生物化学第十二章脂类的代谢.ppt

*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,生物化学第十二章脂类的代谢,第一节脂肪酸的分解代谢,脂肪的生理功能,生物膜的结构组分：磷脂、糖脂,糖蛋白的膜定位,储能物质、燃料分子（,氧化时每克可释放出,38.9 kJ,的能量，每克糖和蛋白质氧化时释放的能量仅分别为,17.2 kJ,和,23.4 kJ,。）,信号传导：激素、胞内信使,一、,脂质,的消化、吸收和传送,（一）脂肪的消化,发生在脂质,-,水界面处,场所：胃、,小肠上皮细胞,酶：胃脂肪酶、胰脂肪酶（辅脂酶）、,磷脂酶、胆固醇脂酶,增加表面积、乳化作用,胆固醇核,胆汁盐,-COOH,胆酸,胆酸,-Gly,甘氨胆酸,牛磺胆酸,O=,O=,CH,2,O CR,1,R,2,COCH,CH,2,O CR,3,O=,R,1,、,R,2,、,R,3,可以相同，也可以不全相同甚至完全不同，,R,2,多是,不饱和,的。,甘油三酯,（,triacylglycerol,）,非极性化合物,无水状态,存储,甘油磷脂,CH,R,2,C,CH,P,CH,2,P,-,X,C,R,1,X,=H,磷脂酸,（,PA,）,X,=CH,2,CH,2,N,+,(CH,3,),3,磷脂酰胆碱,X,=CH,2,CH,NH,2,磷脂酰丝氨酸,COOH,o,o,o,o,o,o,CH,2,O,O,（二）脂肪的吸收,小肠,小肠上皮细胞,脂肪或肌肉细胞,血管,乳糜微粒,信号作用、被,LPL,识别,chylomicron particle,乳糜微粒,胆固醇,磷脂,胆固醇酯,三酰甘油酯,将脂从小肠上皮细胞运到毛细血管中,LPL,水解三酰甘油,（三）脂 肪 的 水 解（脂肪的动员）（饥,饿等状况下）,脂肪酶为激素敏感,肾上腺素、去甲肾上腺素、胰高血糖素 激活,胰岛素 抑制,Glycolysis,脂肪,脂肪酶,甘油,+,脂肪酸,CH,2,-O-C-R,1,R,2,-C-O-CH,CH,2,OH,-,-,CH,2,-O-C-R,1,R,2,-C-O-CH,CH,2,-O-C-R,3,O=,O=,O=,H,2,O,R,3,COOH,三酰甘油脂肪酶,O=,O=,-,-,-,CH,2,OH,HCOH,CH,2,OH,CH,2,OH,R,2,-C-O-CH,CH,2,OH,O=,-,-,H,2,O,R,1,COOH,二酰甘油脂肪酶,H,2,O,R,2,COOH,单酰甘油脂肪酶,-,-,限速步骤，磷酸化的脂肪酶有活性，动物的脂肪酶存在于脂肪细胞中，而植物的脂肪酶存在脂体、油体及乙醛酸循环体中。,（四）甘 油 的 氧 化 分 解 与 转 化,动物的脂肪细胞中无甘油激酶，则甘油需要经血液运到 肝细胞中进行氧化分解。,CH,2,OH,HCOH,CH,2,OH,-,-,ATP,ADP+Pi,甘油激酶,CH,2,OH,HCOH,CH,2,O-P,-,-,磷酸酯酶,NAD,+,NADH+H,+,磷酸甘油脱氢酶,CH,2,OH,C=O,CH,2,O-P,-,-,异构酶,磷酸丙糖,CHO,CHOH,CH,2,O-P,-,-,糖异生,葡萄糖,EMP,CH,3,C=O,COOH,-,-,乙酰,COA,TCA,CO,2,+H,2,O,糖代谢与脂代谢通过磷酸二羟丙酮联系起来。,甘油可生糖，但脂肪酸几乎不能生糖,脂肪酸,-,氧化是在脂酰基,-,碳原子上进行,脱氢,、,加水,、,再脱氢,和,与,-,碳原子之间,断裂,的过程。,此过程是在一系列酶的催化下完成的。,脂肪,酸必须先在胞液中,活化为脂酰,CoA,，然后进入,线,粒体,-,氧化。,二、脂肪酸的氧化,场所：线粒体基质（真核）,细胞溶胶 （原核）,位于内质网和线粒体外膜的脂酰,CoA,合成酶催化脂肪酸与,CoA-SH,生成活化的,脂酰,CoA,。