《生物化学》教案 授课题目 学时安排 第十四章 脂类代谢 6学时 掌掘甘油的氧化:脂肪酸的完全氧化:脂肪酸的生 物合成:胆固醇、磷脂合成原料:分解概况 目 熟悉酮体的生成与利用:甘油的来源:甘油的来源 的 了解脂肪的消化吸收与运输:不饱和脂肪酸的氧 化:脂肪酸的其它氧化方式:胆固醇、磷脂合成、分 解过程 脂肪酸的氧化: 教学 从头合成途径: 重点 磷脂合成原料:分解概况 B氧化、削体生成与利用: 教学 去饱和: 难点 胆固醇、磷脂合成、分解过程 教学过程 讲授结合多媒体课件 P256习题之1、2、3、8、 作业 P298习题之3、4、5、 P298习题之3、4、5
教学内容 导言 你怕胖,不敢吃油脂,可还是一天天胖起来 你妹胖,勇敢做运动,可贮脂一天天不减少, 另外,什么脂肪肝、动脉粥样硬化、酮血症、酮遮酸中毒等等等等,都是脂质代谢异常 惹的祸,那么,脂质正常代谢是什么?如何才能正常代谢?怎么样,感兴趣吧,那就一起来 第十四章脂类代谢 第一节脂肪的分解代谢 ·、脂肪的消化吸收与运输(了解)》 动物 食物中油脂 肖脂肪膨 轻微水解,过去认为胃无此功能 ↓小肠胆酸乳 脂肪微道 小肠胰脂肪酶 上酰甘油十脂肪酸 ↓肠壁细胞吸收 二三酰甘油十二酰甘油+脂防酸(21碳以下)(20及20碳经门静脉入肝) +脂蛋白 上肝合成 度微拉C 极低密度脂蛋白DL 外源脂肪 内源脂肪 若不能及时输出,则胎肪肝 经淋巴入血 ↓经肝入血 在组织毛细血管中,经脂蛋白脂肪牌水解得 甘油一主要入肝肾(糖异生) 脂肪酸→入组织细胞(贮脂) 剩余得低索度脂蛋白(LDL)(主含胆固醇 微生物胞外脂肪降水解得甘油和肪酸吸收利用 二、甘油的氧化(掌握) 甘油十ATP→磷酸甘油十ADP 酸甘油 NAD- ·磷酸 二羟丙酮+NADH 磷酸二羟丙酮进入糖代谢 完全氧化得18.5(22)ATP 脂防动员产生的甘油主婴在肝细胞经甘油激梅作用生成3磷酸甘油,再脱氢生成腾酸 二羟丙酮后循糖代途径分解或经异生途径转化成萄萄游。脂防细胞及骨骼肌等组织因甘 油激廖活性很低,不能很好利用甘油。 三、饱和脂肪酸的完全氧化(重点难点) 活化、入线粒休、氧化、TC1、氧化磷酸化
1、活化 脂酰辅酶A合成南 脂肪酸十CoA十ATP- →脂CoA十AMP十Pp 部位:线粒体外膜或内质树, ATE 州当于消耗 2、入线粒体内 短中长链者直接渗透入内,长链者肉碱穿梭作用送入 肉(毒)诚穿梭作用 (CH)-N*-C-C (0H)-C-COOH 脂酰辅酸A 肉线 4脂玩辅酶A 1 酶 辅南A 脂酰肉碱 辅A 酶1肉碱脂酰转移梅 位于外膜,过去认为在内膜外侧 雄肉碱脂酰书移旅 位于内膜,过去认为在内膜内侧 酶Ⅲ肉碱-脂酰肉碱转位酶 位于内膜,为膜运输蛋白,单向运输 3、B氧化 (1)、证明B氧化的试验 1904年。℉Koop。苯环标记试验。用苯环标记脂肪酸甲基,饲喂狗,查尿液中苯 环标记的产物。结果:奇数得苯甲酰甘氨酸(马尿酸) 偶数得 苯乙酰甘氨酸(苯乙尿酸 苯-C0-NH-C-C00H 苯-C-CO-NH-C-COOH 结论:以二碳单位降解,解下乙酸单位。