脂类代谢-2脂肪酸合成课件

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,*,第五章 脂类代谢-2,第三节 脂肪酸和甘油三酯的生物合成,一 脂肪酸的生物合成,肝脏、脂肪组织和乳腺中占优势，在胞液中进行，需,CO,2,和柠檬酸参加。,1. 脂肪酸合成的碳源 乙酰,CoA,的转运,乙酰,CoA,柠檬酸,三羧酸载体,胞液,柠檬酸是乙酰,CoA,的载体,三羧酸转运体系：,2 丙二酸单酰,CoA(malonyl CoA),的形成,乙酰,CoA,是引物，丙二酸单酰,CoA,是合成用的底物。,CO,2,+ H,2,O,HCO,3,-,+ H,+,O O,CH,3,-CSCoA +HCO,3,-,乙酰,CoA,羧化酶,HOOC-CH,2,-CSCoA,ATP ADP+ Pi,奇数碳脂肪酸合成的引物直接为,丙二酸单酰,CoA,乙酰,CoA,羧化酶,(,acetyl- CoA carboxylase)：,以生物素为辅基，是脂肪酸合成的限速酶。含有三个蛋白：,生物素羧基载体蛋白,(,biotin carboxyl-carrier protein ,BCCP) ：,结合生物素辅基,生物素羧化酶,(,biotin carboxylase, BC)：,催化生物素羧化,羧基转移酶,(,carboxyl transferase, CT)：,催化生物素上的,活性羧基转移，并合成丙二酸单酰,CoA,哺乳类和鱼类的三种酶活性都在一条肽链上。,乙酰,CoA,羧化酶是别构酶：,底物结合位：结合,HCO,3,-,结合在生物素上，,结合乙酰,CoA,效应剂结合位：结合,柠檬酸,(+),无活性,乙酰,CoA,羧化,酶 活性酶,（平行单体形式） （纤维状聚合体长丝）,软脂酸（-）,动物乙酰,CoA,羧化酶是共价调节酶：磷酸化后失活,植物和细菌乙酰,CoA,羧化酶不受,柠檬酸,和磷酸化,调节,3 脂肪酸合酶：,软脂酸,（,palmitic acid）,是脂肪酸合成的终产物，是其它脂肪酸合成的前体。,E. Coli,和植物中，脂肪酸合酶复合体为多酶复合体。,包括：,6,个酶,脂酰基载体蛋白(,acyl carrier protein,ACP,),ACP,辅基：4-磷酸泛酰巯基乙胺；摇臂,动物体内脂肪酸合酶是单一肽链，同时具有,ACP,和,7种,酶活力。,第七种酶为：,软脂酰-,ACP,硫解酶,，催化软脂酰-,ACP,脱去,ACP,成为软脂酸。,酶以二聚体形式存在，反平行配置。,4,软脂酸合成的循环程序（,E. Coli,）,（1）启动（,priming） ,乙酰,CoA,与,ACP,作用：,E,1,：,ACP,酰基转移酶,E,2,：,-,酮脂酰,ACP,合酶，,对链长有专一性。,乙酰,CoA + ACP-SH,E1,乙酰-,S- ACP + CoASH,乙酰-,S- ACP + E,2,-SH,E2,ACP -SH +,乙酰-,S- E,2,（2）,装载（,loading）,丙二酸,酰基转移反应：,E,3,：,ACP-,丙二酸单,酰,转移酶,丙二酸单,酰,CoA + ACP-SH,E3,丙二酸单,酰,-,S-ACP + CoASH,（3）缩合反应（,condensation）：,O,E,2, S C - CH,3,+,-,OOC,- CH,2, C S - ACP,O,CO,2,E,2,-SH,CH,3, C - CH,2, C S - ACP,E,2,O O,乙酰乙酰,-ACP,（4）,第一次还原（,reduction）：,E,4,：, -,酮脂酰,ACP,还原酶,CH,3,C-CH,2,CS-ACP,E4,CH,3,CH-CH,2,CS-ACP,O