脂类代谢PPT课件.ppt
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1、第九章 脂类代谢,脂类概述 脂肪的代谢 磷脂代谢和固醇代谢 脂质代谢在工业上的应用,一、脂类概述,1. 概念 脂类是脂肪和类脂的总称,它是由脂肪酸与醇作用生成的酯及其衍生物,统称为脂质或脂类,是动物和植物体的重要组成成分。脂类是广泛存在与自然界的一大类物质,它们的化学组成、结构理化性质以及生物功能存在着很大的差异,但它们都有一个共同的特性,即可用非极性有机溶剂从细胞和组织中提取出来。,2. 分类,脂肪 真脂或中性脂肪(甘油三酯) 类脂,磷脂 糖脂 异戊二烯酯,甾醇 萜类,甘油磷脂 鞘氨醇磷脂,卵磷脂 脑磷脂,脂质,3. 脂类的功能,贮藏物质/能量物质 脂肪是机体内代谢燃料的贮存形式,它在体内氧
2、化可释放大量能量以供机体利用。 脂肪组织储存脂肪,约占体重10-20%、 1g脂肪在体内彻底氧化供能约38KJ,而1g糖彻底氧化仅供能16.7KJ. 合理饮食 脂肪氧化供能占20-30% 空腹 脂肪氧化供能占50%以上 禁食1-3天 脂肪氧化供能占85% 饱食、少动 脂肪堆积,发胖,3. 脂类的功能,提供给机体必需脂成分 (1)必需脂肪酸 亚油酸 18碳脂肪酸,含两个不饱和键; 亚麻酸 18碳脂肪酸,含三个不饱和键; (2)生物活性物质 激素、胆固醇等。,生物体结构物质 (1)作为细胞膜的主要成分 几乎细胞所含的磷脂都集中在生物膜中,是生物膜结构的基本组成成分。 (2)保护作用 脂肪组织较为柔
3、软,存在于各重要的器官组织之间,使器官之间减少摩擦,对器官起保护作用。 用作药物 卵磷脂、脑磷脂可用于肝病、神经衰弱及动脉粥样硬化的治疗等。,1)、 脂类的消化,小肠上段是主要的消化场所,脂类,微团,胆汁酸盐乳化,胰脂肪酶、辅脂酶等水解,甘油一脂、溶血磷脂、 长链脂肪酸、胆固醇等,混合微团,乳化,4 脂类的消化吸收,在十二指肠下段及空肠上段吸收,混合 微团,扩散,小肠粘膜 细胞内,重新酯化,载脂蛋白结合,乳糜微粒,门静脉,肝脏,2)、 脂类的吸收,二、脂肪的代谢 1、脂肪的分解代谢,1)甘油的分解,2)脂肪酸的氧化分解(-氧化),饱和脂肪酸在一系列酶的作用下,羧基端的位C原子发生氧化,碳链在位
4、C原子与位C原子间发生断裂,每次生成一个乙酰COA和较原来少二个碳单位的脂肪酸,这个不断重复进行的脂肪酸氧化过程称为-氧化.,R1CH2CH2CH2CH2 CH2COOH,饱和脂肪酸-氧化的实验证据:,1904年,F.Knoop的标记实验:,实验前提:已知动物体内不能降解苯环 实验方案:用苯基标记的饱和脂肪酸饲喂动物,2)脂肪酸的氧化分解(-氧化),(1) 脂肪酸的活化,(2) 脂肪酸的转运,(3) b-氧化,脂肪酸的活化脂酰CoA的生成 长链脂肪酸氧化前必须进行活化,活化在线粒体外进行。内质网和线粒体外膜上的脂酰CoA合成酶在ATP、CoASH、Mg2+存在条件下,催化脂肪酸活化,生成脂酰C
