第九章  脂代谢
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 69

第九章 脂代谢 (Lipid Metabolism) PowerPoint PPT Presentation


  • 192 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

第九章 脂代谢 (Lipid Metabolism). 主要内容:. 脂肪的分解代谢和合成代谢. 主讲老师:华南师范大学生命科学学院      陈文利. 第一节 概述 一、脂类的一般概念 脂类分类 重要功能 二、脂肪的消化和吸收. 第二节 脂肪的分解代谢 一、体内甘油三酯的分解. 甘油三酯的水解. 脂肪,又称甘油三酯( triglyceride )。. 脂肪酶. 甘油三酯. 甘油+ R 1 COOH + R 2 COOH + R 3 COOH. 组织中有三种脂肪酶 : 脂肪酶 甘油二酯脂肪酶

Download Presentation

第九章 脂代谢 (Lipid Metabolism)

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Lipid metabolism

第九章 脂代谢(Lipid Metabolism)

主要内容:

脂肪的分解代谢和合成代谢

主讲老师:华南师范大学生命科学学院

     陈文利


Lipid metabolism

第一节 概述

一、脂类的一般概念

脂类分类

重要功能

二、脂肪的消化和吸收


Lipid metabolism

第二节 脂肪的分解代谢

一、体内甘油三酯的分解


Lipid metabolism

  • 甘油三酯的水解

脂肪,又称甘油三酯(triglyceride)。

脂肪酶

甘油三酯

甘油+R1COOH+R2COOH+R3COOH

组织中有三种脂肪酶: 脂肪酶

甘油二酯脂肪酶

甘油单酯脂肪酶


Lipid metabolism

  • 在mt中:

  • FAD脱H

  • 磷酸甘油

  • CoQ

  • 呼吸链

  • 氧化磷酸化


Lipid metabolism

  • 三、脂肪酸的分解代谢

  • 1、脂肪酸的转运

  • (1)组织间的转运

  • (2)进入线粒体的转运

  • 脂肪酸的活化

  • 转运机制

    • 脂肪酸进行氧化前必须活化,

    • 脂肪酸的活化在胞液中进行,

    • 而催化脂肪酸氧化的酶系存在于mt的基质内,

    • 因此活化的脂酰CoA必须进入mt内才能代谢。


Lipid metabolism

二、脂肪的分解代谢

(一)甘油的分解代谢

基本上是糖的分解代谢

(二)脂酸的分解代谢

1.β-氧化

2.不饱和脂酸的氧化

3.奇数碳原子脂酸的氧化

4.脂酸的其他氧化途径


Lipid metabolism

1.β-氧化

1904年德国化学家Knoop发现

β-氧化途径的要点


Lipid metabolism

A. 脂酸的活化

细胞质中进行


Lipid metabolism

B. 脂酰CoA的转运

从细胞质转运到线粒体中

rate-limiting step for oxidation of FAs


Lipid metabolism

2、饱和脂肪酸的β-氧化

(在mt和乙醛酸体中进行)

β-氧化:FA活化生成脂酰CoA进入线粒体基质

后,在脂酰基的β碳原子上依次进

行脱氢, 加水,再脱氢,硫解,

四步反应,生成一分子乙酰CoA和

脂酰CoA(比原来少2个C)的过程。

  • 脂肪的降解


Lipid metabolism

(1) β-氧化的发现

(2) β-氧化的步骤

P240-241

(3) β-氧化过程中能量的变化


Lipid metabolism

(3) β-氧化过程中能量的变化

若是1个16个C的饱和脂肪酸(软脂酸、棕榈酸)7轮

的β-氧化,生成8分子的乙酰CoA。

脂肪酸彻底氧化成CO2和H2O放出大量ATP需经过

a、β-氧化.

b、TCA循环.

c、呼吸链及氧化磷酸化。


Lipid metabolism

(4)奇数碳脂肪酸的氧化

P242


Lipid metabolism

C. 脂酸的β-氧化途径

  • 脂酰基的氧化


Lipid metabolism

  • 加水


Lipid metabolism

  • 脱氢


Lipid metabolism

  • 硫解


Lipid metabolism

脂酸β-氧化所产生的能量

  • 脂肪酸活化:-2ATP

  • 一轮β-氧化: 1FADH2, 1NADH, 1乙酰CoA

  • (2ATP) (3ATP) (TCAcycle: 12ATP)

