生物化學(xué)——脂代謝【材料參考】

生物化學(xué)脂代謝【材料參考】 第六章脂肪代謝?第一節(jié)概述?第二節(jié)甘油三酯的合成?第三節(jié)甘油三酯的分解?第四節(jié)磷脂的代謝?第五節(jié)膽固醇的代謝?第六節(jié)脂類在體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)1參考檔案第一節(jié)概述 一、脂類脂肪及類脂的總稱酯脂酸與醇結(jié)合脂肪:甘油三酯（triglyceride）脂肪酸（fatty Acids）帶有烴鏈的羧酸（多為為12-24C）類脂:固醇、磷脂（phosphoglycerides）等衍生脂類甘油、脂肪酸及脂溶性維生素等結(jié)合脂類糖脂或脂蛋白2參考檔案3參考檔案4參考檔案5參考檔案? 二、不飽和脂肪酸的命名?飽和脂肪酸CH3（CH2）n COO?傳統(tǒng)命名亞油酸、亞麻酸?系統(tǒng)命名C原子數(shù)和雙鍵的數(shù)量及位置(delta)編碼體系從羧基端編號(hào)亞油酸（鹽）C182，9，12或n編碼體系從甲基碳編號(hào)亞油酸（鹽）C182，-6，96參考檔案軟油酸（C161，-7）油酸（C181，-9）亞油酸(C182，-6，9):-亞麻酸(C18:3，-3，6，9)花生四烯酸（C20:4，-6，9，12，15）DHA甘二碳六烯酸（C226，-3，6，9，12，15，18）7參考檔案 三、脂類的主要功能?1.細(xì)胞的結(jié)構(gòu)成分膜脂?2.能量的貯存形式脂肪?In vertebratesadipocytesstore largeamounts oftriacylglycerols asfat dropletsthat nearlyfill thecell.?Triacylglycerols arealso storedas oilsin theseeds ofmany typesof plants,providing energyand biosyntheticprecursors duringseed germination（發(fā)芽）.?8參考檔案?Two significantadvantages tousing triacylglycerolsas storedfuels,rather thanpolysaharides:?First，oxidation oftriacylglycerols yieldsmore thantwice asmuch energy,gram forgram,as theoxidation ofcarbohydrates.?Second,the organismthat carriesfat asfuel doesnot haveto carrythe extraweight ofwater ofhydration thatis associatedwith storedpolysaharides(2g waterper gramof polysaharide).9參考檔案?3.生理調(diào)節(jié)作用激素（性激素）、第二信使（甘油二酯）?4.共價(jià)修飾蛋白質(zhì)脂蛋白?5.其他重要生理功能脂溶性V；膽汁酸鹽（乳化作用）；?6.保溫作用隔熱?warm-blooded polaranimalsSeals,walruses（海象）,penguins,and others.?warm-blooded hibernatinganimals bears.10參考檔案第二節(jié)甘油三酯的合成 一、合成的主要部位肝肝合成（肝外組織）脂肪組織貯存小腸脂肪消化產(chǎn)物再合成 二、合成原料甘油（甘油-3-磷酸）脂肪酸11參考檔案 三三、甘油三酯的合成小腸甘油一酯途徑肝、脂肪組織甘油二酯途徑1.脂肪酸的活化HS-CoA+ATP AMP+PPi R-COO-R-CSCoA脂酰CoA合成酶O12參考檔案2.甘油-3-磷酸的生成甘油甘油-3-磷酸磷酸二羥丙酮甘油激酶（肝、腎）甘油-3-磷酸脫氫酶酶13參考檔案3.甘油三酯的合成甘油-3-磷酸脂酰CoA1-脂酰-3-磷酸甘油1-脂酰-3-磷酸甘油脂酰CoA磷脂酸磷脂酸1，2甘油二酯磷脂酸磷酸酶1，2甘油二酯脂酰CoA甘油三酯酶脂酰CoA轉(zhuǎn)移酶磷脂酸磷酸酶14參考檔案15參考檔案 四、脂肪酸的合成（P116)（一）器官肝、脂肪、乳腺、腦等區(qū)域胞液（but inthe Chloroplastsstroma ofPlants）（二）原料乙酰CoA、NADPH+H+、HCO3-?