脂肪酸及脂肪的合成.ppt

1、,脂肪酸及脂肪的合成,主要内容,一、软脂酸的从头合成 二、脂肪酸碳链的延长 三、不饱和脂肪酸的的合成 四、脂肪的合成 五、脂肪酸合成的调节,一、软脂酸的从头合成,脂肪酸及脂肪的合成,1、合成部位 2、合成原料 3、合成过程 4、从头合成与氧化比较,返回,在肝、肾、脑、肺、乳腺及脂肪等多种组织的胞浆中均含有脂肪酸合成酶系，肝脏是人体合成脂肪酸的主要部位，其合成能力最强，约比脂肪组织大89倍。,1. 合成部位,脂肪酸及脂肪的合成,脂肪酸合成的碳源主要来自糖氧化分解、-氧化和氨基酸氧化分解产生乙酰CoA，它们都存在于线粒体中。,ATP、NADPH、HCO3-(二氧化碳)及Mn2+等。,线粒体中的乙酰

2、 CoA，需通过柠檬酸-丙酮酸循环（或称柠檬酸穿梭系统）运到胞浆中，才能供脂肪酸合成所需。,其中NADPH主要来自胞浆中的磷酸戊糖途径，其次是柠檬酸穿梭系统。,2. 合成原料来源,脂肪酸及脂肪的合成,柠檬酸穿梭系统：,(1)丙二酸单酰CoA的合成,CH3COSCoA + HCO3- + ATP,乙酰CoA羧化酶,Mn2+、生物素,HOOC-CH2COSCoA + ADP + Pi 丙二酸单酰 CoA,在胞浆中进行,HCO3-+ATP,ADP+Pi,酶-生物素,酶-生物素-CO2,丙二酰单酰CoA,乙酰CoA,机理：,关键酶,3. 合成过程,脂肪酸及脂肪的合成,乙酰CoA羧化酶活性的调节：,H2

3、O,柠檬酸,ATP,ADP,cAMP活化的 蛋白激酶,Pi,蛋白磷酸酶2A,单体(无活性),多聚体(有活性),（2）脂肪酸合成酶系,动物细胞脂肪酸合成酶系包括 7种不同功能的酶和酰基载体蛋白（acyl carrier protein ACP)，都存在于一条肽链上的七个功能区（结构域），由一个基因编码；酵母细胞中该酶系包含六个酶和ACP，定位于两条肽链上；大肠杆菌的该酶系含六个酶及ACP共七条肽链。,脂肪酸及脂肪的合成,E.coli 的酰基载体蛋白（ACP）：,脂肪酸合成过程中的酰基载体,含77个氨基 酸残基。其辅基为4-磷酸泛酰巯基乙胺（Pn)连 接Ser32-OH上，活性基团为巯基，故写为A

4、CP-SH，巯基为结合并转运脂酰基的部位。ACP-SH为整个 合成体系的中心。,脂肪酸及脂肪的合成,辅酶A-SH与ACP-SH比较:,脂肪酸合成中的酰基载体,脂肪酸分解中的酰基载体,（3）丙二酸单酰CoA转变为软脂酸的过程:, 转移,过程一,脂肪酸及脂肪的合成, 缩合脱羧（-酮脂酰-ACP合成酶）, 还原、脱水、再还原,-羟酰ACP脱水酶,过程二,脂肪酸及脂肪的合成,CH3CH2(CH2)13COOH,+,再经6次循环,软脂酸,过程三,KS,KS,MT,KS,HD,KR,ER,KS,KS,AT,脂肪酸合成酶系结构与催化的反应,乙酰CoA7丙二酸单酰CoA 14NADPH14H+H2O,软脂酸1

5、4NADP+7CO27H2O8CoA-SH,脂肪酸合成酶系 （7次循环）,软脂酸（16C）合成的总反应式：,脂肪酸及脂肪的合成,4、脂肪酸的从头合成与氧化比较:,返回,二、脂肪酸碳链的延长, 软脂酰CoA或软脂酸生成后，可在光滑内质网及线粒体经脂肪酸碳链延长酶系的催化作用下，形成更长碳链的饱和脂肪酸。,延长途径,线粒体延长途径：基本上是-氧化的逆过程，只是NADPH2 作为供氢体参与第二次还原反应。,光滑内质网延长途径：与从头合成类似，只是辅酶A作为酰基载体，丙二酰辅酶A提供二碳单位。,脂肪酸及脂肪的合成,Fatty acids longer than 16 carbon can be pro

