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文档简介

第九章

脂代谢脂肪是一个高密度能量储存形式脂肪酸含有特殊主要功效:P2301、2、3、4、脂代谢专题知识讲座专家讲座第1页分解代谢:外源性同化储脂动员合成代谢:从头合成脂肪积累脂类相关代谢病:肥胖、脂肪肝、高血脂脂代谢专题知识讲座专家讲座第2页第一节

脂类消化、吸收和转运第二节

脂肪酸和甘油三酯分解代谢第三节

甘油磷脂分解代谢第四节

鞘脂类分解代谢第五节

胆固醇分解代谢第六节

脂肪酸及甘油三脂合成代谢第七节、甘油磷脂生物合成第八节、鞘脂类生物合成第九节、胆固醇生物合成第十节、类二十烷酸生物合成脂代谢专题知识讲座专家讲座第3页第一节

脂类消化、吸收和转运脂代谢专题知识讲座专家讲座第4页一、

脂类消化(十二指肠)乳化剂:胆汁盐、磷脂酰胆碱,都由肝脏产生P231磷脂酰胆碱结构P232图28-2几个胆汁盐结构脂代谢专题知识讲座专家讲座第5页胃脂肪酶:逐步消化胰腺分泌脂类水解酶:①胰脂肪酶(水解三酰甘油C1、C3酯键,产物是2-单酰甘油、脂肪酸)②胰酯酶:水解单酰甘油、胆固醇酯、维生素A酯③磷脂酶A1、A2、C、D(水解磷脂,产生溶血磷酸和脂肪酸)P231图28-1磷脂酶类作用位点④辅脂酶(Colipase)(它和胆汁共同激活胰脏分泌胰脂肪酶原,并维持胰脂肪酶活性)脂代谢专题知识讲座专家讲座第6页二、

脂类吸收单酰甘油、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),被肠粘膜拄状表面细胞吸收。脂代谢专题知识讲座专家讲座第7页被吸收脂类,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,甘油被运输到肝脏和肾脏,经甘油激酶和甘油-3-磷酸脱氢酶作用,转化为磷酸磷酸二羟丙酮三、

脂类转运和脂蛋白作用脂代谢专题知识讲座专家讲座第8页脂蛋白:是由疏水脂类为关键、围绕着极性脂类及载脂蛋白组成复合体,是脂类物质(甘油三脂和胆固醇脂)转运形式。脂蛋白分类及功效:P151表15-1各种脂蛋白组成、理化性质、生理功效参阅P292-294血浆脂蛋白脂代谢专题知识讲座专家讲座第9页四、贮脂动员(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,甘油被运输到肝脏和肾脏,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:胰岛素脂代谢专题知识讲座专家讲座第10页脂代谢专题知识讲座专家讲座第11页第二节

脂肪酸和甘油三酯分解代谢脂代谢专题知识讲座专家讲座第12页一、

甘油三酯水解脂肪酶(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、肾上腺皮质激素都能够激活腺苷酸环化酶,使cAMP浓度升高,促使依赖cAMP蛋白激酶活化,将无活性脂肪酶磷酸化,转变成有活性脂肪酶,加速脂解作用。胰岛素、前列腺素E1抗脂解。脂代谢专题知识讲座专家讲座第13页脂代谢专题知识讲座专家讲座第14页二、

甘油分解代谢在脂肪细胞中,没有甘油激酶,无法利用脂解产生甘油。甘油进入血液,转运至肝脏后才能被甘油激酶磷酸化为3-磷酸甘油,再经磷酸甘油脱氢酶氧化成磷酸二羟丙酮,进入糖酵解路径或糖异生路径。脂代谢专题知识讲座专家讲座第15页三、

脂肪酸氧化脂肪酸氧化方式:β氧化α氧化Ω氧化脂代谢专题知识讲座专家讲座第16页氧化分解前活化:穿梭:脂肪酸分解代谢发生在原核生物细胞溶质中、真核生物线粒体基质中。脂代谢专题知识讲座专家讲座第17页(一)脂肪酸活化(细胞质)P232反应式:脂肪酸活化P233图28-3脂酰-CoA合酶催化机制P233图28-4软脂酸活化过程脂代谢专题知识讲座专家讲座第18页脂酰-CoA合酶家族对脂肪酸链长含有要求: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(4~10C)中、短链脂酰CoA直接进入线粒体脂代谢专题知识讲座专家讲座第19页(二)、脂酰CoA肉碱穿梭机制P234图28-5脂酰-CoA肉碱穿梭机制L-β羟基-r-三甲基铵基丁酸脂代谢专题知识讲座专家讲座第20页脂酰肉碱穿梭:线粒体内膜外侧:脂酰肉碱转移酶Ⅰ催化,脂酰CoA将脂酰基转移给肉碱β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Ⅱ催化,使脂酰基又转移给CoA,生成脂酰CoA和游离肉碱。脂代谢专题知识讲座专家讲座第21页(三)饱和脂肪酸β氧化