,RCOOH,+,CoASH,RCOSCoA,脂酰,CoA,合成酶,ATP,AMP+PPi,Mg,2,+,H2O,2Pi,反应不可逆,脂肪酸,脂酰,CoA,1.,脂肪酸活化为脂酰,CoA,（胞液）,脂酰腺苷酸,无机焦磷酸酶水解,高能化合物,脂肪酸氧化的酶系存在线粒体基质内，但胞液中活化的,长链脂酰,CoA,（,12C,以上）却不能直接透过线粒体内膜，必须与,肉碱,(carnitine,，,L-,羟,-,三甲氨基丁酸,),结合成脂,酰肉碱才能进入线粒体基质内。,RCO-SCoA,CoA-SH,肉碱脂酰,转移酶,(CH3),3,N,+,CH,2,CH,CH,2,COOH,OH,肉碱,(CH3),3,N,+,CH,2,CH,CH,2,COOH,RCO-,O,脂酰肉碱,反应由肉碱脂酰转移酶,(,CAT-1,和,CAT-ll,),催化：,2.,脂酰,CoA,进入线粒体,肉碱转运脂酰,CoA,进入线粒体,此过程为脂肪酸,-,氧化的,限速步骤,，,CAT-l,是限速,酶,，,丙二酸单酰,CoA,是强烈有竞争性抑制剂。,肉碱转运脂酰,CoA,进入线粒体,脂肪酸通过脂酰肉碱,/,肉碱运输体进入线粒体,脂肪酸氧化步骤,脂肪酸,氧化,柠檬酸循环,氧化磷酸化,脂酰,CoA,进入线粒体基质后，经,脂肪酸,-,氧化酶系,的催化作用，在脂酰基,-,碳原子上依次进行,脱氢、加水、再脱氢,及,硫解,4,步连续反应，使脂酰基在,与,-,碳原子间断裂，生成,1,分子乙酰,CoA,和少,2,个碳原子的脂酰,CoA,，,具体步骤如下,:,3.,脂酰,CoA,的,-,氧化过程,(1),脱氢,RCH,2,CH,2,CH,2,COSCoA,脂酰,CoA(16C),脂酰,CoA,脱氢酶,FAD,FADH,2,H,2,O,2,P,呼吸链,(2),加水,RCH,2,C,C,COCoA,H,H,反,2,-,烯酰,CoA,反,2,-,烯酰,CoA,水化酶,H,2,O,OH,RCH,2,C,H,CH,2,COSCoA,L-,羟脂酰,CoA,OH,RCH,2,CH,CH,2,COSCoA,L-,羟脂酰,CoA,(3),再脱氢,NAD,+,NADH+H,+,L-,羟脂酰,CoA,脱氢酶,(4),硫解,CH,3,COSCoA,乙酰,CoA,RCH,2,CO,SCoA,脂,酰,CoA(14C),(1),脱氢,-,酮脂酰,CoA,RCH,2,C,SCoA,O,CH,2,CO,CoA-SH,-,酮脂酰,CoA,硫解酶,（,1,）脱氢,脂酰,CoA,经脂酰,CoA,脱氢酶催化，在其,和,碳原子上脱氢，生成,2,反烯脂酰,CoA,，该脱氢反应的辅基为,FAD,。,oA,脂酰,CoA,烯脂酰,CoA,（,2,）加水（水合反应）,2,反烯脂酰,CoA,在,2,反烯脂酰,CoA,水合酶催化下，在双键上加水生成,L-,羟脂酰,CoA,。,2,反烯脂酰,CoA,L-,羟脂酰,CoA,（,3,）脱氢,L-,羟脂酰,CoA,在,L-,羟脂酰,CoA,脱氢酶催化下，脱去,碳原子与羟基上的氢原子生成,-,酮脂酰,CoA,，该反应的辅酶为,NAD,+,。,L-,羟脂酰,CoA,-,酮脂酰,CoA,（,4,）硫解,在,-,酮脂酰,CoA,硫解酶催化下，,-,酮脂酰,CoA,与,CoA,作用，硫解产生,1,分子,乙酰,CoA,和比原来少两个碳原子的,脂酰,CoA,。,-,酮脂酰,CoA,乙酰,CoA,脂酰,CoA,脂肪酸,氧化,酯酰,CoA,H,2,O,烯酯酰,CoA,羟脂酰,CoA,酮脂酰,CoA,脂酰,CoA,乙酰,CoA,脂肪酸,-,氧化,(,四,),脂肪酸,-,氧化产生的能量,软脂酸（,16,碳）经,7,次,-,氧化生成：,8,个乙酰,CoA,（,10,）,80,7,分子,FADH,（）,7,分子,NADH,（）,活化消耗,1,分子,ATP,中两个高能磷酸键,108,个,ATP,106,个,ATP,软脂酰,CoA+7FAD+7NAD,+,+7CoA-SH+7H,2,O,8,乙酰,CoA+7FADH,2,+7(NADH+H,+,),总结：,脂肪酸,氧化最终的产物为,乙酰,CoA,、,NADH,和,FADH2,。