《脂质代谢》PPT课件

合成 细胞质 6种酶和一种蛋白质，多 酶复合体或多酶融合体
ACP 丙二酸单酰CoA
NADPH
氧化 线粒体
4种酶分散存在
CoA 乙酰CoA FAD、NAD
循环
缩合、还原、脱水、还原 脱氢、水化、脱氢、硫解
β-羟脂酰基构型 底物穿梭机制
对HCO3及柠檬酸的要 求
方向 能量变化
D型 柠檬酸-丙酮酸穿梭
要求
CH3COSCoA
+
7 HOOCCH2COSCoA
+
14NADPH+14H+
CH3(CH2)14COOH +
7 CO2 + 6H2O +
8HSCoA + 14NADP+
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
一种辅助蛋白： 脂酰基载体蛋白（ACP）
脂肪酸合酶系统的结构 Structure of fatty acid synthases
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
脊椎动物（二聚体） 1个多肽链 7个酶（硫酯酶）
脂肪酸合酶系统的结构 p429 Structure of fatty acid synthases
四、脂肪酸合成的调节(动物)
有活
性多
聚体
去磷酸化的乙酰CoA羧化酶 (低柠檬酸激活、高脂酰CoA抑制)
乙酰CoA羧化 酶的磷酸化和 去磷酸化
蛋白激酶
磷酸酶
磷酸化的乙酰CoA羧化酶 (高柠檬酸激活、低脂酰CoA抑制)
无活 性单 体
有活性 无活性
➢ 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）
②丙二酰基转移 (丙二酸单酰转移酶)
③缩合(β-酮脂酰-ACP合酶) 乙酰乙酰-ACP
④还原(β-酮脂酰-ACP还原酶)
乙酰乙酰-ACP D-β-羟丁酰-ACP
⑤脱水(β-羟脂酰-ACP脱水酶)
反式2-烯丁酰-ACP D-β-羟丁酰-ACP
⑥还原(烯脂酰-ACP还原酶) 丁酰-ACP 反式2-烯丁酰-ACP
四轮脂肪酸 合成反应
β-羟脂酰-ACP β-羟脂酰A CP脱水酶 烯脂酰-ACP
三轮脂肪酸合成反应 软脂酰-ACP 碳链延长反应
（内质网）
十八碳-11-烯脂酰-ACP
3、多不饱和脂肪酸 的合成
去饱和酶 ➢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。
去饱和酶
植物的去饱和过程 Action of plant desaturases
苹果酸 脱氢酶
丙酮酸 羧化酶ห้องสมุดไป่ตู้
丙酮酸
苹果酸
胞质溶胶 柠檬酸
柠檬酸 裂解酶
草酰乙酸
苹果酸 脱氢酶
乙酰CoA 苹果酸
苹果 酸酶
丙酮酸
柠檬酸-丙酮酸循环
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。
糖尿病增加
脂质代谢的亚细胞定位 Subcellular localization of lipid metabolism
线粒体
细胞溶质
内质网 叶绿体
过氧物酶体
脂肪的生物合成
饱和脂肪酸的从头合成
脂
乙酰CoA的转运（柠檬酸-丙酮酸循环)
肪
丙二酸单酰CoA的生成（乙酰CoA羧化酶）
酸
16C脂肪酸链的形成（脂肪酸合酶系统FAS）
➢ 胰岛素：促 进脂肪酸合成
激素的调节作用 Hormonal signals regulate fatty a cid synthesis
五、磷脂酸 的合成
五、磷脂酸的合成
磷酸二羟 丙酮
3-磷酸甘 油脱氢酶
3-磷酸甘油
甘油 甘油激酶
五、磷脂酸的合成
3-磷酸甘油
酰基转移酶 酰基转移酶
酰基CoA合成酶 酰基CoA合成酶
一、软脂酸的合成（16C饱和脂肪酸）
人类
合成部位
动物——胞质溶胶（肝脏、脂肪组织） 植物——叶绿体、前质体
底物：乙酰Co A
葡萄糖
产物：＜16碳的饱和脂肪酸
➢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
1、乙酰Co A的跨膜转 运
线粒体基质 柠檬酸
柠檬酸 合酶
草酰乙酸
⑵脂肪酸合酶催化的各步反应（大肠杆菌）
① 乙酰（脂酰）基转移(乙酰转移酶) ② 丙二酰基转移(丙二酸单酰转移酶) ③ 缩合(β-酮脂酰-ACP合酶) ④ 还原(β-酮脂酰-ACP还原酶) ⑤ 脱水(β-羟脂酰-ACP脱水酶) ⑥ 还原(烯脂酰-ACP还原酶)
脂肪酸合酶系统有两个活性巯基
中央巯基(ACP) 外围巯基(β-酮脂酰-ACP合酶)
Cytb5 还原酶
去饱和酶
(双键)
Cytb5 还原酶
植物:铁 硫蛋白
油酰辅酶A
去饱和酶
硬脂酰辅酶A
(脂酰基的单键)
2、厌氧途径（单不饱和脂
肪酸的合成）
➢发生在脂肪酸合成 的过程中
➢在C8∶0或C10∶0 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
生物素的羧化作用
生物素 生物素的转羧基作用
生物素羧基载体蛋白（BCCP） 生物素羧化酶（BC） 羧基转移酶（CT）
BCCP
BC
CT
