10脂类和蛋白质代谢mod.ppt
《10脂类和蛋白质代谢mod.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《10脂类和蛋白质代谢mod.ppt(136页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、,第十章 脂类代谢,脂类概述 脂肪的分解代谢 脂肪的生物合成 磷脂的代谢,1.概念:脂类是生物体内不溶于水而溶于有机溶剂 的一大类物质的总称,包括脂肪和类脂。,脂类,脂肪 :又称三酯酰甘油或甘油三脂(triglyceride) , fat 是体内储存能量的主要形式(可变脂)。,类脂 lipoid,固醇类:胆固醇(cholesterol, Ch) 胆固醇酯(cholesterol ester, ChE),磷脂 (phospholipid,PL),糖脂(glycolipid, GL),10-1 脂类概述,甘油磷脂 鞘氨醇磷脂,卵磷脂 脑磷脂,2.分类:,脂类的结构通式,甘 油,脂肪酸,脂肪酸,脂肪
2、酸,甘 油,脂肪酸,脂肪酸,脂肪(脂肪酸的甘油酯 三酯酰甘油),有机碱:胆胺-脑磷脂,有机碱:胆碱-卵鳞脂,胆 固 醇 (环戊烷高氢菲衍生物),HO,MG: 一酯酰甘油 (少量),DG: 二 酯酰甘油(少量),TG: 三酯 酰甘油(主要),有机碱,磷脂,脂类的来源与贮存,主要来源 糖 脂肪的来源 次要来源 食入,糖 蛋白质,代谢降解产物为原料合成脂肪,皮下 贮存 肾周围 统称脂库 肠系膜,(一)脂类的消化,小肠上段是主要的消化场所,脂类(甘油三脂 TG 、胆固醇Ch、磷脂PL等),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,脂类的消化
3、吸收,胰脂酶 磷脂酶 辅脂酶及 胆固醇酯酶,(二) 脂类的吸收,饱和脂肪酸: 简写式 月桂酸:CH3(CH2)10COOH 12: 0 豆蔻酸 : CH3(CH2)14COOH 14: 0 软脂酸(棕榈酸):CH3(CH2)14COOH 16: 0 硬脂酸: CH3(CH2)16COOH 18: 0 花生酸: CH3(CH2)18COOH 20: 0,饱和脂肪酸 不饱和脂肪酸,脂肪酸的结构特点:,系统命名法:需标示脂肪酸的碳原子数和的位置。 或n编码体系:从脂肪酸的甲基碳起计算 其碳原子顺序。 编码体系:从脂肪酸的羧基碳起计算碳原 子的顺序。,CH3-(CH2)5-CH=CH-(CH2)7-C
4、OOH,十六碳-7-烯酸,十六碳-9-烯酸,不饱和脂肪酸的命名,油酸: 十八碳-9-烯酸, 18:19c, 亚油酸(-6,8): 十八碳-9,12-二-烯酸, 18:29c,12c -亚麻酸( -3,6,9) : 十八碳-9,12,15-三-烯酸, 18: 39c,12c,15c 花生四稀酸(-6,9,12,15) : 二十碳-5,8,11,14四-烯酸, 20:4 5c,8c,11c,14c 二十二碳六烯酸 (DHA) (-3, , , , , ) : 22:6 4c,7c,10c, 13c,16c,19c 二十碳五稀酸 (EPA) -3系多不饱和脂肪酸(PUFA),2.不饱和脂肪酸:1-6
5、个双键,常 见 的 不 饱 和 脂 肪 酸,9及7系 体内可以合成, 6及3系 机体不能合成。 3、6及9三族体内彼此不能相互转化 必需脂肪酸 6及3系。 3族: 促进儿童智力发育、延缓大脑衰老、 降低血液胆固醇浓度,(一)储能和供能的主要物质,1g 脂肪在体内彻底氧化供能约38KJ, 而1g 糖彻底氧化仅供能约16.7KJ,脂肪组织储存脂肪, 约占体重10-20% .,3、脂类的主要生理功能,合理饮食 脂肪氧化供能占 15-25%,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,(二)生物膜的重要结构成分,作为细胞膜的主要成分, 细胞所含
