12章脂代谢2

第三节脂肪的合成代谢一、脂肪酸的生物合成1.饱和脂肪酸的合成合成部位组织：肝（主要）、脂肪、乳腺等亚细胞：胞液合成原料乙酰CoA（NADPH、ATP、HCO3﹣、Mn2+）乙酰CoA的主要来源：葡萄糖乙酰CoA主要在线粒体内产生，通过柠檬酸-苹果酸-丙酮酸循环(citrate-malate-pyruvatecycle)出线粒体。NADPH的主要来源：磷酸戊糖途径柠檬酸-苹果酸-丙酮酸循环线粒体膜胞液线粒体基质柠檬酸丙酮酸乙酰CoA柠檬酸草酰乙酸CoA乙酰CoAATPADPATP柠檬酸裂解酶CoA草酰乙酸H2O柠檬酸合酶苹果酸丙酮酸NADPH+H+NADP+苹果酸酶CO2CO2，ATP苹果酸苹果酸脱氢酶NADH+H+NAD+柠檬酸-苹果酸-丙酮酸循环（1）乙酰CoA的转运NADH+H+（2）丙二酸单酰CoA的形成乙酰CoA（生物素）丙二酸单酰CoA抑制肉碱酰基转移酶I乙酰CoA羧化酶乙酰CoA羧化酶的调节•别构调节：柠檬酸激活剂（动）；软脂酰CoA抑制剂•共价修饰调节：乙酰CoA羧化酶↔乙酰CoA羧化酶-P乙酰CoA羧化酶乙酰CoA羧化酶PATPADP蛋白激酶H2OPi蛋白磷酸酶胰高血糖素胰岛素(+)(+)（无活性）（有活性）肾上腺素AMP（3）乙酰ACP和丙二酸单酰-ACP的合成•脂酰基载体蛋白（acylcarrierprotein，ACP）ACP的磷酸泛酰巯基乙胺基CoA的磷酸泛酰巯基乙胺基•乙酰CoA+ACP-SH→乙酰-ACP+CoASH•丙二酸单酰CoA+ACP-SH→丙二酸单酰-ACP+CoASH乙酰CoA-ACP转酰基酶，乙酰CoA转酰酶（ACP-酰基转移酶）丙二酰CoA-ACP转酰基酶，丙二酰CoA转酰酶（ACP-丙二酸单酰转移酶）（4）脂肪酸合成步骤从乙酰CoA及丙二酰CoA合成长链脂酸，是一个重复加成过程，每次延长2个碳原子。各种生物合成脂酸的过程基本相似：缩合、加氢、脱水、再加氢脂肪酸合酶复合物（fattyacidsynthasecomplex）•脂酰基载体蛋白（ACP）•乙酰CoA-ACP转酰基酶（AT）•丙二酰CoA-ACP转酰基酶（MT）•β-酮脂酰-ACP合成酶（KS）•β-酮脂酰-ACP还原酶（KR）•羟脂酰-ACP脱水酶（HD）•烯脂酰-ACP还原酶（ER）ACP—SH：ACP磷酸泛酰巯基乙胺上的－SH（中央巯基）Cys－SH：β-酮脂酰－ACP合酶上半胱氨酸的－SH（外围巯基）SHACPESCOCH3SCOCH3ACPESHSACPESCOCH3COCH2COOHSHACPESH转酰基酶1bNADP+NADPH+H+烯脂酰-ACP还原酶6加氢5HOH脱水NADP+NADPH+H+4加氢CoASHHOOCCH2CO-SCoA丙二酰CoA-ACP转酰基酶2装载CO2β-酮脂酰-ACP合酶3缩合启动HSCoA乙酰CoA-ACP转酰基酶CH3COSCoA1aSCOCH2ACPCCH3ESHO乙酰乙酰-ACPSCOCH2ACPCHESHOHCH3D-β-羟丁酰ACPSCOCHACPCHESHCH3丁烯酰-ACPSCOCH2ACPCH2CH3ESH丁酰-ACP丁酰基由ACP上转移至CE*上CE：condensingenzyme—酶复合体ACPSC=OCH2CH2CH3CEHSSO=CCH2CH2CH3CEACPHS转酰基酶转位CH3COSCoA+7HOOCH2COSCoA+14NADPH+14H+CH3(CH2)14COOH+7CO2+6H2O+8HSCoA+14NADP+软脂酸合成的总反应经过7轮循环反应，每次加上一个丙二酰基，增加两个碳原子，最终释出软酯酸。