脂质代谢PPT课件.ppt
1,10 脂质代谢,2,10.1 脂质的消化、吸收与转运 10.2 脂肪酸氧化 10.3 酮体的代谢 10.4 脂肪酸的生物合成 10.5 膜脂质的合成 10.6 胆固醇的代谢,3,10.4 脂肪酸的生物合成,4,脂肪组织,甘油,脂肪酸,酮体,三酰甘油,极低密度脂蛋白,脂肪细胞,脂肪的代谢,5,脂肪肝,6,一、软脂酸的合成 二、软脂酸碳链的延长 三、不饱和脂肪酸的合成 四、脂肪酸合成的调节 五、磷脂酸的合成 六、甘油三酯的合成,7,一、软脂酸的合成（16C饱和脂肪酸）,乙酰CoA的跨膜转运 丙二酸单酰CoA的形成 脂肪酸合酶催化的各步反应,底物：乙酰CoA,合成部位,产物：16碳的饱和脂肪酸,人类,葡萄糖,8,丙酮酸,柠檬酸,柠檬酸,草酰乙酸,乙酰CoA,苹果酸,丙酮酸,柠檬酸合酶,丙酮酸羧化酶,苹果酸酶,苹果酸脱氢酶,柠檬酸裂解酶,苹果酸 脱氢酶,胞质溶胶,线粒体基质,草酰乙酸,柠檬酸-丙酮酸循环,苹果酸,1、乙酰CoA的跨膜转运,9,1、乙酰CoA的跨膜转运,原料：乙酰CoA(丙酮酸氧化脱羧、氨基酸氧化等） 转运方向：线粒体内线粒体外 转运方式：“柠檬酸-丙酮酸循环” 苹果酸氧化脱羧产生的NADPH可用于脂肪酸合成中的还原反应。,10,2、丙二酸单酰CoA的形成（乙酰CoA的羧化）,乙酰CoA羧化酶（限速酶）,丙二酸单酰CoA,11,生物素羧基载体蛋白：连接生物素 （BCCP） 生物素羧化酶：生物素的羧化 （BC） 羧基转移酶：羧基转移 （CT）,原核生物 乙酰CoA羧化酶,真核生物乙酰CoA羧化酶是一种多功能酶,乙酰CoA羧化酶的辅基是生物素,12,生物素,生物素的羧化作用,生物素的转羧基作用,13,乙酰CoA羧化酶作用机制示意图,BCCP,BC,CT,生物素,CO2,乙酰CoA,生物素羧基载体蛋白（BCCP） 生物素羧化酶（BC） 羧基转移酶（CT）,14,3、脂肪酸合酶催化的各步反应,脂肪酸合酶（FAS）多酶复合体,6酶蛋白+1无酶活性的酰基载体蛋白（ACP）,乙酰转移酶 丙二酸单酰转移酶 -酮脂酰-ACP合酶 -酮脂酰-ACP还原酶 -羟脂酰-ACP脱水酶 烯脂酰-ACP还原酶,六种酶,一种辅助蛋白：,脂酰基载体蛋白（ACP）,15,脊椎动物（二聚体） 1个多肽链 7个酶（硫酯酶）,细菌，植物 7个多肽链 6个酶，1个ACP,酵母 2个多肽链 6个酶，1个ACP,脂肪酸合酶系统的结构 Structure of fatty acid synthases,16,酵母的脂肪酸合酶,哺乳动物的脂肪酸合酶,脂肪酸合酶系统的结构 p429 Structure of fatty acid synthases,17,脂酰基载体蛋白 Acyl carrier protein (ACP),泛酸,4-磷酸泛酰巯基乙胺,18,ACP和CoA分子中的磷酸泛酰巯基乙胺基团,4-磷酸泛酰巯基乙胺,ser36,(CoA),辅基：4-磷酸泛酰巯基乙胺 作用：脂酰基载体（使底物在酶间转移）,酰基载体蛋白(ACP),19,脂肪酸合酶催化的各步反应（大肠杆菌）,乙酰（脂酰）基转移(乙酰转移酶) 丙二酰基转移(丙二酸单酰转移酶) 缩合(-酮脂酰-ACP合酶) 还原(-酮脂酰-ACP还原酶) 脱水(-羟脂酰-ACP脱水酶) 还原(烯脂酰-ACP还原酶),20,ACP,大肠杆菌的脂肪酸合酶,21,脂肪酸合酶系统有两个活性巯基,中央巯基(ACP) 