《脂类代谢》PPT课件

8.3 类脂的代谢8.3.1 磷脂的降解与生物合成8.3.1.1 磷脂的降解甘油磷脂降解和甘油三酯相同，先经水解生成甘油、脂肪酸、磷酸、氨基醇，然后水解 产物各自按不同的途径进一步分解或转化。以卵磷脂为例介绍水解的过程。卵磷脂中有四个酯键,需要经过多步水解反应： 磷脂酶(phospholipase)催化第一步水解反应已发现磷脂酶有磷脂酶A1、磷脂酶A2、磷脂酶C、磷脂酶D等四种，它们对磷脂水解部位不同，产物也不同。 磷脂酶A1：广泛分布于动物细胞内；磷脂酶A2 ：存在于蛇毒、蝎毒和蜂毒中；磷脂酶C存在于动物脑、蛇毒和细菌毒素中；磷脂酶D主要存在于高等植物中。 由磷脂酶A1或磷脂酶A2水解甘油磷脂生成 溶血磷脂溶血磷脂是一类具有较强表面活性的物质，能使红细胞膜和其它细胞膜破坏，引起溶血或细胞坏死。溶血磷脂在溶血磷脂酶(lysophospholipase)作用下，再水解掉一个脂肪酸，生成不具有溶血性的3-甘油磷酸胆碱。 由以上水解酶催化生成的3-磷酸甘油胆碱、磷脂酸、二酰甘油等物质，在磷酸酯酶(phosphoesterase)、脂肪酶等的作用下进一步水解，最终生成脂肪酸、甘油、磷酸及胆碱。 鞘磷脂的降解也需先经历水解过程，再将水解产物分解或转化。 8.3.1.2 磷脂的生物合成甘油磷脂的生物合成甘油磷脂合成首先是由磷酸甘油与两分子脂肪酸缩合成磷脂酸,这与三酰甘油的合成相似；然后以此为前体加上各种基团而形成磷脂。 生物体中以磷脂酸为前体合成甘油磷脂的途径有两条：以合成磷脂酰乙醇胺(脑磷脂)为例，两条途径中基团的转移均需要CDP作为载体。 途径1(左)先形成CDP-二酰甘油，然后将二酰甘油转移给Ser。 途径2(右)是先形成CDP-乙醇胺，然后将乙醇胺转移给二酰甘油。 并不是所有生物都可以利用这两条途径, 途径1 较为普遍，条途2径只有在高等动植物，尤其在哺乳动物中合成磷脂酰丝氨酸(PS)、 磷脂酰乙醇胺(脑磷脂/PE)、磷脂酰胆碱(卵磷脂/PC) 三种甘油磷脂时，可以被利用。 鞘磷脂的生物合成鞘磷脂与甘油磷脂在结构上的不同之处在于由鞘氨醇代替了甘油，它是与1分子脂肪酸、磷酸和胆碱结合而形成的。 鞘磷脂的合成分为3个阶段：鞘氨醇的合成：由软脂酰CoA与Ser经一系列酶促反应形成。 神经酰胺的形成：由鞘氨醇的氨基与脂酰CoA的脂酰基连结形成。 鞘磷脂的合成：由神经酰胺接受CDP-胆碱上的磷酸胆碱形成。 8.3.2 糖脂的降解与生物合成8.3.2.1 糖脂的降解糖苷酶可将糖脂上的糖基水解下来，其他成分在各种脂酶作用下可水解成甘油或鞘氨醇、脂肪酸等。例如，植物叶细胞受到破坏时，单半乳糖二脂酰甘油(MGDG)和双半乳糖二脂酰甘油(DGDG)可在半乳糖脂酶(galactolipase)、-半乳糖苷酶等酶催化下,迅速水解成甘油、脂肪酸和半乳糖。 8.3.2.2 糖脂的生物合成甘油糖脂的生物合成植物体内甘油糖脂主要有单半乳糖二脂酰甘油和双半乳糖二脂酰甘油，它们是叶绿体膜中的主要脂类，它们的合成是在叶绿体被膜上进行的。 单半乳糖二脂酰甘油(MGDG)的合成先合成的磷脂酸水解掉磷酸生成二脂酰甘油。在UDP-半乳糖-二脂酰甘油半乳糖基转移酶催化下，二脂酰甘油接受UDP-半乳糖上的 半乳糖基生成MGDG。 双半乳糖二脂酰甘油(DGDG)的合成单半乳糖二脂酰甘油再接受一分子UDP-半乳糖上的半乳糖基，即可生成DGDG。