脂代谢专题知识讲座专家讲座第22页1、脂肪酸β氧化学说发觉19,Franz和KnoopP235图28-6苯基脂肪酸氧化试验用苯基标识含奇数碳原子脂肪酸,饲喂动物,尿中是苯甲酸衍生物马尿酸。用苯基标识含隅数碳原子脂肪酸,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:脂肪酸氧化是从羧基端β-碳原子开始,每次分解出一个二碳片断。脂代谢专题知识讲座专家讲座第23页2、脂肪酸β氧化过程β氧化普通过程:P235图28-7线粒体中脂肪酸彻底氧化三大步骤长链脂肪酸初步氧化分解为乙酰-CoA乙酰-CoA进入柠檬酸循环(乙醛酸循环)或进行酮体代谢还原型辅酶氧化磷酸化脂代谢专题知识讲座专家讲座第24页P236图28-8脂肪酸β氧化路径:氧化、水合、氧化、断裂脂代谢专题知识讲座专家讲座第25页①、

脂酰CoA脱氢生成β-反式烯脂酰CoAFADH2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β-氧化经过脂酰-CoA脱氢酶与电子传递链相连三种脂酰CoA脱氢酶对脂肪酸链长含有专一性脂代谢专题知识讲座专家讲座第26页②、△2反式烯脂酰CoA水化生成L-β-羟脂酰CoAβ-烯脂酰CoA水化酶脂代谢专题知识讲座专家讲座第27页③、

L-β-羟脂酰CoA脱氢生成β-酮脂酰CoAL-β羟脂酸CoA脱氢酶

脂代谢专题知识讲座专家讲座第28页④、

β-酮脂酰CoA硫解生成乙酰CoA和(n-2)脂酰CoA

酮脂酰硫解酶脂代谢专题知识讲座专家讲座第29页3、

脂肪酸β-氧化作用小结结合P236图28-8(1)脂肪酸β-氧化时仅需活化一次,消耗1个ATP两个高能键(2)β-氧化包含脱氢、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脂代谢专题知识讲座专家讲座第30页脂代谢专题知识讲座专家讲座第31页4、脂肪酸β-氧化产生能量以软脂酸为例: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脂代谢专题知识讲座专家讲座第32页软脂酸燃烧热值:–9790kjβ-氧化释放:106ATP×(-30.54)=-3237kj脂代谢专题知识讲座专家讲座第33页5、

β-氧化调整⑴脂酰基进入线粒体速度是限速步骤,(2)长链脂酸生物合成第一个前体丙二酸单酰CoA浓度增加,可抑制肉碱脂酰转移酶Ⅰ,限制脂肪酸氧化。⑵[NADH]/[NAD+]比率高时,β—羟脂酰CoA脱氢酶便受抑制。⑶乙酰CoA浓度高时,可抑制硫解酶,抑制氧化脂代谢专题知识讲座专家讲座第34页(四)不饱和脂酸β氧化1、

单不饱和脂肪酸氧化P240图28-12油酸β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脱氢酶作用,少了1个FADH2脂代谢专题知识讲座专家讲座第35页脂代谢专题知识讲座专家讲座第36页2、

多不饱和脂酸氧化P241图28-13亚油酸β氧化△3顺—△2反烯脂酰CoA异构酶(改变双键位置和顺反构型)β-羟脂酰CoA差向酶(改变β-羟基构型:D→L型)

(146—2—2)ATP脂代谢专题知识讲座专家讲座第37页脂代谢专题知识讲座专家讲座第38页(五)奇数碳脂肪酸β氧化奇数碳脂肪酸经过重复β氧化能够产生丙酰CoA,丙酰CoA有两条代谢路径:脂代谢专题知识讲座专家讲座第39页1、丙酰CoA转化成琥珀酰CoA,进入TCA。

