生物化学:脂类代谢山农大生物化学与分子生物学系第1页 第六章脂类代谢 第一节生物体内的脂类 第二节脂肪的降解 第三节脂肪的合成 第四节类脂代谢
生物化学: 脂类代谢 山农大生物化学与分子生物学系 第 1 页 共 16 页 1 第六章 脂类代谢 第一节 生物体内的脂类 第二节 脂肪的降解 第三节 脂肪的合成 第四节 类脂代谢
生物化学脂类代谢山农大生物化学与分子生物学系第2页共16页 第一节生物体内的脂类 脂类:是脂肪、类脂及其衍生物的总称,不溶于水而溶于有机溶剂一类生物分 功能:(1)生物膜的成分磷脂、糖脂及胆固醇是膜脂类的三种 主要类型。 (2)重要能源 (3)具有营养、代谢及调节功能VA、VD、VE、V、胆酸及固醇类激 素等。 (4)保护作用防止机械损伤、热量散失 (5)与细胞识别、种特异性及组织免疫等有密切关系 脂类按化学结构和组成可分为三大类: 、单纯脂质 是脂肪酸(C4以上)和醇(甘油醇和高级一元醇)构成的酯。 又分为脂肪(室温下:液态→油;固态→脂 甘油+3个不同脂肪酸(多为偶数碳原子→脂肪) 蜡:高级脂肪酸(C1-C3)+高级醇(C26-C28)或固醇→蜡 、复合脂质 单纯脂质+非脂溶性物质 磷脂 含磷酸的单纯脂质衍生物,生物膜的主要成分 2、糖脂 即糖脂酰甘油,糖苷与甘油分子第三个羟基以糖苷键相连,甘油的另两 个羟基被脂肪酸脂化。 主要存在于:动物神经系统、植物叶绿体及代谢活跃部位。 三、非皂化脂质 特点:大都不含脂肪酸 包括萜类、类固醇类及前列腺素等 (一)萜类 萜类和类固醇类(除胆固醇外)都是不含脂肪酸的非皂化脂质,而且均为异戊 二烯的衍生物,又称异戊二烯的脂质
生物化学: 脂类代谢 山农大生物化学与分子生物学系 第 2 页 共 16 页 2 第一节 生物体内的脂类 脂类：是脂肪、类脂及其衍生物的总称，不溶于水而溶于有机溶剂一类生物分 子。 功能：（1）生物膜的成分 磷脂、糖脂及胆固醇是膜脂类的三种 主要类型。 （2）重要能源 （3）具有营养、代谢及调节功能 VA、VD、VE、VE、胆酸及固醇类激 素等。 （4）保护作用 防止机械损伤、热量散失 （5）与细胞识别、种特异性及组织免疫等有密切关系 脂类按化学结构和组成可分为三大类： 一、 单纯脂质 是脂肪酸（C4 以上）和醇（甘油醇和高级一元醇）构成的酯。 又分为 脂肪（室温下：液态→油；固态→脂）： 甘油+3 个不同脂肪酸（多为偶数碳原子→脂肪） 蜡：高级脂肪酸（C12—C32）+高级醇（C26—C28）或固醇→蜡 二、 复合脂质 单纯脂质+非脂溶性物质 1、 磷脂 含磷酸的单纯脂质衍生物，生物膜的主要成分 2、糖脂 即糖脂酰甘油，糖苷与甘油分子第三个羟基以糖苷键相连，甘油的另两 个羟基被脂肪酸脂化。 主要存在于：动物神经系统、植物叶绿体及代谢活跃部位。 三、非皂化脂质 特点：大都不含脂肪酸 包括萜类、类固醇类及前列腺素等 （一）萜类 萜类和类固醇类（除胆固醇外）都是不含脂肪酸的非皂化脂质，而且均为异戊 二烯的衍生物，又称异戊二烯的脂质
生物化学:脂类代谢山农大生物化学与分子生物学系 异戊二烯的结构: CH2=C-CH=CH 由二个异戊二烯构成的萜为单萜例柠檬苦素(柠檬油主成分) 三个异戊二烯构成的萜为倍半萜法尼醇(昆虫保幼激素) 四个异戊二烯构成的萜为二萜叶绿醇(叶绿素组分) 单萜结构 (二)固醇类 为环状高分子一元醇,可离态或与脂肪酸结合成酯的形式存在,都含环戊烷多 氢菲母核。 菲 环戊烧多氢菲 固醇类基本结构 第二节脂肪的降解 脂肪是由甘油的三个羟基与三个脂肪酸缩合而成,也称为甘油三酯 脂肪是动物体内重要的贮能物质,当机体需要时,贮存在脂肪细胞中的脂肪被 脂肪酶逐步水解为游离脂肪酸和甘油并释放进入血液,被其他组织氧化利用,这- 过程也称为脂肪动员作用。水解产物脂肪酸和甘油在动物体内经扩散作用进入肠黏 膜细胞,再经淋巴系统进入血液。 脂肪的酶促降解 脂肪酶 甘油二酯酶 甘油单酯酶 1、动物:甘油三酯一→甘油二酯、“油单酯→甘油 脂肪酸 肪酸 脂肪酸 2、植物:由α一脂酶完成。 、甘油命运
