脂肪代谢合成ppt课件.ppt

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1、第三节 脂肪的生物合成,饱和脂肪酸的从头合成脂肪酸碳链的延长不饱和脂肪酸的合成脂肪酸合成的调节脂肪的合成,一、饱和脂肪酸的从头合成,（一）合成部位肝、肾、脑、肺、乳腺及脂肪等组织的胞浆中。肝是主要场所。（二）合成原料乙酰CoA为主要原料，主要来自葡萄糖。NADPH主要来自磷酸戊糖途径,其次是三羧酸转运体系中的苹果酸酶反应。还需ATP 、CO2及Mn2+等。,线粒体中的乙酰 CoA，需通过三羧酸转运体系（也称拧檬酸穿梭系统）运到胞浆中，才能供脂肪酸合成所需，此过程是耗能的。,乙酰CoA转运出线粒体过程图解,1、丙二酸单酰-CoA的合成：,（三） 合成过程,乙酰CoA羧化酶：具有生物素羧基载体、生

2、物素羧化酶、转羧酶活性，是脂酸合成的限速酶。其催化的反应历程如下：,关键酶,H2O,柠檬酸,乙酰CoA羧化酶活性的调节,ATP,ADP,cAMP活化的 蛋白激酶,Pi,蛋白磷酸酶2A,单体(无活性),多聚体(有活性),2、脂肪酸合成,脂肪酸合成由脂肪酸合成酶系催化。在高等动物，脂肪酸合成酶系是一个多功能酶的二聚体。每个亚基含有一个酰基载体蛋白（ACP）的核心和 7 种酶的活性部位,由一个基因编码。,(1)脂肪酸合成酶系,脂肪酸合成酶系,E.Coli脂肪酸合成酶系,ACP 酰基载体蛋白(辅基磷酸泛酸巯基乙胺)AT 乙酰CoA：ACP转酰酶MT 丙二酸单酰CoA：ACP转酰酶KS -酮酰-ACP合

3、酶KR -酮酰-ACP还原酶HD -羟酰-ACP脱水酶ER 烯酰-ACP还原酶动物细胞中还有第七个酶：软脂酰-ACP硫酯酶（PT）,酰基载体蛋白（ACP）,酰基载体蛋白（ACP）的辅基是磷酸泛酰巯基乙胺（Pn),其磷酸基团与蛋白质的Ser32-OH连接。 活性基团为巯基，故写为ACP-SH，巯基为结合并转运脂酰基的部位。 ACP-SH是整个合成体系的中心。,辅酶A-SH与ACP-SH比较:,脂肪酸合成中的酰基载体,脂肪酸分解中的酰基载体, 启动,结果：完成以ACP-SH为载体将乙酰基转移到脂肪酸合酶（CE-SH）上。,（2）丙二酸单酰CoA转变为软脂酸的过程:, 装载,结果：完成乙酰CoA和丙

4、二酸单酰CoA加载到脂肪酸合酶上。, 缩合脱羧,结果：在-酮酰-ACP合酶(KS)的催化下，完成乙酰基与丙二酸单酰基缩合并脱羧形成-酮丁酰-ACP。, 还原,结果：在-酮酰-ACP还原酶(KR)的催化下，-酮丁酰加氢还原为D-羟丁酰-ACP。, 脱水,结果：在-羟酰-ACP脱水酶(HD)的催化下，-羟丁酰基脱水形成, 烯丁酰ACP。, 还原,结果：在烯酰-ACP还原酶(ER)的催化下，, 烯丁酰基加氢还原为丁酰-ACP。,脂肪酸合成循环,乙酰基转移,丙二酸单酰基转移,缩合,加氢,脱水,再加氢,酰基转移,AT,KS,KS,MT,KS,KS,KS,KR,HD,ER, 释放,脂肪酸合成的每一循环中，