7HOOCH2COSCoA：7CH3COSCoA+7CO2+7ATP→7HOOCH2COSCoA+7ADP+7Pi总反应：8乙酰CoA+7ATP+14NADPH+14H+→软脂酸+8HSCoA+14NADP++7ADP+7Pi+6H2O脂肪酸的合成与分解脂酸β-氧化脂酸合成酶系定位线粒体胞液酰基载体CoA-SHACP-SH二碳单位乙酰CoA丙二酰CoA脱氢辅酶FAD，NADNADPH对CO2需要无有能量变化产生106ATP消耗7ATP＋14NADPH动物体内正常脂肪酸合酶作用的终点：软脂酸（C16）内质网脂酸碳链延长酶系线粒体脂酸碳链延长酶系（5）脂肪酸碳链的延长2.不饱和脂酸的合成•真核生物不饱和脂肪酸合成：去饱和酶系，在已合成的饱和脂肪酸中引入双键•位置：内质网膜；4e反应形成2分子H2O•前体：软脂酸（C16），硬脂酸（C18）H++NADHNAD+E-FADE-FADH2Fe2+Fe3+Fe2+Fe3+油酰CoA+2H2O硬脂酰CoA+O2+2H+NADH-Cytb5还原酶去饱和酶Cytb52H+还原酶+去饱和酶+细胞色素组成的电子传递体哺乳动物主要有四类不饱和脂肪酸•棕榈油酸：16：1△9（ω--7）•油酸：18：1△9（ω--9）•亚油酸：18：2△9，12（ω-6）•亚麻酸：18：3△9，12，15（ω-3）*必需脂肪酸：亚油酸，亚麻酸双键引入的规律•动物所有多烯脂酸都是在以上四种不饱和脂酸的基础上进行延长和去饱和（2C延长和去饱和交替进行）的。•动物只能在△9与羧基之间引入双键，而不能在△9与末端甲基之间任何位置引入双键。•如果9位上有双键，能使6位去饱和，如果8位上有双键，能使5位去饱和。两个双键之间间隔一个亚甲基，双键均为顺式。亚油酸的合成植物组织动物体内花生四烯酸的合成前体:亚油酸花生四烯酸（20：4Δ5,8,11,14）前列腺素、血栓素、白三烯等合成前体前列腺素的合成花生四烯酸•前列腺素可增加发炎效应•阿司匹林（乙酰水杨酸）抑制前列腺素内过氧化物合酶（prostaglandinendoperoxidesynthase,PGH2synthase,cyclooxygenaseCOX）二、甘油三酯（脂肪）的合成合成部位肝脏（合成能力最强），脂肪组织合成原料磷酸甘油（甘油；葡萄糖→磷酸二羟丙酮），脂肪酸（脂酰CoA）磷酸甘油的合成甘油磷酸脂酰转移酶CoASHR1COCoA甘油磷酸脂酰转移酶CoASHR2COCoA甘油二酯转酰基酶CoAR3COCoAPiPiCHCH22OO--CHCH22OHOHCHOHCHOH3-磷酸甘油PiPiCHCH22OO--CHCH22OHOHCHOHCHOH3-磷酸甘油O=PiCHCH22OO--CHCH22OO--CC--RR11CHOCHO--CC--RR22O=磷脂酸O=PiCHCH22OO--CHCH22OO--CC--RR11CHOCHO--CC--RR22O=磷脂酸CHCH22OHOHCHCH22OO--CC--RR11CHOCHO--CC--RR22O=O=1，2-甘油二酯CHCH22OO--CC--RR33CHCH22OO--CC--RR11CHOCHO--CC--RR22O=O=O=甘油三酯CHCH22OO--CC--RR33CHCH22OO--CC--RR11CHOCHO--CC--RR22O=O=O=甘油三酯O=PiCHCH22OO--CHCH22OO--CC--RR11CHOHCHOH1-酯酰-3-磷酸甘油O=PiCHCH22OO--CHCH22OO--CC--RR11CHOHCHOH1-酯酰-3-磷酸甘油PiCHCH22OO--CHCH22OO--CC--RR11CHOHCHOHPiCHCH22OO--CHCH22OO--CC--RR11CHOHCHOH1-酯酰-3-磷酸甘油溶血磷脂酸磷脂酸磷酸酶PiH20三、脂肪、脂肪酸合成与分解的协同调控1.