消耗ATP（三）產(chǎn)物主要為C16飽和脂肪酸16參考檔案（四）乙酰CoA的轉(zhuǎn)運(yùn)?1.檸檬酸丙酮酸轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)?線粒體胞質(zhì)2.共5步反應(yīng)?檸檬酸合成酶?檸檬酸裂解酶（消耗1ATP）?蘋果酸脫氫酶（消耗1NADH+H+)?蘋果酸酶（生成NADPH+H+）?丙酮酸羧化酶（消耗1ATP)17參考檔案檸檬酸裂解酶檸檬酸合成酶蘋果酸脫氫酶蘋果酸酶丙酮酸羧化酶18參考檔案?Citrate:?The precursorof cytosolicacetyl-CoA?an allostericactivator ofacetyl-CoA carboxylase（乙酰CoA羧化酶).19參考檔案（五）合成過程 1、乙酰CoA+CO2+ATP丙二酸單酰CoA+ADP+Pi?乙酰CoA羧化酶(生物素)關(guān)鍵酶?消耗1ATP?合成一分子16c的棕櫚酸需要7分子丙二酸單酰CoA20參考檔案 2、脂肪鏈的合成?脂肪酸合酶（二聚體）:多功能酶（哺乳類-7種種酶活性）21參考檔案乙酰轉(zhuǎn)移酶（AT)轉(zhuǎn)?；?MT)酮脂酰合成酶(KS)酮脂酰還原酶(KR)羥脂酰脫水酶(HD)，烯脂酰還原酶(ER)硫解酶(TE)22參考檔案?；d體蛋白ACP輔基4-磷酸泛酰氨基乙硫醇23參考檔案乙酰轉(zhuǎn)移酶（AT)轉(zhuǎn)?；?MT)酮脂酰合成酶(KS)酮脂酰還原酶(KR)羥脂酰脫水酶(HD)，烯脂酰還原酶(ER)硫解酶(TE)24參考檔案（ （1）乙酰CoA+E乙酰-E+CoA乙酰轉(zhuǎn)移酶（AT)25參考檔案丙二酸單酰CoA+ACP丙二酰-ACP+CoA酰基轉(zhuǎn)移酶(MT)26參考檔案酮脂酰合成酶(KS)酮脂酰還原酶(KR)2）縮合-加氫-脫水-加氫的反應(yīng)乙酰乙酰-ACP-羥脂酰ACP丙二酰-ACP27參考檔案羥脂酰脫水酶(HD),烯脂酰還原酶(ER)反式丁烯酰-ACP丁酰-ACP-羥脂酰ACP28參考檔案酮脂酰合成酶（KS)29參考檔案30參考檔案The simplecondensation oftwo acyl groups(two acetyl-CoA molecules,for example)is highlyendergonic.The useof activatedmalonyl groupsrather thanacetyl groupsis whatmakes thecondensation reactionsthermodynamically favorable.31參考檔案3）重復(fù)縮合、加氫、脫水、加氫的合成過程，重復(fù)一次，增加一個(gè)二碳單位?4)H2O棕櫚酰-ACP棕櫚酸HS-ACP硫解酶32參考檔案?All thereactions inthe syntheticprocess arecatalyzed bya multienzymeplex,fatty acidsynthase.?Although thedetails ofenzyme structurediffer inprokaryotes suchas Escherichiacoli andin eukaryotes,the four-step processof fatty acid synthesisis thesame inall organisms.33參考檔案?2.合成1分子棕櫚酸共消耗8乙酰CoA，15（8+7）ATP,14NADPH+H+34參考檔案3.合成的調(diào)節(jié)乙酰CoA羧化酶是關(guān)鍵酶 (1)變構(gòu)調(diào)節(jié)激活劑-檸檬酸、異檸檬酸抑制劑-脂酰CoA（饑餓、高脂肪膳食)棕櫚酰CoA (2)激素調(diào)節(jié)下的共價(jià)修飾蛋白質(zhì)磷酸酶2A磷酸化（失活）去磷酸化（有活性）蛋白激酶胰島素激活乙酰CoA羧化酶（蛋白質(zhì)磷酸酶2A被被激活）?