5、脂肪酸链延伸了两个碳原子。动物细胞中延伸的程序在到达16个碳原子时即行停止，最终产物形成软酯酰-ACP，此时软酯酰-ACP硫酯酶开始起作用，催化软酯酰-ACP水解，形成游离的软脂酸,乙酰CoA7丙二酸单酰CoA14NADPH14H+H2O,软脂酸14NADP+7CO27H2O8CoA-SH,软脂酸（16C）合成的总反应式：,（四）脂肪酸从头合成与氧化比较,反应途径中的4步反应比较,二、脂肪酸碳链的延长, 软脂酰CoA或软脂酸生成后，可在光滑内质网及线粒体经脂肪酸碳链延长酶系的催化作用下，形成更长碳链的饱和脂肪酸。,线粒体延长途径：基本上是-氧化的逆过程，只是NADPH 作为供氢体参与第二次还原

6、反应。,光滑内质网延长途径：与从头合成类似，只是辅酶A代替ACP作为酰基载体，由丙二酰辅酶A提供二碳单位。,线粒体延长途径,基本为脂酰CoA- 氧化的逆过程,脂酰CoA的-氧化过程,烯酰还原酶,2、 内质网延长途径,O O | |R-CH2-CSCoA + HOOC-CH2-CSCoA,O O | |R-CH2-C-CH2-CSCoA,加氢,NADPH + H+,NADP+,OH O | |R-CH2-CH-CH2-CSCoA,缩合,O |R-CH2-CH=CH-CSCoA,脱水,H2O,加氢,NADPH + H+,NADP+,O |R-CH2-CH2-CH2-CSCoA,内质网和线粒体脂酸碳

7、链延长比较,三、不饱和脂肪酸的合成,合成部位：光面内质网 催化关键酶：脂肪酰-CoA去饱和酶合成机制：由两种酶（脂肪酰-CoA去饱和酶、NADH-细胞色素b5还原酶）和一个细胞色素（细胞色素b5）组成的电子传递体系参与。,不饱和脂肪酸的生成,NADH,NAD,人体内有4，5，8及9去饱和酶，催化饱和脂肪酸引入双键，使之转变为不饱和脂肪酸。但至今在体内尚未发现有9以上的去饱和酶，即在第10C与碳原子之间不能形成双键。,必需脂肪酸: 指人体不能合成，必需由食物提供的脂肪酸，有3种：,亚油酸(18C:29,12 ）,亚麻酸(18C:36,9,12 ),花生四烯酸(20C:4 5,8,11,14 ),

8、1. 代谢物的影响（1）,进食糖,四、脂肪酸合成的调节,饥饿、糖供应不足,1. 代谢物的影响（2）,乙酰CoA,柠檬酸,丙二酸单酰CoA,软脂酰CoA,2. 激素的调节,蛋白磷酸酶,cAMP-依赖蛋白质激酶,激素对酶的共价修饰调节机制,五、甘油三酯的合成,合成部位：肝、脂肪组织及小肠。合成原料：甘油、脂酸主要由糖代谢提供。合成基本过程：甘油一酯途径甘油二酯途径,1、甘油一酯途径：,小肠粘膜细胞利用消化吸收的甘油一酯及脂酸再合成甘油三酯，称甘油一酯途径。,合成基本过程：,CoASH,DG,2、甘油二酯途径：,肝细胞、脂肪细胞主要以糖代谢产物为原料按此途径合成甘油三酯。,合成基本过程：,葡萄糖,磷

9、脂酸,甘油三酯,1，2-甘油二酯,甘油磷脂（磷脂酰甘油）：由甘油构成的磷脂，是生物膜的主要组分。,鞘氨醇磷脂：含鞘氨醇而不含甘油的磷脂，是神经组织各种膜（如神经髓鞘）的主要结构脂之一。,磷脂含磷酸复合脂,第四节 磷脂的代谢,一、甘油磷脂的基本结构,磷脂酰胆碱,体内几种重要的甘油磷脂,存在于细胞溶酶体、蛇、蜂、蝎毒。产物为溶血磷脂2。,存在于细胞膜及线粒体膜、蛇、蜂、蝎毒。产物为溶血磷脂1。急性胰腺炎时，组织中的溶血磷脂A2原被激活。,存在于细胞膜、蛇毒及某些细菌,主要存在于高等植物，动物脑组织亦有。,磷脂酶 A1 :,磷脂酶 A2 :,磷脂酶 C :,磷脂酶 D :,磷脂酶 B1 :,磷脂酶