细胞水平的区域化调控脂肪酸合成不是脂肪酸分解的逆反应。脂肪酸合成在胞质，脂肪酸分解在线粒体中。脂肪酸和乙酰辅酶A分别由不同的转运系统进行转运。脂肪酸：脂酰肉碱转运系统；乙酰辅酶A：柠檬酸-苹果酸-丙酮酸转运系统2.酶水平的调节脂肪酸合成途径的限速酶是乙酰辅酶A羧化酶，脂肪酸分解途径的限速酶是肉碱酰基转移酶I。脂肪酸合成旺盛时，乙酰辅酶A羧化酶产物丙二酸单酰辅酶A抑制肉碱酰基转移酶I的活性，阻断脂肪酸进入线粒体的转运，从而阻止脂肪酸的氧化分解，实现两条相反途径的协同调控。3.激素水平的调控胰高血糖素、肾上腺素等促脂解激素胰岛素抗脂解激素通过可逆磷酸化/脱磷酸化作用对脂肪酸合成与分解进行协同调控。乙酰CoA羧化酶乙酰CoA羧化酶PATPADP蛋白激酶H2OPi蛋白磷酸酶胰高血糖素胰岛素(+)(+)（无活性）（有活性）肾上腺素AMP第四节磷脂和鞘脂的代谢一、磷脂的代谢1.磷脂的结构、种类、作用组成：甘油、脂肪酸、磷酸、含氮化合物结构：含一个极性头、两条疏水尾功能：构成生物膜的磷脂双分子层；参与细胞信号转导含磷酸的脂类：甘油磷脂——由甘油构成的磷酯CH2CHCH2OOOCO(CH2)mCH3CO(CH2)nCH3POOXOHX=胆碱、乙醇胺、丝氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等机体内几类重要的甘油磷脂磷脂酰胆碱胆碱CH2O-C-R1R2C-O-CHCH2O-P-O—XOHOOOOOOPLA1PLA2PLCPLD2.磷脂的分解代谢酶：磷脂酶(phospholipase,PLA)产物：甘油，脂肪酸，磷酸，含氮碱，中间产物磷脂酶专一水解位产物A1C1R1+溶血磷脂A2C2R2+溶血磷脂CC3甘油二酯+磷酰胆碱D磷酸与取代基间磷酯键磷脂酸+取代基3.磷脂的合成代谢二个关键物质：磷脂酸，CTP以CDP-甘油二酯为活性中间体合成磷脂酰丝氨酸（PS）和磷脂酰肌醇（PI）——原核以CDP-乙醇胺和CDP-胆碱为活性中间体合成磷脂酰乙醇胺（PE）和磷脂酰胆碱（PC）——真核不同磷脂可相互转变磷脂酸胞苷转移酶合酶S-腺苷-Met磷脂酰胆碱CO2二、鞘脂的代谢1.鞘脂化学组成及结构鞘脂(sphingolipids)含鞘氨醇(sphingosine)或二氢鞘氨醇的脂类。生物膜重要成分(红细胞）；神经组织、脑组织（神经细胞轴突鞘髓）；血浆脂蛋白组分按取代基X的不同，鞘脂分为：鞘糖酯、鞘磷脂X----磷脂胆碱、磷脂乙醇胺、单糖或寡糖2.鞘脂的合成神经节苷脂：含有唾液酸的鞘糖脂的总称Gal：半乳糖Glc：葡萄糖GalNAc：N-乙酰半乳糖胺NAN：N-乙酰神经氨糖酸（唾液酸）神经节苷脂的生理意义•头部糖基（延伸至细胞膜表面）——某些脑下垂体糖蛋白激素受体•细菌蛋白毒素（霍乱毒素）受体•可能参与胞间多糖识别——细胞生长、分化3.鞘磷脂的降解•鞘糖脂：顺序去糖基Tay-sachsdisease(泰萨氏幼年型黑朦白痴病)缺乏氨基己糖酶A•鞘磷脂：神经鞘磷脂酶磷脂胆碱N-脂酰鞘氨醇神经鞘磷脂