生物素
CO2
乙酰CoA
乙酰CoA羧化酶作用机制示意图
3、脂肪酸合酶催化的各步反应
⑴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）
六种酶
乙酰转移酶 丙二酸单酰转移酶 β-酮脂酰-ACP合酶 β-酮脂酰-ACP还原酶 β-羟脂酰-ACP脱水酶 烯脂酰-ACP还原酶
① 乙酰（脂酰）基转移(乙酰CoA转移酶,AT) ② 丙二酰基转移(丙二酸单酰转移酶,MT) ③ 缩合(β-酮脂酰-ACP合酶,KS) ④ 还原(β-酮脂酰-ACP还原酶,KR) ⑤ 脱水(β-羟脂酰-ACP脱水酶,HD) ⑥ 还原(烯脂酰-ACP还原酶,ER)
①乙酰（脂酰）基转移 (乙酰转移酶)
脂酰-CoA（Cn+2）
三、不饱和脂肪酸的合成
动物的肝脏和脂肪组织 氧化途径 某些植物和低等需氧生物
单不饱和脂肪酸的合成
高等微生物
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。
1、氧化途径（单不饱和脂肪酸的合成）
去饱和酶复合体：去饱和酶及一系列的电子传递体组成
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
原核生物 乙酰CoA羧化酶
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）
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
丁酰基转移至β-酮 酰-ACP合酶的Cys 上
⑦释放(软脂酰-ACP硫酯酶)
丁酰-ACP
甘油三酯和 磷脂的合成
软脂酰-ACP
软脂酸
乙酰转移酶
丙二酸单酰转移酶
软
β-酮脂酰-ACP合酶
脂
β-酮脂酰-ACP还原酶
酸
的
合 β-羟脂酰-ACP脱水酶
成
烯脂酰-ACP还原酶
β-酮丁酰基 β-羟脂酰基 反式2-烯丁酰基 丁酰基
总反8 应乙：酰CoA + 7 ATP+ 14 NADPH+14H+ 软脂酸 + 14 NADP+ + 8CoASH + 7 ADP+ 7Pi+6H2O
氧化分解
合成
脱氢 还原
脂
肪
水化
脱水
酸 合
成
与
β
氧
脱氢 还原
化 的
比
较
硫解 缩合
丙二酸 单酰
脂肪酸合成与β-氧化的比较
细胞中部位
酶系
酰基载体 二碳片段 电子供体（受体）
磷脂酸
六、甘油三酯的合成
磷脂酸磷酸酶
磷脂酸
1,2-甘油二酯 脂酰转移酶
磷脂酸合成途径
甘油磷脂 甘油三酯
六、甘油三酯的合成
甘油一酯途径
六、甘油三酯的合成
膳食碳水化 合物
膳食蛋白质
胰岛素
胰岛素对甘油三酯合 成的调节 Regulation of triacylgl ycerol synthesis by ins ulin
的 生
脂肪酸碳链的延长
⑦⑥⑤④③②①
物 合 成
不饱和键的形成
释放
还原
脱水
还 原
缩合
丙 二
酰基
转移
乙 酰（脂 酰）基
转移
三酰甘油
3-磷酸甘油
磷酸二羟丙酮
感谢下 载
甲基到羧基 消耗ATP及NADPH
L型 脂酰肉碱穿梭
不要求
羧基到甲基 产生ATP
产物
16碳以内的脂肪酸
18碳可彻底降解
二、软脂酸碳链的延长 p431
乙酰-CoA β-酮酰-CoA
脂酰-CoA 硫解酶
L-β-羟酰-C oA脱氢酶
烯脂酰-CoA水化酶L-β-羟脂酰-CoA 反式△2-烯脂酰-CoA
烯脂酰CoA还原酶 线粒体脂肪酸延长反应过程
磷脂酰胆碱含 油酸(18∶1)
磷脂酰胆碱含 亚油酸(18∶2)
磷脂酰胆碱含 亚麻酸(18∶3)
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 Synthesi zed from Linoleic Acid by M ammals
去饱和
延长 （内质 网） 去饱和
四、脂肪酸合成的调节(动物)
苹果酸
草酰乙酸 柠檬酸
肉碱脂酰 转移酶Ⅰ 乙酰CoA羧化酶 （变构酶）
柠檬酸
软脂酰CoA
(变构激活) (反馈抑制)
肉碱
脂酰CoA
丙二酸单 酰CoA
四、脂肪酸合成的调节(动物)
乙酰CoA羧化酶(A CC)的调节方式
变构调节 依赖激素的共价修饰
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）
10 脂质代谢
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
10.4 脂肪酸的 生物合成
脂肪肝
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
酵母的脂肪酸合酶
哺乳动物的脂肪酸合酶
泛酸
脂酰基载体蛋白 Acyl carrier protein (ACP)
4-磷酸泛酰 巯基乙胺
酰基载体蛋白(ACP) 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）
(CoA)
4'-磷酸泛酰巯基乙胺
ser36
ACP和CoA分子中的磷酸泛酰巯基乙胺基团