分解代谢:外源性同化储脂的动员合成代谢:从头合成脂肪积累脂类相关的代谢病:肥胖、脂肪肝、高血脂第1页/共143页第一节脂类的消化、吸收和转运第二节脂肪酸和甘油三酯的分解代谢第三节甘油磷脂的分解代谢第四节鞘脂类的分解代谢第五节胆固醇的分解代谢第六节脂肪酸及甘油三脂的合成代谢第七节、甘油磷脂的生物合成第八节、鞘脂类的生物合成第九节、胆固醇的生物合成第十节、类二十烷酸的生物合成第2页/共143页第一节第一节脂类的消化、吸收和转运脂类的消化、吸收和转运第3页/共143页一、脂类的消化(十二指肠)乳化剂:胆汁盐、磷脂酰胆碱,都由肝脏产生王镜岩P231磷脂酰胆碱结构王镜岩P232图28-2几种胆汁盐的结构第4页/共143页胃脂肪酶:逐步消化胰腺分泌的脂类水解酶:胰脂肪酶(水解三酰甘油的C1、C3酯键,产物是2-单酰甘油、脂肪酸)胰酯酶:水解单酰甘油、胆固醇酯、维生素A酯磷脂酶A1、A2、C、D(水解磷脂,产生溶血磷脂和脂肪酸)P231图28-1磷脂酶类的作用位点辅脂酶(Colipase)(它和胆汁共同激活胰脏分泌的胰脂肪酶原,并维持胰脂肪酶的活性)最终将脂类水解成它的组成单元,如脂肪酸,甘油,醇,磷酸等。
第5页/共143页二、脂类的吸收单酰甘油、脂肪酸、胆固醇、溶血磷脂、脂溶性维生素可与胆汁盐乳化成混合微团(20nm),被肠粘膜的柱状表面细胞吸收第6页/共143页被吸收的脂类,在柱状细胞中重新合成三酰甘油,结合上载脂蛋白、磷酯、胆固醇,形成乳糜微粒(CM),经胞吐排至细胞外,释放到血液在脂肪组织和骨骼肌毛细血管中,在脂蛋白脂肪酶(lipoproteinlipase,LPL)作用下,乳糜微粒中的三酰甘油被水解为游离脂肪酸和甘油,游离脂肪酸被这些组织吸收,甘油被运送到肝脏和肾脏,经甘油激酶和甘油-3-磷酸脱氢酶作用,转化为磷酸二羟丙酮三、脂类转运和脂蛋白的作用第7页/共143页脂蛋白:是由疏水脂类为核心、围绕着极性脂类及载脂蛋白组成的复合体,是脂类物质(甘油三脂和胆固醇脂)的转运形式脂蛋白的分类及功能:各种脂蛋白的组成、理化性质、生理功能参阅王镜岩P292-294血浆脂蛋白第8页/共143页四、贮脂的动员(mobilization)皮下脂肪在激素敏感脂酶作用下分解,脂肪酸经血浆白蛋白(清蛋白,albumin)运输至肝脏等组织细胞中,甘油被运送到肝脏和肾脏,经甘油激酶和甘油-3-磷酸脱氢酶作用,转化为磷酸二羟丙酮。
促进:肾上腺素、胰高血糖素、肾上腺皮质激素抑制:胰岛素第9页/共143页第10页/共143页第二节第二节脂肪酸和甘油三酯的分解代脂肪酸和甘油三酯的分解代谢谢第11页/共143页一、甘油三酯的水解脂肪酶(激素敏感性甘油三酯脂肪酶,限速酶)甘油二酯脂肪酶甘油单酯脂肪酶肾上腺素、胰高血糖素、肾上腺皮质激素都可以激活腺苷酸环化酶,使cAMP浓度升高,促使依赖cAMP的蛋白激酶活化,将无活性的脂肪酶磷酸化转变成有活性的脂肪酶,加速脂解作用胰岛素、前列腺素E1抗脂解第12页/共143页第13页/共143页二、甘油的分解代谢ATP)第14页/共143页三、脂肪酸的氧化脂肪酸氧化方式:氧化氧化氧化第15页/共143页氧化分解前的活化:穿梭:脂肪酸的分解代谢发生在原核生物的细胞质中、真核生物的线粒体基质中第16页/共143页(一)脂肪酸的活化(细胞质)P232反应式:脂肪酸活化脂肪酸ATP+CoASH脂酰辅酶A+AMP+Pi分两步反应,可逆;由脂酰-CoA合成酶和硫激酶催化,镁离子激活;消耗两个高能键即相当于2ATPP233图28-3脂酰-CoA合酶的催化机制P233图28-4软脂酸(16碳饱和脂肪酸