外围巯基(-酮脂酰-ACP合酶),乙酰（脂酰）基转移(乙酰CoA转移酶,AT) 丙二酰基转移(丙二酸单酰转移酶,MT) 缩合(-酮脂酰-ACP合酶,KS) 还原(-酮脂酰-ACP还原酶,KR) 脱水(-羟脂酰-ACP脱水酶,HD) 还原(烯脂酰-ACP还原酶,ER),22,乙酰（脂酰）基转移 (乙酰转移酶),丙二酰基转移 (丙二酸单酰转移酶),23,缩合(-酮脂酰-ACP合酶),乙酰乙酰-ACP,24,还原(-酮脂酰-ACP还原酶),乙酰乙酰-ACP,D-羟丁酰-ACP,25,脱水(-羟脂酰-ACP脱水酶),D-羟丁酰-ACP,反式2-烯丁酰-ACP,26,还原(烯脂酰-ACP还原酶),反式2-烯丁酰-ACP,丁酰-ACP,27,丁酰基转移至-酮酰-ACP合酶的Cys上,28,29,30,释放(软脂酰-ACP硫酯酶),甘油三酯和磷脂的合成,软脂酸,软脂酰-ACP,丁酰-ACP,31,软脂酸的合成,-酮脂酰-ACP合酶,-酮脂酰-ACP还原酶,-羟脂酰-ACP脱水酶,烯脂酰-ACP还原酶,丙二酸单酰转移酶,乙酰转移酶,丁酰基,-酮丁酰基,-羟脂酰基,反式2-烯丁酰基,32,33,7 乙酰CoA + 7 HCO3- + 7 ATP 7 丙二酸单酰CoA + 7 ADP + 7 Pi + 7 H + 乙酰CoA + 7 丙二酸单酰CoA + 14 NADPH + 14 H+ 软脂酸 + 7 CO2+ 14 NADP+ + 8CoASH+6H2O 8 乙酰CoA + 7 ATP+ 14 NADPH+14H+ 软脂酸 + 14 NADP+ + 8CoASH + 7 ADP+ 7Pi+6H2O,CH3COSCoA + 7 HOOCCH2COSCoA + 14NADPH+14H+,CH3(CH2)14COOH + 7 CO2 + 6H2O + 8HSCoA + 14NADP+,总反应：,34,脱氢,水化,脱氢,硫解,脂肪酸合成与氧化的比较,丙二酸单酰,还原,脱水,还原,缩合,氧化分解,合成,35,脂肪酸合成与-氧化的比较,36,二、软脂酸碳链的延长 p431,37,烯脂酰-CoA水化酶,脂酰-CoA,乙酰-CoA,硫解酶,-酮酰-CoA,L-羟脂酰-CoA,反式2-烯脂酰-CoA,脂酰-CoA（Cn+2）,L-羟酰-CoA脱氢酶,线粒体脂肪酸延长反应过程,烯脂酰CoA还原酶,38,动物的肝脏和脂肪组织 某些植物和低等需氧生物 高等微生物,单不饱和脂肪酸的合成,氧化途径,厌氧途径：细菌类,多不饱和脂肪酸的合成：除厌氧细菌,去饱和作用一般首先发生在饱和脂肪酸的9、10位碳原子上，生成单不饱和脂肪酸。,三、不饱和脂肪酸的合成,39,去饱和酶,(脂酰基的单键),(双键),植物:铁硫蛋白,油酰辅酶A,硬脂酰辅酶A,去饱和酶,Cytb5还原酶,Cytb5还原酶,去饱和酶复合体：去饱和酶及一系列的电子传递体组成,1、氧化途径（单不饱和脂肪酸的合成）,40,碳链延长反应 （内质网）,四轮脂肪酸合成反应,-羟脂酰ACP脱水酶,三轮脂肪酸合成反应,十八碳-11-烯脂酰-ACP,-羟脂酰-ACP,软脂酰-ACP,发生在脂肪酸合成的过程中 在C80或C100羟脂酰-ACP处分路，由专一的脱水酶催化脱水，生成双键，继续延长碳链。 只生成单不饱和脂肪酸,2、厌氧途径（单不饱和脂肪酸的合成）,烯脂酰-ACP,41,植物的去饱和过程 Action of plant desaturases,去饱和酶,去饱和酶,磷脂酰胆碱含油酸(181),磷脂酰胆碱含亚麻酸(183),磷脂酰胆碱含亚油酸(182),3、多不饱和脂肪酸 的合成,哺乳动物缺乏9以上的去饱和酶。