(把B碳氧化为羧基,故名) 现代B氧化与假诗的差异:解下的是习显绑敔1,不是习酸: 整个反应在辅酶A分子上进行,不是游离胎肪酸: 需消耗P(活化) (2)过程 脂酰辅酶A经氧化(脱氢)、加水、再氧化(脱氢,统解四步循环,生 成乙成辅降A和MADH,FADH的过程,叫B氧化 R-C-C-CO-SCoA +FAD-FADH →R-C-C-C0-ScoA 脂酰辅酶A脱氧酶 +HO R-C-C-CO-SCoA 烯酰铺前A水合藕 HO H +NAD--NADH R-C-C-CO-SCoA 轻脂酰辅南A脱氧南 0 +HSCoA R-C-SCoA +C-CO-SCoA 硫解酶 01 (3)总反应: 循环(w2)-1次
RnOSCoA+n/2-1 FAD+H20+NAD++CoA) -n/2CCOSCoA+(n/2-1)FADH2+NADH+H+) 4、一酸酸循环 n2 CCOSCoA+3NAD++FAD+2H20+ADP+Pi -n/2 2C02+3NADH+3H++FADH2+CoASH+ATP) 5、氧化磷酸化 (n2-1+3n2)(NADH+H++0+2.5ADP+2.5i) (2-1+3m2)(NAD++H20+2.5ATP+2.5H20) (n2-1十n2)(FADH十0+1.5ADP+1.5Pi) (n2-I+2)(FAD+H20+l.5ATP+L.5H20) 6、脂肪酸完全氧化总反应 n碳酸+(7n-6)ADP+(7m-6)Pi+(3n-2)0 nC02+(7n-6)ATP+(8知-6)H20 例如:16碳酸元全氧化 CH (CH)1COOH (C1HO)+106 ADP+106 Pi +460 -→16C02+106ATP+122(106+16)H20 或者分段计算(氧化磷酸化计入各阶段) 活化 n酸一2ATP一HO十2ADP42Pi B氧化:(m2-1)( 20-4ADP Pi (w2-1)(+2H,0+4ATP+4H,0 TCA:n/2(-40-2H20-10ADP-10Pi) W2(+4H20+10ATP+9H20+2C02) 总:n候酸+(3n-2)0+(7m-6)ADP+(7m-6)P5 +nC02+ -6)ATP-(8m-6)H0 或者:n候酸+(3n-2)0--一nC02十nH0 (7m-6)ADP+(7n-6)Pi- (7n-6)ATP+(7m-6)H20 当以脂肪为能源时,生物体还获得大量的水。骆驼的驼峰是储存脂的“仓库”,既提供 能量,又提供所需的水。 7、脂肪酸完全氧化调节 肉碱脂酰基转移裤】 丙一酸单酰铺喜A别构抑制 四、不饱和脂肪酸的氧化(了解) 1、单不饱和 RC-CCCCCCCCCOSCoA ↓3 CCOSCoA RC=CCCOSCoA 烯酰辅酶A异构酶 △3顺/反一△2反 CCC=CCOSCoA 继续B氧化
注意:每个双键少脱一对氧(NADH),即少2.5个ATP. 机体中脂酸的一半以上是不饱和脂防戴,其中的双键均为顺式()构型,不能被烯 脂藏CA水化游作用(该脖催化的是反式构型双越的水,所以需要异构酶和还原酶豺能 后者经异构催化为am 作用生成LB-羟脂酰C0M,再经轮B-氧化华成6分子乙 利需盼酸的化还看一个特的还原 多 2、多不饱和 RC=C12CC=CCCCCCCCCOSCoA ↓同单不饱和,4 CCOSCoA(第四次少一次脱) RC=CICCCoOSCoA RC-C12C-CCOSCoA 2,4二烯脂酰辅A ,2.4-二烯脂酰CoA还原酶(NADPH RCC12=CCCOSCoA3-烯脂酰辅酶A ,同单不饱和继续 3、奇数脂肪酸的氧化 同B氧化,最后得丙酰COA,经羧化、消旋、变位,生成琥珀酰CoA进入三羧酸 循环。 