假如碳原子数为,Cn,的脂肪酸进行,氧化，则需要作（,n/2,1,）次循环才能完全分解为,n/2,个乙酰,CoA,，产生,(n/2,1),个,NADH,和,(n/2,1),个,FADH2,；生成的乙酰,CoA,通过,TCA,循环彻底氧化成二氧化碳和水并释放能量，而,NADH,和,FADH2,则通过呼吸链传递电子生成,ATP,。至此可以生成的,ATP,数量为：,乙酰CoA还可作为脂肪酸和某些AA的合成原料,反应由肉碱脂酰转移酶(CAT-1和CAT-ll)催化：,线粒体中乙酰CoA抑制硫解酶活性,1、Step1：甲羟戊酸的形成,胆固醇不被降解、氧化为CO2和H2O,饿等状况下）,糖代谢受阻，草酰乙酸供给不够,糖代谢与脂代谢通过磷酸二羟丙酮联系起来。,乙酰 乙酰 CoA合成酶,CH3-C-CH2-CSACP,-酮脂酰 CoA硫解酶,4、不同生物的脂肪酸合成酶,以软脂酸（,16C,）为例计算其完全氧化所生成的,ATP,分子数：,1.,计算,1mol,硬脂酸（,C18,）完全氧化生成多少,ATP?,三硬脂酸甘油酯完全氧化生成,ATP,的数量？,1.,计算,1mol,硬脂酸（,C18,）完全氧化生成多少,ATP?,2.1mol,三硬脂酸甘油酯完全氧化生成多少,ATP,？,3120,候鸟迁徙时所需能量主要来自于脂肪酸的氧化。,对某些动物来说，脂肪酸氧化的代谢水是重要的资源。,(dehydrogenation),(hydration),(dehydrogenation),(thiolysis),脂肪酸,-,Oxidation,要点,脂肪酸仅需活化一次（,cytosol,），消耗一个,ATP,的,两个,高能键；,Acyl-CoA,由,carnitine,运入线粒体，限速酶：,CAT-,；,-Oxidation,（,mitochondrion,）,:,包括,dehydrogenation,、,hydration,、,dehydrogenation,、,thiolysis,四个重复步骤。,电子传递黄素蛋白,脂肪酸,-,氧化的生理意义,为机体提供比糖氧化更多的,能量,乙酰,CoA,还可作为脂肪酸和某些,AA,的,合成原料,产生大量的水可供陆生动物对,水,的需要,在植物体内，脂肪酶主要存在脂体、油体以及乙醛酸循环体中。油料种子萌发时，脂肪酸,-,氧化就是在乙醛酸循环体内进行的。,三、不饱和脂肪酸的氧化,场所：线粒体,脂肪酸活化与转运同饱和脂肪酸,（一）单不饱和脂肪酸,异构酶,（二）多不饱和脂肪酸,异构酶、还原酶,油酰CoA,3,-,顺,-12,-,烯酰,CoA,烯酰,CoA,异构酶,2,-,反,-12,-,烯酰,CoA,单不饱和脂肪酸的分解,烯酰,CoA,异构酶,烯酰,CoA,还原酶,（三）奇数碳脂肪酸的氧化,有少量的奇数碳脂肪酸，氧化时经多次,-,氧化最终产生丙酰,CoA.,剩下的问题就是丙酸代谢。,丙酸代谢可有两条途径,:,1.,生成琥珀酰,CoA,进入,TCA,；,2.,通过,-,羟丙酸支路，最终生成乙酰,CoA,进入,TCA,（植物、微生物中普遍）。,反刍动物瘤胃中碳水化合物经细菌发酵产生大量丙酸、短链,FA,及有机酸氧化产生丙酸、一些枝链氨基酸,(Val,Ile),降解也产生丙酸，因此丙酸代谢也十分重要。,丙酸代谢,(1),(dehydrogenation),CH3COCH2COSCoA,二 糖脂的降解与生物合成,需氧途径(真核生物),RCH2COSCoA,C=O,脂肪酸-氧化是在脂酰基-碳原子上进行,最后生成的琥珀酰CoA可直接进入TCA,烯脂酰-ACP还原酶，ER,CH3COCH2COSCoA,烯脂酰-ACP还原酶，ER,软脂酸14NADP+7CO27H2O8CoA-SH,ACPSCOC=C-CH3,线粒体中乙酰CoA抑制硫解酶活性,CH3-C-CH2-CSACP,乙酰CoA,丙酸代谢,(2),（三）,奇数碳原子脂肪酸氧化,丙酰,CoA,羧化酶,生物素,D-,甲基丙二酰,CoA,消旋酶,甲基丙二酰,CoA,变位酶,辅酶,B,12,奇数碳原子,FA,的氧化,脂酰,CoA,脱氢酶不能作用丙酰,CoA,丙酰,CoA+ATP+CO,2,甲基丙二酸单酰,CoA+ADP+Pi,丙酰,CoA,羧化酶,生物素,甲基丙二酸单酰,CoA,变位酶,琥珀酰,CoA,，进入,TCA,VB,12,丙酸代谢的一条途径,丙酸的来源,反刍动物胃中碳水化合物酵解产生大量丙酸,某些氨基酸降解（如,Val