,必需脂肪酸：亚油酸、亚麻酸。,42,3、多不饱和脂肪酸的合成,哺乳动物由亚油酸合成花生四烯酸 Arachidonic Acid Is Synthesized from Linoleic Acid by Mammals,去饱和,去饱和,延长 （内质网）,43,其他脂肪酸的合成途径 Routes of synthesis of other fatty acids,44,四、脂肪酸合成的调节(动物),45,柠檬酸 (变构激活),聚集,解离,软脂酰CoA (反馈抑制),乙酰CoA羧化酶 （变构酶）,丙二酸单酰CoA,肉碱脂酰转移酶,肉碱,脂酰CoA,柠檬酸,草酰乙酸,苹果酸,46,乙酰CoA羧化酶多肽模式 （6个磷酸化位点） (ser79的磷酸化与酶活性有关）,四、脂肪酸合成的调节(动物),变构调节 依赖激素的共价修饰,乙酰CoA羧化酶(ACC)的调节方式,47,乙酰CoA羧化酶的磷酸化和去磷酸化,磷酸化的乙酰CoA羧化酶 (高柠檬酸激活、低脂酰CoA抑制),去磷酸化的乙酰CoA羧化酶 (低柠檬酸激活、高脂酰CoA抑制),蛋白激酶,磷酸酶,有活性多聚体,无活性单体,四、脂肪酸合成的调节(动物),48,柠檬酸裂解酶,乙酰CoA羧化酶,胰岛素诱导激活,葡萄糖，肾上腺素诱导的磷酸化/失活,有活性，去磷酸化形式 the active, dephosphorylated form,丙二酸单酰CoA,软脂酰CoA,乙酰CoA,柠檬酸,四、脂肪酸合成的调节(动物),49,胰高血糖素及肾上腺素：抑制脂肪酸合成（促进甘油三酯分解） 胰岛素：促进脂肪酸合成,激素的调节作用 Hormonal signals regulate fatty acid synthesis,有活性,无活性,50,五、磷脂酸的合成,51,五、磷脂酸的合成,磷酸二羟丙酮,甘油激酶,甘油,3-磷酸甘油脱氢酶,3-磷酸甘油,52,五、磷脂酸的合成,3-磷酸甘油,磷脂酸,酰基转移酶,酰基转移酶,酰基CoA合成酶,酰基CoA合成酶,53,六、甘油三酯的合成,磷脂酸磷酸酶,脂酰转移酶,1,2-甘油二酯,甘油三酯,磷脂酸,甘油磷脂,磷脂酸合成途径,54,甘油一酯途径,六、甘油三酯的合成,55,三酰甘油循环 The triacylglycerol cycle,六、甘油三酯的合成,脂肪组织,肝脏,血液,3-磷酸甘油,甘油,甘油三酯,脂蛋白脂肪酶,56,胰岛素对甘油三酯合成的调节 Regulation of triacylglycerol synthesis by insulin,六、甘油三酯的合成,膳食碳水化合物,膳食蛋白质,胰岛素,糖尿病增加,57,通过糖异生途径合成三酰甘油,丙酮酸,草酰乙酸,磷酸烯醇式丙酮酸,磷酸二羟丙酮,3-磷酸甘油酸,58,脂质代谢的亚细胞定位 Subcellular localization of lipid metabolism,细胞溶质,内质网,叶绿体,过氧物酶体,线粒体,59,乙酰CoA的转运（柠檬酸-丙酮酸循环) 丙二酸单酰CoA的生成（乙酰CoA羧化酶） 16C脂肪酸链的形成（脂肪酸合酶系统FAS）,饱和脂肪酸的从头合成,不饱和键的形成,脂肪酸碳链的延长,脂肪的生物合成,乙酰（脂酰）基转移 丙二酰基转移 缩合 还原 脱水 还原 释放,三酰甘油,脂肪酸的生物合成,磷酸二羟丙酮,3-磷酸甘油,
