生物化學課件chap09

1、生物化學華東理工大學生物化學精品課程組上海市精品課程下一頁上一頁一一、脂類的消化、吸收、轉運和儲存、脂類的消化、吸收、轉運和儲存二二、脂肪的分解代謝、脂肪的分解代謝三三、脂肪酸及脂肪的合成代謝、脂肪酸及脂肪的合成代謝四四、磷脂的代謝、磷脂的代謝五、膽固醇代謝五、膽固醇代謝第九章 脂類代謝下一頁上一頁章首脂類的消化、吸收、轉運和儲存脂類的消化、吸收、轉運和儲存（一）脂類的消化（一）脂類的消化小腸上段小腸上段是主要的消化場所是主要的消化場所脂類脂類(tg(tg、chch、plpl等等) )微團微團甘油一脂、溶血磷脂、甘油一脂、溶血磷脂、長鏈脂肪酸、膽固醇等長鏈脂肪酸、膽固醇等混合微團混合微團膽汁酸

2、鹽乳化膽汁酸鹽乳化胰脂肪酶、磷脂酶等水解胰脂肪酶、磷脂酶等水解乳化乳化下一頁上一頁章首脂類的消化、吸收、轉運和儲存脂類的消化、吸收、轉運和儲存在在十二指腸下段及空腸上段十二指腸下段及空腸上段吸收吸收混合混合微團微團小腸粘膜小腸粘膜細胞內(nèi)細胞內(nèi)乳糜微粒乳糜微粒門靜脈門靜脈肝臟肝臟擴散擴散重新酯化重新酯化載脂蛋白結合載脂蛋白結合節(jié)首乳麋微粒（cm）極低密度脂蛋白vldl低密度脂蛋白ldl高密度脂蛋白hdl脂蛋白的種類脂類的消化、吸收、轉運和儲存脂類的消化、吸收、轉運和儲存節(jié)首章首下一頁上一頁（按密度大小分）下一頁上一頁 cm vldl idl ldl hdl蛋白質蛋白質 12 10 18 25 5

3、0 脂肪脂肪 8485 50 30 5 3膽固醇脂膽固醇脂 4 14 22 40 17磷脂磷脂 8 18 22 21 27合成部位合成部位 小腸粘膜小腸粘膜 肝細胞肝細胞 血漿、肝血漿、肝 肝、小腸肝、小腸 肝細胞肝細胞功能功能 轉運外源轉運外源 轉運內(nèi)源轉運內(nèi)源 轉運內(nèi)源轉運內(nèi)源 轉運內(nèi)源轉運內(nèi)源 逆向轉運逆向轉運 甘油三脂甘油三脂 甘油三脂甘油三脂 膽固醇膽固醇 膽固醇酯膽固醇酯 膽固醇膽固醇膽固醇膽固醇 2 8 8 9 3章首節(jié)首下一頁上一頁脂類的消化、吸收、轉運和儲存脂類的消化、吸收、轉運和儲存章首節(jié)首下一頁上一頁脂肪的分解代謝脂肪的分解代謝章首l脂肪的水解脂肪的水解l甘油的轉化甘油的

4、轉化l脂肪酸的分解代謝脂肪酸的分解代謝chch3 3-(ch-(ch2 2) )n n - - chch2 2 - - chch2 2 -cooh-cooh -氧化作用氧化作用-氧化作用氧化作用-氧化作用氧化作用l酮體的代謝酮體的代謝下一頁上一頁章首脂肪的水解脂肪的水解節(jié)首下一頁上一頁章首甘油的轉化甘油的轉化甘油激酶甘油激酶磷酸甘油磷酸甘油脫氫酶脫氫酶異構酶異構酶節(jié)首下一頁上一頁章首-氧化作用氧化作用-氧化作用概念及實驗依據(jù)氧化作用概念及實驗依據(jù)概念概念 脂肪酸在體內(nèi)氧化時在羧基端的脂肪酸在體內(nèi)氧化時在羧基端的-碳原碳原子上進行氧化，碳鏈逐次斷裂，每次斷下一個二子上進行氧化，碳鏈逐次斷裂，每次