5、oA。,反应不可逆,H2O,2Pi,穿膜(脂酰CoA进入线粒体)(限速酶) 脂肪酸活化在细胞液中进行,而催化脂肪酸氧化的酶系是在线粒体基质内,因此活化的脂酰CoA必须进入线粒体内才能代谢。,脂肪酸的氧化 长链脂酰CoA的氧化是在线粒体脂肪酸氧化酶系作用下进行的,每次氧化断去二碳单位的乙酰CoA,再经TCA循环完全氧化成二氧化碳和水,并释放大量能量。偶数碳原子的脂肪酸氧化最终全部生成乙酰CoA。 脂酰CoA的氧化反应过程如下:,(1)脱氢 脂酰CoA经脂酰CoA脱氢酶催化,在其和碳原子上脱氢,生成2反烯脂酰CoA,该脱氢反应的辅基为FAD。 (2)加水(水合反应) 2反烯脂酰CoA在2反烯脂酰C
6、oA水合酶催化下,在双键上加水生成L-羟脂酰CoA。,(3)脱氢 L-羟脂酰CoA在L-羟脂酰CoA脱氢酶催化下,脱去碳原子与羟基上的氢原子生成-酮脂酰CoA,该反应的辅酶为NAD+。 (4)硫解 在-酮脂酰CoA硫解酶催化下,-酮脂酰CoA与CoA作用,硫解产生 1分子乙酰CoA和比原来少两个碳原子的脂酰CoA。,软脂酸(棕榈酸 C15H31COOH)的b-氧化过程,它需经历七轮b-氧化作用而生成8分子乙酰CoA。,在油料种子萌发时乙醛酸体中通过b-氧化产生的乙酰CoA一般不用作产能形成ATP,而是通过乙醛酸循环转变成琥珀酸,再经糖的异生作用转化成糖。,当软脂酸氧化时,产生-9790.56K
7、J,ATP水解生 成 ADP+Pi时,自由能变化为-30.54KJmol。 30.54 129,9790.56,100%40%,所以软脂酸在-氧化时能量转化率,约为40%.,(1)脂肪酸仅须一次活化,其代价是消耗1个分子ATP分子的二个高能键,其活化的脂酰CoA合成酶在线粒体外; (2)脂酰CoA合成酶在线粒体外活化的长链脂酰CoA需经肉毒碱携带,在肉毒碱转移酶催化下进入线粒体氧化; (3)所有脂肪酸-氧化的酶都是线粒体酶; (4)-氧化包括脱氢水化再脱氢硫解 4个重要步骤,每氧化一次产生1分子FADH2和NADH,-氧化的要点,乙酸+氢气,产物,好氧情况 CO2 + H2O,厌氧情况(厌氧微
8、生物),水解,H2O,?,+,乙酸,FADH2 +NADH+H+,?,2H2 + 辅酶,氢气,甲烷,甲烷菌,全球变暖,3)不饱和脂肪酸的氧化,单不饱和脂肪酸的氧化 油酸的氧化 3顺-2反烯脂酰CoA异构酶(改变双键位置和顺反构型) 少了一次脂酰-CoA脱氢酶的作用,少了1个FADH2,多不饱和脂酸的氧化 亚油酸的氧化(18碳脂肪酸,含两个不饱和键) 3顺2反烯脂酰CoA异构酶(改变双键位置和顺反构型) -羟脂酰CoA差向酶(改变-羟基构型:DL型) (14622)ATP,4)奇数碳脂肪酸的氧化,奇数碳脂肪酸经过反复的氧化可以产生丙酰CoA,丙酰CoA有两条代谢途径:,(1) 丙酰CoA转化成琥
9、珀酰CoA,进入TCA。 动物体内存在这条途径,因此,在动物肝脏中奇数碳脂肪酸最终能够异生为糖。,(2) 丙酰CoA转化成乙酰CoA,进入TCA 这条途径在植物、微生物中较普遍。,脂肪酸在一些酶的催化下,在a-碳原子上发生氧化作用,分解出一个一碳单位CO2,生成缩短了一个碳原子的脂肪酸。这种氧化作用称为脂肪酸的a-氧化作用。,a-氧化作用是1956年由P.K.Stumpf首先在植物种子和叶片中发现的,后来在动物脑和肝细胞中也发现了脂肪酸的这种氧化作用。,5)脂肪酸的其它氧化途径 -氧化,该途径以游离脂肪酸作为底物,在a-碳原子上发生羟化(-OH)或氢过氧化(-OOH),然后进一步氧化脱羧,其可
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