Microsoft PowerPoint - 脂代谢

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久储
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1 蝉的成长要经历 5 个阶段的变化, 花费长达 11 年的时间在地下积累脂肪, 然后尽情成群地享受 5 个星期的成人生活第八章脂类代谢 ( 对应教材第 28 章,29 章 ) 红喉北蜂鸟 Archilochuscolubris 重量约 3 克左右, 身长 7.6 公分不断进食花蜜昆虫与树液通过这种营养积累, 蜂鸟能增长 2 克脂肪从北美东部飞越墨西哥湾到达中美洲, 飞行 500 英里途中不作任何停留可以连续飞行 60 小时一脂质的消化吸收和传送 1 脂类什么是脂类生物体内通过弱极性或非极性溶剂抽提得到的不溶于水的有机分子功能是很多生物主要的能量贮存形式, 在人类占 90% 左右结构成分, 保护作用分类按结构分类以甘油为骨架 : 甘油三酯和甘油磷脂, 以脂肪酸, 磷脂酸与甘油生成的酯类由甾核衍生而来的类固醇也可以分为脂肪和类脂脂肪 : 甘油三酯类脂 : 磷脂, 糖脂, 胆固醇 2 甘油三酯甘油三酯又称三酯甘油, 脂肪, 中性脂肪按同等重量计算, 脂肪的代谢能量是糖原的 6 倍 CH 2 CH CH 2 H H H R 1 C H R 1 C H R 1 C H CH 2 CH C R 1 C R 2 CH 2 C R 3 glycerol fatty acids triacylglycerol or triglyceride a fat or an oil 16:0 人体内最重要的脂肪酸 3 脂肪的消化, 吸收和转运 (1) 消化主要在十二指肠中进行脂肪的消化始于胃脂肪酶, 彻底的消化在小肠的胰脂酶完成, 作用点在 1- 和 3- 位, 使之转化为 2- 单酰甘油,1,2- 二酰甘油和脂肪酸胆盐乳化作用脂肪的消化发生在脂质 - 水的界面处, 在胆汁酸盐的乳化下, 消化的界面大量增加亚麻酸 18:3 9,12,15 1

2 胰脂酶 (2) 吸收和转运吸收脂肪酸和甘油经胆汁乳化, 被动扩散进入肠粘膜细胞, 在光滑内质网重新酯化, 形成前乳糜微粒进入高尔基体糖化, 加磷脂和胆固醇外壳和再脂蛋白形成乳糜微粒 (CM) CM 经淋巴系统进入血液甘油和小分子脂肪酸 (12 个碳以下 ) 可直接进入血液脂肪的吸收和转运转运 : 体内的外源和内源性脂类都是与载脂蛋白结合形成多种脂蛋白, 运输脂类载脂蛋白 (apolipoproteins,apo) 主要是由肝脏和小肠合成, 可使疏水脂类溶解, 定向转运到特异组织如乳糜微粒就是脂蛋白作用是转运外源脂肪到骨骼肌, 心肌和脂肪组织 4 人体血浆中脂蛋白 ( 第 2 章页第 29 章页 ) (1) 脂蛋白形式结构以图中乳糜微粒为例, 在脂蛋白中, 疏水脂类构成核心, 外面围绕着极性脂和载脂蛋白, 以增加溶解度 (2) 种类 1 转运脂肪到脂肪组织和肌肉乳糜微粒 (CM) 小肠上皮细胞合成转运外源脂肪, 胆固醇到骨骼肌, 心肌和脂肪组织其中脂肪被这些组织毛细血管内壁上的脂蛋白脂酶分解形成脂肪酸和甘油其残基回到肝脏释放胆固醇极低密度脂蛋白 (VLDL) 肝脏合成的内源性脂类和胆固醇在肝脏与载脂蛋白结合形成 VLDL, 转运到肌肉和脂肪组织其中脂肪也被这些组织毛细血管内壁上的脂蛋白脂酶分解形成脂肪酸和甘油其残基形成 IDL 中间密度脂蛋白 2