5、斷下一個二碳單位，即乙酰碳單位，即乙酰coacoa，該過程稱作，該過程稱作-氧化氧化試驗證據(jù)試驗證據(jù) 19041904年年f.knoopf.knoop用苯環(huán)標記脂肪酸飼喂用苯環(huán)標記脂肪酸飼喂狗，根據(jù)尿中產(chǎn)物狗，根據(jù)尿中產(chǎn)物，推導出了-氧化學說。-ch-ch2 2-(ch-(ch2 2) )2n+12n+1-cooh-cooh-ch-ch2 2-(ch-(ch2 2) )2n2n-cooh-cooh-cooh-cooh（苯甲酸）（苯甲酸）-ch-ch2 2coohcooh（苯乙酸）（苯乙酸）奇數(shù)碳原子：奇數(shù)碳原子：偶數(shù)碳原子：偶數(shù)碳原子：節(jié)首下一頁上一頁 位于內(nèi)質網(wǎng)和線粒體外膜的位于內(nèi)質網(wǎng)和線粒

6、體外膜的脂酰脂酰coacoa合成酶合成酶催化脂肪酸與催化脂肪酸與coa-shcoa-sh生成生成活化的脂酰活化的脂酰coacoa。rcooh+coashrcoscoa脂酰脂酰coacoa合成酶合成酶atpamp+ppimg2+ h2o2pi反應不可逆反應不可逆脂肪酸脂肪酸脂酰脂酰coacoa章首節(jié)首下一頁上一頁 脂肪酸氧化的酶系存在脂肪酸氧化的酶系存在線粒體基質線粒體基質內(nèi)，但胞漿中活內(nèi)，但胞漿中活化的長鏈脂酰化的長鏈脂酰coacoa（12c12c以上）以上） 卻不能直接透過線粒體卻不能直接透過線粒體內(nèi)膜，必須與肉堿內(nèi)膜，必須與肉堿(carnitine) (carnitine) 結合成脂酰肉堿

7、才能結合成脂酰肉堿才能進入線粒體基質內(nèi)。進入線粒體基質內(nèi)。rco-scoacoa-sh肉堿脂酰肉堿脂酰轉移酶轉移酶(ch3)3n+ch2chch2coohoh肉堿肉堿(ch3)3n+ch2ch ch2coohrco-o 脂酰肉堿脂酰肉堿反應由肉堿脂酰轉移酶反應由肉堿脂酰轉移酶(cat-(cat-和和cat-ii)cat-ii)催化：催化：章首節(jié)首下一頁上一頁肉堿轉運脂酰輔酶a 進入線粒體 此過程為脂肪酸此過程為脂肪酸-氧化氧化的限速步驟，的限速步驟，cat-cat-是限速是限速酶，酶，丙二酸單酰丙二酸單酰coacoa 是其強烈的競爭性抑制劑。是其強烈的競爭性抑制劑。下一頁上一頁(1) (1)

8、脫氫脫氫脂酰脂酰coa脫氫酶脫氫酶fadfadh2(2) (2) 水合水合rch2c c cocoahh 反反2-烯酰烯酰coa 反反2-烯酰烯酰coa水化酶水化酶 h2o ohrch2chch2coscoal-羥脂酰羥脂酰coa1.5atp呼吸鏈呼吸鏈章首 r-ch2 - ch2c-scoa|節(jié)首下一頁上一頁ohrch2chch2coscoal-羥脂酰羥脂酰coa(3) 再脫氫再脫氫nad+nadh+h+l-羥脂酰羥脂酰coa脫氫酶脫氫酶(4) 硫解硫解ch3coscoa乙酰乙酰coarch2coscoa脂酰脂酰coa(14c)（1）（）（2）（）（3）（）（4）-酮脂酰酮脂酰coarch2

9、cscoa och2cocoa-sh-酮脂酰酮脂酰 coa硫解酶硫解酶 2.5atp呼吸鏈呼吸鏈重復反應重復反應章首節(jié)首下一頁上一頁脂肪酸氧化的三個階段下一頁上一頁 1 1分子軟脂酸分子軟脂酸(16c)(16c)活化生成的軟脂?；罨傻能浿?coa coa 經(jīng)經(jīng)7 7次次-氧化氧化. .總反應式如下總反應式如下: : 軟脂酰軟脂酰coa + 7fad+7nad+ + 7coa-sh + 7h2o 8乙酰乙酰coa + 7fadh2 + 7(nadh + h+) 1 1分子軟脂酸徹底氧化共生成分子軟脂酸徹底氧化共生成: :(1.5(1.57)+(2.57)+(2.57)+(107)+(108