植物体内合成多烯脂肪酸时，去饱和酶的底物不是来自脂肪酸，而是磷脂或甘油糖脂，如MGDG,其脂酰基R2可以被去饱和酶作用继续去饱和形成多烯脂肪酸。 鞘糖脂生物合成鞘糖脂生物合成的前体物质是神经酰胺。神经酰胺的末端羟基接受UDP-糖上糖基，即可生成脑苷脂。 如果在脑苷脂糖基上继续添加糖基或其它基团，可形成其它鞘糖脂，如神经节糖脂。脑苷脂合成还可以鞘氨醇为前体，先接受糖基 形成鞘氨醇糖苷然后再脂酰化而完成其合成。 8.3.3 胆固醇的生物合成与转化8.3.3.1 胆固醇的生物合成合成胆固醇的碳源为乙酰CoA，此外还需要 还原剂NADPH和能源ATP的参与。胆固醇的合成过程可分为4个阶段： 由3分子乙酰CoA合成1分子3-甲基-3，5-二羟戊酸(甲瓦龙酸，mevalonic acid，MVA)2分子乙酰CoA缩合成 乙酰乙酰CoA后再与 1 分子乙酰CoA缩合成-羟-甲基戊二酸单酰CoA(HMG-CoA)。 HMG-CoA是酮体合成与胆固醇合成的分支点。若被裂解酶作用，则合成酮体乙酰乙酸；若被还原酶作用，则被NADPH还原成MVA。此反应是胆固醇 合成限速反应。 由MVA生成异戊烯醇 焦磷酸酯(isopenten- ylpyrophosphate，IPP)MVA经3次磷酸化生成 3-磷酸-5-焦磷酸MVA，又在脱羧酶作用下脱羧而形成IPP。IPP不仅是合成胆固醇活泼前体，也是植物合成萜类物质，昆虫合成保幼激素,蜕皮素等的活泼前体。 (3)由6分子IPP缩合成1分子鲨烯(squalene)1分子IPP先异构成3,3-二甲基丙烯焦磷酸酯(DPP)，然后与 2 分子 IPP 逐一进行头尾 缩合，先后生成牻牛儿焦磷酸酯(GPP)和 法呢焦磷酸酯(FPP)。牻牛儿焦磷酸酯进一步缩合成二萜及多萜类，在植物体内可进一步转化为叶黄素、番茄 红素、胡萝卜素等。 2分子FPP尾尾缩合并被NADPH还原脱去2分子焦磷酸生成鲨烯。 由鲨烯生成胆固醇鲨烯在2、3位上环氧化生成2,3-环氧鲨烯；然后整条长链环化形成羊毛固醇。羊毛固醇经3次脱甲基， 双键从7、8位至5、6位移动以及侧链双键被NADPH还原成单键等 多步反应，最终形成胆固醇。 环氧鲨烯除了在动物中形成胆固醇外，在植物中可转化成豆甾醇，在真菌中可转化成麦角固醇。胆固醇主要在脊椎动物肝脏中合成。在胆固醇合成的4个阶段中，第1阶段由膜酶催化； 第2、3阶段由可溶性酶催化；第4阶段合成鲨烯后，鲨烯被固体载体蛋白(SCP)转运至内质网膜上继续进行合成反应。 8.3.3.2 胆固醇的转化胆固醇在动物体内不仅可以在C3的羟基上接受脂酰CoA的脂酰基而酯化成胆固醇脂，还可转化成具有重要生理功能的物质，如胆酸、类固醇激素、维生素D等。 转化为胆酸及其衍生物胆固醇在羟化酶及脱氢酶的催化下,在C7、C12位上发生羟基化，侧链C24位氧化成羧酸，从而转变为胆酸。胆酸在消耗ATP条件下，可以形成胆酰CoA， 胆酰CoA与牛磺酸(H2NCH2CH2SO3H)或Gly缩合形成牛磺胆酸或甘氨胆酸，这两种胆汁盐对油脂消化和脂溶性维生素吸收有重要作用。 转化为类固醇激素胆固醇在羟化酶、脱氢酶、异构酶和裂解酶的催化下，可转化成各种类固醇激素：糖皮质激素、盐皮质激素、孕酮、雄激素、雌激素等。 转化为维生素D胆固醇先转化成7-脱氢胆固醇， 后者在紫外光 作用下， C9与C10间发生开环，再进一步转化 变为维生素D3。麦角固醇在紫外线作用下，也可转变成维生素D2。