P242图28-14动物体内存在这条路径,所以,在动物肝脏中奇数碳脂肪酸最终能够异生为糖。脂代谢专题知识讲座专家讲座第40页2、

丙酰CoA转化成乙酰CoA,进入TCAP159这条路径在植物、微生物中较普遍。脂代谢专题知识讲座专家讲座第41页(六)脂酸其它氧化路径1、

α—氧化(不需活化,直接氧化游离脂酸)RCH2COOH→RCOOH+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)有主要作用P243图28-162、

ω—氧化(ω端甲基羟基化,氧化成醛,再氧化成酸)少数长链脂酸可经过ω—氧化路径,产生二羧酸。脂代谢专题知识讲座专家讲座第42页四、

酮体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-CoA4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-β-羟丁酸、丙酮脂代谢专题知识讲座专家讲座第43页肝脏线粒体中乙酰CoA走哪一条路径,主要取决于草酰乙酸可利用性。饥饿状态下,草酰乙酸离开TCA,用于异生合成Glc。只有少许乙酰CoA能够进入TCA,大多数乙酰CoA用于合成酮体。脂代谢专题知识讲座专家讲座第44页1、

酮体生成(肝、肾细胞线粒体内)P244图28-17肝脏线粒体中乙酰-CoA4种去向

脂代谢专题知识讲座专家讲座第45页(1)乙酰CoA→乙酰乙酰CoA:硫解酶脂代谢专题知识讲座专家讲座第46页(2)乙酰乙酰CoA+乙酰CoA→β-羟基-β甲基戊二酰CoA:β-羟基-β甲基戊二酰CoA合成酶(HMGCoA合成酶)脂代谢专题知识讲座专家讲座第47页(3))β-羟基-β甲基戊二酰CoA→乙酰乙酸+乙酰CoA:β-羟基-β甲基戊二酰CoA裂解酶脂代谢专题知识讲座专家讲座第48页(4)乙酰乙酸→D-β-羟基丁酸:D-β-羟基丁酸脱氢酶(5)乙酰乙酸→丙酮:乙酰乙酸脱羧酶脂代谢专题知识讲座专家讲座第49页2、

酮体利用P245图28-18肝外组织使用酮体作为燃料脂代谢专题知识讲座专家讲座第50页(1)、β—羟基丁酸由β—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:β-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

产生乙酰乙酰CoA被β氧化酶系中硫解酶硫解,生成2分子乙酰CoA,进入TCA。脂代谢专题知识讲座专家讲座第51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。脂代谢专题知识讲座专家讲座第52页3、酮体生成生理意义酮体是肝输出能量一个形式,形成酮体目标是将肝中大量乙酰CoA转移出去酮体溶于水,分子小,能经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。长久饥饿,糖供给不足时,酮体能够代替Glc,成为脑组织及肌肉主要能源。脂代谢专题知识讲座专家讲座第53页4、

酮体生成调整。(1)饱食:胰岛素增加,脂解作用抑制,脂肪动员降低,进入肝中脂酸降低,酮体生成降低。

饥饿:胰高血糖素增加,脂肪动员量加强,血中游离脂酸浓度升高,利于β氧化及酮体生成。(2)肝细胞糖原含量及其代谢影响:肝细胞糖原含量丰富时,脂酸合成甘油三酯及磷脂。肝细胞糖原供给不足时,脂酸主要进入线粒体,进入β—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合成,后者能竞争性抑制肉碱脂酰转移酶Ⅰ,从而阻止脂酰CoA进入线粒体内进行β氧化。脂代谢专题知识讲座专家讲座第54页五、脂肪酸代谢调整P253脂肪酸分解代谢与合成代谢是协同地手受调控,并由此决定了血浆中脂肪酸含量。脂代谢专题知识讲座专家讲座第55页(一)、脂肪酸进入线里体调空在细胞中有两个脂酰-CoA库和乙酰-CoA库:细胞质、线立体。脂酰肉碱转移酶I强烈地受丙二酰-CoA抑制。脂代谢专题知识讲座专家讲座第56页(二)心脏中脂肪酸氧化调整脂肪酸氧化是心脏中主要能源而心脏中,脂质合成极少存在。脂肪酸氧化受乙酰-CoA、NADH抑制。脂代谢专题知识讲座专家讲座第57页(三)激素对脂肪酸代谢调整胰高血糖素、肾上腺素经过cAMP-PKA路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、糖原合成。胰高血糖素和胰岛素比列在决定脂肪素撒代谢方向和速度中只管主要。脂代谢专题知识讲座专家讲座第58页(四)依据机体需要调空肝外组织对能量需求影响肝脏中脂肪酸氧化分解和通体代谢细胞质中柠檬酸水平高促进脂肪酸合成脂代谢专题知识讲座专家讲座第59页(五)饮食习惯影响脂肪酸代谢酶系基因表示脂代谢专题知识讲座专家讲座第60页第三节甘油磷脂分解代谢甘油磷脂普通结构P246图28-19各种甘油磷脂结构P246表28-3磷脂酸脑磷脂:磷脂酰乙醇胺卵磷脂:磷脂酰胆碱脂代谢专题知识讲座专家讲座第61页