)的活化过程第17页/共143页脂酰-CoA合酶家族对脂肪酸的链长具有要求:内质网膜型脂酰CoA合酶:活化长链脂肪酸(12C以上)线粒体外膜型脂酰CoA合酶:活化中、短链脂肪酸(410C)中、短链脂酰CoA直接进入线粒体第18页/共143页(二)、脂酰CoA的肉碱穿梭机制(从线粒体膜外转到膜内)P234图28-5脂酰-CoA的肉碱穿梭机制L-羟基-r-三甲基铵基丁酸第19页/共143页脂酰肉碱穿梭:线粒体内膜外侧:脂酰肉碱转移酶催化,脂酰CoA将脂酰基转移给肉碱的羟基,生成脂酰肉碱。
线粒体内膜:移位酶(载体蛋白)将脂酰肉碱移入线粒体内,并将肉碱移出线粒体线粒体内膜基质侧:肉碱脂酰转移酶催化,使脂酰基又转移给CoA,生成脂酰CoA和游离的肉碱第20页/共143页(三)饱和脂肪酸的氧化第21页/共143页1、脂肪酸氧化学说的发现1904年,Franz和KnoopP235图28-6苯基脂肪酸氧化试验用苯基标记含奇数碳原子的脂肪酸,饲喂动物,尿中是苯甲酸衍生物马尿酸用苯基标记含隅数碳原子的脂肪酸,饲喂动物,尿中是苯乙酸衍生物苯乙尿酸(苯乙酰-N-甘氨酸)结论:脂肪酸的氧化是从羧基端-碳原子开始,每次分解出一个二碳片断第22页/共143页2、脂肪酸氧化过程氧化的一般过程:P235图28-7线粒体中脂肪酸彻底氧化的三大步骤 长链脂肪酸初步氧化分解为乙酰-CoA(即氧化过程)乙酰-CoA进入柠檬酸循环(三羧酸酸循环)或进行酮体代谢 还原型辅酶的氧化磷酸化第23页/共143页P236图28-8脂肪酸氧化途径:氧化、水合、氧化、断裂或叫脱氢、水化、脱氢、硫解第24页/共143页、脂酰CoA脱氢生成-反式烯脂酰CoAFADH2的电子经ETF(电子传递黄素蛋白,CoQ-氧化还原酶)直接进入电子传递链P237图28-9脂肪酸-氧化通过脂酰-CoA脱氢酶与电子传递链相连三种脂酰CoA脱氢酶对脂肪酸的链长具有专一性第25页/共143页、2反式烯脂酰CoA水化生成L-羟脂酰CoA-烯脂酰CoA水化酶第26页/共143页、L-羟脂酰CoA脱氢生成-酮脂酰CoAL-羟脂酸CoA脱氢酶第27页/共143页、-酮脂酰CoA硫解生成乙酰CoA和(n-2)脂酰CoA酮脂酰硫解酶第28页/共143页3、脂肪酸-氧化作用小结结合P236图28-8(1)脂肪酸-氧化时仅需活化一次,消耗1个ATP的两个高能键(2)-氧化包括脱氢、水化、脱氢、硫解4个重复步骤(3)每循环一次产生1个FADH2、1个NADH、1个乙酰-CoA,共计1.5+2.5+10=14ATP第29页/共143页第30页/共143页4、脂肪酸-氧化产生的能量以软脂酸为例:7次循环:7X(1.5+2.5+10)+10=108ATP活化消耗:-2个高能磷酸键净生成:108-2=106ATP第31页/共143页软脂酸燃烧热值:9790kj-氧化释放:106ATP(-30.54)=-3237kj%3397903237第32页/共143页5、-氧化的调节脂酰基进入线粒体的速度是限速步骤,(2)长链脂肪酸生物合成的第一个前体丙二酸单酰CoA的浓度增加,可抑制肉碱脂酰转移酶,限制脂肪酸氧化。