CCCOSCoA+CO2 酸化酸 D.甲基丙 L-甲基丙二酰CoA !变位酶 琥珀酰CoA 人体金极少最奇数碳脂防酸,而许多植物、海洋生物、石油酸丹等含一定最的奇数碳脂 防酸。其B-氧化除生成乙酰CM外,还生成1分子丙酰C6M,后者可通过B-羧化酶收异构 遊的作用华成珀藏C0A,经TCA涂径圆底宜北。 五、脂肪酸的其它氧化方式(了解) 1、-氧化 RCH-COOH-RCH(OH)COOH-RCOCOOH-RCOOH+CO 脂肪酸▣羟化酶(单加氧酶)线粒体 意义生成奇数脂肪酸。 使B位有分枝的脂肪酸能继续氧化。 (当B碳有分支时,先进行α氧化,使分支移至α碳,继续B氧化.因为B碳有分 支不能被氧化为酮基。生成1个丙酰辅酶A) 2、0.氧化0最后一个的意思,不是第w个 CH3(CH2)COOH-HOCH2(CH2)COOH-HOOC(CH2)COOH
单加氧酶,NADPH。微粒体 意义加速长链脂肪酸氧化速度 一元羧酸变为二元羧酸, 荫端同时进行B氧化》 六、酮体的生成与利用(熟悉) 脂防酸经B-氧化生成的大多数乙酰CaA进入1CA丽坏,当乙酰CaA的量超过7CA循环 氧化能力时,多余的生成体(ketone bodies),包括B-羟T酸(占70) 肥弱〈微》弱私超科分子作为大游性的质?衣心就和野能的化防防截究化因 1、酮体的生成(肝(肾)组织》 CHCOSCoA+CHCOSCoA ↓硫解逆过程 CHュCOCH,COSCOA CH:COSCoA+H2O-CoASI CH 3CCH2COSCoA B还B甲戊二酸单酰CoA CH-COOH HMGCoA 裂解酶-HCH2 COSCoA 0 一脱骏两 →CH3COCH3+COh CH;CCH2COOH 一脱氯酶NADH→CH,COHCH2COOH 7酸,B羟丁酸、丙统称为明体 2分子乙CaM经肝胞线粒体乙赞乙屁Co硫解游继化编合成乙乙酰C,再在羟 甲基成二酸啦联CaA合成榜(G-Ca合成游)的催化下,结合第二个乙酰CA牛成B- 基-B-甲基戊二酸单酰C0M.然后G-COl裂解催化生成乙就乙酸和乙藏CaM.(乙酰乙 酰Cl也可在硫蓝鹂继化下水解为乙酰乙酸和Cod) 乙酰乙酸在B-羟丁酸脱氢南的催化下,山MDH供氢,放还原为B-羟丁酸戒院按生成 丙蘭 2、酮体的氧化(肝外组织) CH3CHOHCH2COOH-CH;COCH2COOH CH COCH-COOH+HOOCCH-CH-COSCoA ↓號珀醚辅矽A转硫酸 CHCOCH COSCoA+HOOCCH CH-COOH CH;COCH2COOH+CoASH +ATP ,乙酰乙酸疏激的