10、)=1088)=108分子分子atpatp 減去脂肪酸活化時消耗減去脂肪酸活化時消耗 atp atp 的的 2 2 個高能磷個高能磷酸鍵凈生成酸鍵凈生成 106106 分子分子atpatp。章首節(jié)首 脂肪酸氧化脂肪酸氧化作用發(fā)生在作用發(fā)生在-碳原子上，碳原子上，分解出分解出coco2 2，生成比原來少生成比原來少一個碳原子的一個碳原子的脂肪酸，這種脂肪酸，這種氧化作用稱為氧化作用稱為-氧化作用。氧化作用。rchrch2 2coocoo- -rch(oh)coorch(oh)coo- -rcocoorcocoo- -rcoorcoo- -coco2 2o o2 2nad +nadh +h+nad

11、 +nadh +h+rch(ooh)coorch(ooh)coo- -coco2 2rchorchoo o2 2nad +nadh +h+過氧化過氧化羥化羥化上一頁下一頁章首章首節(jié)首脂肪酸的氧化作用 脂肪酸的脂肪酸的-氧化指脂肪酸的末氧化指脂肪酸的末端甲基（端甲基（-端）端）經(jīng)氧化轉變成羥基，經(jīng)氧化轉變成羥基，繼而再氧化成羧基，繼而再氧化成羧基，從而形成從而形成，-二羧酸的過程二羧酸的過程。chch3 3(ch(ch2 2)n coo)n coo- -hochhoch2 2(ch(ch2 2)n coo)n coo- -ohc(chohc(ch2 2)n coo)n coo- - -ooc(c

12、hooc(ch2 2)n coo)n coo- -o o2 2nad(p) +nad(p)h+h+napd +nadph+h+nad(p) +nad(p)h+h+混合功能氧化酶混合功能氧化酶醇酸脫氫酶醇酸脫氫酶醛酸脫氫酶醛酸脫氫酶上一頁下一頁章首節(jié)首下一頁上一頁酮體的代謝酮體的代謝章首節(jié)首l酮體的定義酮體的定義 脂肪酸在肝臟中不完全氧化的脂肪酸在肝臟中不完全氧化的中間產(chǎn)物，是中間產(chǎn)物，是羥丁酸（約占總量70、乙酰乙酸（約占30）和丙酮（含量極微）的統(tǒng)稱。l乙酰乙酰coa是酮體生成的原料是酮體生成的原料羥甲基戊二酸單酰羥甲基戊二酸單酰coa（hmgcoa）脂肪酸脂肪酸硫解酶硫解酶2ch3cosc

13、oach3coch2coscoa乙酰乙酰乙酰乙酰coahoocch2-c-ch2coscoa |ch3oh |hmgcoa裂解酶裂解酶hmgcoa合成酶合成酶ch3coscoacoash -氧化氧化ch3coch2coohch3chohch2cooh乙酰乙酸乙酰乙酸丙酮丙酮 -羥丁羥丁酸酸脫氫酶脫氫酶co2nadh+h+nad+ch3cocooh脫羧酶脫羧酶coash上一頁下一頁章首節(jié)首下一頁上一頁酮體的利用酮體的利用章首節(jié)首 酮體在肝臟合成，但肝臟缺乏利酮體在肝臟合成，但肝臟缺乏利用酮體的酶，因此不能利用酮體。用酮體的酶，因此不能利用酮體。酮體生成后進入血液，輸送到肝外酮體生成后進入血液，輸

14、送到肝外組織利用。組織利用。下一頁上一頁ch3coch2cooh 乙酰乙酰 乙酸乙酸ch3coch2coscoa 乙酰乙酰乙酰乙酰coaatp+coashppi+amp2 pich2coohch2cocoach2coohch2cooh tca乙酰乙酰 coa ch3cocoa -羥丁酸羥丁酸 chch3 3ch(oh)chch(oh)ch2 2coohcooh - -羥丁酸脫氫酶羥丁酸脫氫酶nad+nadh+h+琥珀酰琥珀酰coa琥珀酸琥珀酸轉移酶轉移酶 乙酰乙酰 乙酰乙酰 coa合成酶合成酶h2ohscoa硫解酶硫解酶 心、腎、腦和骨胳心、腎、腦和骨胳肌此酶活性高肌此酶活性高(10倍倍)酮體