3 2 中间密度脂蛋白 (IDL) 所含脂类和胆固醇量在 VLDL 和 LDL 之间一部分被肝脏吸收一部分变成 LDL 3 转运胆固醇为主的低密度脂蛋白 (LDL) 血液中胆固醇的主要载体转运胆固醇到外周组织, 并调节这些部位胆固醇合成也可以转运胆固醇到肝脏肝脏和利用胆固醇的组织都有 LDL 受体 4 高密度脂蛋白 (HDL) 收集血浆中游离的脂肪, 胆固醇, 磷脂和载脂蛋白这些游离的物质是由死细胞, 降解的 CM 和 VLDL 等释放出来 HDL 把这些脂类转移给 VLDL 和 LDL LDL/HDL 称冠心病指数, 正常值为 2.0+_0.7 二脂肪酸分解代谢 1 脂肪组织释放脂肪酸受激素的调控 ( 脂肪动员 ) (1) 甘油三酯脂肪酶分解脂肪脂肪组织中脂肪颗粒的主要成分是三脂酰甘油在激素作用下, 甘油三酯脂肪酶被激活脂肪经甘油三酯脂肪酶降解生成脂肪酸和甘油脂肪酸则转运到其他组织甘油绝大部分经糖异生途径转化为葡萄糖 ; 脂酶脂酶甘油三酯 ¾¾ 甘油二酯 ¾¾ 甘油一酯甘油 + 脂肪酸甘油三酯脂肪酶 3

4 (2) 游离的脂肪酸则与血清清蛋白结合转运通过血液循环转运到心脏骨骼肌和肝脏等组织, 在线粒体中氧化释放出大量能量 Albumin 清蛋白一个可溶性的单体蛋白质与脂肪酸结合, 运送脂肪酸 (3) 甘油的分解和糖异生 (1) 甘油糖异生经过哪些过程甘油 3- 磷酸甘油磷酸二羟丙酮 1,6- 二磷酸果糖 3- 磷酸甘油醛 6- 磷酸果糖 6- 磷酸葡萄糖葡萄糖 (2) 催化的酶是哪些? 甘油磷酸激酶耗 ATP 3- 磷酸甘油脱氢酶磷酸丙糖异构酶醛缩酶果糖二磷酸酶 6- 磷酸葡萄糖异构酶葡萄糖 -6- 磷酸酶 2 脂肪酸 β- 氧化的反应历程简介发现历史 1904 年,Franz Knoop 将末端碳连有苯基的一些奇数碳和偶数碳脂肪酸衍生物喂狗, 然后分离狗尿中的苯化合物 Knoop 发现, 当奇数碳脂肪酸衍生物被降解时, 尿中检测出的是马尿酸 ( 苯甲酸和甘氨酸的结合物 ); 如果是偶数碳, 则尿中排出的是苯乙尿酸 ( 苯乙酸和甘氨酸的结合物 ) β- 氧化即每次从脂肪酸链上降解下来的是 2 碳单位 4