O,NADPH,+H,+,NADP,+,OH,O,乙酰乙酰,-ACP,D-,-,羟丁酰-,S-,ACP,（5）脱水反应（,dehydration）：,E,5,：,羟脂酰-,ACP,脱水酶,OH O,H,2,O,H O,CH,3,CH-CH,2,CS-ACP,E5,CH,3,C=CCS-ACP,H,巴豆酰-,S-ACP,（6）,第二次还原反应：,E,6,：,烯脂酰-,ACP,还原酶,H O,NADPH+H,+,NADP,+,O,CH,3,C=CCS-ACP,E6,CH,3,CH,2,- CH,2,CS-ACP,H,丁酰-,S-ACP,5 软脂酸合成的延伸和释放：,延伸,：,ACP,手臂将丁酰基转移到,E,2,（, -,酮脂酰,ACP,合酶）的-,SH,上，并重复（,2,）-（6）的反应过程。直至合成16个,C,原子为止。,释放,（动物体内,E,7,）,：,软脂,酰-,ACP + H,2,O,软脂,酰-,ACP,硫解酶,软脂,酸 +,ACP-SH,软脂,酸合成的总反应式：,8,乙酰-,CoA + 7ATP+ 14NADPH + 6H,+,软脂,酸 +,8CoA SH +14NADP,+,+ 7ADP +7Pi +6H,2,O,二 软脂酸合成与分解的区别,区别,脂肪酸合成,脂肪酸氧化,1. 场所,细胞质,线粒体,2. 酰基载体,ACP,CoA,3. 二碳单位参加,或断裂的形式,丙二酸单酰,CoA,乙酰,CoA,4. 电子供(受)体,NADPH + H,+,NADH + H,+,5. 3-羟脂酰基中间体,D,型,L,型,6. 对,HCO,3,-,和柠檬酸的需求,要求,不要求,7. 酶系,多酶复合体,4种单独的酶,8. 转运机制和,被转运物,三羧酸转运机制,乙酰,CoA,肉碱载体系统,脂酰,CoA,9. 能量变化（软脂酸）,消耗7个,ATP,和14个,NADPH,产生106个,ATP,三 脂肪酸碳链的延长及去饱和,1 脂肪酸碳链的延长：,（1）线粒体中：,乙酰,CoA,是二碳片段的供体，供氢体为,NADPH，,沿着脂肪酸-氧化作用的逆反应延长。,（2）,光滑型内质网：活跃,以,CoA,代替,ACP,为脂酰基载体，按着脂肪酸合成方式延长；丙二酸单酰,CoA,是二碳片段的供体，供氢体为,NADPH。,一般合成,C,18,（,硬脂酸）,2 脂肪酸的去饱和：,氧化脱氢途径；,-氧化、脱水途径,（1 ） 单烯脂酸(,monoenoic acid),的合成：,9,软脂酸,脂酰,CoA,去饱和酶系,棕榈油酸,(,16,9,),硬脂酸 油酸（18,9,),（2 ）,多烯脂酸的形成：植物,亚油酸(,linoleic acid),（18,9 ，12,),亚麻酸(,linolenic acid),（18,9 ，12，15,),花生四烯酸（20,5，8，11，13,),是含量最丰富的多烯脂酸,去饱和酶系：哺乳动物肝脏和脂肪组织中。,+2H,2,O,+ O,2,+ 2H,+,肝脏、脂肪组织最活跃,1 甘油三酯合成的前体：,脂肪酸或,脂酰,CoA,：,来自脂肪酸合成,甘油-3-,P,：,来自磷酸二羟丙酮,(脂肪组织),或甘油磷酸化,(肝脏,）,2 三脂酰甘油的生物合成程序：,脂酰,CoA,酰基转移酶,酰基转移酶,甘油-3-,P,溶血磷脂酸 磷脂酸,磷酸酶,甘油二酯,酰基转移酶,甘油三酯,H,2,O,Pi,四 脂肪(三酰甘油)的生物合成,脂酰,CoA,脂酰,CoA,第四节 磷脂代谢,甘油磷脂（,phosphoglycerides）+,鞘磷脂。