脂肪酸的分解代謝.ppt

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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 cholesterolester 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(yùn) 消化 主要小腸中進(jìn)行 膽汁鹽乳化 形成微團(tuán) 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(yùn)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(yùn)行于血 按密度分為乳糜微粒 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(yùn)外源性脂類到肝內(nèi) VLDL 肝臟合成 轉(zhuǎn)運(yùn)內(nèi)源性脂類到肝外 LDL 血管中合成 轉(zhuǎn)運(yùn)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 動物實(shí)驗(yàn)證實(shí) 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 CoAsynthetase 催化 消耗1ATP中的兩個高能鍵 二 脂酰CoA轉(zhuǎn)運(yùn)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(yùn) 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 RCH2CH2CO SCOA 脂酰COA 2反式烯脂酰COA L 羥脂酰COA 酮脂酰COA R C SCOA CH3 C SCOA 繼續(xù) 氧化 H H 氧化記憶口訣 氧化是重點(diǎn) 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 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NADH H 8乙酰COA 徹底氧化 12ATP12 8 96ATP7FADH2 2 7 14ATP7NADH 7H 3 7 21ATP共96 14 21 131ATP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 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 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CoA2乙酰CoA乙酰乙酰CoAHMGCoAC2C4C6加氫 羥丁酸 C4 乙酰乙酸乙酰CoAC4CO2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(yùn)至肝外組織利用 腦 骨胳肌 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(qiáng) 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CoA1mol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(diǎn) 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(yùn)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(yùn)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 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?；d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ACPC4C3C6C6 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 8CoA7ATP7 ADP Pi 脂肪酸合成和分解的比較 脂肪酸合成過程不是 氧化的逆過程 它們的細(xì)胞定位 轉(zhuǎn)移載體 酰基載體 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(diǎn)從頭合成 氧化 細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行部位細(xì)胞質(zhì)線粒體?；d體ACP SHCOA SH轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制三羧酸轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)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(yùn) 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CoA1脂酰CoA甘油3 磷酸單脂酰甘油磷酸H2OPi1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 CTP是必需的活化因子 1脂酰CoA1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(tuán)的加入 需CTP 溶血磷脂 是磷脂酶A1或A2的水解產(chǎn)物 強(qiáng)大的表面活性劑 可使RBC 紅細(xì)胞 redbloodcell 破裂溶血 毒蛇咬傷 急性胰腺炎 溶血磷脂的消除 磷脂酶B B1OCH2 O C RHO CHOCH2 O P O XOH 第六節(jié)膽固醇的合成代謝 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CoA HMGCoA合成膽固醇 二羥甲基戊酸 mevalonicacid MVA 的生成 HMGCoA在HMGCoA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 HMGCoA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(yùn)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