6、duced in smooth ER (using malonyl-CoA to provide 2-carbon units),光滑内质网上脂肪酸的延长途径,脂肪酸及脂肪的合成,三、不饱和脂肪酸的合成,人体内有4，5，8及9去饱和酶，催化饱和脂肪酸引入双键，使之转变为不饱和脂肪酸。,至今在体内尚未发现有9以上的去饱和酶，即在第10C与甲基末端之间不能形成双键。,必需脂肪酸: 指人体不能合成，必需由食物提供的脂肪酸，有2种：,亚油酸(18C:29,12 ）,亚麻酸(18C:39,12,15 ),脂肪酸及脂肪的合成,饱和脂肪酸,不饱和脂肪酸,饱和脂肪酸经去饱和酶催化加氧去饱和生成不饱和脂肪酸,四

7、、脂肪的合成,(一) 合成部位,以肝、脂肪组织及小肠为主， 其中肝的合成能力最强。,脂肪酸及脂肪的合成,(二) 合成过程,1、甘油一酯途径,CoASH,MG,DG,TG,脂肪酸及脂肪的合成,2、磷脂酸-甘油二酯途径,葡萄糖,磷脂酸,TG,五、 脂肪酸合成的调节,1. 代谢物的影响,进食糖,糖代谢,NADPH+乙酰CoA+ATP,合成脂肪有关的酶的活性,异柠檬酸 脱氢酶,(),、异柠檬酸,(+),乙酰CoA 羧化酶,柠檬酸裂解,脂肪酸合成,透出线粒体,柠檬酸,乙酰CoA,饥饿、糖供应不足,脂肪动员,（一）,脂酰CoA,乙酰CoA羧化酶活性,（胞液）,（一）,柠檬酸合酶,（线粒体）,透出线粒的柠檬

8、酸,乙酰CoA羧化酶激活作用,生成乙酰CoA,脂肪酸的合成,脂肪酸合成的调节,脂肪酸及脂肪的合成,2. 激素的调节,胰岛素是调节脂肪合成的主要激素。,乙酰CoA,柠檬酸,丙二酸单酰CoA,软脂酰CoA,胰岛素,（+）,柠檬酸 裂解酶,乙酰 CoA 羧化酶,脂肪酸合成的调节（3）,（一）,磷脂的代谢,甘油磷脂（磷脂酰甘油）：由甘油构成的磷脂，是生物膜的主要组分。,鞘氨醇磷脂：含鞘氨醇而不含甘油的磷脂，是神经组织各种膜（如神经髓鞘）的主要结构脂之一。,磷脂含磷酸复合脂,磷脂的代谢,一、甘油磷脂的代谢,（一）、甘油磷脂的组成及种类 （二）、甘油磷脂的合成 （三）、甘油磷脂的分解,（一）、甘油磷脂的组

9、成及种类,甘油磷脂的 分子结构：,磷脂酰胆碱(卵磷脂)(PC),磷脂酰乙醇胺(脑磷脂)(PE),磷脂酰丝氨酸,X= -CH2CH2N+(CH3)3,X= -CH2CH2NH3+,X= -CH2CH2NH2COOH,磷脂的代谢,（二）、甘油磷脂的合成,1.合成部位：,2.合成原料：,甘油、脂肪酸、磷酸盐、胆碱、乙醇胺,丝氨酸、食物,食物或脂肪分解,CTP、ATP、丝氨酸、肌醇等,3.合成过程,全身各组织，肝、肾、肠最活跃。,磷脂的代谢,（1）CDP-胆碱、CDP-乙醇胺的生成(关键性步骤),HOCH2CH2NH2,HOCH2CH2N+(CH3)3,CDPOCH2CH2NH2,CDPOCH2CH2