Ile,）产生丙酸,脂肪酸的降解,所以丙酸代谢非常重要,氰钴胺素,咕啉环,二甲基苯并咪唑核苷酸,5,脱氧腺苷,5,脱氧腺苷钴胺素,甲基钴胺素,v v,脂酰,CoA,脱氢酶,烯酰,CoA,水合酶,羟脂酰,CoA,脱氢酶,酮脂酰,CoA,硫解酶,异构酶,多功能蛋白,(,四,),脂肪酸的,氧化,植烷酸,降植烷酸,位甲基取代,-,氧化位阻,羟化酶,丙酰,CoA,-,氧化,Stumpf P K(1956),首先在植物线粒体中发现后来在脑、肝等组织中也有发现，仅游离,FA,可作底物,FA,的,-,碳被氧化成羟基，生成,-,羟基酸,-,羟基酸进一步脱羧、氧化,转变成少一个碳原子的脂肪酸,（五）脂肪酸的,氧化,中长链脂肪酸,-,氧化,Verkade(1932),发现喂养一元羧酸后出现了二元羧酸，十一碳羧酸产生了十一碳、九碳、七碳的二元羧酸，即除,-,氧化外，还发生在远离羧基碳的,碳上发生了氧化。,中长链,FA,碳链末端（,）碳原子先被氧化,形成二羧酸（内质网）,二羧酸进入线粒体,从分子任何一端进行,-,氧化,最后生成的琥珀酰,CoA,可直接进入,TCA,（一）乙 酰,COA,的 可 能 去 路,TCA CO,2,+H,2,O+,能量,乙醛酸循环 糖异生 糖（仅限于乙醛酸体,脂肪酸、固醇等合成的原料,在动物肝、肾脏中有可能产生乙酰乙酸、,D-,-,羟丁酸和丙酮,（酮体）,。,四、酮体代谢,（二）酮体的生成,在动物肝、肾的线粒体内乙酰,CoA,进入酮体的合成（正常代谢）,糖代谢受阻，草酰乙酸供给不够,乙酰,CoA,积累,然而在,肝脏,中脂肪酸,氧化生成的乙酰,CoA,，有一部分转变成,乙酰乙酸,、,羟丁酸,及,丙酮,。这三种中间产物统称为,酮体,(ketonebodies),。,脂肪酸在心肌、骨骼肌等组织中,-,氧化生成的大量乙酰,CoA,，通过,TCA,彻底氧化成,CO,2,和,H,2,O,。,羟丁酸约,70,，乙酰乙酸约,30,，丙酮含量极微。,丙酮,乙酰乙酸,D-,羟丁酸,CH,3,COCH,2,COSCoA,乙酰乙酰,CoA,CH,3,COSCoA,乙酰,CoA,CH,3,CCH,2,CO,SCoA,OH,CH,2,COOH,-,羟,-,甲基戊二酸单酰,CoA,CH,3,CCH,2,COOH,OH,-,羟丁酸,CH,3,COCH,2,COOH,乙酰乙酸,CH,3,COCH,3,丙酮,CH,3,COSCoA,乙酰,CoA,CoA-SH,-,酮,硫解酶,CoA-SH,HMG-CoA,合酶,HMG-CoA,裂解酶,NADH+H,+,NAD,+,-,羟丁酸脱氢酶,CO,2,乙酰乙酸,脱羧酶,关键酶,酮体的生成途径,酮体在肝脏合成,，但肝脏缺乏利用酮体的酶，因此不能利用酮体。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,（三）酮体在肝外的利用,（三）酮体在肝外组织中的利用,酮体在肝脏中形成,但肝脏没有,乙酰乙酸,-,琥珀酰,CoA,转移酶,酮体易溶于水，透出细胞进入血液循环,在,肝外组织,进行氧化,肝内生成和肝外利用,是肝脏输出能源的形式,为酸性物质，累积产生酸中毒，破坏机体水盐代谢平衡,CH,3,COCH,2,COOH,乙酰 乙酸,CH,3,COCH,2,COSCoA,乙酰乙酰,CoA,ATP+CoASH,PPi+AMP,2 Pi,CH,2,COOH,CH,2,COCoA,CH,2,COOH,CH,2,COOH,TCA,乙酰,CoA,CH,3,COCoA,-,羟丁酸,CH,3,CH(OH)CH,2,COOH,-,羟丁酸脱氢酶,NADH,+,NADH+H,+,琥珀酰,CoA,琥珀酸,琥珀酰,CoA-3,酮,酸,CoA,转移酶,乙酰 乙酰,CoA,合成酶,H,2,O,HSCoA,乙酰 