CH;COCH2COSCoA +AMP+Ppi CH3COCH2COSCoA CoASH-2CH3COSCoA 丙酮去路(1)随尿排出 (2)直接从巾部呼出 (3)转变为丙配酸或甲酰基及乙酰帮 3,酮体意义 肝向外输送长链脂肪酸的一种方式 脂肪动员时,脂肪组织释放的长链脂肪酸非肝细胞不能吸收利用,由肝转化为 酮体。但当大量动员时(如长期饥俄、糖尿病等),生成速度大于利用速度,血中酮体浓度 升高,称为啊血症;酮体使血液p值降低,叫酮症酸中毒;尿中酮体升高叫酮尿症,严重 时导致辱迷甚至死亡 霸体是正常的、有用的代物,很彩组织的雨能源。阳肝细胞宜化丽的活性 很低,因此丽体经血液运输到肝外组织进一步氣化分解 很高的复业圈众的短。B-产影丁酸东B-影论氨梅催化下质脱复成乙凝乙。在人 肝外组织中乙威乙酸可在碱珀酰Cad转破膊或乙酰乙酸碗激作用下转变为乙碱乙酰C4, 厚山乙威乙酰CM险解薇裂解为2分子乙酰CoA,进入7CA途径彻底氧化。 ,也不得不利用乙酰乙酸 长期饥假时 -0.5mmol/ 饥饿、高脂低膳食和尿病 体的能力, 含量升高 第二节脂肪的合成代谢 一、概述 (了解) 脂肪组织 户存脂肪 脂肪动品 脂肪的合成主要发生干肝脏及脂肪组织,植物种子 胎肪组织又称为贮存脂啦,它的利用叫动员(贮存脂肪释放出游离脂肪酸并转移到 肝脏的过程),所以,过浪的脂肪动员会导致形成脂肪肛 脂肪肝脂类在肝中总量超过10%。 脂肪肝原因来源过多如大量动员,高胎低糖或高胎高糖饮食 肝功能障碍合成脂蛋白尤其是板低密度脂蛋白能力减弱 抗脂肪肝剂减少胆碱、甲硫氨酸等他们减少会导致磷脂合成障碍 脂肪合成 脂肪形→脂骄CA· 甘油→3-滩酸甘油→磷脂酸→甘油二酯→甘油一酯 人体内的防来于物和体内合成原料涉?-睡甘油的成和防的 物合成。肝脏、脂防组织和小脂均可合成脂肪,以肝胜合成能力最强。 二、脂肪酸的来源 (重点、难点) 来源有:水解所得、从头合成、脂肪酸链延长、去饱利 (一)脂肪酸从头合成途径山乙酰辅博A合成16碳酸的过程
1、部位细胞质 2、原料乙酰C0A所以,凡能分解得乙酰辅酶A的化合物都能转化为脂肪酸 NADPH供氢来自PPP 合成脂防酸的酶系主要在胞浆,而糖代谢提供的乙酰CA原料又在线拉体生成,所以乙 酰oA需通过转运。 3、乙酰COA出线粒体二羧酸转运体系(柠檬酸梭作用) 线拉得 乙酰CoA=柠檬酸 →柠檬酸 草酰乙酸 ,*乙花CoA 1 ↑ 草酰乙酸 苹果酸 苹果酸 !苹果酸酶(NADP+) 丙酸 丙酮酸 4、乙酰CoA酸化(丙二酸单酰CoA生成) ATP+H-O-ADP+Pi 乙酰CoA十C0 一丙二酸单酰CoA 羧化酶(生物素 ATP g委与 总反四 1按化麝是F合成的限速(变构 5、过程山脂肪酸合酶催化 0,启动: CH3COSCoA+-ACP一一E1ACP转酰酶--CH,COACP-+CoA ①、转移: 十E3--E1ACP转酰怖--CHCO-E3十ACP ②、装载: COOH COOH CH2 十ACP-一E2丙二酰COA-ACP转酰酶-一CH2 +CoA COCoA CO-ACP ③、缩合 CH COOH 0+C0 CH 十CH3CO-E3一一HE3B阴脂酰ACP合蒋一一CH2 CO-ACP COACP ④、还原: co 十NADPH--E4B酮脂酰ACP还原-一HCOH十NAD CH2 CH2