NADH/NAD+比率高时,羟脂酰CoA脱氢酶便受抑制乙酰CoA浓度高时,可抑制硫解酶,抑制氧化第33页/共143页(四)不饱和脂肪酸的氧化1、单不饱和脂肪酸的氧化(油酸为例,9位含一个双键,18碳)P240图28-12油酸的氧化3顺-2反烯脂酰CoA异构酶(改变双键位置和顺反构型)少了一次脂酰-CoA脱氢酶的作用,少了1个FADH2第34页/共143页第35页/共143页2、多不饱和脂酸的氧化P241图28-13亚油酸的氧化(9和12位含两个双键,18碳)3顺2反烯脂酰CoA异构酶(改变双键位置和顺反构型)-羟脂酰CoA差向酶(改变-羟基构型:DL型)(14622)ATP第36页/共143页第37页/共143页(五)奇数碳脂肪酸的氧化奇数碳脂肪酸经过反复的氧化可以产生丙酰CoA,丙酰CoA有两条代谢途径:第38页/共143页1、丙酰CoA转化成琥珀酰CoA,进入TCAP242图28-14动物体内存在这条途径,因此,在动物肝脏中奇数碳脂肪酸最终能够异生为糖第39页/共143页2、丙酰CoA转化成乙酰CoA,进入TCA这条途径在植物、微生物中较普遍第40页/共143页(六)脂酸的其它氧化途径(六)脂酸的其它氧化途径1、氧化(不需活化,直接氧化游离脂酸)RCH2COOHRCOOH+CO2对于降解支链脂肪酸、奇数碳脂肪酸、过分长链脂肪酸(如脑中C22、C24)有重要作用P243图28-162、氧化(端的甲基羟基化,氧化成醛,再氧化成酸)少数长链脂酸可通过氧化途径,产生二羧酸。
第41页/共143页四、酮体的代谢肝脏线粒体中乙酰-CoA有4种去向:P244图28-17肝脏线粒体中乙酰-CoA的4种去向(1)柠檬酸循环(2)合成胆固醇(3)合成脂肪酸(4)酮体代谢(ketonebody)乙酰乙酸、D-羟丁酸、丙酮第42页/共143页 肝脏线粒体中的乙酰CoA走哪一条途径,主要取决于草酰乙酸的可利用性饥饿状态下,草酰乙酸离开TCA,用于异生合成Glc只有少量乙酰CoA可以进入TCA,大多数乙酰CoA用于合成酮体第43页/共143页1、酮体的生成(肝、肾细胞的线粒体内)P244图28-17肝脏线粒体中乙酰-CoA的4种去向第44页/共143页(1)乙酰CoA乙酰乙酰CoA:硫解酶第45页/共143页(2)乙酰乙酰CoA+乙酰CoA-羟基-甲基戊二酰CoA:-羟基-甲基戊二酰CoA合成酶(HMGCoA合成酶)第46页/共143页(3)-羟基-甲基戊二酰CoA乙酰乙酸+乙酰CoA:-羟基-甲基戊二酰CoA裂解酶第47页/共143页(4)乙酰乙酸D-羟基丁酸:D-羟基丁酸脱氢酶(5)乙酰乙酸丙酮:乙酰乙酸脱羧酶第48页/共143页2、酮体的利用P245图28-18肝外组织使用酮体作为燃料第49页/共143页(1)、羟基丁酸由羟基丁酸脱氢酶催化,生成乙酰乙酸。
2)、乙酰乙酸乙酰乙酰CoA:-酮脂酰CoA转移酶心、骨骼肌、肾、脑、等:乙酰乙酸+琥珀酰CoA乙酰乙酰CoA+琥珀酸产生的乙酰乙酰CoA被氧化酶系中的硫解酶硫解,生成2分子乙酰CoA,进入TCA第50页/共143页(3)、丙酮可在一系列酶作用下转变成丙酮酸或乳酸,进入TCA或异生成糖第51页/共143页3、酮体生成的生理意义酮体是肝输出能量的一种形式,形成酮体的目的是将肝中大量的乙酰CoA转移出去酮体溶于水,分子小,能通过血脑屏障及肌肉毛细管壁脑组织不能氧化脂肪酸,却能利用酮体长期饥饿,糖供应不足时,酮体可以代替Glc,成为脑组织及肌肉的主要能源第52页/共143页4、酮体生成的调节1)饱食:胰岛素增加,脂解作用抑制,脂肪动员减少,进入肝中脂肪酸减少,酮体生成减少饥饿:胰高血糖素增加,脂肪动员量加强,血中游离脂肪酸浓度升高,利于氧化及酮体的生成2)肝细胞糖原含量及其代谢的影响:肝细胞糖原含量丰富时,脂肪酸合成甘油三酯及磷脂肝细胞糖原供给不足时,脂肪酸主要进入线粒体,进入氧化,酮体生成增多3)丙二酸单酰CoA抑制脂酰CoA进入线粒体乙酰CoA及柠檬酸能激活乙酰CoA羧化酶,促进丙二酰CoA的合成,后者能竞争性抑制肉碱脂酰转移酶,从而阻止脂酰CoA进入线粒体内进行氧化。