5 脂肪酸的分解主要在肝脏进行脂肪酸的 β- 氧化包括三个过程在脂肪酸活化为脂酰辅酶 A 耗能过程消耗 1 个 ATP 的两个高能磷酸键脂酰辅酶 A 转运入线粒体基质整个 β 氧化反应的限速步骤肉碱穿梭系统脂酰辅酶 A 的 β- 氧化主要过程线粒体基质内进行每次在 α 和 β 碳上脱去一分子乙酰辅酶 A 如果偶数脂肪酸有 n 个碳原子, 进行 (n/2-1) 轮 β- 氧化如软脂酸进行了 7 轮 β- 氧化, 生成 8 分子乙酰辅酶 A (1) 脂肪酸的活化脂肪酸氧化前必须进行活化活化部位在胞质中或线粒体膜间隙脂肪酸消耗 1 分子 ATP 的两个高能键生成脂酰辅酶 A 脂肪酸 +CoASH 脂酰辅酶 A ΔG0 = 7.5Kcal/mol ATP AMP + PPi ΔG0 = -7.7Kcal/mol 催化的酶是脂酰 CoA 合成酶, 在真核细胞位于线粒体外膜或内质网 (2) 脂酰 CoA 转运入线粒体基质 10 个碳原子以下的容易渗透入线粒体内膜大于 10 个碳原子的脂酰 CoA 要从胞质转运到线粒体基质整个脂肪酸 β- 氧化的限速步骤利用肉碱穿梭系统 1 功能 : 将脂酰辅酶 A 从胞质转运到线粒体基质, 限速酶为肉碱脂酰转移酶 Ⅰ 2 肉碱穿梭系统的成员 L- 肉碱即 L-β- 羟基 - γ- 三甲基铵基丁酸肉碱脂酰转移酶 I 膜间隙肉碱脂酰转移酶 II 基质肉碱穿梭系统成员 1 L- 肉碱线粒体膜间隙 2 肉碱脂酰转移酶 I (CAT I) 线粒体膜间隙 -3 肉碱 / 脂酰肉碱移位酶线粒体内膜上 4 肉碱脂酰转移酶 II(CAT II) 位于线粒体基质教材 P234 页图与文不符合, 本图与其文字描述相同 (3) 脂酰辅酶 A 的 β 氧化部位 : 线粒体基质功能 : 每循环一次将脂酰辅酶 A 的 α 和 β 上的二碳以乙酰辅酶 A 的形式脱去历程 : 重复四个步骤脱氢, 水合, 脱氢, 硫解以 CoA 作为二碳单位受体和酰基载体, 以 FAD,NAD+ 作为 H 受体能量 : 每循环一次, 生成 1 分子的乙酰辅酶 A,1 分子 FADH 2 和 1 分子 NADH 每轮 β 氧化的产物通过 TCA 循环和氧化磷酸化后产生 14 个 ATP 5

6 1 脱氢脂酰 CoA 经脂酰 CoA 脱氢酶催化, 在其 α 和 β 碳原子上脱氢, 生成反烯脂酰 CoA, 该脱氢反应的辅基为 FAD 2 加水 ( 水合反应 ) 反烯脂酰 CoA 在反烯酰 CoA 水合酶催化下, 在双键上加水生成 L-β- 羟脂酰 CoA RCH 2 CH 2 CH 2 C 脂酰 CoA 脱氢酶 SCoA FAD FADH 2 RCH 2 C H H C C SCoA RCH 2 C H H C C H H SCoA 2 RCH 2 CH CH C 烯脂酰 CoA 水合酶 SCoA 3 脱氢 L-β- 羟脂酰 CoA 在 L-β- 羟酰 CoA 脱氢酶催化下, 脱去 β 碳原子与羟基上的氢原子生成 β- 酮脂酰 CoA, 该反应的辅酶为 NAD+ 4 硫解在 β- 酮酰 CoA 硫解酶催化下, β- 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 H RCH 2 CH CH C 烯脂酰 CoA 脱氢酶 SCoA RCH 2 C CH C NAD + NADH + H + SCoA RCH 2 C CH C 硫解酶 SCoA CoASH RCH 2 C SCoA + CH 3 C SCoA 以软脂酸为例, 少了 2 个碳原子的脂酰辅酶 A 可反复进行一轮 β 氧化, 直至生成丁酰辅酶 A, 后者再进行一次 β 氧化, 即完成脂肪酸的 β 氧化脂酰辅酶 A 一轮 β 氧化所用的酶脂酰 CoA 脱氢酶烯酰 CoA 水合酶 L-β- 羟酰 CoA 脱氢酶 β - 酮酰 CoA 硫解酶 6