10、B2 :,水解溶血磷脂1,水解溶血磷脂2,二、甘油磷脂的分解代谢,三、甘油磷脂的合成代谢,1. 合成部位：全身各组织内质网，肝、肾、肠最活跃。2. 合成原料及辅因子：脂酸、甘油：由糖代谢提供多不饱和脂酸：从植物油摄取磷酸盐：由ATP提供含氮化合物：从食物摄取或体内合成CTP：构成活化的中间物,3、合成过程 （1） CDP-胆碱、CDP-乙醇胺的生成,HOCH2CH2NH2,HOCH2CH2N+(CH3)3,CDPOCH2CH2NH2,CDPOCH2CH2N+(CH3)3,CDP-乙醇胺,CDP-胆碱,（2）甘油二酯途径,磷脂酸,1，2-甘油二酯,CDP-胆碱,磷脂酰胆碱,磷脂酰乙醇胺,磷脂酰

11、丝氨酸,磷酸乙醇胺转移酶,：磷脂酰 乙醇胺 丝氨酸转移酶,CDP-乙醇胺,（3）CDP-甘油二酯途径,磷脂酸,CDP-甘油二酯,磷脂酰丝氨酸,二磷脂酰甘油(心磷脂),磷脂酰肌醇,合成酶,结构及功能合成转化与排泄,第五节 胆固醇的代谢,一、胆固醇的结构、功能,A,B,C,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,D,14,极性头,甾核,烃基侧链,1、胆固醇的结构,生物膜的组分之一组成血浆脂蛋白转变为固醇激素转变为维生素D3转变为胆汁酸（排泄形式）,3、胆固醇的功能,(一)合成部位,脑和红细胞之外的所有

12、组织,主要在是肝细胞溶胶及光面内质网。,(二)合成原料,乙酰CoA:主要来自葡萄糖代谢, 经柠檬酸-丙酮酸循环转运出线粒体而进入胞液，此过程为耗能过程。 NADPH：主要来自磷酸戊糖途径。 ATP：主要来自葡萄糖有氧氧化。,二、胆固醇的合成,（三）胆固醇合成的基本过程,胆固醇合成非常复杂，由30多步反应构成，其基本过程可分为下列三个阶段：,1、甲羟戊酸的合成,关键酶,2甲羟戊酸缩合生成鲨烯：此过程在胞液中进行。,6MVA (C6)65-焦磷酸甲羟戊酸 (C6) 6异戊烯焦磷酸(C5) ,6二甲丙烯焦磷酸 (C5) 2法呢焦磷酸 (C15) 鲨烯(C30) 。,3. 胆固醇的生成:,羊毛固醇(3

13、0C),鲨烯(30C),胆固醇(27C),胆固醇与酮体合成的联系,(四) 胆固醇合成的调节,1. 饱食与饥饿,高糖、高饱和脂肪膳食时，能诱导肝 HMG-CoA还原酶合成,糖及脂肪代谢产生的 乙酰CoA、ATP、NADPH+H+等增多,过多的蛋白质，因丙氨酸及丝氨酸等代谢 提供了原料乙酰CoA,胆固醇合成增加,2. 胆固醇,食物Ch有限地反馈抑制HMG-CoA合成(25%).,3. 激素的影响,胰高血糖素,胰岛素,甲状腺素,胆固醇合成,胆固醇合成,胆固醇合成,无Ch摄入时解除此种抑制，故适量的Ch摄入有利于此反馈抑制作用。,三、胆固醇的转化与排泄,胆固醇在体内不能被彻底分解为二氧化碳和H2O，其