第53页/共143页五、脂肪酸代谢的调控P253脂肪酸分解代谢与合成代谢是协同地受调控的,并由此决定了血浆中脂肪酸的含量第54页/共143页(一)、脂肪酸进入线粒体的调控在细胞中有两个脂酰-CoA库和乙酰-CoA库:细胞质、线粒体脂酰肉碱转移酶I强烈地受丙二酰-CoA的抑制第55页/共143页(二)心脏中脂肪酸氧化的调节脂肪酸氧化是心脏中的主要能源而心脏中,脂质合成很少存在脂肪酸氧化受乙酰-CoA、NADH的抑制第56页/共143页(三)激素对脂肪酸代谢的调节胰高血糖素、肾上腺素通过cAMP-PKA途径激活激素敏感脂酶,促进脂肪酸氧化,抑制乙酰-CoA羧化酶,抑制脂肪酸从头合成胰岛素刺激三酰甘油、糖原的合成胰高血糖素和胰岛素的比列在决定脂肪代谢的方向和速度上很重要第57页/共143页(四)根据机体需要的调控肝外组织对能量的需求影响肝脏中脂肪酸的氧化分解和酮体代谢细胞质中柠檬酸水平高促进脂肪酸合成第58页/共143页(五)饮食习惯影响脂肪酸代谢酶系的基因表达第59页/共143页第三节甘油磷脂的分解代谢甘油磷脂的一般结构P246图28-19各种甘油磷脂的结构P246表28-3磷脂酸脑磷脂:磷脂酰乙醇胺卵磷脂:磷脂酰胆碱第60页/共143页水解甘油磷脂的磷脂酶(phosphalipase):P247图28-20卵磷脂的酶促分解1、磷脂酶A1作用于sn-1位置,存在于动物细胞中。
2、磷脂酶A2作用于sn-2位大量存在于蛇毒、蝎毒、蜂毒中,动物胰脏中有此酶原磷脂经过酶促分解脱去一个脂肪酸分子形成溶血磷脂(带一个游离脂肪酸和一个-P-X),催化溶血磷脂水解的酶称溶血磷脂酶(L1L2)第61页/共143页4、磷脂酶C存在于动物脑、蛇毒和细菌毒素中作用于sn-3位、磷酸前,生成二酰甘油和磷酸胆碱5、磷脂酶D主要存在于高等植物中,作用于sn-3位、磷酸后边,水解产物是磷脂酸和胆碱6、磷脂酶B可能是A1、A2的混合物,能同时水解、位第62页/共143页第四节第四节鞘脂类的分解代谢鞘脂类的分解代谢P248随便看第63页/共143页一、鞘脂的种类及结构(一)鞘氨醇P248表28-4鞘氨醇二氢鞘氨醇、植物鞘氨醇两个脂酰化位点:氨基(神经酰胺)伯醇基(鞘磷脂、鞘糖脂)第64页/共143页(二)神经酰胺(ceramide,N-脂籼鞘氨醇)P248图28-32神经酰胺的结构式神经酰胺是鞘磷脂、鞘糖脂的核心第65页/共143页(三)鞘磷脂P248图28-23鞘磷脂的结构第66页/共143页(四)鞘糖脂神经酰胺的伯醇基与单糖、寡糖相连第67页/共143页1、脑苷脂神经酰胺与半乳糖或葡萄糖相连P248图28-24半乳糖脑苷脂的结构第68页/共143页2、脑硫脂(sulfatides)硫酸脑苷脂,半乳糖的C3位与1分子硫酸相连第69页/共143页3、神经节苷脂(ganglioside,)神经酰胺与寡糖相连P249图28-25神经节苷脂GM1、GM2、GM3的结构糖基头部延伸到细胞膜表面,参与细胞间多糖的识别是某些脑下垂体激素糖蛋白的特异受体某些细菌毒素蛋白的受体,如霍乱毒素(choleratoxin)第70页/共143页二、鞘糖脂的分解代谢发生在溶酶体中P250图28-26鞘糖脂的分解代谢桥糖脂分解代谢的紊乱会造成遗传病Fabry病:Tay-Sachs第71页/共143页第五节第五节胆固醇的分解代谢胆固醇的分解代谢(一)胆固醇及其重要衍生物的结构P251图28-28胆固醇及其重要衍生物第72页/共143页(二)胆固醇的代谢胆固醇一般不能氧化降解为CO2、H2O,只能氧化为各种衍生物参阅P291第73页/共143页1、胆固醇在肝脏中生成胆汁酸P252图28-29第74页/共143页2、胆固醇生成维生素D3P252图28-30第75页/共143页3、生成血浆胆固醇酯P253图28-31、28-32胆固醇酯的形成衰老细胞中的胆固醇形成胆固醇酯,经HDL运送到肝脏内,代谢或排出体外。