胰高血糖素、腎上腺素和生長激素抑制乙酰CoA羧化酶（蛋白激酶被激活）35參考檔案糖原合成酶活性的調(diào)節(jié)磷蛋白磷酸酶PP1糖原合成酶b b糖原合成酶a a（磷酸化，低活性）糖原合成酶激酶（去磷酸化，高活性）36參考檔案?（ （3）誘導(dǎo)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)乙酰CoA羧化酶的合成?高糖膳食乙酰CoA羧化酶合成?胰島素乙酰CoA羧化酶合成37參考檔案 4、碳鏈的延長和去飽和（ （1）脂肪酸碳鏈的延長肝細(xì)胞脂酸碳鏈延長酶系1）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)（18C,24C)二碳供體丙二酰CoA,還原氫NADPH+H+?；d體輔酶A2）線粒體（18C,26C)乙酰-CoA，NADPH+H+反應(yīng)縮和-加氫-脫水-再加氫38參考檔案（ （2）去飽和滑面型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)去飽和酶（4，5，8，9）（脂酸氧合酶）軟油酸（161，9）和油酸（181，9）?Mammals cannotsynthesize linoleate(亞油酸）,18:2(9,12),orlinolenate（亞麻酸）,18:3(9,12，15).?Linoleate andlinolenate areessential fattyacids formammals.39參考檔案?脂肪的動(dòng)員提供能量?Adipocytes andgerminating seedscontain lipases,enzymes thatcatalyze thehydrolysis ofstored triacylglycerols,releasing fattyacids forexport tosites wherethey arerequired asfuel.第三節(jié)甘油三酯的分解40參考檔案 一、甘油三酯的水解甘油三酯甘油二酯FFA激素敏感脂酶（HSL)甘油二酯脂酶甘油一酯FFA甘油FFA甘油一酯脂酶組織脂肪細(xì)胞區(qū)域胞漿FFA與載脂蛋白結(jié)合-血液運(yùn)送41參考檔案激素敏感脂酶（HSL)1.限速酶共價(jià)修飾磷酸化（活性）去磷酸化（失活）2.受激素調(diào)控 （1）胰高血糖素、腎上腺素、去甲腎上腺素、腎上腺皮質(zhì)激素和甲狀腺素等等-（脂解激素）饑餓、禁食或交感神經(jīng)興奮 （2）胰島素、前列腺素-（抗脂解激素）42參考檔案G蛋白AC受體ATPcAMP脂解激素PKAHSLHSLPHSLPPPPPTGFFA脂肪細(xì)胞血液CO2ATP氧化分解脂酸轉(zhuǎn)運(yùn)體清蛋白肌細(xì)胞脂周蛋白儲(chǔ)脂顆粒甘油脂肪動(dòng)員43參考檔案 二、甘油的去向?甘油直接運(yùn)至肝、腎、腸等組織。 主要在肝、腎進(jìn)行糖異生。 ?脂肪細(xì)胞及骨骼肌等組織因甘油激酶活性很低，故不能很好利用甘油。 甘油甘油激酶ATP ADP-磷磷酸甘油NAD+NADH+H+-磷磷酸甘油脫脫氫酶磷酸二羥丙酮糖異生肝（肝、腎、腸）糖酵解CH2OHC HCH2HOOHCH2OHC HCH2HOO P44參考檔案脂肪酸在血中由清蛋白運(yùn)輸。 主要由心、肝、骨骼肌等攝取利用。 大腦不能攝取45參考檔案 三三、脂肪酸的氧化?（一）脂肪酸的活化?（二）脂酰CoA的的轉(zhuǎn)運(yùn)?（三）脂肪酸的-氧化?（四）三羧酸循環(huán)和氧化磷酸化腦組織不能利用腦外的脂肪酸46參考檔案（一）脂肪酸的活化ATPCoASH AMP+PPi脂肪酸脂酰CoA脂酰CoA合成酶脂酰CoA合成酶內(nèi)質(zhì)網(wǎng)及線粒體外膜能量消耗2ATP47參考檔案（二）脂酰CoA進(jìn)入線粒體1.由由肉堿(L-羥三甲氨基丁酸）攜載2.轉(zhuǎn)運(yùn)過程1）脂酰CoA肉堿脂酰肉堿肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶I（線粒體外膜）2）由由肉堿-脂酰肉堿轉(zhuǎn)位酶（線粒體內(nèi)膜）轉(zhuǎn)運(yùn)3）脂酰肉堿脂酰CoA肉堿肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶II（線粒體基質(zhì)-內(nèi)膜內(nèi)側(cè)）48參考檔案胞液線粒體膜間隙脂酰肉堿肉堿SHCoASHCoA脂酰CoA脂酰CoA肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶肉堿脂酰肉堿肉堿-脂酰肉堿轉(zhuǎn)位酶49參考檔案?3.