,,,脂肪酸合成和分解的比較,脂肪酸合成過

13、程不是-氧化的逆過程，它們的細(xì)胞定位，轉(zhuǎn)移載體，?；d體，加入或減去的二碳單位、限速酶，激活劑，抑制劑，供氫體和受氫體以及反應(yīng)底物與產(chǎn)物均不相同。,飽和脂肪酸的合成與-氧化的比較,,,區(qū)別要點 從頭合成 -氧化,細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行部位 細(xì)胞質(zhì) 線粒 體 酰基載體 ACP-SH COA-SH 轉(zhuǎn)運機制 三羧酸轉(zhuǎn)運機制 肉堿載體系統(tǒng) 二碳單位參與或斷裂形式 丙二酸單酰ACP 乙酰COA 電子供體或受體 NADPH+H+ FAD,NAD -羥?；虚g物的立體構(gòu)型

14、不同 D型 L型 對HCO3-和檸檬酸的需求 需要 不需要 所需酶 7種 4種 能量需求或放出 消耗 7ATP及14NADPH+H+ 產(chǎn)生129ATP,,,二、脂肪酸碳鏈的延長和去飽和,三、脂肪酸代謝的調(diào)節(jié),ATP （胞液） 重新合成脂肪 長鏈脂肪酸 脂酰CoA 降解（線粒體） 脂酰CoA的轉(zhuǎn)運：肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶催化。豐富燃料分子如丙二酰CoA 。 脂肪酸合成的控制： 限速酶：乙酰CoA羧化酶。高能荷狀態(tài)刺激酶活。,,,,,四、 三脂酰甘油的合成,脂肪的來源有二：食物中脂

15、肪 糖的轉(zhuǎn)化。 前體：甘油3磷酸和脂酰CoA。 甘油3磷酸的合成： 磷酸二羥丙酮 甘油3磷酸 甘油 脂肪酸 CoA脂酰CoA,,甘油三脂的合成,1脂酰CoA 1脂酰CoA 甘油3磷酸 單脂酰甘油磷酸 H2O Pi 1脂酰CoA 二脂酰甘油磷酸 甘油二脂 甘油三酯,,,,,,,,,第五節(jié) 磷脂的代謝,磷脂是生物膜的主要成份。分解代謝為 磷脂酶A1： 磷脂酶A2 磷脂酶C 磷脂酶D 產(chǎn)物的去路： 甘油磷酸二羥丙酮EMP、TCA循環(huán)； 脂肪酸 -氧化； 氨基醇氨基酸或參加磷脂的再合成。,,,,,,磷脂的生物合成,C

16、TP是必需的活化因子。 1脂酰CoA 1脂酰CoA 甘油3磷酸 單酰甘油磷酸 二酰甘油磷酸 (溶血磷脂酸） (磷脂酸) X-基團的加入：需CTP。,,,,溶血磷脂-----是磷脂酶A1或A2的水解產(chǎn)物， 強大的表面活性劑，可使RBC (紅細(xì)胞,red blood cell)破裂溶血 毒蛇咬傷、急性胰腺炎 溶血磷脂的消除----磷脂酶B,B1 O CH2-O-C-R HO- CH O CH2-O-P-O-X OH,,,,,,,,,,第六節(jié) 膽固醇的合成代謝,

17、來源：食物和生物合成。 合成場所：肝臟細(xì)胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和細(xì)胞液。 關(guān)鍵酶：HMGCoA還原酶。 合成原料：乙酰CoA。 合成1分子膽固醇需消耗18分子乙酰CoA、36分子ATP和16分子NADPH。,膽固醇的合成過程,膽固醇合成過程比較復(fù)雜，有近30步反應(yīng)，整個過程可根據(jù)為5個階段。 關(guān)鍵步驟： 羥甲基戊二酰CoA(HMGCoA)的生成。 酮體生成 3乙酰CoAHMGCoA 合成膽固醇,,,,二羥甲基戊酸(mevalonic acid，MVA)的生成,HMGCoA在HMG CoA還原酶催化下，消耗2（NADPH+H+）生成甲羥戊酸(MVA)。 此過程是不可逆的，HMG CoA還原酶是膽固醇合成的限速酶。,膽固醇的生成,MVA先經(jīng)磷酸化、脫羧、脫羥基、再縮合生成含30C的鯊烯細(xì)胞液中進(jìn)行。 經(jīng)固醇載體蛋白運送到內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，生成30C羊毛固醇，后者再經(jīng)氧化還原等多步反應(yīng)最后失去了3個C，合成27C的膽固醇。,膽固醇代謝的調(diào)控,限速酶：HMGCoA還原酶。 受外源膽固醇含量的影響。高膽固醇。 肝以外細(xì)胞膽固醇的合成：自血漿中的低密度蛋白LDL開始。,6、膽固醇及其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物,