脂类的代谢主题医学知识培训课件.ppt

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1、脂类的代谢主题医学知识 脂类的代谢主题医学知识2脂类的代谢主题医学知识3 一、一、脂类的酶促水解脂类的酶促水解 P189 脂类的代谢主题医学知识4脂类的代谢主题医学知识5 二、二、脂肪的分解代谢脂肪的分解代谢 P190n脂肪的分解代谢是对生物体提供能量提供能量的重要措施;(一)甘油的氧化(一)甘油的氧化1.甘油磷酸化:脂类的代谢主题医学知识62.形成丙酮酸:n丙酮酸可进入TCA;脂类的代谢主题医学知识7 脂类的代谢主题医学知识8 (二)(二)脂肪酸的脂肪酸的-氧化作用氧化作用 P191n脂肪酸氧化在线粒体中进行;n共三大主要步骤:脂类的代谢主题医学知识9脂肪酸脂肪酸-氧化的三大步骤氧化的三大步

2、骤1.-氧化(经历氧化(经历5步反应):步反应):以饱和16碳软脂酸:经过7轮的一系列氧化,每一轮切下两个碳原子单元(乙酰乙酰-COA),共形成8分子乙酰-COA;n每形成1个乙酰-COA失去4个H+和2对电子,产生NADH和FADH2,酯酰-COA脱氢酶催化各步反应;2.形成的乙酰形成的乙酰-COA去路:去路:进入柠檬酸循环继续被氧化,脱出CO2;3.产生产生ATP:产生的NADH和FADH2通过呼吸链产生ATP;脂类的代谢主题医学知识10-氧化反应过程氧化反应过程n-氧化氧化发生于线粒体中,共5步反应:活化(activation);氧化(oxidation);水化(hydration);氧

3、化(oxdidation);硫解(断裂)(cleavage)n脂酰-COA脱氢酶催化的第2步反应发生在羧基邻位,是-氧化氧化反应,是脂肪酸氧化的独特途径;脂类的代谢主题医学知识11脂脂肪肪酸酸-氧氧化化反反应应步步骤骤 1.脂肪酸激活化脂肪酸激活化2.脂酰脂酰-COA氧化氧化3.烯脂酰烯脂酰-COA水化水化4.羟脂酰羟脂酰-COA氧化氧化5.酮脂酰酮脂酰-COA硫解硫解多轮重复多轮重复脂类的代谢主题医学知识12脂类的代谢主题医学知识13 P192脂类的代谢主题医学知识14脂类的代谢主题医学知识152.肉毒碱的作用肉毒碱的作用 P193n负责将脂酰-COA从细胞质中转运到线粒体内;脂类的代谢主题

4、医学知识16脂类的代谢主题医学知识17脂酸的合成和氧化的比较脂酸的合成和氧化的比较 脂类的代谢主题医学知识183.脂肪酸脂肪酸-氧化过程中能量变化氧化过程中能量变化 P139以饱和16碳软脂酸(即棕榈酸)为例:脂类的代谢主题医学知识19(四)酮体的生成和利用(四)酮体的生成和利用 P1951.酮体的生成酮体的生成n脂酸在肝脏中氧化后可产生酮体:乙酰乙酸、乙酰乙酸、-羟丁酸羟丁酸和丙酮;和丙酮;n酮体的形成主要有两种途径:由乙酰-CoA(包括来自脂酸-氧化及其他代谢来源的 乙酰-CoA)缩合成乙酰乙酰CoA,最终生成-羟丁酸或脱羧形成丙酮;在饥饿或患糖尿病时,乙酰乙酰CoA在乙酰乙酰CoA还原酶