轉(zhuǎn)運(yùn)調(diào)節(jié)?肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶I脂肪酸氧化的限速酶?激活饑餓、高脂低糖膳食?抑制劑丙二酸單酰CoA（why？）（liver）?4.肉堿?食物?肝臟、腎臟合成-Lys、Met?缺乏-骨骼肌的肌無力?心肌及骨骼肌中含量最高50參考檔案（三）脂肪酸的氧化1.部位線粒體2.產(chǎn)物乙酰輔酶A，F(xiàn)ADH2,NADH+H+3.氧化每次脂?；然薈被氧化為酮基，裂解一分子的乙酰輔酶A,因此脂肪酸的氧化稱為氧化。 ?51參考檔案1）脫氫FAD FADH2脂酰CoA2反烯脂酰CoA脂酰CoA脫氫酶?脂酰CoA脫氫酶該酶基因突變嚴(yán)重疾?。ǜ闻K脂肪沉積、低血糖等）?（1:40,1:10000，北歐和美國）52參考檔案2）水化2反烯脂酰CoA L-羥脂酰CoA烯脂酰CoA水化酶53參考檔案?3）再脫氫NAD+NADHH+?L-羥羥脂酰CoA-酮酮脂酰CoA-羥脂酰CoA脫氫酶抑制劑NADHH+54參考檔案4）硫解CoASH-酮脂酰CoA乙酰CoA+脂酰CoA（少兩C)-酮脂酰CoA硫解酶硫解酶的抑制劑乙酰CoA55參考檔案脫氫水化再脫氫硫解56參考檔案?以軟脂酸(16C)為例?71.5+72.5+810-2=？（新版本）?72+73+812-2=129（舊版本）軟脂酸軟脂酰酰CoA-氧氧化7次次8乙乙酰酰CoA+7FA+7NADH+7H+DH2活化-22TAC琥珀酸氧化呼吸鏈NADH氧氧化呼吸鏈4脂酸氧化的能量生成57參考檔案?奇數(shù)碳脂肪酸-乙酰CoA和和1分子的丙酰coA?丙酰CoA-琥珀酰CoA58參考檔案?不飽和脂肪酸的氧化?需要烯脂酰CoA異構(gòu)酶59參考檔案 四、酮體的生成及利用酮體（Ketone bodies）:脂酸在肝分解氧化時(shí)特有的中間代謝物（乙酰乙酸、-羥丁酸和丙酮）(一）酮體的生成1.部位肝（腎）細(xì)胞的線粒體基質(zhì)2.原料乙酰CoA（脂肪酸氧化）3.生成過程60參考檔案2乙酰CoA硫解酶乙酰乙酰CoA+乙酰CoA HMG CoA合成酶3-羥基-3-甲基戊二酸單酰CoA（HMG CoA）HMG CoA裂解酶乙酰乙酸+乙酰CoA-羥丁酸脫氫酶(NADH)-羥丁酸丙酮CO261參考檔案(二）酮體的利用1.部位肝外組織（除肝臟和紅細(xì)胞）2.區(qū)域線粒體腦饑餓和患糖尿?。?5）62參考檔案1.乙酰乙酸乙酰CoA（ （1）乙酰乙酸琥珀酰CoA乙酰乙酰CoA琥珀酸酸琥珀酰CoA轉(zhuǎn)硫酶（肝外組織）乙酰乙酰CoA2乙酰CoA硫解酶CoA-SH?（ （2）乙酰乙酸乙酰乙酰CoA?乙酰乙酸硫激酶（腎、心和腦）63參考檔案2.-羥丁酸NAD+NADH+H+?-羥丁酸乙酰乙酸-羥丁酸脫氫酶3.丙酮轉(zhuǎn)變?yōu)楸峄蛉樗?4參考檔案（三）酮體生成的生理意義?1.酮體是肝輸出能源的一種形式?2.是肌肉、腦組織的重要能源酮體溶于水，分子小，易擴(kuò)散，氧化步驟少少?酮體過量酮癥酸中毒/酮尿長期饑餓長期高脂低糖膳食患糖尿病正常人的40多倍65參考檔案第四節(jié)甘油磷脂的代謝? 一、磷脂的種類?磷脂含磷酸的脂類1.甘油磷脂（甘油為骨架）2.鞘鞘磷脂（鞘氨醇為骨架）66參考檔案67參考檔案? 二、甘油磷脂的結(jié)構(gòu)1.由由甘油、脂酸、磷酸及含氮化合物等（如絲氨酸）組成2.基本結(jié)構(gòu)68參考檔案CH2OC HCH2OOCCPR1R2OOOOOHX甘油脂?；；衔锔视土字慕Y(jié)構(gòu)Glycerol骨架fatty acylgroup Nitrogenousbase fattyacylgroup69參考檔案3.特點(diǎn)?第第2位脂酸通常是花生四烯酸?是一種兩性化合物4.甘油磷脂的主要功能?構(gòu)成生物膜脂質(zhì)雙分子層?