乙酰,CoA,硫解酶,心、肾、脑和骨胳,肌此酶活性高,(10,倍,),酮体的氧化途径,五、磷脂的代谢,磷酸甘油酯,磷脂酸,磷脂酰乙醇胺,磷脂酰胆碱,磷脂酰丝氨酸,磷脂酰甘油,乙醇胺,-,胆碱,-,丝氨酸,-,甘油,-,头部基团,肌醇,-,磷脂酰甘油,-,磷脂酰肌醇,心磷脂,头部基团,六、鞘脂类代谢,鞘氨醇,神经酰胺,磷酸胆碱,葡萄糖,双、三、四糖,复杂寡糖,鞘磷脂,脑苷脂,鞘磷脂,磷酸胆碱,七、甾醇代谢,胆固醇不被降解、氧化为,CO,2,和,H,2,O,进入肠道的胆固醇,胆汁酸盐,粪固醇,转化成,7-,脱氢胆固醇,VD,3,组织中生成胆固醇酯,LDL/HDL,核心组分,肾上腺皮质激素，性激素,脂肪酸分解代谢的调节,肉碱酰基转移酶调控脂酰,CoA,进入线粒体,丙二酰,CoA,为酶肉碱酰基转移酶,抑制剂,线粒体中乙酰,CoA,抑制硫解酶活性,激素的调节：,cAMP,等依赖的,PK,肾上腺素、胰高血糖素促进脂水解,第二节,脂类的生物合成,一、甘油代谢,甘油三酯 甘油二酯 甘油单酯,HSL,脂肪酸,脂肪酶,脂肪酸,脂肪酶,脂肪酸,甘油,贮存脂肪的动员,甘油的去路,甘油的来源,CH,2,OH,C=O,CH,2,O-P,-,-,3,磷酸甘油脱氢酶,NAD,+,NADH+H,+,CH,2,OH,HO-CH,CH,2,O-P,-,-,Pi,磷酸酶,CH,2,OH,HO-CH,CH,2,OH,-,-,2,、来自脂肪的水解,1,、来自,EMP,途径,二、脂类的合成,（一）饱和脂肪酸的生物合成（从头合成）,场所：细胞溶胶,原料：丙二酸单酰,CoA,（,源于乙酰,CoA,）,还原力：,NADPH,乙酰,CoA,的来源,脂肪酸,氧化,丙酮酸,丙酮酸脱氢酶系,氨基酸代谢,线粒体,线粒体,三羧酸转运体系,柠檬酸穿梭系统,1,、乙酰,CoA,的转运,2,、丙二酸单酰,CoA,的形成,CH,3,-C,SCOA+HCO,3,-,+ATP,=,O,HOOC-CH,2,-C,SCOA,O,=,+ADP+Pi,乙酰,CoA,羧化酶,生物素羧化酶（,biotin carboxylase,，,BC,）,羧基转移酶（,trans carboxylase,，,CT,）,生物素羧基,载体蛋白,（,biotin carboxyl carrier protein,，,BCCP,）,大肠杆菌乙酰,CoA,羧化酶（别构酶）,组 成,生物素羧化酶,羧基转移酶,作用调节,（,柠檬酸,正调节，,软脂酰,CoA,变构抑制）,ATP+H,C,O,3,-,+,BCCP,生物素羧化酶,BCCP,-,C,O,2,+ADP,BCCP,-,C,O,2,+,CH,3,-C,SCOA,=,O,羧基转移酶,HOO,C,-CH,2,-C,SCOA,+BCCP,O,CO2,CO2,哺乳动物、鸟类的乙酰,CoA,羧化酶为相同亚单位二聚体,3,、脂肪酸合酶复合体（大肠杆菌,FAS,）,组成,酰基载体蛋白,（,ACP-SH,）,乙酰,CoA-ACP,酰基转移酶,丙二酸单酰,CoA-ACP,酰基转移酶,-,酮脂酰,-ACP,合酶,-,酮脂酰,-ACP,还原酶,-,羟脂酰,-ACP,脱水酶,烯脂酰,-ACP,还原酶,ACP,SH,磷酸泛酰巯基乙胺,与脂酰基形成硫酯键,ACP,：转移脂酰基,磷酯键相连,启动,/,进位,哺乳动物不经过,乙酰,ACP,中间体,乙酰,CoA,：,ACP,转移酶，,AT,反应历程,装载,丙二酸单酰,CoA,：,ACP,转移酶，,MT,酮酰,ACP,合酶，,KS,缩合,乙酰乙酰,ACP,还原,酮酰,ACP,还原酶，,KR,D-,羟丁酰,ACP,脱水,-,羟脂酰,-ACP,脱水酶，,HD,反式丁烯酰,ACP,烯脂酰,-ACP,还原酶，,ER,还原,丁酰,ACP,AT,软脂酸的生物合成,释放,动物细胞：终产物是,软脂酰,-ACP,软脂酰,-ACP,硫酯酶,ACP,、,软脂酸,一分子软脂酸合成时，,8,个,2C,单位中，,第,1,个为乙酰,CoA,，其它,7,个为丙二酸单酰,CoA,H,2,O,（,棕榈酸前体,）,CH,3,-C,S-,合酶,+,=,O,HOO,C,-CH,2,-C,SACP,O,=,-,酮脂酰,-ACP,合酶,CH,3,-C-CH,2,-C,SACP,O,=,O,=,+,合酶,-SH+,C,O,2,缩合反应中，,-,酮脂酰,-ACP,合酶,对链长有专一性，仅对,14C,及以下脂酰,-ACP,有催化活性,，故从头合成只能合成,16C,及以下饱和脂酰,-ACP,。