第76页/共143页4、转化为固醇类激素P285图29-40胆固醇和它的一些衍生物的形成第77页/共143页第78页/共143页第六节第六节脂肪酸及甘油三脂的合成代谢脂肪酸及甘油三脂的合成代谢脂类的合成代谢:从头合成:主要在肝脏脂肪积累:脂肪组织脂肪肝:(1)动员过度(2)运输问题第79页/共143页A.从头合成(乙酰CoA)在胞液中(16碳以下)B.延长途径粒体或微粒体中脂类合成在肝脏、脂肪细胞、乳腺中占优势第80页/共143页一、饱和脂肪酸的从头合成合成部位:细胞质合成的原料:乙酰CoA(主要来自Glc酵解)NADPH(60%磷酸戊糖途径、40%苹果酸酶反应)ATPHCO3第81页/共143页1、乙酰CoA的转运(线粒体细胞质)转运方式:柠檬酸-丙酮酸循环P259图29-3第82页/共143页2、丙二酸单酰CoA的生成(供体活化)乙酰CoA羧化酶:辅酶是生物素乙酰CoA羧化酶是脂肪酸合成的限速酶:柠檬酸激活,脂肪酸抑制乙酰CoA是脂肪酸合成的起始引物,丙二酸单酰CoA是链的延长单位第83页/共143页乙酰-CoA羧化酶的结构:(1)生物素羧基载体蛋白+生物素=生物胞素(biocytin),(2)生物素羧化酶(3)转羧基酶BCCP-生物素+ATP+HCO3-BCCP-羧基生物素+ADP+PiBCCP-羧基生物素+乙酰-CoA丙二酸单酰CoA+BCCP-生物素P260图29-5乙酰-CoA羧化酶催化丙二酸单酰CoA的形成第84页/共143页3、脂肪酸的生物合成步骤P262图29-8E.coli中的脂肪酸合成。
由脂肪酸合成酶复合体催化,含七个蛋白质,六个酶连接在酰基载体蛋白ACP上第85页/共143页乙酰CoA-ACP酰基转移酶(ACP-脂酰基转移酶)CoA-SHCH3CO-S-CoA-酮脂酰ACP合成酶脂酰-S-合成酶CH3CO-S-合成酶脂酰-S-ACPCH3CO-S-ACPACP-SH(1)原初反应:乙酰基(脂酰基)引物连到-酮脂酰ACP合成酶上第86页/共143页(2)、丙二酸单酰基转移:生成丙二酸单酰-S-ACP丙二酸单酰基供体与ACP相连脂酰基(乙酰基)引物与-酮脂酰-ACP合成酶相连丙二酸单酰CoACoA-SHACP-SH丙二酸单酰-S-ACP丙二酸单酰CoA-ACP酰基转移酶(ACP-丙二酸单酰转移酶)第87页/共143页(3)、缩合反应:生成-酮脂酰-S-ACP酮脂酰-ACP合成酶催化释放的CO2来自形成丙二酸单酰CoA时所羧化的HCO3 脂酰基引物的羰基C攻击丙二酸单酰基供体的甲基C第88页/共143页(4)、第一次还原反应:生成D-羟脂酰-S-ACP酮脂酰-ACP还原酶催化消耗一个水形成的是D-羟脂酰-S-ACP,而脂肪分解氧化时形成的是L型酮脂酰-ACP还原酶NADPH第89页/共143页(5)、脱水反应:形成反式-烯丁酰-S-ACP羟脂酰-ACP脱水酶第90页/共143页(6)、第二次还原反应:形成(n+2)脂酰-S-ACP烯脂酰-ACP还原酶NADPH第91页/共143页第二次循环:丁酰-S-ACP的丁酰基由ACP转移至-酮脂酰-ACP合成酶上。