水解甘油磷脂磷脂酶(phosphalipase):

P247图28-20卵磷脂酶促分解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),催化溶血磷脂水解酶称溶血磷脂酶(L1L2)脂代谢专题知识讲座专家讲座第62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混合物,能同时水解①、②位脂代谢专题知识讲座专家讲座第63页第四节

鞘脂类分解代谢P248随便看脂代谢专题知识讲座专家讲座第64页一、鞘脂种类及结构(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)脂代谢专题知识讲座专家讲座第65页(二)神经酰胺(ceramide

,N-脂籼鞘氨醇)P248图28-32神经酰胺结构式神经酰胺是鞘磷脂、鞘糖脂关键脂代谢专题知识讲座专家讲座第66页(三)鞘磷脂P248图28-23鞘磷脂结构脂代谢专题知识讲座专家讲座第67页(四)鞘糖脂神经酰胺伯醇基与单糖、寡糖相连脂代谢专题知识讲座专家讲座第68页1、脑苷脂神经酰胺与半乳糖或葡萄糖相连P248图28-24半乳糖脑苷脂结构脂代谢专题知识讲座专家讲座第69页2、脑硫脂(sulfatides)硫酸脑苷脂,半乳糖C3位与1分子硫酸相连脂代谢专题知识讲座专家讲座第70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结构糖基头部延伸到细胞膜表面,参加细胞间多糖识别是一些脑下垂体激素糖蛋白特异受体一些细菌毒素蛋白受体,如霍乱毒素(choleratoxin)脂代谢专题知识讲座专家讲座第71页二、鞘糖脂分解代谢发生在溶酶体中P250图28-26鞘糖脂分解代谢桥糖脂分解代谢紊乱会造成遗传病Fabry病:Tay-Sachs脂代谢专题知识讲座专家讲座第72页第五节

胆固醇分解代谢(一)胆固醇及其主要衍生物结构P251图28-28胆固醇及其主要衍生物脂代谢专题知识讲座专家讲座第73页(二)胆固醇代谢胆固醇普通不能氧化降解为CO2、H2O,只能氧化为各种衍生物参阅P291脂代谢专题知识讲座专家讲座第74页1、胆固醇在肝脏中生成胆汁酸P252图28-29脂代谢专题知识讲座专家讲座第75页2、胆固醇生成维生素D3P252图28-30脂代谢专题知识讲座专家讲座第76页3、生成血浆胆固醇酯P253图28-31、28-32胆固醇酯形成衰老细胞中胆固醇形成胆固醇酯,经HDL运输到肝脏内,代谢或排出体外。脂代谢专题知识讲座专家讲座第77页4、转化为固醇类激素P285图29-40胆固醇和它一些衍生物形成脂代谢专题知识讲座专家讲座第78页脂代谢专题知识讲座专家讲座第79页第六节

脂肪酸及甘油三脂合成代谢脂类合成代谢:从头合成:主要在肝脏脂肪积累:脂肪组织★脂肪肝:(1)动员过分(2)运输问题脂代谢专题知识讲座专家讲座第80页A.从头合成(乙酰CoA)——在胞液中(16碳以下)B.延长路径——在线粒体或微粒体中脂类合成在肝脏、脂肪细胞、乳腺中占优势。脂代谢专题知识讲座专家讲座第81页一、

饱和脂肪酸从头合成合成部位:细胞质合成原料:乙酰CoA(主要来自Glc酵解)NADPH(60%磷酸戊糖路径、40%苹果酸酶反应)ATPHCO3—脂代谢专题知识讲座专家讲座第82页1、