作為乳化劑，促進(jìn)脂類的消化吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)70參考檔案CH2CHCH2O POCH2OHO CHOCOR2CH2OCOR1OHHOHOHHHOH HHOHHHOX-OH X取代基甘油磷脂的名稱水水H磷脂酸膽堿CH2CH2N+(CH3)3磷脂酰膽堿（卵磷脂）乙醇胺CH2CH2NH3+磷脂酰乙醇胺（腦磷脂）絲氨酸CH2CHNH2COOH磷脂酰絲氨酸甘油CH2CHOHCH2OH磷脂酰甘油磷脂酰甘油二磷脂酰甘油（心磷脂）肌醇磷脂酰肌醇CH2CHCH2O POCH2OHO CHOCOR2CH2OCOR1OHHOHOHHHOH HHOHHHO5.甘油磷脂的分類71參考檔案鞘磷脂1分子氨基醇或衍生物1分子脂肪酸（酰胺鍵）1個(gè)極性頭部（糖苷鍵或磷脂鍵連接）72參考檔案乳糖神經(jīng)酰胺神經(jīng)節(jié)苷脂神經(jīng)鞘磷脂神經(jīng)酰胺73參考檔案1.合成部位滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)表面（肝、腎、腸最活躍）。 線粒體內(nèi)膜上2.合成原料?脂酸、甘油由糖代謝提供?多不飽和脂酸從植物油攝取?磷酸鹽由ATP提供?含氮化合物從食物攝取或體內(nèi)合成?CTP構(gòu)成活化的中間物 三、磷脂（甘油磷脂）的合成代謝74參考檔案 3、合成途徑75參考檔案?（ （1）CDP-甘油二酯途徑（肌醇磷脂、絲氨酸磷脂）甘油二酯被CDP激活?CTP PPiX-OH CMP磷脂酸CDP-甘油二酯X-磷脂磷脂酰胞苷轉(zhuǎn)移酶76參考檔案?（ （2）甘油二酯途徑（乙醇胺、膽堿）X基團(tuán)被CDP活化ATP ADPCTP PPiX-OH磷酸O-X CDP-X激酶胞苷轉(zhuǎn)移酶CMP1，2-甘油二酯X-磷脂77參考檔案? (1)synthesis ofthe backbonemolecule(glycerol orsphingosine)；? (2)attachment offattyacid(s)to thebackbone throughan esteror amidelinkage;? (3)addition ofa hydrophilichead group to thebackbone througha phosphodiester(磷脂鍵）linkage;and,in somecases,? (4)alteration orexchange ofthe headgrouptoyield thefinal phospholipidproduct.磷脂（甘油磷脂）的合成代謝78參考檔案 四、甘油磷脂的分解代謝?甘油磷脂在各種磷脂酶（phospholipase，PL）的作用下水解。 CCH2OC HCH2OOCPR1R2OOOOOXA2A1C DCH2OC HCH2HOOCPR1OOOOXB1CH2OHC HCH2OOCPR2OOOOXB2溶血磷脂1溶血磷脂279參考檔案80參考檔案溶血磷脂-是是磷脂酶A1或A2的水解產(chǎn)物，能使RBC破裂溶血毒蛇（A1)溶血磷脂的消除-磷脂酶B B1O CH2-O-C-R1HO-CH OCH2-O-P-O-X OH81參考檔案第五節(jié)膽固醇代謝膽固醇只存在真核細(xì)胞環(huán)戊烷多氫菲82參考檔案1.合成器官肝:主要2.原料乙酰CoA，NADPH+H+，ATP3.部位胞漿、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)4.過程 一、膽固醇的合成代謝83參考檔案 （11）以乙酰CoA為原料合成甲基二羥戊酸（MVA）（胞液）; （22）甲基二羥戊酸轉(zhuǎn)化為活化的異戊二烯（胞液） （33）66個(gè)異戊二烯聚合成鯊烯（30C)（胞液，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)） (4)鯊烯環(huán)化形成羊毛脂固醇（30C），經(jīng)系列反應(yīng)生成膽固醇（27C，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)）甲基切除、脫羧、雙鍵轉(zhuǎn)移、雙鍵還原84參考檔案?以乙酰CoA為原料合成甲基二羥戊酸（MVA）（胞液）85參考檔案 5、膽固醇合