《脂类的生物合成》PPT课件.ppt

1、Chapter29 脂类的生物合成,脂类的生物合成,？,Metabolism of Lipids,Chapter29 脂类的生物合成,一、脂类的储存,储存脂肪：动物的体脂分两大类，一类是细胞结构的组成成分称组织脂，另一类是储存备用的，称储脂。动物储存脂肪的组织主要为皮下组织，腹腔大网膜、肌间结缔组织等。,机体的脂肪可转变为糖类，糖类和蛋白质的生糖氨基酸也可变为脂肪。,脂肪肝：过度的脂肪动员导致发展成脂肪肝，这时肝脏被脂肪组织所浸渗，变成了非功能的脂肪组织。,二、脂类的合成,（一）脂肪酸的生物合成,碳骨架主要来自EMP途径产生的乙酰COA。脂肪酸氧化分解在线粒体中进行，而脂肪酸的合成是在胞液中进

2、行，并且需CO2和柠檬酸参加。,1、十六碳饱和脂肪酸（软脂酸）的合成,（1）乙酰COA从线粒体内转运至胞液：“三羧酸转运系统”,二、脂类的合成,（一）脂肪酸的生物合成,（2）丙二酸单酰COA的形成,1、十六碳饱和脂肪酸（软脂酸）的合成,一分子乙酰COA是合成脂肪酸的引物，其它乙酰COA均以丙二酸单酰COA的形式参与合成,（3）脂酰基载体蛋白（ACP）,脂肪酸合成过程中的中间产物以共价键与载体蛋白结合,丙二酸单酰ACP的形成：,+,ATP,HCO3-,ADP+Pi,乙酰CoA 羧化酶生物素,脂肪酸合成酶系结构模式,ACP,乙酰CoA:ACP转移酶 丙二酸单酰CoA:ACP转移酶 -酮脂酰-ACP

3、合酶 -酮脂酰-ACP还原酶 -羟脂酰-ACP脱水酶 烯脂酰-ACP还原酶,二、脂类的合成,（一）脂肪酸的生物合成,1、十六碳饱和脂肪酸（软脂酸）的合成,（4）脂肪酸生物合成的过程（包括启动、装载、缩合、 还原、脱水、再还原）,原初反应（启动）,乙酰COA + ACP-SH,ACP-酰基转移酶,乙酰-S-ACP + COA-SH,-酮脂酰-ACP合成酶,ACP-SH + 乙酰-S-合成酶,丙二酸酰基的转移反应（装载）,丙二酸单酰-S-COA + ACP-SH,丙二酸单酰-S- ACP + COA -SH,丙二酸单酰-S-COA转酰酶,二、脂类的合成,（一）脂肪酸的生物合成,1、十六碳饱和脂肪酸

4、（软脂酸）的合成,缩合反应（缩合）,（4）脂肪酸生物合成的过程,乙酰-S-合成酶 + 丙二酸单酰-S- ACP,-酮脂酰ACP合成酶,乙酰乙酰-S- ACP + 合成酶-SH + CO2,二、脂类的合成,（一）脂肪酸的生物合成,1、十六碳饱和脂肪酸（软脂酸）的合成,（4）脂肪酸生物合成的过程,第一次还原反应（还原）,乙酰乙酰-S- ACP + NADPH + H+,-酮脂酰ACP还原酶,D-羟丁酰-S- ACP + NADP+,脱水反应（脱水）,D-羟丁酰-S- ACP,脱水酶,巴豆酰-S- ACP + H2O,二、脂类的合成,（一）脂肪酸的生物合成,1、十六碳饱和脂肪酸（软脂酸）的合成,（4

5、）脂肪酸生物合成的过程,第二次还原反应（还原）,巴豆酰-S- ACP + NADPH + H+,还原酶,丁酰-S- ACP + NADP+,释放：每完成一次循环，脂肪酸延伸两个碳原子，动物细胞中延伸的程序在到达16个碳原子时即行停止，即最终产物形成软脂酰-ACP，硫酯酶开始作用，软脂酸释放出来。,（请看脂肪酸合成全过程262页）,O CH3CSACP,+,|, CH3-CH=CH-C-SACP,|, CH3-CH2 - CH2 - C-SACP,|,O H O CH3-C-CH2 - CSACP,CO2,H,脂肪酸从头合成的生化历程,软脂酸合成的反应流程,进位,链的延伸,水解,脂肪酸生物合成的

6、反应历程,-羟丁酰ACP脱水酶,-酮丁酰ACP还原酶,CoASH,O O HO-C-CH2C-S-ACP,丙二酸单酰-ACP,|,|,-烯丁酰ACP还原酶,缩合酶,丙二酸单酰-ACP,二、脂类的合成,（一）脂肪酸的生物合成,2、脂肪酸的合成途径与脂肪酸的降解途径的区别,（1）发生部位不同： 细胞液 线粒体 （2）酰基载体不同： ACP 辅酶A （3）二碳单位的加入和减去的方式不同；？ 乙酰辅酶A （4）电子供体和受体不同：NADPH FAD NAD+ （5） -羟酰基中间物的立体构型不同：D-型 L-型 （6）运载系统不同： 三羧酸转运系统 肉碱载体系统 （7）酶体系不同； 单一多肽链上 不清