,一 磷脂,(phospholipid),的分解代谢：,磷脂经磷脂酶水解生成甘油、脂肪酸和各种氨基醇,（胆碱、胆胺和,Ser,等）,O A,1,：,广泛分布于动物细胞细胞器、微,H,2,C O C R,1,粒体内，水解产物为溶血磷脂。,O A,2,：,大量存在于蛇毒、蝎毒、蜂毒中，,HC O C R,2,也以酶原形式存在于动物胰脏中。,O C ：,存在于动物脑和微生物中，也水,H,2,C O P O ,X,解鞘磷脂为神经酰胺 + 磷酸胆碱。,OH D,：,存在于高等植物组织，需要,Ca,2+,。,A,1,A,2,C,D,磷脂酶催化磷脂水解：,（1）降解外源性磷脂供细胞利用,（2）促使细胞膜不断更新,（3）清除自身氧化形成的毒性磷脂,（4）细胞膜中溶血磷脂的高集区，细胞膜松弛,破损，使生物大分子可以跨膜,二 磷脂的生物合成,磷脂的生物合成载体：,CDP,。,生物体内主要的磷脂，如表：,（一）磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）的合成：,H,3,N,+,-(CH,2,),2,-OH +ATP,乙醇胺激酶,H,3,N,+,- (CH,2,),2,-O-PO,3,2-,+ ADP,乙醇胺 磷酸乙醇胺,磷酸乙醇胺,CTP,胞嘧啶核苷,转移酶,PPi,CMP +,磷脂酰乙醇胺,磷酸乙醇转移酶,H,3,N,+,- (CH,2,),2, CDP,甘油二酯,CDP-,乙醇胺,该途径为合成的基本途径。最后一步为合成的关键。磷酸乙醇转移酶牢固地结合于内质网膜上,（二）磷脂酰胆碱（卵磷脂）的合成,途径一: 由磷脂酰乙醇胺三次甲基化而来(肝脏、酵母、细菌等),S ,腺苷,S ,腺苷,Met,高半胱氨酸,CH,2,-COOR,1,磷脂酰乙醇胺,磷脂酰乙醇胺,R,2,OOC-CH O,甲基转移酶,CH,2,-O-P-O- (CH,2,),2,-NH,2,+,O,-,CH,3,N-,甲基磷脂酰乙醇胺,S-,腺苷,Met,甲基转移酶,S-,腺苷-,S-,腺苷-高半胱氨酸,高半胱氨酸,S ,腺苷,Met,磷脂酰胆碱(卵磷脂),甲基转移酶,N, N -,二甲基磷脂酰乙醇胺,是人体中含量最多的磷脂，在蛋黄、大豆中含量丰富,NH,3,+,腺苷,-,OOC-CH, (CH,2,),2,- S,+, CH,3,途径二: 从头合成,胆碱+,ATP,胆碱激酶,磷酸胆碱 +,ADP,CTP,PPi,CMP +,卵磷脂,磷酸胆碱转移酶,CDP-,胆碱,甘油二脂,（三）磷脂酰,Ser,的合成:,1.,磷脂酰乙醇胺 +,Ser,磷脂酰,Ser +,乙醇胺,2.,在,E. coli,中:,L-,磷脂酸,磷脂酰胞苷酸转移酶,CDP-,二脂酰甘油 磷脂酰,Ser,CTP PPi Ser CMP,转移酶,（内质网）,（四）磷脂酰肌醇（肌醇磷脂）的合成,以,CDP -,二脂酰甘油为前体:,肌醇 +,CDP -,二脂酰甘油,甘油肌醇磷脂酰转移酶,肌醇磷脂 +,CMP,肌醇磷脂经,磷脂酰肌醇激酶,的催化可形成磷脂酰肌醇二磷酸，或磷脂酰肌醇三磷酸（,IP,3,）。 IP,3,是外周神经和脑组织中信息传递的关键分子。,（五）二磷脂酰甘油（心磷脂）的合成：,磷脂酸 +,CTP,CDP -,二脂酰甘油,磷脂酰甘油磷酸,+甘油- 3 ,P,水解,磷脂酰甘油,+CDP -,二脂酰甘油,心,磷脂,磷脂的生物合成,磷脂的生物合成载体：,CDP,（一）磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）的合成,（二）磷脂酰胆碱（卵磷脂）的合成,（三）磷脂酰,Ser,的合成,（四）磷脂酰肌醇（肌醇磷脂）的合成,（五）二磷脂酰甘油（心磷脂）的合成,