10、N+(CH3)3,CDP-乙醇胺,CDP-胆碱,（2）甘油二酯途径 :,磷脂酸,1，2-甘油二酯,CDP-胆碱,磷脂酰胆碱,磷脂酰乙醇胺,磷脂酰 丝氨酸,磷酸乙醇胺转移酶,：磷脂酰 ：乙醇胺丝氨酸转移酶,CDP-乙醇胺,（3）CDP-甘油二酯途径 :,磷脂酸,CDP-甘油二酯,磷脂酰丝氨酸,二磷脂酰甘油,磷脂酰肌醇,合成酶,（三）、甘油磷脂的降解,存在于细胞溶酶体、蛇、蜂、蝎毒。产物为溶血磷脂2。,存在于细胞膜及线粒体膜、蛇、蜂、蝎毒。产物为溶血磷脂1。急性胰腺炎时，组织中的溶血磷脂A2原被激活。,存在于细胞膜、蛇毒及某些细菌,主要存在于高等植物，动物脑组织亦有。,磷脂酶 A1 :,磷脂酶 A

11、2 :,磷脂酶 C :,磷脂酶 D :,磷脂酶 B1 :,磷脂酶 B2 :,水解溶血磷脂1,水解溶血磷脂2,二、鞘磷脂的代谢,(一)鞘磷脂的化学结构,n多在1222之间,CO(CH2)n(CH2)3,鞘氨醇,m多为12,鞘磷脂,神经酰胺,磷脂的代谢,(二) 鞘磷脂的合成,全身各组织（尤其脑）内质网。,1. 鞘氨醇的合成,软脂酰CoA,二氢鞘氨醇,丝氨酸,鞘氨醇, -二氢 鞘氨酮,2、神经酰胺的合成,鞘氨醇,神经酰胺,磷脂的代谢,鞘磷脂,神经酰胺,3、 鞘磷脂的合成,磷脂的代谢,胆固醇的代谢,主要内容,一、胆固醇在体内的分布 二、胆固醇的生理功能 三、食物中胆固醇的吸收 四、胆固醇的生物合成 五

12、、胆固醇的转化,胆固醇的代谢,一、胆固醇的分布：,广泛存在于全身各组织，2gCh/1000g 体重。脑、肝、肾、肠等内脏含量较高。,二、胆固醇的生理功能：,是生物膜和神经髓鞘的重要组分，对调节膜的流动性、维持膜的结构与功能具重要作用。,是合成类固醇激素、胆汁酸及维生素D3的前体。,三、食物胆固醇的吸收,(一) 来源：,动物脑、内脏（肝）、蛋黄、肉类、鱼类等。,(二) 影响胆固醇吸收的因素：,1.食物胆固醇,2.胆汁酸盐,3.食物脂肪及脂肪酸,4.植物固醇,5.纤维素、果胶,6.某些药物,此外，肠道细菌能转化Ch为类固醇排出，长 期服用广谱抗生素，会增加Ch吸收。,胆固醇的代谢,四、胆固醇的生物

13、合成,(一)合成部位,全身各组织（特别是肝）的胞液及内质网。,(二)合成原料,乙酰CoA（来自柠檬酸-丙酮酸循环）、NADPH+H+、ATP,(三)合成的基本过程,包括近30步反应，分3个主要阶段。,胆固醇的代谢,1.甲羟戊酸的生成,2 CH3COSCoA,CH3COCH2COSCoA,HMG-CoA,甲羟戊酸(MVA),关键酶,2.鲨烯的生成,甲羟戊酸(MVA) (6C),异戊烯焦磷酸(IPP) (5C),鲨烯 (30C),胆固醇的代谢,3. 胆固醇的生成,羊毛固醇 (30C),鲨烯 (30C),胆固醇 (27C),胆固醇的代谢,(四) 胆固醇合成的调节,1.食物种类的影响,高糖、高饱和脂肪膳食时，能诱导 肝HMG-CoA还原酶合成。,糖及脂肪代谢产生的 乙酰CoA、ATP、NADPH+H+等增多,过多的蛋白质，因丙氨酸及丝氨酸等代谢 提供了原料乙酰CoA,胆固醇合成增加,胆固醇的代谢,2、食物胆固醇的影响,食物Ch有限地反馈抑制HMG-C