生物化学复习共90页PPT资料

一、脂肪动员R3-COOHR1-COOHCH2-O-C-R1CH-O-C-R2CH2-O-C-R3激素敏感脂肪酶（HSL）CH2-OHCH-O-C-R2CH2-O-C-R3O=O=CH2-OHCH-O-C-R2CH2-OHO=H2OH2OH2OCH2-OHCH-OHCH2-OHR2-COOHO‖O‖O‖血液惰性脂肪动员的激素调节腺苷酸环化酶磷酸二酯酶ATP3’5’-cAMP5’-AMPPPiH2O第二信使-脂解激素抗脂解激素腺苷酸环化酶磷酸二酯酶肾上腺素、胰高血糖素+胰岛素+脂肪动员的激素调节ATPADP膜受体通过腺苷酸环化酶的作用途径Tyr激酶途径思考题1mol甘油彻底氧化净生成多少ATP?以甘油为主要原料合成1分子葡萄糖，需要哪些其它底物，消耗多少能量？二、甘油的分解和转化二、甘油的分解和转化CO2+H2O丙酮酸糖异生途径糖原或淀粉α-磷酸甘油磷酸二羟丙酮CH2OHCH2OCHOHATPADP甘油激酶NAD+NADH+Ｈ+磷酸甘油脱氢酶CH2OHCH2OHCHOHHHHHPPCH2OHCH2OC=OEMPTCA乙酰CoA其它脂类呼吸链氨基酸存在于肝、肾、肠中，脂肪及骨骼肌细胞缺乏＝18.51mol甘油彻底氧化净生成多少ATP?NADH+H+ATPATPNADH+H+ATP(16.5？)-1ATP+2ATP+3NADH+H++乙酰CoANADH+H+偶数C饱和脂肪酸的氧化分解奇数C原子脂肪酸的氧化分解不饱和脂肪酸的氧化分解β-氧化作用α-氧化作用ω-氧化作用单不饱和脂肪酸的氧化分解多不饱和脂肪酸的氧化分解三、脂肪酸的氧化分解RCOOHRCOSCOAAMP+PPiATP（C2n）激活NAD+NADH+H+FADFADH2nCH3CO-SCOAβ-氧化(n-1)RCOSCOA转运肉毒碱胞液线粒体TCACO2ATP+H2O呼吸链（一）饱和偶数C脂肪酸的彻底氧化分解1、脂肪酸激活(胞液)：（活化形式脂酰CoA）2、长链脂酰CoA转运：（10C以下直接进入）3、β-氧化降解(线粒体):4、TCA和电子传递及氧化磷酸化(线粒体):（一）饱和偶数C脂肪酸的彻底氧化分解2.脂酰CoA进入线粒体基质示意图肉毒碱CoASHOR-C-S-CoAOR-C-OHATPCoASHAMP+PPiCoASH肉毒碱OR-C-S-CoAβ-氧化线粒体内膜内侧外侧载体N+(CH3)3CH2HO-CH2CH2COO-脂酰肉毒碱OR-CN+(CH3)3CH2－O-CH2CH2COO-肉碱脂酰基转移酶Ⅰ肉碱脂酰基转移酶Ⅱ脂肪酸分解的限速酶（1）脂肪酸β-氧化学说的提出②实验设计苯乙尿酸马尿酸+H2NCH2COOHCH2COOHCH2CH2CH2COOHCH2CONHCH2COOHCH2CH2COOHCH2CH2CH2CH2COOHCONHCH2COOHCOOH+H2NCH2COOH①意义：1904年Snoop3.β-氧化切掉的2碳单位是乙酰CoA，不是醋酸反应过程中中间代谢物全部结合在辅酶A上降解的起始需要ATP活化④与现在β-氧化学说的差异③基本内容：脂肪酸降解时从β位上将碳原子成对切去乙酸。（2）β-氧化过程和要点以16C饱和脂肪酸为例脂肪酸氧化能量计算7*（1.5+2.5）+8*10=108第一步消耗了2个高能磷酸键，应为108-2=106个高能磷酸键。经过7次循环，产生7个NADH，7FADH2，8分子乙酰COA。1.不饱和脂肪酸2.奇数碳脂肪酸3.α-氧化作用4.ω-氧化作用5.超长脂肪酸链的β-氧化（二）脂肪酸的其它氧化方式1.不饱和脂肪酸比较1mol硬脂酸、油酸、亚油酸彻底氧化分解释放多少能量？（1）单不饱和脂肪酸的氧化（油酸为例）释放多少能量3121mol油酸彻底氧化分解释放多少能量？硬脂酸氧化释放能量？总计120mol油酸和硬脂酸氧化过程的区别？少1次脱氢，因此少1个FADH2油酸：120-1.5=118.5（2）多不饱和脂肪酸的氧化（亚油酸为例）NADPH+H+亚油酸和油酸氧化过程的区别？