6、的磷脂几乎都集中在生物膜中,是生物膜结构的基本组成成分。,磷脂(甘油磷脂和鞘磷脂),胆固醇,糖脂,(1)必需脂肪酸(人体不能合成,必须食物摄取) 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; 花生四烯酸 20碳脂肪酸,含四个不饱和键; (2)参与代谢调控,(三)提供给机体必需脂肪酸并参与代谢调控,花生四烯酸,前列腺素等生物活性物质,磷脂酰肌醇,三磷酸肌醇、甘油二酯,胆固醇,类固醇激素、VD3,(第二信使),(四) 保护和保温作用。,10-3 脂肪的分解代谢,一、脂肪动员概念: 储存于脂肪细胞中的脂肪,在脂肪酶作用下逐步水解为游离脂肪酸和甘油,释放入血供其它组织
7、利用的过程,称脂肪动员。,一、脂肪动员概念: 脂肪细胞中的脂肪在脂肪酶作用下逐步水解为游离脂肪酸和甘油,释放入血供其它组织利用的过程,称脂肪动员。,10-3 脂肪的分解代谢,动物和细菌获取能量的主要形式,三酯酰甘油的分解代谢,三酯酰甘油的水解,TG,H2O 脂肪酸,H2O 脂肪酸,H2O 脂肪酸,TG脂肪酶,DG脂肪酶,MG脂肪酶,DG,MG,甘 油,C,O,H,H,3,R COOH,1,2,H,H,R COOH,R COOH,+,二、甘油的分解代谢,糖异生,3-磷酸甘油,三. 脂肪酸的氧化分解,饱和偶数碳链脂肪酸的氧化分解 -氧化作用 -氧化作用 -氧化作用 饱和奇数碳链脂肪酸的氧化分解 不
8、饱和脂肪酸的氧化分解,是因为氧化发生在-碳原子上而的名。 基本过程: 1. 脂肪酸的活化成脂酰辅酶A (胞液) 2. 脂肪酸的转运 (也即穿膜) 3. 脂肪酸的-氧化 (线粒体) 4. 乙酰辅酶A的氧化,(一)饱和脂肪酸的氧化,1. 脂肪酸活化脂酰CoA形成(胞液),ATP,AMP + PPi,Mg2+,H2O,2Pi,反应不可逆,+ CoA-SH,脂酰CoA合成酶,形成高能键的反应: 通过ATP的一个磷酸酐键水解产生, 由ATP的第二个酸酐键驱动完成。,脂酰-CoA水解时的标准自由能变化 G0= -13 KJ/mol 生物体内ATP供能往往通过偶联反应使 G0 0 脂酰-CoA形成与ATP水
9、解相偶联 焦磷酸的水解强化了供能,23,试解释脂肪酸活化的能量变化?,存在于线粒体外膜和内质网,该酶至少有三种,分别相应于长、中、短链脂肪酸,24,脂酰CoA合成酶 (脂肪酸硫激酶),活化了的脂肪酸分子(脂酰CoA) 小于10个碳,容易穿过线粒体内膜; 大于10个碳?,脂肪酸首先要进入线粒体基质才能开始代谢过程,2.穿膜(脂酰CoA进入线粒体),1)脂酰CoA进入线粒体基质的载体 肉碱(carnitine)来携带脂酰基。,羟基与脂肪酸连接成酯,肉毒碱 L-羟-三甲氨基丁酸,酯酰肉碱穿梭系统,移位酶,2)肉碱脂肪酰转移酶同工酶(CAT)(酶和酶) 催化移换反应 是由肉碱脂肪酰转移酶 (carni
10、tine acyl transferase )和肉碱脂肪酰转移酶 共同完成.,肉毒碱脂酰CoA转移酶( 限速酶 ),肉毒碱脂酰CoA转移酶,肉毒碱,此过程为脂肪酸-氧化的限速步骤,CAT-是限速酶,脱氢: 脂酰CoA脱氢酶,FAD 加水: 2烯酰CoA水化酶 再脱氢:-羟脂酰CoA脱氢酶,NAD+ 硫解(脱乙酰CoA): -酮脂酰CoA硫解酶,HS-CoA,3. 脂酸的氧化,(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。 (2)加水(水合反应) 2反烯脂酰CoA在2反烯脂酰CoA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C