14、代谢去路是转变为胆汁酸、类固醇激素及维生素D3,胆汁酸,维生素D3,胆固醇,孕烯醇酮,皮质酮,孕酮,皮质醇,（糖皮质激素）,醛固酮,（盐皮质激素）,睾丸酮,雌二醇（性激素）,粪便排出,脂类代谢复习,饱和脂肪酸氧化小结,脂肪酸-氧化的能量生成,1分子软脂酸(16C)活化生成的软脂酰 CoA 经7次-氧化.总反应式如下:,软脂酰CoA + 7FAD+7NAD+ + 7CoA-SH + 7H2O 8乙酰CoA + 7FADH2 + 7(NADH + H+),酮体的生成和利用,脂肪酸合成循环,乙酰基转移,丙二酸单酰基转移,缩合,加氢,脱水,再加氢,酰基转移,软脂酸合成总结算,脂肪酸的从头合成与氧化比较

15、:,一、选择题1、线粒体基质中脂酰CoA脱氢酶的辅酶是：（ ） A、FAD B、NADP+ C、NAD+ D、GSSG2、在脂肪酸的合成中，每次碳链的延长都需要什么直接参加？（ ） A、乙酰CoA B、草酰乙酸 C、丙二酸单酰CoA D、甲硫氨酸3、合成脂肪酸所需的氢由下列哪一种递氢体提供？（ ） A、NADP+ B、NADPH+H+ C、FADH2 D、NADH+H+4、脂肪酸活化后，氧化反复进行，不需要下列哪一种酶参与？（ ） A、脂酰CoA脱氢酶 B、羟脂酰CoA脱氢酶 C、烯脂酰CoA水合酶 D、硫激酶5、软脂酸的合成及其氧化的区别为（ ） (1)细胞部位不同 (2)酰基载体不同 (3

16、)加上及去掉2C单位的化学方式不同 (4)酮脂酰转变为羟酯酰反应所需脱氢辅酶不同 (5)羟酯酰CoA的立体构型不同 A、(4)及(5) B、(1)及(2) C、(1)(2)(4) D、全部6、在脂肪酸合成中，将乙酰CoA从线粒体内转移到细胞质中的化合物是（ ） A、乙酰CoA B、草酰乙酸 C、柠檬酸 D、琥珀酸7、氧化的酶促反应顺序为：（ ） A、脱氢、再脱氢、加水、硫解 B、脱氢、加水、再脱氢、硫解 C、脱氢、脱水、再脱氢、硫解 D、加水、脱氢、硫解、再脱氢8、胞浆中合成脂肪酸的限速酶是（ ） A、-酮酯酰CoA合成酶 B、水化酶 C、酯酰转移酶 D、乙酰CoA羧化酶,练习题,9、脂肪大量

17、动员肝内生成的乙酰CoA主要转变为：（ ） A、葡萄糖 B、酮体 C、胆固醇 D、草酰乙酸 10、乙酰CoA羧化酶的变构抑制剂是：（ ） A、柠檬酸 B、ATP C、长链脂肪酸 D、CoA 11、脂肪酸合成需要的NADPH+H+主要来源于（ ） A、TCA B、EMP C、磷酸戊糖途径 D、以上都不是 12、生成甘油的前体是（ ） A、丙酮酸 B、乙醛 C、磷酸二羟丙酮 D、乙酰CoA 13、卵磷脂中含有的含氮化合物是：（ ） A、磷酸吡哆醛 B、胆胺 C、胆碱 D、谷氨酰胺二、是非题（在题后括号内打或）1、脂肪酸氧化降解主要始于分子的羧基端。（ ）2、脂肪酸的从头合成需要NADPH+H+作为还原反应的供氢体。（ ）3、脂肪酸彻底氧化产物为乙酰CoA。（ ）4、CoA和ACP都是酰基的载体。（ ）5、脂肪酸合成酶催化的反应是脂肪酸-氧化反应的逆反应。（ ）三、问答题：1、试比较饱和脂肪酸的-氧化与从头合成的异同。2、为什么人摄入过多的糖容易长胖？3.试述油料作物种子萌发时脂肪转化成糖的机理。4、写出1摩尔软脂酸在体内氧化分解成CO2和H2O的反应历程，并计算产生的ATP摩尔数。四、名词解释氧化 氧化 氧化,