,软脂酰,-ACP,硫酯酶,水解,ACP+,软脂酸（棕榈酸）,释放,H,2,O,乙酰基转移反应,CH,3,-C,SCOA,=,O,CH,3,-C,SACP,=,O,丙二酸单酰基转移反应,CoA-SH,ACP-SH,ACP,脂酰基转移酶,HOOC-CH,2,-C,SCOA,+ACP-SH,HOO,C,-CH,2,-C,SACP,O,=,丙二酸单酰转移酶,HOO,C,-CH,2,-C,SCOA,O,=,+COA-SH,缩合反应,CH,3,-C,S-,合酶,+,=,O,HOO,C,-CH,2,-C,SACP,O,=,-,酮脂酰,-ACP,合酶,CH,3,-C-CH,2,-C,SACP,O,=,O,=,+,合酶,-SH+,C,O,2,还原反应,CH,3,-,C,-,CH,2,-C,SACP,O,=,O,=,+,NADPH,+,+,H,+,-,酮脂酰,-ACP,还原酶,CH,3,-,C,H,-,CH,2,-C,SACP,O,-,OH,=,+NADP,+,D-,羟丁酰,-ACP,选择,丙二酸单酰,CoA,的意义？,脱水反应,CH,3,-CH,-,CH,2,-C,SACP,O,-,OH,=,=,-,C,-,C,=,C,O,-,CH,3,-,H,H,SACP,-,羟脂酰,-ACP,脱水酶,+,H,2,O,（,2,反式丁烯酰,-ACP,巴豆酰,-ACP,）,再还原反应,-,C,=,C,O,-,CH,3,H,H,SACP,C,-,=,-,3 2,+,NADPH+H,+,-,烯脂酰,-ACP,还原酶,CH,3,-CH,2,-,CH-C,SACP,O,=,+NADP,+,（丁酰,-ACP,）,丁酰,-ACP,与丙二酸单酰,-ACP,重复缩合、还原、脱水、再还原的过程，直至生成软脂酰,-ACP,丙二酸单酰,CoA,转变为软脂酸,转移,CE,SH,ACP,SH,E,CH3COSCoA,CoASH,乙酰转移酶,(AT),CE,SH,ACP,S,COCH,3,E,CE,S,COCH,3,ACP,SH,E,CE,S,COCH,3,ACP,S,COCH,2,*COOH,E,*,COOH,CH,2,COSCoA,CoASH,丙二酰转移酶,(MT),缩合脱羧,CE,S,COCH,3,ACP,S,COCH,2,*COOH,E,*CO,2,缩合酶,(CE,),CE,SH,ACPS,COCH,2,COCH,3,E,还原、脱水、再还原,CE,SH,ACP,S,COCH,2,COCH,3,E,CE,SH,ACP,SCOCH,2,C,H,CH,3,E,O,H,NADP,H+H,+,NADP,+,-,酮脂酰,还原酶,(KR),脱水酶,CE,SH,ACP,SCOC,=,C-CH,3,E,H,H,NADP,H,+,H,+,NADP,+,烯酰还原酶,(ER),CE,SH,ACP,SCOCH,2,CH,2,CH,3,E,CE,SH,ACP,S,CO(CH,2,),13,CH,2,CH,3,E,CH,3,CH,2,(CH,2,),13,COOH,+,CE,SH,ACP,SH,E,H,2,O,硫酯酶,(TE),再经,6,次循环,软脂酸,乙酰,CoA,7,丙二酸单酰,CoA,14,NADPH,14,H,+,H,2,O,软脂酸,14NADP,+,7CO,2,7H,2,O,8CoA-SH,脂肪酸合成酶系 （,7,次循环,）,软脂酸（,16C,）合成的总反应式：,总反应式,8CH,3,-C,SCOA,=,O,+,7ATP,+,14NADPH,+,+14H,+,CH,3,(,CH,2,),14,COOH,+,14NADP,+,+8CoASH+,7ADP,+7Pi+,6H,2,O,脂肪酸合成与糖代谢的联系：,原料（,乙酰辅酶,A,）,羧化反应中消耗的,ATP,由,EMP,途径提供,部分由磷酸戊糖途径提供,部分由,EMP,中,NADH,间接转化,还原力,NADPH,柠檬酸,草酰乙酸,丙酮酸,H,2,O,ATP,CO,2,乙酰辅酶,A,丙酮酸羧化酶,线粒体内膜,线粒体基质,胞液,三羧酸载体,柠檬酸,草酰乙酸,乙酰,CoA,ATP,C,o,ASH,ADP+Pi,柠檬酸裂解酶,苹果酸,丙酮酸,NADH+H,+,NAD,+,NADP,+,NADPH+H,+,（,8,个）,CO,2,丙酮酸氧化,脂肪酸,氧化,氨基酸代谢,苹果酸,脂肪酸合成,苹果酸酶,NADH+H,+,+,草酰乙酸,苹果酸脱氢酶,苹果酸,+NAD,+,苹果酸,+NADP,+,苹果酸酶,丙酮酸,+CO,2,+NADPH+H,+,奇数碳原子饱和脂肪酸合成以丙二酸单酰,ACP,为起始物，逐步加入丙二酸单酰,ACP,4,、不同生物的脂肪酸合成酶,5,、饱和脂肪酸从头合成与,-,氧化的比较,区别要点 从头合成,-,氧化,细胞内发生场所 胞液 线粒 体,酰基载体,ACP-SH,CoA-SH,电子供体或受体,NADP FAD,、,NAD,转运体系 三羧酸系统 肉碱转运,二碳单位参与,/,断裂形式 丙二酸单酰,ACP,乙酰,COA,对,HCO,3,-,和柠檬酸的需求 需要 不需要,-,羟酰基中间物立体构型,D,型,L,型,能量 耗能及,NADPH,产生,ATP,（二）脂肪酸碳链的延长与去饱和,1,、碳链的延长,线粒体延长系统,内质网延长系统,在动物体内，,软脂酸,是合成,16C,以上更长碳链脂肪酸的前体，需活化成,脂酰,CoA,软脂酸,+CoASH+ATP,软脂酰,-SCoA+AMP+PPi,线粒体内,-,氧化的逆转,NADPH,为氢供体,二碳片段供体,乙酰,COA,烯脂酰,CoA,还原酶代替,脂酰,CoA,脱氢酶,光面内质网膜上的延长,NADPH,为氢供体,丙二酸单酰,CoA,为碳的供体,CoA,代替,ACP,为脂酰基载体,从羧基末端延长，中间过程与脂肪合成酶体系相似（缩合、脱水、还原、再还原）,2,、不饱和脂肪酸的合成,（,1,）单不饱和脂肪酸的合成,单烯不饱和脂肪酸,大多为,顺式,双键多在,C9-C10,之间（棕榈酸和油酸）,需氧途径,(,真核生物,),动物体内（肝或脂肪组织）,NADH+H,+,NAD,+,FAD,FADH,2,NADHCytb5,还原酶,2Fe,2+,2Fe,3+,Cytb5,2Fe,3+,2Fe,2+,去饱和酶,不饱和脂酰,CoA,饱和脂酰,CoA,2H,+,+O,2,2H,2,O,位于光面内质网,混合功能氧化酶,脂酰,CoA,去饱和酶,（,2,）多烯不饱和脂肪酸的合成,厌氧细菌中基本不存在多烯不饱和脂肪酸,高等动植物体内含量丰富，是由单烯脂肪酸继续去饱和而产生的。,软脂酸,棕榈酸,硬脂酸,油酸,亚油酸,亚麻酸,花生四烯酸,仅在植物中发生,必需脂肪酸,（,essential fatty acid,，,EFA,）,哺乳动物缺乏在,C9,位以外引入双键的酶，,亚油酸（,18,：,2,）、亚麻酸（,18,：,3,）和,花生四烯酸（,20,：,4,）只能由外界摄入而得，,称为。,植物中去饱和酶作用于磷脂中的,FA,（三）脂酰甘油的生物合成,原料,:,3-,甘油和脂酰,-CoA,3-,甘油,P,CH,2,OH,C=O,CH,2,O-P,-,-,CH,2,OH,HO-CH,CH,2,O-P,-,-,CH,2,OH,C=O,CH,2,O-P,-,-,3-,磷酸脱氢酶,NAD,+,NADH+H,+,CH,2,OH,HO-CH,CH,2,OH,-,-,ATP,ADP,甘油激酶,3-p,甘油,EMP,脂肪降解,P,脂酰,-CoA,RCH,2,CH,2,CH,2,COOH,脂酰,-CoA,合成酶,CoASH+ATP,AMP+PPi,RCH,2,CH,2,CH,2,CO,SCoA,（二）合成过程,CH,2,OH,HO-CH,CH,2,O-P,-,-,=,CoA-SH,R,1,-C,SCOA,O,磷酸甘油脂酰转移酶,CH,2,O-C-R,1,HO-CH,CH,2,O-P,-,-,O,=,CH,2,O-C-R