15、的利用酮體的利用章首節(jié)首ch2coohch2cooh下一頁上一頁1. 酮體具水溶性，能透過血腦屏障及毛細血管壁，是輸出脂肪能源的一種形式。2. 長期饑餓時，酮體供給腦組織5070%的能量。3. 禁食、應激及糖尿病時，心、腎、骨骼肌攝取酮體代替葡萄糖供能，節(jié)省葡萄糖以供腦和紅細胞所需，并可防止肌肉蛋白的過多消耗。酮體的生成的意義酮體的生成的意義章首節(jié)首下一頁上一頁脂肪酸及脂肪的合成l脂肪酸的合成脂肪酸的合成l脂肪酸碳鏈的延長脂肪酸碳鏈的延長l脂肪的合成脂肪的合成章首下一頁上一頁脂肪酸及脂肪的合成l脂肪酸合成酶系脂肪酸合成酶系章首 動物細胞動物細胞脂肪酸合成酶系脂肪酸合成酶系包括包括 7 7種種不

16、同不同功能的酶和酰基載體蛋白（功能的酶和?；d體蛋白（acp)acp)，都存在，都存在于一條肽鏈上的于一條肽鏈上的七個功能區(qū)（結構域）七個功能區(qū)（結構域），由一個基因編碼；酵母細胞中該酶系包含由一個基因編碼；酵母細胞中該酶系包含六個酶和六個酶和acpacp，定位于兩條肽鏈上；大腸桿，定位于兩條肽鏈上；大腸桿菌的該酶系含六個酶及菌的該酶系含六個酶及acpacp共七條肽鏈。共七條肽鏈。節(jié)首下一頁上一頁脂肪酸及脂肪的合成l合成的原料來源合成的原料來源 脂肪酸合成的碳源主要來自脂肪酸合成的碳源主要來自糖氧化分解、糖氧化分解、-氧化和氨基酸氧化分解產(chǎn)生的乙酰氧化和氨基酸氧化分解產(chǎn)生的乙酰coa，它，它們

17、都存在于們都存在于線粒體線粒體中中l(wèi)線璃體中的乙酰線璃體中的乙酰coacoa需通過需通過檸檬酸檸檬酸- -丙酮酸循環(huán)丙酮酸循環(huán)（或稱擰檬酸穿梭系統(tǒng)）（或稱擰檬酸穿梭系統(tǒng)）運到胞漿中，才能供運到胞漿中，才能供脂肪酸合成所需。脂肪酸合成所需。lnadphnadph主要來自胞漿中的主要來自胞漿中的磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑章首節(jié)首下一頁上一頁coash與與acpsh的比較的比較ch2-ser-acphs輔基：4-磷酸泛酰巰基乙胺coa分子中也有4-磷酸泛酰巰基乙胺ahs4-磷酸泛酰巰基乙胺章首節(jié)首下一頁上一頁acpacp中央巰基中央巰基shsh外圍巰基外圍巰基shshacpacp脂酰基轉移酶脂?；D移

18、酶 acpacp丙二酰轉移酶丙二酰轉移酶-酮脂酰酮脂酰-acp-acp合成酶合成酶 -酮脂酰酮脂酰-acp-acp還原酶還原酶 -羥脂酰羥脂酰-acp-acp脫水酶脫水酶 烯脂酰烯脂酰-acp-acp還原酶還原酶 長鏈脂?；蚪饷搁L鏈脂酰基硫解酶章首節(jié)首脂肪酸生物合成的反應歷程-烯丁酰烯丁酰acpacpch3coch2c0-sacp 丁酰丁酰acpacpch3ch(oh) ch2c0-sacp ch3ch= ch2c0-sacp ch3ch2ch2c0-sacp -酮丁酰酮丁酰acpacp-羥丁酰羥丁酰acpacpch3cocoach3coacphoocch3coacphoocch3cocoa

19、ch3cocoaco2 + acpc2c2c2c2c2c2nadphnad p+nadp+nadphh h2 2o o ch3(ch2)14c0-sacp+co2acp章首節(jié)首上一頁下一頁縮合還原脫水再還原軟脂肪酸軟脂肪酸硫解下一頁上一頁 乙酰乙酰coa7丙二酸單酰丙二酸單酰coa14nadph14h+h2o軟脂酸軟脂酸14nadp14nadp+ +7co7co2 27h7h2 2o o8coa-sh8coa-sh脂肪酸合成酶系脂肪酸合成酶系 （7 7次循環(huán)）次循環(huán)）節(jié)首章首下一頁上一頁區(qū)別點區(qū)別點從頭合成從頭合成氧化氧化細胞中發(fā)生部位細胞中發(fā)生部位細胞質細胞質線粒體線粒體?；d體?；d體ac

