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文档简介
10.LipidmetabolismHuangxiaoLinyiuniversityKeynotesStructuresandrolesoffattyacidsFattyacidbreakdownFattyacidsynthesisTriacylglycerols10.1Structuresandrolesoffattyacids
Fattyacidshavealonghydrocarbonchainwithaterminalcarboxylicacidgroup.Mostfattyacidshaveanevennumberofcarbonatomsinanunbranchedchain.Saturatedfattyacidshavenodoublebondsbetweenthecarbonatoms,whereasmono-andpolyunsaturatedfattyacidshaveoneormoredoublebonds.Fattyacidshavefourmajorbiologicalroles:1)Theyarecomponentsofmembranes(glycerophospholipidsandsphingolipids)2)Severalproteinsarecovalentlymodifiedbyfattyacids.3)Theyactasenergystores(triacylglycerols)andfuelmolecules.4)Fattyacidderivativesserveashormonesandintracellularsecondmessengers.10.2FattyacidbreakdownOverviewActivationTransportintomitochondriaβ-oxidationpathwayEnergyyieldKetonebodies1.overviewFattyacidbreakdownbringsabouttheoxidationoflong-chainfattyacids.ThefattyacidsarefirstconvertedtotheiracylcoenzymeAderivativesandthendegradedbythesuccessiveremovaloftwo-carbonunitsfromtheendofthefattyacidasacetylCoA.
RCOOH+CoA—SHRCO~SCoAAcylCoAsynthetase
ATPAMP+PPiMg2+
H2O2PithereactionisirreversiblefattyacidacylCoA3.Transportintomitochondria
longerchainacylCoAsdonotreadilycrosstheinnermitochondrialmembrane,andrequireaspecifictransportmechanism.RCO-SCoACoA-SHtransferase(CH3)3N+-CH2CH-CH2COOHOHcarnitine(CH3)3N+CH2CHCH2COOHRCO-Oacylcarnitine
R-COSCoA
H-SCoAcarnitineR-CO-carnitine
R-CO-carnitine
H-SCoA
carnitine
R-COSCoA
transferaseⅠβ-oxidationtransferaseⅡInnermitochondrialmembrane4.β-OxidationpathwayOxidation(byFAD)HydrationOxidation(byNAD+)Thiolysis
①
oxidation
acylCoAdehydrogenaseFADFADH2②
hydration
RCH2CCCO~CoAHH
trans2-enoylCoA
enoylCoAhydratase
H2OOHRCH2CHCH2CO~SCoA3-hydroxyacylCoA1.5ATPrespiratorychainOR-CH2-
CH2C-SCoA||OHRCH2CHCH2CO~SCoA
③
oxidation
NAD+NADH+H+dehydrogenase④
thiolysis
CH3CO~SCoA
RCH2CO~SCoA
(1)(2)(3)(4)3-ketoacylCoARCH2C~SCoAOCH2COCoA-SHketothiolase
2.5ATPrespiratorychain
roundreaction
Oxidationofodd-chainfattyacidRacemaseB12CH3-CH2-COCoAPropionylCoAHOOC-CH2-CH2-COCoASuccinylCoA5.Energyyield(C16:0)
PalmitoylCoA+7FAD+7NAD++7CoA-SH+7H2O→8acetylCoA+7FADH2+7(NADH+H+)PalmitoylCoA+7FAD+7CoA+7H2O7Reactioncyclesof-Oxidation8acetylCoA+7FADH2+7(NADH+H+)Summary
2.-oxidation:7FADH2:
10.5(14)ATPsproduced,7(NADH+H+):17.5(21)ATPsproduced,3.Tricarboxylicacidcycleandoxidativephosphorylation8acetylCoA:80(96)ATPsproduced.Total106(129)ATPsproduced1.FrompalmitatetopalmitoylCoAconsumed2ATPs
Doyouthinkthattheyoungmantakes250gofbutterperdayfor3days?Really!Oh,soStupid!theremustbelotsofketonebodiesinhisurine
10.3FattyacidsynthesisOverviewTransportintothecytosolThepathway1.Overview
Fattyacidsynthesisinvolvesthecondensationoftwo-carbonunits,intheformofacetylCoA,toformlonghydrocarbonchainsinaseriesofreactions.citrateoxaloacetatepyruvateH2OATPCO2AcetylCoA
mitochondrioncytosol
citrateoxaloacetateAcetylCoAATP,CoASHADP+Pi
malatepyruvateNADH+H+NAD+NADP+NADPH+H+CO2malate
PyrcarboxylaseFattyacidsynthesis
PalmiticacidisthefirstsynthesizedfattyacidfromacetylCoA.Allotherfattyacidsaremadebythemodificationofpalmiticacid.AcetylCoAMalonylCoApalmitateOtherfattyacids①②③
3.Thepathway
CondensationCH3-C~ACP+=OHOOC-CH2-C~ACPO=
condensingenzymeCH3-C-CH2-C~ACPO=O=+CO2
ReductionCH3-C-CH2-C~SACPO=O=+NADPH++
H+
reductaseCH3-CH-CH2-C~ACPO-OH=+NADP+
DehydrationCH3-CH-CH2-C~ACPO
︱OH==-C-C==CO-CH3-HH~ACP
dehydratase+H2O
Reduction-C==CO-CH3HH~ACPC-=-
32+NADPH+H+
reductaseCH3-CH2-CH-C~ACPO=+NADP+
C==CO-CH3-HH
ComparisonbetweenCoAandACPThecomparisonbetweensynthesisofpalmitateand-oxidationoffattyacidsynthesisofpalmitate-oxidationoffattyacid
1.Locationcytosolmitochondrialmatrix2.LinkedtoacylcarrierproteinCoA
with4-phosphopantetheinewith4-phosphopantetheine3.EnzymesacetylCoAcarboxylase4enzymesfattyacidsynthetase(multifunctionalenzyme)4.2CstwocarbonsfromreleasetwocarbonsasmalonylCoAacetylCoA5.CoenzymesNADPHNAD+,FAD6.ProductpalmitateacetylCoA10.4Triacylglycerols
1.breakdownoftriacylglycerollipaseslipas
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