乙酰CoA转运(线粒体→细胞质)转运方式:柠檬酸-丙酮酸循环P259图29-3脂代谢专题知识讲座专家讲座第83页2、

丙二酸单酰CoA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限速酶:柠檬酸激活,脂肪酸抑制。乙酰CoA是脂肪酸合成起始引物,丙二酸单酰CoA是链延长单位。脂代谢专题知识讲座专家讲座第84页乙酰-CoA羧化酶结构:(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形成脂代谢专题知识讲座专家讲座第85页3、

脂肪酸生物合成步骤P262图29-8C.coli中脂肪酸合成脂代谢专题知识讲座专家讲座第86页乙酰CoA-ACP酰基转移酶(ACP-脂酰基转移酶)CoA-SHCH3CO-S-CoAβ-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β-酮脂酰ACP合成酶上脂代谢专题知识讲座专家讲座第87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β-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)脂代谢专题知识讲座专家讲座第88页(3)、

缩合反应:生成β-酮脂酰-S-ACP释放CO2来自形成丙二酸单酰CoA时所羧化HCO3—

脂酰基引物羰基C攻击丙二酸单酰基供体甲基C脂代谢专题知识讲座专家讲座第89页(4)、第一次还原反应:生成D-β-羟脂酰-S-ACP形成是D-β-羟脂酰-S-ACP,而脂肪分解氧化时形成是L型。β-酮脂酰-ACP还原酶/NADPH脂代谢专题知识讲座专家讲座第90页(5)、

脱水反应:形成反式-β-烯脂酰-S-ACP羟脂酰-ACP脱水酶脂代谢专题知识讲座专家讲座第91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脂代谢专题知识讲座专家讲座第92页第二次循环:丁酰-S-ACP丁酰基由ACP转移至β-酮脂酰-ACP合成酶上。奇数碳原子饱和脂肪酸: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β-酮脂酰ACP合成酶不能接收16C酰基。脂代谢专题知识讲座专家讲座第93页(7)释放(动物)软脂酰-ACP硫酯酶软脂酰-ACP+H2O→软脂酸+HS-ACP脂代谢专题知识讲座专家讲座第94页4、

脂肪酸合成化学计量(从乙酰CoA开始)以合成软脂酸为例:由乙酰-S-CoA合成软脂酸总反应:

8乙酰CoA+14NADPH+14H++7ATP+H2O→软脂酸+8CoASH+14NADP++7ADP+7Pi14*2.5+7=42ATP脂代谢专题知识讲座专家讲座第95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

脂代谢专题知识讲座专家讲座第96页脂代谢专题知识讲座专家讲座第97页★

脂酰基载体蛋白(ACP)辅基:磷酸泛酰巯基乙胺P261图29-6

磷酸泛酰巯基乙胺经过-SH与脂酰基相连,如同摇臂,把脂酰基从一个催化中心转移到另一个催化中心脂代谢专题知识讲座专家讲座第98页4-磷酸泛酰巯基乙胺是ACP和CoA共同活性基团。ACP上Ser羟基与4-磷酸泛酰巯基乙胺上磷酸基团相连

脂代谢专题知识讲座专家讲座第99页(2)、

酵母(α6β6)6种酶+ACPα:ACP、β-酮脂酰合成酶、β-酮脂酰还原酶β:脂酰转移酶、丙二酸单酰转移酶、β-羟脂酰脱水酶、β-烯脂酰还原酶电镜下直径为25nm脂代谢专题知识讲座专家讲座第100页(3)、

哺乳动物(α2,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:还原反应物单元,ACP、β-酮脂酰还原酶、β-羟脂酰脱水酶、β-烯脂酰还原酶结构域III:释放软脂酸单元,软脂酰-ACP硫酯酶。

多酶融合体:不一样酶以共价键连在一起,形成单一肽连,称为多酶融合体。有利于酶协同作用,提升催化效率。

脂代谢专题知识讲座专家讲座第101页脂代谢专题知识讲座专家讲座第102页脂代谢专题知识讲座专家讲座第103页6、

脂肪酸合成路径与β-氧化比较P173表15-3软脂酸分解与合成代谢区分。P264脂代谢专题知识讲座专家讲座第104页

合成氧化细胞中部位细胞质线粒体酶系7种酶,多酶复合体或多酶融合体4种酶分散存在酰基载体ACPCoA二碳片段丙二酸单酰CoA乙酰CoA电子供体(受体)NADPHFAD、NAD循环缩合、还原、脱水、还原氧化、水合、氧化、裂解β-羟脂酰基构型D型L型底物穿梭机制柠檬酸穿梭脂酰肉碱穿梭对HCO3及柠檬酸要求要求不要求方向甲基到羧基羧基到甲基能量改变消耗7个ATP及14个NADPH,共49ATP。(7FADH2+7NADH-2ATP)共33ATP产物16碳酸以内脂酸。18碳酸可彻底降解脂代谢专题知识讲座专家讲座第105页7、