软脂酸合成究需要其次循环形成软脂酰-ACP奇数碳原子的饱和脂肪酸:起始引物为丙二酸单酰-S-ACP多数生物(尤其动物)仅限于形成软脂酸(16C),因为-酮脂酰ACP合成酶不能接受16C酰基第92页/共143页(7)释放(动物)软脂酰-ACP硫酯酶软脂酰-ACP+H2O软脂酸+HS-ACP第93页/共143页4、脂肪酸合成的化学计量(从乙酰CoA开始)以合成软脂酸为例:由乙酰-S-CoA合成软脂酸的总反应:8乙酰CoA+14NADPH+14H+7ATP+H2O软脂酸+8CoASH+14NADP+7ADP+7Pi14*2.5+7=42ATP第94页/共143页5、各类细胞中脂肪酸合成酶系(1)、细菌、植物(多酶复合体)多酶复合体:6种酶+ACPP168图15-9第95页/共143页第96页/共143页脂酰基载体蛋白(ACP)辅基:磷酸泛酰巯基乙胺P261图29-6磷酸泛酰巯基乙胺通过-SH与脂酰基相连,犹如摇臂,把脂酰基从一个催化中心转移到另一个催化中心第97页/共143页4-磷酸泛酰巯基乙胺是ACP和CoA的共同活性基团ACP上的Ser羟基与4-磷酸泛酰巯基乙胺上的磷酸基团相连第98页/共143页(2)、酵母(66)6种酶+ACP:ACP、-酮脂酰合成酶、-酮脂酰还原酶:脂酰转移酶、丙二酸单酰转移酶、-羟脂酰脱水酶、-烯脂酰还原酶电镜下直径为25nm第99页/共143页(3)、哺乳动物(2,多酶融合体)7种酶+ACPP261图29-7结构域I:底物进入酶系进行缩合的单元,乙酰转移酶活性、丙二酸单酰转移酶、缩合酶结构域II:还原反应物的单元,ACP、-酮脂酰还原酶、-羟脂酰脱水酶、-烯脂酰还原酶结构域III:释放软脂酸的单元,软脂酰-ACP硫酯酶。
多酶融合体:不同的酶以共价键连在一起,形成单一的肽连,称为多酶融合体有利于酶的协同作用,提高催化效率第100页/共143页第101页/共143页第102页/共143页6、脂肪酸合成途径与-氧化的比较P173表15-3软脂酸分解与合成代谢的区别P264第103页/共143页 合成合成氧化氧化细胞中部位细胞中部位细胞质细胞质线粒体线粒体酶酶 系系7种酶,多酶复合体或多种酶,多酶复合体或多酶融合体酶融合体4种酶分散存在种酶分散存在酰基载体酰基载体ACPCoA二碳片段二碳片段丙二酸单酰丙二酸单酰CoA乙酰乙酰CoA 电子供体(受体)电子供体(受体)NADPHFAD、NAD循环循环缩合、还原、脱水、还缩合、还原、脱水、还原原氧化、水合、氧化、裂氧化、水合、氧化、裂解解-羟脂酰基构型羟脂酰基构型D型型L型型底物穿梭机制底物穿梭机制柠檬酸穿梭柠檬酸穿梭脂酰肉碱穿梭脂酰肉碱穿梭对对HCO3及柠檬酸的要及柠檬酸的要求求要求要求不要求不要求方向方向甲基到羧基甲基到羧基羧基到甲基羧基到甲基能量变化能量变化消 耗消 耗 7 个个 AT P 及及 1 4 个个NADPH,共共42ATP7FADH2+7NADH-2ATP)共共26ATP产物产物16碳酸以内的脂酸。
碳酸以内的脂酸18碳酸可彻底降解碳酸可彻底降解第104页/共143页7、脂肪酸合成的调节(1)、酶浓度调节:乙酰CoA羧化酶(产生丙二酸单酰CoA)脂肪酸合成酶系苹果酸酶(产生还原当量)(2)、酶活性的调节:乙酰CoA羧化酶是限速酶别构调节:柠檬酸激活、软脂酰CoA反馈抑制P267图29-12脂肪酸合成的调节共价调节:胰高血糖素、肾上腺素磷酸化抑制,胰岛素脱磷酸化激活P267图29-13乙酰CoA羧化酶的工价调节第105页/共143页二、线粒体和内质网中脂肪酸碳链的延长1、线粒体脂肪酸延长酶系能够延长中、短链(4-16C)饱和或不饱和脂肪酸延长过程是-氧化过程的逆转,乙酰CoA作为二碳片段的供体,NADPH作为氢供体P266图29-10线粒体中脂肪酸链的延长第106页/共143页RCO-S-CoA +CH3CO-S-CoA-酮脂酰CoA硫解酶CoA-SHRCO-CH2CO-S-CoAL-羟脂酰CoA脱氢酶NADPHRCHOH-CH2CO-S-CoA-烯脂酰CoA水化酶H2ORCH=CHCO-S-CoA-烯脂酰CoA还原酶NADPHRCH2-CH2CO-S-CoA第107页/共143页2、内质网脂肪酸延长酶系哺乳动物细胞的内质网膜能延长饱和或不饱和长链脂肪酸(16C及以上),延长过程与从头合成相似,只是以CoA代替ACP作为脂酰基载体软脂酰-CoA以丙二酸单酰CoA作为C2供体,NADPH作为氢供体,缩合、还原、脱水、再还原,从羧基端延长。
第108页/共143页三、不饱和脂肪酸的合成在人类及多数动物体内,只能合成一个双键的单不饱和脂肪酸(9),如硬脂酸脱氢生成油酸,软脂酸脱氢生成棕榈油酸植物和某些微生物可以合成(12)二烯酸、三烯酸,甚至四烯酸某些微生物(E.coli)、酵母及霉菌能合成二烯、三烯和四烯酸第109页/共143页1、去饱和途径脂酰CoA去饱和酶,催化软脂酰CoA及硬脂酰CoA分别在C9-C10脱氢,生成棕榈油酸(916:1)和油酸(918:1)P266图29-11哺乳动物体内的脂酰CoA去饱和酶反应第110页/共143页第111页/共143页2、氧化脱氢(需氧)一般在脂肪酸的第9、10位脱氢,生成不饱和脂肪酸如硬脂酸可在特殊脂肪酸氧化酶作用下,脱氢生成油酸图第112页/共143页3、碳原子氧化脱水途径(-羟脂酰ACP脱水)图大杨杆菌:棕榈油酸的合成是由-羟癸脂酰-ACP开始动物:图植物和微生物:由铁硫蛋白代替细胞色素b5图含2、3、4个双键的脂肪酸也能用类似方法合成但是,由于缺乏在脂肪酸的第四位碳原子以上位置引入不饱和双链的去饱和酶,人和哺乳动物不能合成足够的十八碳二烯酸(亚油酸)、十八碳三烯酸(亚麻酸)必须由食物供给,称必须脂肪酸。
第113页/共143页4、其它转化途径P175图15-15P176图15-16第114页/共143页四、三脂酰甘油的合成动物肝脏、脂肪组织及小肠粘膜细胞中合成大量的三脂酰甘油,植物也能大量合成三脂酰甘油,微生物合成较少第115页/共143页脂酰甘油的合成过程:P268图29-14、29-15合成原料:(1)甘油-3-磷酸:磷酸二羟丙酮(糖酵解产物)还原甘油磷酸化(只有肝中才有甘油激酶)(2)脂酰CoA:脂肪酸的活化第116页/共143页第117页/共143页五、各组织中脂肪代谢的相互关系P179图15-18第118页/共143页六、脂代谢与糖代谢的关系(1)甘油磷酸二羟丙酮糖异生(2)植物及微生物:脂肪酸乙酰CoA琥珀酸糖异生(3)动物:奇数碳脂肪酸丙酰CoA琥珀酰CoA糖异生(4)糖磷酸二羟丙酮甘油糖乙酰CoA脂肪酸第119页/共143页第七节第七节其它脂类的生物合成其它脂类的生物合成甘油磷脂:磷脂酰乙醇胺(脑磷脂)磷酯酰胆碱(卵磷脂)磷脂酰丝氨酸磷脂酰肌醇鞘脂类类二十烷酸胆固醇第120页/共143页一、甘油磷脂的生物合成第121页/共143页(一)甘油磷脂在大肠杆菌中的合成大肠杆菌中的三种甘油磷脂:P269图29-16磷脂酰乙醇胺(phosphatidylethanolamine,PE)磷脂酰甘油(phosphatidylglycerol,PG)二磷脂酰甘油(diphosphatidylglycerol)合成过程:P269图29-17、P270图29-18CDP-二脂酰甘油是磷脂合成中的关键中间体第122页/共143页(二)甘油磷脂在真核生物中的合成真核生物的甘油磷脂:磷脂酰乙醇胺磷脂酰胆碱磷脂酰丝氨酸磷脂酰肌醇合成过程:P271图29-21第123页/共143页1、磷脂酰丝氨酸的合成(1)、磷脂酸CDP-二脂酰基甘油磷脂酰丝氨酸(细菌中)动物、大肠杆菌中,磷脂酰丝氨酸可脱羧生成磷脂酰乙醇胺。