,1,R,2,-C-OCH,CH,2,O-P,-,-,=,O,=,O,CH,2,O-C-R,1,R,2,-C-OCH,CH,2,O-P,-,-,R,2,-C,SCOA,O,=,COA-SH,（溶血磷脂酸）,（,磷脂酸,）,合成磷脂酸,二酰甘油的生成,-,磷脂酸,磷脂酸磷酸酶,Pi,H,2,O,CH,2,O-C-R,1,R,2,-C-O-CH,CH,2,OH,-,O,=,O,=,三酰甘油的生成,二酰甘油,COA-SH,R,3,-C,SCOA,二酰甘油脂酰转移酶,=,O,CH,2,O-C-R,1,R,2,-C-O-CH,CH,2,O-C-R,3,-,O,=,O,=,O,=,-,原料之一：,3-P-,甘油,原料之二：脂酰,CoA,磷脂酸,三脂酰甘油,甘油磷脂,（四）磷脂类的合成,甘油磷脂的生物合成,1,、甘油磷脂在大肠杆菌中的合成,二磷脂酰甘油,磷脂酰乙醇胺,磷脂酰甘油,以磷脂酸作 前体,以,CDP,衍生物形式作活化载体,磷脂酸胞苷转移酶,磷脂酰丝氨酸，,PS,磷脂酰甘油磷酸,合酶,合酶,磷脂酰乙醇胺,磷脂酰甘油,二磷脂酰甘油,2,、甘油磷脂在真核生物中的合成,两条途径,磷脂酰胆碱,磷脂酰乙醇胺,途径一：,磷脂酸骨架亦可来自,磷酸二羟丙酮,途径二：,胆碱激酶,胞苷转移酶,位于细胞质,限速酶,胞质中无活性,进入内质网激活,磷脂酰乙醇胺的合成途径类似,S-,腺苷甲硫氨酸提供甲基,酵母、肝脏、细菌中的支路,（五）鞘磷脂和鞘糖脂的合成,1,、鞘磷脂的合成,软脂酰,CoA,3,酮鞘氨醇,3,酮鞘氨醇合酶,二氢鞘氨醇,3,酮鞘氨醇还原酶,N-,脂酰,-,二氢鞘氨醇,二氢神经酰胺还原酶（,FAD,）,神经酰胺,磷酸胆碱转移酶,鞘磷脂,葡糖神经酰胺,葡糖脑苷脂,2,、鞘糖脂的合成,始于神经酰胺,（六）胆固醇的合成,1,、,Step1,：,甲羟戊酸的形成,HMG-CoA,还原酶,HMG-CoA,还原酶的,调控,位于光面内质网,表达水平,：胆固醇 酶表达量,降解速度,：胆固醇 酶降解速度,共价修饰调节,：,磷酸化失活,去磷酸化激活（蛋白磷酸酶）,2,、,Step2,：,自甲羟戊酸到,异戊酰焦磷酸和,二甲烯丙基焦磷酸,甲羟戊酸激酶,磷酸甲羟戊酸激酶,5,焦磷酸甲羟戊酸,异戊酰焦磷酸,5,焦磷酸甲羟戊酸脱羧酶,二甲烯丙基焦磷酸,3,、,Step3,：,三十碳鲨烯合成,6,个异戊二烯焦磷酸衍生物参与,10C,法尼焦磷酸，,15C,法尼焦磷酸，,15C,形成鲨烯，,30C,4,、鲨烯环合形成羊毛固醇,鲨烯单加氧酶,鲨烯环氧化物,鲨烯环化酶,羊毛固醇,5,、,Step5,：,生成胆固醇,胆固醇的生物合成,原料：乙酰,COA,步骤,甲羟基戊酸的的生成,异戊烯醇焦磷酸酯的生成,鲨烯的生成,羊毛固醇的生成,胆固醇的生成,一、甘油磷脂的降解与生物合成,甘油磷脂的降解,CH,2,O-C-R,1,R,2,-C-O-CH,CH,2,O-P-OCH,2,CH,2,N,+,(CH,3,),3,-,O,=,O,=,-,=,O,-,O,-,卵磷脂,(,磷脂酰胆碱,),磷脂酶,A,1,、,A,2,、,C,、,D,A,1,2-,脂酰甘油磷酸胆碱,+,脂肪酸,A,2,1-,脂酰甘油磷酸胆碱,+,脂肪酸,C,二酰甘油,+,磷酸胆碱,D,磷脂酸,+,胆碱,脂酰甘油磷酸胆碱,+,脂肪酸,A1,：动物体中；,A2,：,蛇、蝎、蜂毒和动物胰脏中,C,：蛇、微生物分泌的毒素、动物脑,D,：高等植物中,卵磷脂（,磷脂酰胆碱,PC),可由脑磷脂的氨基甲基化而来,磷脂酰乙醇胺,+3 S-,腺苷,-,甲硫氨酸,3 S-,腺苷,-,同型半胱氨酸,卵磷脂,(PC),从头合成途径：,节约利用途径,（动物）,胆碱,+ATP,磷酸胆碱,+ADP,磷酸胆碱,+CTP CDP-,胆碱,+Ppi,CDP-,胆碱,+,甘油二酯,磷脂酰胆碱,+CMP,胆碱激酶,转移酶,磷脂酰胆碱转移酶,食物,卵磷脂,降解,二 糖脂的降解与生物合成,糖脂的降解,糖脂,脂酶和糖苷酶,脂肪酸,+,单糖及衍生物,+,甘油,+,鞘氨醇等,软脂酰,CoA+L-,丝氨酸,谢谢观看,谢谢观看,