7 循环数目 : 假如碳原子数为 n 的偶数饱和脂肪酸进行 β 氧化需要作多少轮 β 氧化? (n/2-1) 轮生成多少个乙酰辅酶 A? 多少 NADH 和 FADH2 生成 n/2 个乙酰 CoA, (n/2-1) 个 NADH 和 (n/2-1) FADH2; 3 脂肪酸的氧化分解 ( 以软脂酸为例 ) (1) 反应历程 :3 个阶段第一阶段 β- 氧化在线粒体外活化为软脂酰辅酶 A, 消耗 2 分子 ATP, 只需要活化一次软脂酰辅酶 A 经过肉碱穿梭系统转运进入线粒体基质软脂酰辅酶 A 经历 7 轮 β- 氧化生成 8 分子乙酰辅酶 A, 7 分子 FADH 2 和 NADH 第二阶段柠檬酸循环阶段 β- 氧化形成的乙酰辅酶 A 进入柠檬酸循环 8 分子乙酰辅酶 A 进入三羧酸循环完全分解, 生成 8 分子 GTP 24 分子 NADH,8 分子的 FADH 2 第三阶段氧化磷酸化阶段上述反应生成的 31 分子的 NADH,15 分子的 FADH 2 进入电子传递链氧化磷酸化, 生成 100 个 ATP (2) 产物 : 一分子软脂酸完全氧化总共产生 ATP 多少分子? 消耗 ATP: 相当于 2 分子 ATP 产生 ATP: 底物水平磷酸化 8 分子 GTP 氧化磷酸化 100 分子 ATP 共有 108 分子 ATP 或者 8 分子乙酰辅酶 A 产生 80ATP,7 分子的 FADH2 和 NADH 产生 28 分子 ATP 共有 108 分子 ATP 实际产生 106 分子 ATP 其他产物 :16 分子 C 2,23 分子 H 2 软脂酸的标准自由能是千卡, 106 分子 ATP 水解产生自由能是千卡, 能量转化率为 30% 4 奇数脂肪酸的氧化奇数碳脂肪酸在最后一轮 β - 氧化硫解反应中生成丙酰 CoA 反刍动物中利用奇数脂肪酸提供 25% 能量, 但是大多数哺乳动物很罕见奇数脂肪酸在哺乳动物的肝脏中, 丙酰 CoA 可以通过 3 个酶的催化反应转化为琥珀酰 CoA 羧化, 消旋, 变构琥珀酰 CoA 转换成草酰乙酸, 进入糖异生途径 D- 甲基丙二酰辅酶 A 甲基丙二酰辅酶 A 消旋酶 L- 甲基丙二酰辅酶 A 左图为奇数脂肪酸生成的丙酰辅酶 A 氧化反应全过程概貌包括羧化, 消旋, 变构三步 7

8 放大 (1) 羧化丙酰辅酶 A 羧化酶催化生成 4 个碳的甲基丙二酰辅酶 A 或称为甲基丙二酸单酰辅酶 A 生物素为辅基, 耗 ATP 甲基丙二酰辅酶 A 甲基丙二酰辅酶 A 消旋酶 (2) 消旋甲基丙二酰辅酶 A 消旋酶催化甲基丙二酰辅酶 A 从 D 型变为 L 型甲基丙二酰辅酶 A 甲基丙二酰辅酶 A 甲基丙二酰辅酶 A 甲基丙二酰辅酶 A 变位酶 () (3) 变构甲基丙二酰辅酶 A 变位酶催化腺苷钴胺素作为辅基 5 不饱和脂肪酸的氧化不饱和脂肪酸的氧化还需要另外两种酶的作用烯酰 CoA 异构酶烯酰 CoA 异构酶, 催化 cis 烯脂酰 CoA 异构化转化为 2 反烯脂酰 CoA; 2,4- 二烯酰 CoA 还原酶油酰辅酶 A 氧化 8

9 亚油酰辅酶 A 氧化 6 酮体合成 (1) 乙酰辅酶 A 去路需要能量时主要途径 : 进入 TCA 循环最终氧化生成二氧化碳和水以及大量的 ATP 次要 : 合成酮体供应能量 ( 动物体内 )» 在血糖不足, 糖异生加速, 草酰乙酰水平低, 乙酰辅酶 A 趋向于合成乙酰乙酸 D-β- 羟丁酸和丙酮, 这三者统称为酮体能量充足时 : 合成脂肪酸, 胆固醇 (2) 什么是酮体在肝细胞的线粒体基质内, 多余的乙酰辅酶 A 可以生成三种物质 : 乙酰乙酸,β 羟丁酸, 丙酮, 统称为酮体, 是饥饿时除肝脏和红细胞以外组织的燃料其中丙酮含量很低, 一生成即被吸收, 酮体主要是指 D- β 羟丁酸和乙酰乙酸不能由脂肪酸合成葡萄糖因为缺乏由乙酰辅酶 A 到丙酮酸的能力 9