与硬脂酸氧化过程的区别？亚油酸：120-1.5-2.5=116？与油酸释放能量相同；但多消耗1个NADPH+H+为什么在反刍动物中丙酸代谢特别重要？有个学生只有吃奇数C脂肪酸的习惯，后来医生发现他缺乏维生素B12，因此要他停止这种不良习惯。请问医生治疗方案的生化依据是什么？维生素B12缺乏对脂肪酸代谢造成什么后果？07南京大学2.奇数C脂肪酸的氧化解释为什么对糖的摄入不足的爱斯摩人来说，在营养上吃奇数C脂肪酸要比吃偶数C脂肪酸更好一些？两组大鼠进行实验：一组每天喂食正庚酸（7：0）为唯一碳源；二组喂食正辛酸（8：0）。一个月后一组大鼠生长健康，体重增加；二组却因肌肉萎缩而体重减轻。试解释出现差别的原因。09南京大学奇数碳脂肪酸可以经丙酸生糖，偶数碳脂肪酸彻底氧化生成的乙酰辅酶A，在动物体内只能氧化或合成脂肪及酮体、胆固醇等。奇数碳脂肪酸：陆地生物较少，一些植物、海洋生物、石油酵母中较多。反刍动物瘤胃中发酵产生大量丙酸2.奇数C脂肪酸的氧化17个碳直链脂肪酸的氧化（1）β-氧化7乙酰CoA+丙酰CoA（2）丙酰CoA的代谢丙酰-CoA的代谢途径一D-甲基丙二酰CoA琥珀酰CoA丙酰CoA羧化酶5-脱氧腺苷钴胺素三羧酸循环ATP、CO2生物素CoB12L-甲基丙二酰CoA消旋酶丙酮酸羧化支路PEPPyr乙酰CoA糖丙酸硫激酶ATP、CoASH丙酸代谢的代谢途径二——-羟丙酸支路途径脂酰COA脱H酶FADFADH2烯脂酰COA水化酶H2O水解酶H2OHSCOA脱氢酶NAD+DADH+H+脱氢酶NADP++CO2+NADPH+H+HSCOA三羧酸循环解释为什么对糖的摄入不足的爱斯摩人来说，在营养上吃奇数C脂肪酸要比吃偶数C脂肪酸更好一些？两组大鼠进行实验：一组每天喂食正庚酸（7：0）为唯一碳源；二组喂食正辛酸（8：0）。一个月后一组大鼠生长健康，体重增加；二组却因肌肉萎缩而体重减轻。试解释出现差别的原因。09南京大学丙酰CoA转变为琥珀酰CoA有两方面作用：•经糖异生转变为糖补充血糖、也可转变为某些氨基酸。•回补了TCA，保障TCA的顺利进行，有利于乙酰CoA分解释放能量。RCH2COOHO2，NADPH+H+单加氧酶Fe2+，抗坏血酸R-CH-COOHOH-（L-α-羟脂肪酸）NAD+NADH+H+脱氢酶R-C-COOHO=（α-酮脂酸）ATP，NAD+，抗坏血酸脱羧酶RCOOH+CO2（少一个C原子）α-氧化的可能反应历程3.饱和脂肪酸的α-氧化作用（1）奇数碳脂肪酸的形成和降解；（2）含甲基的支链脂肪酸的降解（植烷酸）；哺乳动物将植物中植醇降解就是通过这种途径而实现的（3）过长的脂肪酸（如C22、C24）的降解（过氧化物酶体）（4）动物中某些脑苷脂和神经节苷脂中的α-羟脂肪酸脂肪酸的a-氧化作用的意义植烷酸的α-氧化作用植烷酸降植烷酸羟化氧化脱羧脱氢CO2CH3(CH2)nCOO-HOCH2(CH2)nCOO-OHC(CH2)nCOO--OOC(CH2)nCOO-O2NAD(P)+NAD(P)H+H+NADP+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双向β-氧化琥珀酰CoA＋n乙酰CoATCA4.脂肪酸的ω-氧化途径（肝、植物及细菌）呼吸链和氧化磷酸化（1）动物肝、肾细胞的内质网上10-12碳以下的脂肪酸常通过w-氧化途径降解。（2）植物体内在w-端具有含氧基团（羟基、醛基或羧基）的脂肪酸（角质层或细胞壁的成分）大多也是通过w-氧化作用生成的。（3）一些需氧微生物能将烃或脂肪酸迅速降解成水溶性产物，这种降解过程首先要进行w-氧化作用，生成二羧基脂肪酸后再通过-氧化作用降解，如海洋中的某些浮游细菌可降解海面上的浮油，其氧化速率可高达0.5克/天/平方米。大于18C的脂酰CoA难以进入线粒体进行β-氧化，但可以进入过氧化物酶体或乙醛酸循环体进行β-氧化。