20、p-shcoa-sh二碳片段的加入與裂解方式二碳片段的加入與裂解方式丙二酰單酰丙二酰單酰coa乙酰乙酰coa電子供體或受體電子供體或受體nadphfad、nad+酶系酶系七種酶和一個蛋白質組七種酶和一個蛋白質組成復合物成復合物四種酶四種酶原料轉運方式原料轉運方式肉堿穿梭系統(tǒng)肉堿穿梭系統(tǒng)檸檬酸轉運系統(tǒng)檸檬酸轉運系統(tǒng)羥脂?；衔锏闹虚g構型羥脂?；衔锏闹虚g構型d-型型l-型型對二氧化碳和檸檬酸的需求對二氧化碳和檸檬酸的需求要求要求不要求不要求能量變化能量變化消耗消耗7個個atp和和14nadph產(chǎn)生產(chǎn)生106個個atp章首節(jié)首下一頁上一頁 軟脂酰軟脂酰coacoa或軟脂酸生成后，可在滑面內(nèi)質網(wǎng)或軟

21、脂酸生成后，可在滑面內(nèi)質網(wǎng)及線粒體經(jīng)及線粒體經(jīng)脂肪酸碳鏈延長酶系脂肪酸碳鏈延長酶系的催化作用下，的催化作用下，形成更長碳鏈的飽和脂肪酸。形成更長碳鏈的飽和脂肪酸。延延長長途途徑徑線粒體延長途徑：線粒體延長途徑：基本上是基本上是- -氧化的逆氧化的逆過程，只是過程，只是nadphnadph2 2 作為供氫體參與第二作為供氫體參與第二次還原反應。次還原反應?；鎯?nèi)質網(wǎng)延長途徑：滑面內(nèi)質網(wǎng)延長途徑：與從頭合成類似，與從頭合成類似，只是輔酶只是輔酶a a作為酰基載體，丙二酰輔酶作為?；d體，丙二酰輔酶a a提供二碳單位。提供二碳單位。章首節(jié)首下一頁上一頁葡萄糖葡萄糖ch2ohc=och2o- pnad

22、h+h+nad+磷酸甘油磷酸甘油 脫氫酶脫氫酶ch2ohcch2o-hopch2ocor1cch2o-r2co-opch2ocor1cch2oh r2co-o-h2opi磷脂酸磷酸酶磷脂酸磷酸酶ch2ocor1cch2ocor3r2co-ocoa-shr3coscoa脂酰轉移酶脂酰轉移酶r1coscoar2coscoa磷酸甘油脂磷酸甘油脂酰轉移酶酰轉移酶2 coa-sh磷脂酸磷脂酸t(yī)g章首節(jié)首下一頁上一頁1.1.合成部位：合成部位：2.2.合成原料：合成原料： 甘油、脂肪酸、磷酸鹽、膽堿、乙醇胺甘油、脂肪酸、磷酸鹽、膽堿、乙醇胺絲氨酸、食物絲氨酸、食物食物或脂肪分解食物或脂肪分解 ctp ct

23、p、atpatp、絲氨酸、肌醇等、絲氨酸、肌醇等3.3.合成過程合成過程全身各組織，肝、腎、腸最活躍。全身各組織，肝、腎、腸最活躍。章首節(jié)首乙醇胺和膽堿的活化hochhoch2 2chch2 2nhnh2 2hochhoch2 2chch2 2n(chn(ch3 3) )3 3ochoch2 2chch2 2nhnh2 2磷酸乙醇胺磷酸乙醇胺cdp-ochcdp-och2 2chch2 2nhnh2 2cdp-cdp-乙醇胺乙醇胺乙醇胺乙醇胺激酶激酶ctp:ctp:磷酸磷酸乙醇胺胞苷乙醇胺胞苷轉移酶轉移酶atpatpadpadpctpctpppippi膽堿膽堿激酶激酶atpatpadpadpochoch2 2chch2 2n(chn(ch3 3) )3 3cdp-ochcdp-och2 2chch2 2n(chn(ch3 3) )3 3cdp-cdp-膽堿膽堿ctp:ctp:磷酸膽磷酸膽堿胞苷轉移堿胞苷轉移酶酶ctpctpppippip pp p上一頁下一頁章首節(jié)首磷脂酰乙醇胺（腦磷脂酰乙醇胺（腦磷脂）磷脂）cdp-cdp-乙醇胺乙醇胺cmpcmp磷脂酰膽堿（腦磷脂酰膽堿（腦磷脂）磷脂）葡萄糖葡萄糖3-3-磷酸甘油磷酸甘油磷脂酸磷脂酸1 1，2-2-甘油二酯甘油二酯脂酰脂酰coacoacoac