11、oA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。,G0=+15.7kJ/mol,G0=-28kJ/mol,乙酰CoA,RCH2CH2CO-SCoA,脂酰CoA 脱氢酶,脂酰CoA,-烯脂酰CoA 水化酶,-羟脂酰CoA 脱氢酶,-酮酯酰CoA 硫解酶,RCHOHCH2COScoA,RCOCH2CO-SCoA,RCH=CH-CO-SCoA,+,CH3COSCoA,R-COScoA,乙酰CoA,-氧化循环的反应
12、过程,脂肪酸氧化的三个阶段,脂肪酸氧化最终的产物为乙酰CoA、NADH和FADH2: FADH2 2ATP; NADH 3ATP, 故一次-氧化循环可生成5分子ATP。 1分子乙酰CoA 经彻底氧化分解可生成12分子ATP。,脂肪酸-氧化的能量生成,以16C的软脂酸为例来计算,则生成ATP的数目为:,7次-氧化分解产生57=35分子ATP;,8分子乙酰CoA可得128=96分子ATP;,共可得131分子ATP,减去活化时消耗的两分子ATP,故软脂酸彻底氧化分解可净生成129分子ATP。,对于任一偶数碳原子的长链脂肪酸,其净生成的ATP数目可按下式计算:,n n ATP净生成数 = ( - 1)
13、 5 + 12 2 2 2,-氧化的次数,生成的乙酰CoA数,脂肪酸活化 消耗的ATP数,(二)饱和脂肪酸的-氧化作用(肝、脑),发生在-碳原子上脂肪酸氧化作用,RCH2COO-,RCH(OH)COO-,RCOCOO-,CO2,O2,NAD +,NADH +H+,NAD +,NADH +H+,RCH(OOH)COO-,CO2,RCHO,O2,NAD +,NADH +H+,过氧化,羟化,单加氧酶,脱氢酶,脱氢酶, -羟脂酸,RCOO-,(三)饱和脂肪酸的氧化作用,-氧化: 指脂肪酸的末端甲基(-端)经氧化转变成羟甲基,继而再氧化成羧基,从而形成,-二羧酸的过程。 生成的二羧酸转运至线粒体,在进行
14、-氧化,最后生成琥珀酰CoA,直接进入TCA代谢.,CH3(CH2)n COO-,HOCH2(CH2)n COO-,OHC(CH2)n COO-,-OOC(CH2)n COO-,O2,NAD(P) +,NAD(P)H+H+,NAPD +,NADPH+H+,NAD(P) +,NAD(P)H+H+,混合功能氧化酶,醇酸脱氢酶,醛酸脱氢酶,脂肪酸的其他氧化方式,1. 奇数碳脂肪酸的氧化:,脂肪酸的其他氧化方式,乙酰CoA,2. 不饱和脂肪酸的氧化(差向异构酶、还原酶),1)进入TCA循环 2)胆固醇生物合成的起始化合物 3)脂肪酸合成前体的角色 4)生成酮体参与代谢(肝脏及肾脏细胞) 形成乙酰乙酸、
15、-羟丁酸和丙酮, 这三者统称为酮体,(四)、乙酰CoA代谢结局,酮体的生成和利用,1. 概述 酮体是肝输出脂肪能源的一种重要的形式,是肝脏分解氧化时特有的中间代谢产物。 酮体具水溶性,能透过血脑屏障及毛细血管壁, 在正常情况下,酮体是脑组织的重要能源物质。 在饥饿、糖尿病时,脂肪动员加强,酮体生成过多,超出肝外组织利用能力,酮血症(ketonemia)、酮尿症(ketonuria)、酮症酸中毒等。,2. 酮体的生成 3. 酮体的氧化和利用,2. 酮体的生成,场所:肝脏 线粒体 原料:乙酰CoA 关键酶: -羟-甲基戊二酸单酰CoA(HMGCoA)合成酶(肝中),3. 酮体的氧化和利用,肝内生酮
16、,肝外利用 肝脏向肝外组织输出脂肪酸能源的有效形式 利用酮体的酶有两种: 琥珀酰CoA转硫酶(心、肾、脑和骨骼肌细胞线粒中) 乙酰乙酸硫激酶(心、肾、脑细胞线粒体中)。,当由琥珀酰CoA转硫酶催化 进行氧化利用时: 乙酰乙酸 可净生成24分子ATP, -羟 丁酸可净生成27分子ATP。,而由乙酰乙酸硫激酶催化 进行氧化利用时: 乙酰乙酸则可净生成22分子ATP, -羟丁酸可净生成25分子ATP 。,丙酮可在一系列酶作用下转变成丙酮酸或乳酸,进而异生成糖。,10-4 脂肪的合成代谢,甘油三酯 (肝脏、脂肪组织 小肠),磷酸甘油,脂肪酸,甘油的磷酸化 (甘油再利用),乙酰CoA,糖代谢,磷酸二羟丙