棕榈酸(i.e.软脂酸 C15H31COOH)彻底氧化产生?ATP


Lipid metabolism

3、不饱和脂肪酸的氧化

(1)单不饱和脂肪酸的氧化

(2)多不饱和脂肪酸的氧化


Lipid metabolism

2.不饱和脂酸的氧化


Lipid metabolism

3.奇数碳原子脂酸的氧化

β-OX

n CH3COSCoA

奇数FA

CH3CH2COSCoA

甲基丙二酸单酰途径


Lipid metabolism

4、脂肪酸的ω-氧化和α-氧化途径

ω-氧化

把ω-的C氧化成羧基,生成二羧基的

HOOC—(CH2)n—CH2—CH2—COOH

(α,ω二羧酸)

机体内存在少量的十二碳以下的脂肪酸,通过ω-氧化途径进行氧化降解,ω-氧化在脂肪酸分解代谢中并不占主要地位。

α-氧化

植物种子和植物叶子组织 ,在脑和肝细胞中有发现。

  • 脂肪的降解


Lipid metabolism

R-COOH + CO2

α

α

RCH-COOH

RCH2COOH

OH

例:

α-OX

水解

氧化

叶绿素

叶绿醇

植烷酸(带甲基的支链FA)

降植烷酸

脂酸的其他氧化途径

  • α-氧化:

  • 存在:首先在植物中观察到,但在动物组织,特别是脑组织中也

  • 存在α-氧化。

  • 要点

  • 意义:带甲基的支链FA、奇数FA或过分长的长链FA


Lipid metabolism

HOH2C(CH2)9COOH

- 2H

+ O2

OHC(CH2)9COOH

- H2O,- 2H

HOOC(CH2)9COOH

  • ω-氧化:

ω

CH3(CH2)9COOH


Lipid metabolism

彻底氧化

合成脂酸

合成固醇

合成酮体

甘油:

按糖分解代谢 进行

脂肪

产生大量CH3COSCoA

有不同的代谢途径

(其中最重要的是β-OX)

脂酸:

乙酰CoA的去路


Lipid metabolism

  • 四、 酮体(Ketone bodies)的代谢

  • 乙酰乙酸(acetoacetate)

β-羟丁酸(β-hydroxybatyrate)

三者统称为酮体

丙酮(acetone)


Lipid metabolism

(三)酮体的生成和利用

1. 酮体的生成

丙酮

乙酰乙酸

β-羟丁酸


Lipid metabolism

2.酮体的利用


Lipid metabolism

  • 第三节脂肪的合成代谢

  • (lipid synthesis)


Lipid metabolism

  • 一、磷酸甘油的生物合成

  • H2C—OH H2C—OH

  • EMP途径 ∣ NADH+H+ NAD+ ∣

  • 葡萄糖 C=O HO—CH

  • ∣ 磷酸甘油脱氢酶 ∣

  • H2C—O—Pi H2C—O—Pi

  • CH2OH H2C-OH

  • ∣ 甘油激酶 ∣

  • OH—CH OH—CH

  • ∣ ATP ADP ∣

  • H2C—OH H2C—O—Pi


  • Lipid metabolism

    2C单位

    棕榈酸(从头合成途径,胞浆)

    乙酰CoA

    2C单位

    已合成的FA

    (C12~C16FA)

    碳链的延长(线粒体、内质网等)

    • 一.脂肪酸的生物合成

    • (Fatty acid synthesis)

    饱和脂酸:


    Lipid metabolism

    乙酰CoA

    丙二酸单酰CoA

    CH3CH2(CH2CH2)6CH2COOH

    起始物(引物)

    1.胞浆中饱和脂酸的生物合成(丙二酸单酰CoA途径)

    棕榈酸中碳原子的来源:


    Lipid metabolism

    • 1、饱和脂肪酸的合成

  • 定位:细胞质

  • (1)乙酰CoA的转运

  • 乙酰CoA主要来自葡萄糖。

  • 细胞内的乙酰COA全部在线粒体内产生,而合成脂肪酸的酶系存在于胞液。


  • Lipid metabolism

    柠檬酸将乙酰CoA从mt运到胞液

    实验证明,乙酰CoA不能自由透过线粒体内膜,主要通过柠檬酸丙酮酸循环(citrate pyruvate cycle)完成。

    (P245)


    Lipid metabolism

    (2)丙二酸单酰CoA(malonyl-CoA)的形成

    软脂酸需要 一个以乙酰CoA形式参与反应

    8个乙酰CoA七个以丙二酰CoA形式参与反应

    乙酰CoA羧化酶(acetyl CoA carboxylase):

    这是一种别构酶

    受别构调节和共价调节


    Lipid metabolism

    (3)乙酰ACP和丙二酸单酰ACP的合成 P246

    脂肪合成酶系统有7种蛋白质组成,以没有酶活性的酰基

    载体蛋白为中心,组成一簇。

    酰基载体蛋白(acyl carrier protein,简称ACP)

    ACP的磷酸泛酰巯基乙胺(4-phospho pantetheine)

    在脂肪酸合成的作用与辅酶A在脂肪酸氧化中的作用

    相似。


    Lipid metabolism

    (4)合成步骤

    ①缩合

    ②第一次还原

    ③脱水

    ④第二次还原

    每合成1mol软脂酸-ACP需循环7次

    总反应:8乙酰-S-CoA + 14NADPH + 14H+ + 7ATP

    软脂酸+ 8HSCOA + 14NADP+ + 7ADP + 7Pi +6H2O


    Lipid metabolism

    (5)脂肪酸的延长

    多数生物的脂肪酸合成步骤仅限于形成软脂酸,

    原因:

    ①对链长有专一性的是β-酮脂酰-ACP合成酶,

    它接受14碳酰基的活动力很强,但不能接受16碳

    酰基。

    ②软脂酰CoA对脂肪酸合成有反馈抑制作用。


    Lipid metabolism

    脂肪酸合成酶系合成软脂酸后,

    可由两个酶系进行延长:

    ⑴ mt内的脂肪酸延长酶系:

    以乙酰CoA作二碳单位的供体延长途径

    ⑵ 微粒体延长酶系:

    利用丙二酸单酰CoA作二碳单位的供体。

    其中间过程与脂肪酸的合成相似


    Lipid metabolism

    一般都是先合成饱和的脂肪酸转变成为不饱和的脂肪酸。

    从头合成的酰基载体:ACP-SH

    还原剂:NADPH

    能量:ATP

    CO2的作用:催化作用,让反应向右进行

    产物:16个C的软脂酸


    Lipid metabolism

    饱和脂肪酸从头合成与β-氧化的比较

    比较项目从头合成β-氧化

    ⒈原料 产物乙酰COA 软脂酸

    ⒉化学性质缩合还原氧化裂解

    ⒊进行部位细胞质线粒体,乙醛酸体

    (植)

    ⒋酶系统 7种酶蛋白 5种酶

    不一样 组成复合物

    ⒌酰基载体ACP-SH COA-SH

    • 脂肪的降解


    Lipid metabolism

    饱和脂肪酸从头合成与β-氧化的比较

    比较项目从头合成β-氧化

    ⒍电子的 NADPH + H+ FAD、NAD+

    供体或受体 (供体) (受体)

    (还原剂\氧化剂)

    ⒎提供或产生的

    C2单位的形式 丙二酸单酰COA 乙酰COA

    ⒏CO2的需求 需不需

    ⒐能量需求 消耗ATP 产生ATP

    (ATP的消耗与产生)

    • 脂肪的降解

    返回


    Lipid metabolism

    (二)脂肪酸的延长和去饱和化P201

    脂肪酸合成酶系合成软脂酸后,

    可由两个酶系进行延长:

    ⑴ mt内的脂肪酸延长酶系:

    以乙酰CoA作二碳单位的供体延长途径

    ⑵ 微粒体延长酶系:

    利用丙二酸单酰CoA作二碳单位的供体。

    其中间过程与脂肪酸的合成相似


    Lipid metabolism

    三. 脂肪的生物合成

    三酰甘油

    是由3-磷酸甘油和脂酰CoA缩合而成

    见P201

    返回


    Lipid metabolism

    2C单位

    棕榈酸(从头合成途径,胞浆)

    乙酰CoA

    2C单位

    已合成的FA

    (C12~C16FA)

    碳链的延长(线粒体、内质网等)

    (一)脂酸的生物合成

    饱和脂酸:


    Lipid metabolism

    乙酰CoA

    丙二酸单酰CoA

    CH3CH2(CH2CH2)6CH2COOH

    起始物(引物)

    1.胞浆中饱和脂酸的生物合成(丙二酸单酰CoA途径)

    棕榈酸中碳原子的来源:


    Lipid metabolism

    (1)乙酰CoA的转运


    Lipid metabolism

    柠檬酸-丙酮酸循环


    Lipid metabolism

    (2)丙二酸单酰CoA的形成


    Lipid metabolism

    CH3CO~SCoA+7HOOCCH2CO~SCoA+14NADP+14H+

    → CH3(CH2)14COOH+7CO2+8CoASH

    (3)由丙二酸单酰CoA合成饱和脂酸

    总反应式:


    Lipid metabolism

    脂肪酸合酶复合物(fatty acid synthase complex)

    6种酶,1种蛋白质

    CoA的磷酸泛酰巯基乙胺基

    ACP的磷酸泛酰巯基乙胺基


    Lipid metabolism

    1. AT:乙酰CoA-ACP转酰基酶

    2. KS:β-酮脂酰-ACP合酶

    3. MT:丙二酰CoA-ACP转酰基酶

    4. KR:β-酮脂酰-ACP还原酶

    5. HD:β-羟脂酰-ACP脱水酶

    6. ER:烯脂酰-ACP还原酶

    ACP—SH :ACP磷酸泛酰巯基乙胺上的-SH(中央巯基)

    Cys-SH:β-酮脂酰-ACP合酶上半胱氨酸的-SH(外围巯基)


    Lipid metabolism

    脂肪酸的合成:

    启动、装载(丙二酸单酰基的转移)、缩合、

    还原、脱水、还原


    Lipid metabolism

    NADP+

    烯脂酰-ACP还原酶

    转酰基酶

    NADPH+H+

    6

    1b

    HSCoA

    1a

    HOOCCH2CO-SCoA

    乙酰CoA-ACP转酰基酶

    CH3COSCoA

    HO H

    丙二酰CoA-ACP转酰基酶

    β-羟脂酰-

    ACP脱水酶

    5

    2

    CoASH

    3

    β-酮脂酰-ACP合酶

    4

    NADP+

    β-酮脂酰-ACP还原酶

    CO2

    NADPH+H+

    加氢

    启动

    脱水

    装载

    加氢

    缩合


    Lipid metabolism

    经7轮cycle合成了棕榈酰-S-ACP

    CH3(CH2)14COOH+ACP-SH

    硫酯酶

    +H2O

    CH3(CH2)14CO-S-ACP

    + CoA

    硫解酶

    CH3(CH2)14COSCoA+ACP-SH


    Lipid metabolism

    脂肪酸合成的调节

    (1)乙酰CoA+OAA→Cit→胞浆

    FA合成的第一个关键反应

    (2)丙二酸单酰CoA的形成(乙酰CoA羧化酶催化)

    FA合成的第二个关键反应 ,是FA合成的限速反应。


    Lipid metabolism

    乙酰CoA羧化酶的别构调节和激素调节

    真核生物:


    Lipid metabolism

    (3)FA的合成需要NADPH,NADPH主要来自糖代

    谢的戊糖磷酸途径


    Lipid metabolism

    内质网酶系延长脂酸途径:

    可延长饱和FA,也可延长不饱和FA。

    引物:脂酰CoA

    2C单位:来自丙二酸单酰CoA

    载体:CoA


    Lipid metabolism

    (二)甘油磷酸的合成


    Lipid metabolism

    (三)脂肪的合成


  • Login