5、、-羟丁酸CoA脱酰基酶、-羟丁酸脱氧酶等催化下,生成乙酰乙酸;脂类的代谢主题医学知识202.酮体的氧化酮体的氧化 P195n酮体在肝脏中产生,但肝脏不能分解酮体,其分解在肝外组织中进行;(1)乙酰乙酸和-羟丁酸:进入TCA彻底氧化;(2)丙酮:1)随尿排除;2)从肺部呼出。3)可氧化成丙酮酸等。脂类的代谢主题医学知识21 脂类的代谢主题医学知识22阅读:机体中酮体积累过程和后果阅读:机体中酮体积累过程和后果n在正常生理情况下,乙酰-CoA顺利进入TCA,脂酸的合成作用也正常进行(合成脂酸需消耗乙酰-CoA),肝脏中的乙酰-CoA浓度不会增高,形成乙酰乙酸及其他酮体的趋势不大,所以肝中累积的酮

6、体很少;n待续;脂类的代谢主题医学知识23n当膳食中脂肪过多,或缺乏糖类,或糖、脂代谢紊乱(如糖尿病)时,肝脏中的酮体就会增高,因摄食大量脂肪后,脂的分解代谢随之增加,产生较多的乙酰-CoA。缺糖或糖、脂代谢发生紊乱,就不可能有效地氧化糖和脂肪,机体一方面须增加脂肪分解以补充维持生命所需能量,一面因糖代谢受阻,脂酸合成随之降低,或氧化酮体的能力下降,都会增加肝中的乙酰-CoA浓度,生成乙酰乙酸,从而进一步产生其他酮体,使肝及血液中累积较多的酮体,形成酮尿症或酮血症。n酮体中的乙酰乙酸和-羟丁酸皆为酸性,患酮血症的病人常有酸中毒的危险。脂类的代谢主题医学知识24 三、脂肪的合成代谢三、脂肪的合成

7、代谢 P197脂类的代谢主题医学知识25(一)甘油的生物合(一)甘油的生物合n合成脂肪所需要的L-甘油磷酸:1)由糖酵解产生的二羟丙酮磷酸还原而成;2)由脂肪水解产生的甘油与ATP作用而成:脂类的代谢主题医学知识26(二)(二)脂酸的生物合成脂酸的生物合成 P197n饱和脂酸的生物合成有两个途径:(1)从头合成:)从头合成:由非线粒体酶系(细胞浆酶系)合成16 碳软脂酸碳软脂酸途径,在细胞浆中进行;(2)线粒体中的合成:线粒体中的合成:由线粒体酶系在16碳软脂酸碳软脂酸基础 上延长碳链途径,在线粒体线粒体中进行;脂类的代谢主题医学知识271.从头合成:从头合成:P197n脂肪酸从头合成在细胞浆

8、中进行;n起始物:乙酰-COA;终产物:软脂酸(16碳饱和脂肪酸);还原剂:NADPH;脂类的代谢主题医学知识28从头合成反应要点从头合成反应要点n在细胞浆细胞浆中进行,由非线粒体酶系由非线粒体酶系(细胞浆酶系细胞浆酶系)催化;催化;n合成反应分三个阶段三个阶段:(1)乙酰乙酰-COA 丙二酸单酰丙二酸单酰-ACP(ACP:酰基载体 蛋白)(2)丙二酸单酰丙二酸单酰-ACP 丁酰丁酰-S-ACP(3)丁酰-S-ACP取代乙酰-COA与丙二酸单酰-ACP反 应,重复6次,得16C软脂酸软脂酸;n这是细胞浆酶系作用的终点;这是细胞浆酶系作用的终点;n脂肪酸的合成是与脂肪酸-氧化相似的逆过程;脂类的

9、代谢主题医学知识29合成脂肪酸前体的来源合成脂肪酸前体的来源(1)乙酰)乙酰-COA来源:来源:丙酮酸,脂肪酸的-氧化等;(2)丙二酸单酰)丙二酸单酰-COA来源:来源:乙酰-COA和碳酸氢盐在乙乙 酰酰-COA羧化酶羧化酶(辅基是生物素)作用下羧化形成;脂类的代谢主题医学知识301 第一阶段反应第一阶段反应 P368(1)乙酰)乙酰-COA由三羧酸转运系统由线粒体转移到细胞溶 胶中;(2)丙二酸单酰)丙二酸单酰-COA由乙酰-COA和碳酸氢盐在乙酰乙酰-COA羧化酶羧化酶(辅基是生物素)作用下羧化形成;n这一步是脂酸合成的限速反应;(3)乙酰)乙酰-COA和丙二酸单酰丙二酸单酰-COA在转酰