17、酮,合成部位,原料 糖,糖酵解,糖氧化分解,脂肪合成原料: -磷酸甘油 脂肪酸,(一) -磷酸甘油的合成,来源有二,来自糖代谢:,G3-磷酸甘油醛 -磷酸甘油,细胞内甘油再利用(肝、肾组织),此过程既是细胞内甘油的生成过程又是其再利用过程,乙酰CoA: 来源于G和AA(丙氨酸脱氨), 丙二酰CoA: 脂肪酸的直接二碳供体,线粒体中的乙酰 CoA,需通过柠檬酸-丙酮酸循环(或称柠檬酸穿梭系统)运到胞浆中,才能供脂肪酸合成所需。,原料,酶,乙酰CoA羧化酶,辅基为生物素-HCO3 脂肪酸合成酶系 脂酰基载体蛋白(ACP),(二) 脂肪酸的生物合成(软脂酸),地点,胞浆中(肝脏、脂肪等组织),NAD
18、PH - 供氢体(来自磷酸戊糖途经),辅助因子,ATP - 供能,乙酰辅酶A都是在线粒体内生成的,(1) 乙酰CoA的穿膜转运:柠檬酸-丙酮酸循环 (2) 丙二酸单酰CoA形成:乙酰CoA的活化 乙酰CoA 丙二酸单酰CoA,脂肪酸合成过程可以分为两个阶段:,1 酰基转移反应,2 脂肪酸(16C)的合成 缩合、还原、脱水、还原的碳链加长循环反应,转酰基并羧化,1 酰基转移反应,(1)乙酰CoA的穿模转运 (柠檬酸-丙酮酸循环),每循环一次,可使1分子乙酰CoA由线粒体 进入胞液,同时消耗2分子ATP,消耗1 分子NADH, 产生1分子NADPH,关键酶(限速酶),(2)乙酰CoA的羧化丙二酸单
19、酰CoA的合成,提供CO2,高糖低脂饮食会 促进此酶的合成,该酶是种蛋白质的复合体, 其一是生物素羧基载体蛋白BCCP, 另外两种蛋白是生物素羧化酶和转羧酶,1分子乙酰CoA 和7分子丙二酸单酰CoA 在脂肪酸合成酶系催化下, 由NADPH和H+供氢合成脂肪酸。,2、脂肪酸的合成 (16C),多功能酶,一条多肽链上具有7种不同功能。,以脂酰基载体蛋白(ACP)为中心,周围有序排布着具有催化活性的酶。 两个相同单体的-SH首尾相连成二聚体才具有活性。 ACP将底物转送到各个酶活性位点上,使脂肪酸合有序进行。 有催化活性的酶分别催化酰基转移、缩合、加氢、脱水和硫解反应,脂肪酸合成酶系,有7种酶活性
20、和一个酰基载体蛋白质。,脂肪酸合成中的脂酰基载体,辅基:,酰基载体蛋白ACP: 相对分子量较低的蛋白质, 它的辅基是磷酸泛酰巯基乙胺,后者与ACP的Ser残基相连,另一端的SH基与脂酰基形成硫酯键。,它在脂肪酸的合成中相当于 脂肪酸降解中乙酰辅酶A的作用。,两类酰基载体 ACP的辅基磷酸泛酰巯基乙胺与辅酶A的组成部分,一条多肽链上具有7种酶,过程:由酰基转移、缩合、还原、脱水、再还原反应构成的重复加成过程。,脂肪酸合酶催化形成脂肪酸共有7步反应: 1、启动: 乙酰-CoA:ACP转酰酶 2、装载: 丙二酸单酰CoA:ACP转酰酶 3、缩合: -酮酰-ACP合酶 4、加氢还原:-酮酰-ACP还原
21、酶 5、脱水: -羟酰-ACP脱水酶 6、加氢还原:烯酰-ACP还原酶 7、释放: 软脂酰-ACP硫酯酶,乙酰CoA 乙酰-ACP 丙二酸单酰CoA 丙二酸单酰-ACP,乙酰CoA酰基转移酶,丙二酸单酰CoA转移酶催化,启动与装载 酰基转移反应:,3.缩合:乙酰-ACP和丙二酸单酰-ACP缩合 生成-酮脂酰-ACP(乙酰乙酰-ACP),4.第一次加氢:还原为-羟丁酰-ACP。,乙酰乙酰-ACP,-酮脂酰-ACP还原酶,5. 脱水其与碳原子间脱去一分子水生成 烯丁酰-ACP(反式),-羟丁酰-ACP,-羟脂酰-ACP脱水酶,6.二次加氢丁酰-ACP生成,-烯丁酰-ACP,-烯脂酰-ACP还原酶,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 10 蛋白质 代谢 mod
链接地址:https://www.31doc.com/p-3007371.html