10 (3) 酮体和乙酰辅酶 A 之间相互关系酮体 ketone bodies: 肝细胞线粒体基质内合成血 : < 3 mg % ( 0.3 mmol/l) 乙酰乙酸 CH 3 -C-CH 2 -CH 30 % D-β- 羟丁酸 70 % H CH 3 -CH-CH 2 -CH 丙酮 CH 3 -C-CH 3 少量 + 琥珀酰辅酶 A 酮酰辅酶 A 转移酶 β 羟丁酸脱氢酶 +1 分子的乙酰辅酶 A 生成 HMGCoA 再裂解乙酰乙酰 CoA 硫解酶酮体的生成途径中有一个重要的中间产物 HMGCoA,3 分子乙酰辅酶 A 缩合而成 3- 羟基 -3- 甲基戊二酸单酰 CoA (4) 酮体生成在肝细胞线粒体基质 1 缩合 :2 乙酰辅酶 A 乙酰乙酰辅酶 A 酶 : 乙酰乙酰 CoA 硫解酶 + HMGCoA 裂解酶乙酰乙酰 CoA 硫解酶 CoASH 2 再缩合 : 乙酰乙酰辅酶 A+ 乙酰辅酶 A HMGCoA 酶 :HMGCoA 合酶 3 裂解 : HMGCoA 乙酰乙酸 + 乙酰辅酶 A 酶是 HMGCoA 裂解酶 3- 羟基 -3- 甲基戊二酸单酰 CoA 3- 羟基 -3- 甲基戊二酸单酰 CoA 10

11 4 还原 : 乙酰乙酸 D-β- 羟丁酸酶是 D-β- 羟丁酸脱氢酶酮体的生成肝线粒体乙酰乙酰 CoA 硫解酶 2 CH 3 -C SCoA CoASH CH 3 -C-CH 2 -C SCoA HMG 辅酶 A 合酶 CH 3 -C ~ SCoA CoASH CH 3 HC-CH 2 -C-CH 2 -C H SCoA HMG 辅酶 A 合酶 : 限速酶 HC-CH 2 -CH-CH 3 H HMG 辅酶 A 裂解酶 CH 3 -C ~ SCoA NAD + NADH +H + β 羟丁酸脱氢酶 CH 3 -C-CH 3 C 2 HC-CH 2 -C-CH 3 (4) 酮体的分解除了肝和红细胞以外的组织利用酮体在线粒体内分解经血液运送到肝外组织, 作为它们的能源, 尤其是肾心肌脑等组织中主要以酮体为燃料分子心肌和肾脏主要利用乙酰乙酸长期饥饿时, 脑需要的燃料中有 75% 是乙酰乙酸肝脏是生成酮体的器官, 但不能使酮体进一步氧化分解乙酰乙酸,β 羟丁酸都可以进入线粒体, 进一步分解成乙酰 CoA 参加三羧酸循环当酮体的浓度过量时, 也会产生比较严重的后果长期饥饿或患糖尿病的人, 血液中的酮体水平是正常时的 40 多倍酮体浓度高, 会导致体内酸碱平衡紊乱, 出现酸中毒, 即酮症酸中毒三脂肪酸的合成 1 简介发生部位细胞质哺乳动物中脂肪酸的合成主要是在肝脏和脂肪组织, 乳腺的细胞质中进行的乙酰辅酶 A 作为原料, 因此乙酰辅酶 A 要从线粒体基质进入胞质, 利用柠檬酸转运系统 11