COACP COACP 乙酰乙酰ACP B羟丁酰ACP ⑤、脱水: E5 HOH B羟酰ACP脱水隋→ CH COACP aB桥丁酰ACP 、再还原 CH E6 HCH +NADPH2 烯酰ACP还原悔 HCH +NADP- COACP 丁酰ACP ①再循环: 转移E1:丁酰ACP十E3→丁酰E3十ACP 域E2: 丙二酰CoA十ACP· 丙二酰ACP十CoA 缩合E3: 丙二酰ACP+丁酰E3→丁酰乙酰ACP+E3十CO 丁酰乙酰ACP +NADPH B羟已酰ACP十NADP 脱水E5:B羟己酰ACP →aB烯己酰ACP 十H0 还原E6:aB烯己酰ACP十NADPH2→己酰ACP+NADP ①②③④5⑥再循环5次,即共循环7次,得16碳酰ACP。 )、释放 16碳酰ACP+H,0 -一E7软脂酰ACP硫酯酶-一6碳酸+ACP 6、总反应 8乙阮CoA+7ATP+14 NADPH+14H++HO 一软酯酸+14NADP+8CoA十7ADP+7m 7、脂肪酸合酶复合体(脂肪酸合成酶系】 含上述7种梅和ACP ACP:酰基截体蛋白 结构特点 约77个氨基酸残基。 诵时丝氨酸多基连接成赞泛陆估基乙就 功能 通过统基携脂酰 (仪用于脂肪酸合成途径。) 原核及植物酶系特点 前6个幽和一个ACP构成一个复合体。图 动物系特点 条多肽7个酶活性中心,二聚体 图 8,与B氧化比较 (1)部位 线拉体基质 细胞质
(2)脂酰载体 CoASH ACPSH (3)氢我体 EAD、NAD NADP+ (4)酶 个独 7个复合 (5)原料过膜 肉碱穿梭 三羧酸转运 (6)碳链变化 -2C +3C-1C (7)方向 COOH→CH CH,→COOH (8)轻脂酰构型 D. 9、调节 关键悔 效应物及效应 丙二酸单酰COA合酶 柠棕酸别构激活 软脂酰C0A别构抑制 (二)脂肪酸链的延长 1、线粒体中 除以NADPH代替FADH、NADH外,同B氧化过程, 植物和动物中脂防酸合成感的最常见的产物是就脂藏。其它各种A的合成需要肝绷胞 的线粒体或内质网中的一些 MPH提供还原当昼,蹈B-氧化逆过 前3步反 山烯脂C 通过这种方式, 可延长候链全24或26C,以18C的 2、内质网中 除脂酰载体是CoA外,同合成途径 在内质 二酸单酰CA是供源,NADPH供氢,反应过程与就脂霞合成似,不同 尚是C代菩A印作为基我体,一般可庭长碳硅全2或2G以尚魔为 (一)脂肪酸的去能和 在和脂肪酸中引入双键:单加氧、脱水(脂酰C0A去饱和蘭) CH3(CH2)4COSCoA+02NADPH+H- ↓ CH3(CH2)sCH=CH(CH2)COSCoA+NADP++2H2O 植物、微生物可合成其全部所需。动物只能△9。 必需脂肪酸:C18△9,12、C1g△9,1215、C20△5,81,14. 动物绑胞舍有催化不饱和A双键形成的士饱和醇,可催化远离A发基端的第九个碳 前去饱和,但九碳以上的士饱和侧以有植物中的去饱和能雅化亚油霞18, 亚林(18:3 入、花生四烯酸(20:4 )是动物所需的,但动物不能合成,是 必颈山食物供给的必需脂防酸。当人体缺乏必需脂防截时,会出理生长缓漫、低抗力下 皮炎和毛发稀硫等症状。亚麻酸和花生四烯酸以能从 亚油霞装化生成,花生四稀霞又是日 成列隙素()及血栓素等重要生理活性物质的前体 三、甘油的来源 (熟悉) COH COH c-0 +NADH十H一一磷酸甘油脱氢南一 COH +NAD COPO2H2 COPO2H2