与线粒体中β-氧化十分相似，区别如下：5.超长脂肪酸的β-氧化途径酶不同乙酰CoA去向不同FADH2去向不同NADH去向不同（三）乙酰CoA的代谢结局肌肉细胞肝脏脂肪组织氨基酸糖植物微生物（四）酮体的生成和利用动物肌肉中乙酰COA可以进入TCA。动物肝、肾组织（特别是饥饿、禁食、糖尿病）线粒体内乙酰COA进入酮体的合成：1.酮体生成的原因TCA乙酰CoAOAA呼吸链G酮体的合成脂肪酸2.酮体的生成脂肪酸硫解酶乙酰乙酰CoA--氧化CoASHHMGCoA合酶CoASH丙酮--羟丁酸脱氢酶CO2NADH+H+NAD+脱羧酶乙酰乙酸HMGCoA裂解酶Β-羟-β-甲基-戊二酸单酰CoA（HMGCoA）*乙酰CoA3.酮体的利用--氧化乙酰乙酸脱氢酶NADH+H+NAD+硫解酶CoASH乙酰CoA2--羟丁酸乙酰乙酰CoAβ-酮酯酰CoA转移酶琥珀酰CoA琥珀酸O2TCA呼吸链和氧化磷酸化（琥珀酰CoA转硫酶）心、肾、脑、骨骼肌细胞心、肾、脑细胞β羟丁酸-NAD+NADH+HHSCoA+ATP乙酰乙酸琥珀酰CoA乙酰乙酸硫激酶琥珀酰CoA转硫酶AMP+PPi乙酰乙酰CoA琥珀酸硫解酶2×乙酰CoA三羧酸循环+β-羟丁酸脱氢酶酮体生成和利用的特点琥珀酰CoA转硫酶主要存在于心、肾、脑和骨骼肌细胞的线粒体中.酮体在肝脏合成，但肝脏缺乏利用酮体的酶（琥珀酰CoA转硫酶），不能利用酮体。因此酮体生成后进入血液，输送到肝外组织利用。肝内生酮肝外用酮体脂肪酸脂肪酸脂肪酸乙酰CoA葡萄糖氨基酸TACCO2乙酰CoA葡萄糖氨基酸TACCO2酮体（尿中排出）丙酮（呼出）肝血液肝外组织肾肺酮体酮体4.酮体生成的生理意义：（1）在正常情况下，酮体是肝脏输出能源的一种形式（肝脏向肝外组织提供的第二能源）。（2）在禁食、饥饿、应激及糖尿病等疾病情况下，心、肾、骨骼肌摄取酮体作为重要的替代燃料，为心、脑等重要器官提供必要的能源并可防止肌肉蛋白的过多消耗。长期饥饿时，酮体供给脑组织50～70%的能量（3）分子小，溶于水，可透过血脑屏障及毛细血管，供应脑能量所需当肝内产生酮体超过肝外组织氧化酮体的能力时，血中酮体蓄积，称为酮血症；尿中有酮体排出，称酮尿症。二者统称为酮体症(酮症)。酮症可导致代谢性酸中毒，称酮症酸中毒，严重酮症可导致人死亡。长期饥饿和糖尿病时，脂肪动员加强，酮体生成增多。5.酮症及其产生原因：为什么说动物奇数脂肪酸（的分解产物）“既生糖又生酮”？简述其分解的主要产物是什么？以及这些产物形成糖和酮体的过程。06上海交大一个农家的女孩饮食均衡，但仍然表现出轻度的酮症。作为儿科医生正怀疑她患某些糖代谢先天性酶缺损时，突然发现女孩的奇数碳原子脂肪酸的代谢不如偶数碳脂肪酸，并发现她经常偷吃生鸡蛋。请你对她的症状做出解释。生鸡蛋清中有抗生物素蛋白使生物素失活。而生物素是羧化酶的辅酶，影响丙酮酸羧化酶和丙酰CoA羧化酶活性。丙酰CoA羧化酶是奇数C脂肪酸产物丙酰CoA生成琥珀酰CoA所必需的，故而会导致奇数碳原子脂肪酸的代谢异常。丙酮酸羧化酶的产物为OAA，故缺乏辅酶不能回补TCA，造成乙酰CoA不能进入TCA，而更多进入酮体合成。脂肪是否能将脂肪（净）转变为糖？区分脂肪降解的不同结构单元区分生物种类脂肪降解的不同结构单元：甘油、脂肪酸。植物、微生物脂肪酸代谢产生的乙酰CoA经乙醛酸循环异生为糖。区分脂肪的不同结构单元动物体内：甘油是糖异生的前体，可以转变为糖；脂肪酸能否转变为糖决定于是奇数还是偶数脂肪酸。即乙酰CoA不能净生成糖，而丙酰CoA可以。乙酰CoA不能净生成糖，而丙酰CoA可以关键看有无Ｃ的损失？第二节脂肪的合成代谢一、脂肪酸的合成二、3-P–甘油的来源三、三酰甘油的生物合成一、脂肪酸的合成（一）脂肪酸合成的特点1.起始物（引物），每次延长2C2.短链脂肪酸（动物16C）的合成在细胞质中，碳链的延长在内质网或线粒体上。3.脂肪酸的从头合成的酶组成特殊4.哺乳动物的缺陷（二）软脂酸的从头合成