12 比较主要部位真核细胞反应历程原料 : 穿梭系统脂肪酸 β 氧化线粒体基质 ( 肝, 心肌, 骨骼肌 ) 1 脂肪酸活化 2 脂酰辅酶 A 穿梭到线粒体 3β- 氧化脂肪酸分立的酶 (5 个 ) 酰基受体 :CoA 氢受体 :NAD,FAD 肉碱穿梭系统转运脂酰 CoA 从胞质到线粒体胞质 ( 肝, 脂肪组织, 乳腺 ) 1 乙酰辅酶 A 穿梭到胞质 2 丙二酸单酰 CoA 合成 3 加样, 脂酰 ACP 循环合成, 硫解为脂肪酸引物 : 乙酰 ACP 酰基供体 : 丙二酸单酰 ACP 氢供体 :NADPH 柠檬酸转运系统转运乙酰 CoA 从线粒体到胞质脂肪酸合成循环步骤每循环一次羟酯酰中间化合物构型羧基变化产物以软脂酸为例脂肪酸 β 氧化脂肪酸合成脱氢, 水合, 再脱氢, 缩合, 还原, 脱水, 还硫解原脱去一分子乙酰辅酶 A, 一分子 FADH2, 一分子 NADH L-3- 羟酯酰 CoA 第一步羧基就离去 7 轮氧化生成 8 分子乙酰 CoA,7 分子 FADH2,NADH 最后生成 108 分子 ATP 减去 2 分子 ATP 加入一个二碳单位, 消耗 2 个 NADPH D-3- 羟酯酰 ACP 羧基是最后形成 7 轮合成反应需要 8 分子乙酰 CoA,14 分子 NADPH 能量从乙酰 CoA 穿梭算起要 23 分子 ATP, 从丙二酸单酰 CoA 合成算起需要 7 个 ATP 1 乙酰 CoA 从线粒体转运到胞质脂肪酸的生物合成包括三过程 : 乙酰 CoA 从线粒体转运到胞质利用柠檬酸转运系统, 每转运一个乙酰辅酶 A, 耗 2 分子 ATP 丙二酸单酰 CoA 的生成脂肪酸的合成利用柠檬酸转运系统 (1) 作用 : 主要利用柠檬酸作为乙酰辅酶 A 的载体, 从线粒体转运到胞质中, 供给脂肪酸和胆固醇的合成, 每转运一个乙酰辅酶 A 到胞质, 耗 2 分子 ATP 也称为是柠檬酸 - 丙酮酸转运系统脂肪酸合成中所需要的 NADPH 大约有一半是通过柠檬酸转运系统产生的, 而其余一半 NADPH 来自戊糖磷酸途径 (2) 柠檬酸转运系统成员 1 线粒体内膜上的载体三羧酸载体柠檬酸和苹果酸互换柠檬酸出线粒体苹果酸进入线粒体丙酮酸载体丙酮酸进入线粒体 2 化合物草酰乙酸, 柠檬酸, 苹果酸丙酮酸乙酰辅酶 A+ 如何相互转化? 丙酮酸羧化酶耗 ATP 柠檬酸合酶柠檬酸裂解酶耗 ATP 苹果酸脱氢酶 NAD+ 苹果酸酶 NADP + 12