P270图29-18左线(2)、丝氨酸与磷脂酰乙醇胺的醇基酶促交换磷酯酰乙醇胺+丝氨酸磷酯酰丝氨酸+乙醇胺第124页/共143页2、磷脂酰乙醇胺的合成(脑磷脂)磷脂酰丝氨酸可脱羧生成磷脂酰乙醇胺由乙醇胺开始的合成:(1)乙醇胺磷酸化P182反应式:(2)磷酸乙醇胺生成CDP-乙醇胺磷酸乙醇胺胞嘧啶核苷酸(CTP)转移酶(3)CDP-乙醇胺与甘油二脂形成磷脂酰乙醇胺磷酸乙醇胺转移酶第125页/共143页甘油二酯 +CDP-乙醇胺磷脂酰乙醇胺 +CMP磷酸乙醇胺转移酶第126页/共143页3、磷酯酰胆碱的合成(卵磷脂)(1)、从头合成(动物细胞)第127页/共143页(2)、节约利用(主要是细菌)P183由磷脂酰乙醇胺的氨基直接甲基化P272图29-32甲基的供体是S-腺苷甲硫氨酸磷脂酰乙醇胺甲基转移酶的辅基是四氢叶酸第128页/共143页第129页/共143页第130页/共143页磷脂酰丝氨酸CO2磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺甲基转移酶磷脂酰胆碱丝氨酸乙醇胺以上三个合成途径的关系:第131页/共143页4、磷脂酰肌醇的合成P273图29-24真核生物由CDP-二脂酰甘油合成磷脂酰肌醇P273图29-245PLC对磷脂酰肌醇-4,5-P2(PIP2)的降解第132页/共143页二、鞘磷脂和鞘糖脂的合成二、鞘磷脂和鞘糖脂的合成P277-278图29-30、31、32由软脂酰-CoA和丝氨酸合成鞘磷脂和鞘糖脂鞘磷脂和鞘糖脂鞘磷脂和鞘糖脂的合成都始于神经酰胺第133页/共143页三、类二十烷酸的生物合成P279第134页/共143页四四胆固醇的生物合成胆固醇的生物合成P284所有碳原子都来自乙酰-CoA乙酰-CoAC2甲羟戊酸C6异戊二烯衍生物C5鲨烯C30羊毛固醇C30胆固醇C27第135页/共143页1、由乙酰-CoA合成甲羟戊酸P286图29-423分子乙酰-CoA合成甲羟戊酸HMG-CoA还原酶是胆固醇合成的关键调空酶:(1)胆固醇的含量影响基因的表达(mRNA转录)(2)胆固醇的含量影响酶蛋白的半衰期(3)磷酸化失活第136页/共143页HMG-CoA还原酶是降胆固醇药物lovastatin的靶酶(竞争性抑制)P287图29-43lovastatin的结构第137页/共143页2、由甲羟戊酸合成异戊酰焦磷酸和二甲烯丙基焦磷酸P287图29-45由甲羟戊酸转化为两种类异戊二烯焦磷酸第138页/共143页3、由异戊酰焦磷酸和二甲烯丙基焦磷酸缩合生成鲨烯P288图29-46由异戊酰焦磷酸和二甲烯丙基焦磷酸缩合生成鲨烯第139页/共143页4、鲨烯环化生成羊毛固醇P290图29-49鲨烯环化生成羊毛固醇第140页/共143页5、羊毛固醇还原、甲基化生成胆固醇P291图29-50羊毛固醇到胆固醇的两条途径第141页/共143页6、胆固醇的去向P291图29-51胆固醇的去向生成胆汁酸是胆固醇降解的重要机制P296图29-55、56、57胆固醇到胆酸、胆酸盐以血浆脂蛋白形式进入血浆,其中LDL通过LDL受体被肝外组织摄取P293图29-53受体介导的LDL的吸收转化为固醇类激素及D3第142页/共143页感谢您的观看!第143页/共143页。