7、楚 （8）能量需求不同 耗能 释能,（二）线粒体和内质网中脂肪酸的延长（自学）,二、脂类的合成,动物细胞中脂肪酸合成停止在16碳脂肪酸即软脂酸而终止，这是正常脂肪酸合成的终点，更长链的脂肪酸，或不饱和脂肪酸等都是以软脂酸作为前体，需要另外的酶反应形成。 1、碳链的延长：发生在线粒体和内质网中，细胞不同部位碳链的延长机制有所差异。 2、碳链的去饱和： 单烯脂酸的合成：一般先合成饱和的软脂酸和硬脂酸，然后在特定部位“去饱和”，生成棕榈油酸和油酸。在脂肪酰CoA去饱和酶催化下形成， 多烯脂酸的合成：以软脂酸为底物，通过延长和“去饱和”作用形成多种不饱和脂肪酸。 因哺乳动物缺乏在C-9位上引进双键的酶

8、，因此，亚油酸和亚麻酸是必需脂肪酸。此外，花生四烯酸也是一种重要的多烯脂肪酸。,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: 延长短链脂肪酸，其过程是-氧化逆过程。,（2）内质网脂肪酸延长酶系：延长饱和或不饱和长链脂肪酸，其中间过程与脂肪酸合成酶体系相似。,不饱和脂肪酸的合成,(1)需氧途径,（2）厌氧途径,是厌氧生物合成单不饱和脂肪酸的方式,发生在脂肪酸从头合成的过程中,当生成、 -羟葵酰-ACP时，由专一的脱水酶催化脱水，生成、 -稀葵酰-ACP，在继续参入二碳单位，就可产生不同长度的单不饱和脂肪酸。,动：细胞色素b5zh植：铁硫蛋白,C16:0(软脂酸),-2H,去饱和

9、,C18:0(硬脂酸),9-C18:1(油酸),11-C20:1,6，9-C18:2,8，11-C20:2,5，8，11-C20:3,13-C22:1,15-C24:1,9-C18:1(棕榈油酸),(3)多烯脂酸的形成,+C2 延长,-2H,去饱和,+C2 延长,+C2 延长,+C2 延长,-2H 去饱和,+C2 延长,+C2 延长,-2H 去饱和,11-C18:1,（顺-十八碳烯-11-酸）,（二十碳三烯酸）,（二十四碳烯酸）,甘 油 的 合成,（实线为甘油的分解，虚线为甘油的合成)）,甘油激酶,磷酸甘油脱氢酶,异构酶,磷酸酶,三酰甘油的生物合成,磷酸甘油酯酰转移酶,磷酸甘油酯酰转移酶,二酰

10、甘油酯酰转移酶,磷酸酶,动植物中不饱和脂肪酸合成的比较,三 磷脂和糖脂的降解与合成,一、磷脂的结构及降解 二、磷脂的生物合成 三、糖脂的合成与分解,磷脂酰胆碱,磷脂酸,磷脂酰乙醇胺,磷脂酰肌醇,磷脂酰丝氨酸,磷脂酰甘油,磷脂酶的作用部位,乙醇胺和胆碱的活化,HOCH2CH2NH2,HOCH2CH2N(CH3)3,OCH2CH2NH2,磷酸乙醇胺,CDP-OCH2CH2NH2,CDP-乙醇胺,乙醇胺激酶,CTP:磷酸乙醇胺胞苷转移酶,ATP ADP,CTP PPi,胆碱激酶,ATP ADP,OCH2CH2N(CH3)3,CDP-OCH2CH2N(CH3)3,CDP-胆碱,CTP:磷酸胆碱胞苷转移

11、酶,CTP PPi,+,磷脂酰乙醇胺和磷脂酰胆碱的合成,CDP-乙醇胺 CMP,葡萄糖,3-磷酸甘油,1，2-甘油二酯磷脂酸,1，2-甘油二酯,CDP-胆碱 CMP,2 RCOCoA 2 CoA,Pi,转酰酶,磷酸酯酶,转移酶,磷脂酰胆碱,(CH3)3N-CH2-CH3-O,磷脂酰乙醇胺,H3N-CH2-CH3-O,-甘油二酯,-甘油二酯,1、糖脂的合成,2、糖脂的分解,糖脂的代谢,四、 胆固醇的代谢,一、胆固醇的合成 二、胆固醇的转化,胆固醇合成,同位素示踪实验证明，复杂的胆固醇分子能在动物体内由小分子物质乙酸缩合而成，乙酰CoA为合成胆固醇的原料。,胆固醇的转化,动物体内胆固醇可转变成类固

12、醇如：孕酮、肾上腺皮质激素、雌激素、VitD3胆酸等。,五、 脂代谢的调节,一、激素对脂代谢的调节 二、脂肪酸合成的调节 三、脂类代谢的紊乱（自学）,激素对脂代谢的调节,甘油三脂,脂肪动员激素 （肾上腺素、生长激素等）,激素敏感性脂酶 （有活性）,脂肪酸+甘油,（第一信使）,（第二信使）,脂肪酸合成的调节,乙酰-CoA,丙二酸单酰-CoA,软脂酸-CoA,丙酮酸,柠檬酸,胰高血糖素、肾上腺素（引发磷酸化/活化）,柠檬酸裂解酶,丙酮酸脱氢酶复合体,乙酰-CoA羧化酶,乙酰-CoA羧化酶活性的磷酸化调节,Pi,乙酰-CoA羧化酶单体,乙酰-CoA羧化酶 多聚体,（无活性）,（有活性）,蛋白质磷酸酶,cAMP依赖蛋白质激酶,ATP,ADP,P,脂肪代谢和糖代谢的关系,延胡索酸,琥珀酸,苹果酸,草酰乙酸,3-磷酸甘油,甘油,乙酰 CoA,三酰甘油,脂肪酸,植物和微生物,脂肪酸氧化和从头合成的关系,a. 两