13 三羧酸载体三羧酸载体丙酮酸载体 3 酶柠檬酸合酶线粒体基质内草酰乙酸 + 乙酰辅酶 A 柠檬酸柠檬酸通过三羧酸载体进入胞质柠檬酸裂解酶细胞质柠檬酸 +ATP 草酰乙酸 + 乙酰辅酶 A +ADP+Pi 苹果酸脱氢酶细胞质和线粒体草酰乙酸 +NADH 苹果酸 +NAD + 苹果酸酶细胞质苹果酸 +NADP + 丙酮酸 +NADPH 丙酮酸通过丙酮酸载体进入线粒体丙酮酸羧化酶线粒体丙酮酸 +C 2 +ATP 草酰乙酸 +ADP+Pi 2 丙二酸单酰 CoA 的生成 (3) 柠檬酸转运系统小结每转运一个乙酰辅酶 A 进入胞质, 消耗 2 分子 ATP 耗能的是哪些反应? 发生在哪里? 柠檬酸裂解胞质丙酮酸羧化线粒体每转运一个乙酰辅酶 A 进入胞质, 生成 1 分子 NADPH 生成 NADPH 的是哪个反应? 发生在哪里苹果酸丙酮酸胞质胞质中乙酰 CoA 在乙酰辅酶 A 羧化酶催化下羧化形成丙二酸单酰辅酶 A 每提供一个二碳单位, 耗 1 分子 ATP 3 脂肪酸合成 (1) 脂肪酸合成酶复合体脂肪酸的合成是在脂肪酸合成酶复合体的作用下完成的植物和 E.coli 的脂肪酸合成酶复合体包含 7 条多肽链对应 6 种参与脂肪酸合成的酶,1 个酰基载体蛋白 (ACP) 哺乳动物的脂肪酸合成酶只有一条多肽链, 但具有多种催化活性两个亚单位每一个亚单位含有 1 个 ACP 和 7 个活性酶的催化部位比植物和 E.coli 多出来的酶是软脂酰 -ACP 硫脂酶, 将合成的软脂酰 -ACP 分解成软脂酸和 ACP 13

14 (2) 酰基载体蛋白 ACP 定义 : 脂肪酸合酶复合体中负载酰基, 转移酰基在脂肪酸合酶复合体内部不同酶之间相互转移, 功能部位是其辅基磷酸泛酰巯基乙胺结构 : 77 个氨基酸构成, 低分子量的单独多肽链或脂肪合酶的一个活性区域第 36 个氨基酸是丝氨酸, 其羟基与磷酸泛酰巯基乙胺的磷酸形成磷脂键结合磷酸泛酰巯基乙胺的巯基与脂酰基形成硫酯键酰基载体蛋白 ACP 辅酶 A (3) 脂肪酸合成原料酰基供体丙二酸单酰 -ACP 酰基载体 : 酰基载体蛋白 (ACP) 来转移酰基基团氢供体每一轮 2 分子 NADPH (4)E.coli 中脂肪酸合成的过程 1 加样 : 第一轮需要乙酰 ACP 作为引物 2 缩合 3 还原下一轮中反复 4 脱水 5 还原 2 缩合 1 乙酰 CoA 和丙二酸单酰 CoA 都加载在 ACP 上 14

15 3 还原在酮酰基 -ACP 还原酶催化下, 乙酰乙酰 -ACP 中的 β - 酮基被 NADPH+ H+ 还原为醇, 形成 D-β- 羟丁酰 - ACP 4 脱水每重复一次 ( 的合成过程, 就可以增长两个碳单位, 直至合成需要长度的脂酰 -ACP( 如软脂酰 -ACP) 5 还原 4 脂肪酸合成小结软脂酰 -ACP 是硫解酶的底物, 该酶催化生成软脂酸和 HS-ACP H2 软脂酰 -ACP 软脂酸 +HS- ACP 硫解酶 (1) 脂肪酸合成中第一轮以一分子乙酰辅酶 A 为引物, 每一轮加两个二碳单位, 耗 1 分子 ATP,2NADPH 和一分子乙酰辅酶 A 每分子乙酰辅酶 A 从线粒体转运到胞质中耗 2 分子 ATP, 事实上每轮耗 3 分子 ATP 以软脂酸为例需要 7 轮合成反应, 需要 8 分子乙酰 CoA,14 分子 NADPH 从丙二酸单酰 CoA 合成算起需要 7 个 ATP 能量从乙酰 CoA 穿梭算起需要 23 分子 ATP, 15