脂肪酸合成调整(1)、

酶浓度调整: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)、

酶活性调整:乙酰CoA羧化酶是限速酶。别构调整:柠檬酸激活、软脂酰CoA反馈抑制。P267图29-12脂肪酸合成调整

共价调整: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羧化酶工价调整脂代谢专题知识讲座专家讲座第106页二、

线粒体和内质网中脂肪酸碳链延长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β-氧化过程逆转,乙酰CoA作为二碳片段供体,NADPH作为氢供体。P266图29-10线粒体中脂肪酸链延长脂代谢专题知识讲座专家讲座第107页RCO-S-CoA+CH3CO-S-CoAβ-酮脂酰CoA硫解酶CoA-SHRCO-CH2CO-S-CoAL-β-羟脂酰CoA脱氢酶/NADPHRCHOH-CH2CO-S-CoAβ-烯脂酰CoA水化酶H2ORCH=CHCO-S-CoAβ-烯脂酰CoA还原酶/NADPHRCH2-CH2CO-S-CoA脂代谢专题知识讲座专家讲座第108页2、

内质网脂肪酸延长酶系哺乳动物细胞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同,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。脂代谢专题知识讲座专家讲座第109页三、

不饱和脂肪酸合成在人类及多数动物体内,只能合成一个双键单不饱和脂肪酸(△9),如硬脂酸脱氢生成油酸,软脂酸脱氢生成棕榈油酸。植物和一些微生物能够合成(△12)二烯酸、三烯酸,甚至四烯酸。一些微生物(E.coli)、酵母及霉菌能合成二烯、三烯和四烯酸。脂代谢专题知识讲座专家讲座第110页1、

去饱和路径脂酰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哺乳动物体内脂酰CoA去饱和酶反应脂代谢专题知识讲座专家讲座第111页脂代谢专题知识讲座专家讲座第112页2、

氧化脱氢(需氧)普通在脂肪酸第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

脂代谢专题知识讲座专家讲座第113页3、

β碳原子氧化脱水路径(β-羟脂酰ACP脱水)图

大杨杆菌:棕榈油酸合成是由β-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

含2、3、4个双键脂肪酸也能用类似方法合成。不过,因为缺乏在脂肪酸第四位碳原子以上位置引入不饱和双链去饱和酶,人和哺乳动物不能合成足够十八碳二烯酸(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。脂代谢专题知识讲座专家讲座第114页4、

其它转化路径

P175图15-15

P176图15-16脂代谢专题知识讲座专家讲座第115页四、

三脂酰甘油合成动物肝脏、脂肪组织及小肠粘膜细胞中合成大量三脂酰甘油,植物也能大量合成三脂酰甘油,微生物合成较少。脂代谢专题知识讲座专家讲座第116页脂酰甘油合成过程: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:脂肪酸活化脂代谢专题知识讲座专家讲座第117页脂代谢专题知识讲座专家讲座第118页五、

各组织中脂肪代谢相互关系P179图15-18脂代谢专题知识讲座专家讲座第119页六、

脂代谢与糖代谢关系(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→脂肪酸脂代谢专题知识讲座专家讲座第120页第七节其它脂类生物合成★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★胆固醇脂代谢专题知识讲座专家讲座第121页一、

甘油磷脂生物合成脂代谢专题知识讲座专家讲座第122页(一)甘油磷脂在大肠杆菌中合成大肠杆菌中三种甘油磷脂: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29-18★CDP-二脂酰甘油是磷脂合成中关键中间体脂代谢专题知识讲座专家讲座第123页(二)甘油磷脂在真核生物中合成真核生物甘油磷脂: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脂代谢专题知识讲座专家讲座第124页1、

磷脂酰丝氨酸合成(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醇基酶促交换磷酯酰乙醇胺+丝氨酸→磷酯酰丝氨酸+乙醇胺脂代谢专题知识讲座专家讲座第125页2、磷脂酰乙醇胺合成(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

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