10、基酶催化下形 成乙酰乙酰-S-ACP和丙二酸单酰丙二酸单酰-S-ACP;脂类的代谢主题医学知识312 第二阶段反应第二阶段反应(1)乙酰乙酰-S-ACP和丙二酸单酰丙二酸单酰-S-ACP经4步反应,合成得到丁酰丁酰-S-ACP;n丁酰丁酰-S-ACP是4碳化合物;n反应耗能;反应耗能;(2)两步还原反应所需的NADPH+H+来源:三羧酸转运系统中苹果酸转化为丙酮酸过程(脂 肪组织中苹果酸酶反应);戊糖磷酸途径;脂类的代谢主题医学知识33 脂类的代谢主题医学知识343 第三阶段反应第三阶段反应(1)丁酰)丁酰-ACP进入第二轮回的延伸进入第二轮回的延伸:n在第二个轮回中,由丁酰丁酰-ACP(代替

11、第一轮回的乙酰-ACP)与丙二酸单酰-ACP缩合;n以后轮回中,每次加入一分子丙二酸单酰-ACP,共重复轮回6次(共使用7分子丙二酸单酰-ACP,即共使用8分子乙酰乙酰-COA),得到16碳的脂酰-ACP;n在脂肪酸合成的每一循环中,脂肪酸链延伸两个碳原子在脂肪酸合成的每一循环中,脂肪酸链延伸两个碳原子;脂类的代谢主题医学知识35(2)释放()释放(release):):动物细胞中脂肪酸链延伸程序在到达16个碳原子时停止,终产物是软脂酰软脂酰-ACP;软脂酰-ACP硫酯酶开始作用,软脂酸从脂肪酸合酶复合体中被释放游离出来。这步酶反应是水解反应:脂类的代谢主题医学知识36 脂类的代谢主题医学知识

12、37 2.线粒体中的合成线粒体中的合成 P199n更长链的脂肪酸和不饱和脂肪酸都是把软脂酸作为前体,由线粒体酶系在其基础上延长碳链和去饱和;n16碳软脂酸碳链的延长在线粒体和内质网中进行;n脂肪酸的合成是与脂肪酸-氧化相似的逆过程;n起始物:脂酰-COA;(Cn)终产物:脂酰-COA;(Cn+2)碳源:乙酰 COA;还原剂:NADPH和NADH;脂类的代谢主题医学知识38续:续:16碳软脂酸的延长碳软脂酸的延长n线粒体中的延长是独立于脂肪酸合成之外的过程,它是乙酰单元的加成和还原;n是脂肪酸降解过程的逆过程(仅仅是脂肪酸延长最后一步使用了还原剂NADPH,脂肪酸降解的最前一步使用了FAD为氧化

13、剂);脂类的代谢主题医学知识39 脂类的代谢主题医学知识40 (二)(二)不不饱和脂酸的合成饱和脂酸的合成 P201 n动物体内最常见的两个饱和脂肪酸:软脂酸和硬脂酸,是棕榈酸(16,9)和油酸(18,9)的前体;n它们的不饱和双键是在脂肪酰-COA去饱和酶催化下氧化反应引入;n哺乳动物缺少能够在C-9以外引进双键的酶,因此不能生物合成亚油酸和亚麻酸,只能通过膳食获取,因此称为必需脂肪酸。脂类的代谢主题医学知识41 脂类的代谢主题医学知识42(三)(三)脂肪的合成脂肪的合成 P201脂类的代谢主题医学知识43 脂类的代谢主题医学知识44 脂类的代谢主题医学知识45习习 题题nP206:1.思考题1:了解脂肪是如何分解和合成的。2.思考题2:什么是-氧化?脂类的代谢主题医学知识46

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