16 5 脂肪酸的延长和去饱和 (2) 由乙酰 CoA 合成软脂酸的总反应的化学计量关系式可表示为 : 8 乙酰 CoA+7ATP+14NADPH+14H + 软脂酸 +7C 2 +14NADP++8CoASH+6H 2 实际上合成一分子软脂酸共耗 23 分子的 ATP 限速酶是乙酰辅酶 A 羧化酶动物体内脂肪酸合成终止在软脂酸, 更长链的或不饱和脂肪酸都是软脂酸作为前体, 需要另外的酶反应形成 (1) 生物体内有两种不同的酶系可以催化碳链的延长, 一是线粒体中的延长酶系, 另一个是粗面内质网中的延长酶系内质网脂肪酸延长酶系用丙二酸单酰 CoA 作为 C2 的供体,NADPH 作为 H 的供体, 中间过程和脂肪酸合成酶系的催化过程相同线粒体脂肪酸延长酶系乙酰 CoA 为 C2 供体, 不需要酰基载体, 由软脂酰 CoA 与乙酰 CoA 直接缩合内质网酶体系脂肪酸碳链的延长 R-CH 2 -C~SCoA + HC-CH 2 -C~SCoA R-CH 2 -C-CH 2 -C~SCoA NADPH + H + NADP + 缩合还原 H R-CH 2 -CH-CH 2 -C~SCoA 脱水 H 2 R-CH 2 -CH 2 -CH 2 -C~SCoA NADP + NADPH + H + 加氢 R-CH 2 -CH=CH-C~SCoA (2) 去饱和酶不饱和脂肪酸中的不饱和键由去饱和酶催化形成人体内含有的不饱和脂肪酸主要有棕榈油酸 (16C, 一个不饱和键 ) 油酸 (18C, 一个不饱和键 ) 亚油酸 (18C, 两个不饱和键 ) 亚麻酸 (18C, 三个不饱和键 ) 以及花生四烯酸 (20C, 四个不饱和键 ) 前两种单不饱和脂肪酸可由人体自己合成, 后三种为多不饱和脂肪酸, 必须从食物中摄取, 因为哺乳动物体内没有 9 以上的去饱和酶 16

17 四胆固醇的合成 2 重要的中间产物 1 简介 : 胆固醇合成发生在细胞质肝细胞是胆固醇合成最活跃的地方其合成途径可以归纳为 : 由乙酰 CoA 合成异戊二烯由异戊二烯形成鲨烯由鲨烯形成胆固醇乙酰基 (C2) 异戊二烯 (C5) 鲨烯 (C30) 胆固醇 (C27) 3- 羟 -3- 甲基戊二酸单酰 CoA 3 反应过程 (1)5C 中间产物生成 1HMGCoA 生成 2 甲羟戊酸生成 3 甲羟戊酸磷酸化和脱羧生成异戊酰焦磷酸, 再异构生成二甲烯丙基焦磷酸 17

18 n 2 30碳的鲨烯生成 n 3 胆固醇生成合成过程 n 4 限速酶胆固醇 C27 2 CH3-C SCoA CoASH CH3-C-CH2-C SCoA HMGCoA 合酶羊毛固醇 C30 环由HMGCoA还原合成甲羟戊酸的步骤是限速步骤 Lovastatin是HMGCoA还原酶竞争性抑制剂降低血中胆固醇浓度,称为是他汀类药物 CH3-C~ SCoA CoASH CH3 HMGCoA HC-CH2-C-CH2-C~SCoA H HMGCoA 还原酶限速酶是HMGCoA还原酶 2 NADPH + H+ 鲨烯 C30 6X CH3 CH3-C=CH-CH2-- P P CH3 HC-CH2-C-CH2-CH2-H 甲羟戊酸 H 2 NADP+ 18

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PowerPoint Presentation 第八章脂类代谢 ( 对应教材第 28 章,29 章 ) 蝉的成长要经历 5 个阶段的变化, 花费长达 11 年的时间在地下积累脂肪, 然后尽情成群地享受 5 个星期的成人生活红喉北蜂鸟 Archilochuscolubris 重量约 3 克左右, 身长 7.6 公分不断进食花蜜昆虫与树液通过这种营养积累, 蜂鸟能增长 2 克脂肪从北美东部飞越墨西哥湾到达中美洲, 飞行 500 英里途中不作任何停留