生物化学: 脂类代谢 山农大生物化学与分子生物学系 第 3 页 共 16 页 3 异戊二烯的结构： 由二个异戊二烯构成的萜为单萜 例柠檬苦素（柠檬油主成分） 三个异戊二烯构成的萜为倍半萜 法尼醇（昆虫保幼激素） 四个异戊二烯构成的萜为二萜 叶绿醇（叶绿素组分） 单萜结构 (二)固醇类 为环状高分子一元醇，可离态或与脂肪酸结合成酯的形式存在，都含环戊烷多 氢菲母核。 菲 环戊烧多氢菲 固醇类基本结构 第二节 脂肪的降解 脂肪是由甘油的三个羟基与三个脂肪酸缩合而成，也称为甘油三酯。 脂肪是动物体内重要的贮能物质，当机体需要时，贮存在脂肪细胞中的脂肪被 脂肪酶逐步水解为游离脂肪酸和甘油并释放进入血液，被其他组织氧化利用，这一 过程也称为脂肪动员作用。水解产物脂肪酸和甘油在动物体内经扩散作用进入肠黏 膜细胞，再经淋巴系统进入血液。 一、 脂肪的酶促降解 脂肪酶 甘油二酯酶 甘油单酯酶 1、动物：甘油三酯 甘油二酯 甘油单酯 甘油 脂肪酸 脂肪酸 脂肪酸 2、 植物：由α—脂酶完成。 二、甘油命运 C H 2 = C - C H = C H 2 C H 3
生物化学:脂类代谢山农大生物化学与分子生物学系 脂肪动员的结果使脂肪分解成游离脂肪酸和甘油,,然后进入血液。甘油经血 液运送至肝、肾、肠等组织,主要在肝中甘油激酶的催化下,转变为α一磷酸甘油。 甘油一甘油激E 脂肪合成 一a-磷酸甘油 脱氢E 脂肪合成 ATP ADP 2DHAK国m ⑨(TC 糖异生 脂肪酸的氧化分解 脂肪酸在体内氧化分解供给能量,氧化分解存在几条不同的途径,主要有β 氧化、a一氧化、ω一氧化 (一)β-氧化(主要途径):是19世纪初提出的 是发生在脂肪酸β-碳原子上的氧化作用,即在一系列酶的作用下,a、B碳 原子之间断裂,分解下两个碳,β-碳原子被氧化成羧基,生成少了两个碳的脂肪酸 1、历程 五种E催化的五步反应完成 (1)脂肪酸的活化:在细胞液中进行,在脂酰COA合成酶的,脂肪酸转变为脂酰 COA的过程,该过程需要COA和ATP的参与,注意 ATPAMP相当于消耗2 分子ATP脂酰COA需经运载系统进入线粒体才能进行β-氧化(在线粒体中进行) 该运载系统后面讲 (2)脱氢:在脂酰COA脱氢酶的催化下,脂酰COA在α、β位碳原子上脱氢 形成a、β一烯脂酰COA,同时FAD接受氢被还原成FADH (3)水化:在烯脂酰COA水化酶的催化下,烯脂酰COA在双键上加上一分子水,形 成β一羟脂酰COA。 (4)脱氢:在β一羟脂酰C0A脱氢酶的催化下,B一羟脂酰COA的β位上的羟基脱 氢氧化成B一酮脂酰COA,同时NAD接受氢被还原成NADH (5)硫解:在β一酮脂酰C0A硫解酶(简称硫解酶)的催化下,β一酮脂酰C0A在
生物化学: 脂类代谢 山农大生物化学与分子生物学系 第 4 页 共 16 页 4 脂肪动员的结果使脂肪分解成游离脂肪酸和甘油，，然后进入血液。甘油经血 液运送至肝、肾、肠等组织，主要在肝中甘油激酶的催化下，转变为α—磷酸甘油。 二、 脂肪酸的氧化分解 脂肪酸在体内氧化分解供给能量，氧化分解存在几条不同的途径，主要有β- 氧化、α—氧化、ω—氧化。 （一）β-氧化（主要途径）：是 19 世纪初提出的。 是发生在脂肪酸β-碳原子上的氧化作用，即在一系列酶的作用下，α、β碳 原子之间断裂，分解下两个碳，β-碳原子被氧化成羧基，生成少了两个碳的脂肪酸。 1、历程 五种 E 催化的五步反应完成 （1）脂肪酸的活化：在细胞液中进行，在脂酰 COA 合成酶的，脂肪酸转变为脂酰 COA 的过程，该过程需要 COA 和 ATP 的参与，注意 ATP AMP 相当于消耗 2 分子 ATP。脂酰 COA 需经运载系统进入线粒体才能进行β-氧化（在线粒体中进行）。 该运载系统后面讲。 （2）脱氢：在脂酰 COA 脱氢酶的催化下，脂酰 COA 在α、β位碳原子上脱氢， 形成α、β—烯脂酰 COA，同时 FAD 接受氢被还原成 FADH2。 （3）水化：在烯脂酰 COA 水化酶的催化下，烯脂酰 COA 在双键上加上一分子水，形 成β—羟脂酰 COA。 （4）脱氢：在β—羟脂酰 COA 脱氢酶的催化下，β—羟脂酰 COA 的β位上的羟基脱 氢氧化成β—酮脂酰 COA，同时 NAD 接受氢被还原成 NADH。 （5）硫解：在β—酮脂酰 COA 硫解酶（简称硫解酶）的催化下，β—酮脂酰 COA 在 甘油 甘油激E α − 磷酸甘油 脂肪合成 糖异生 脂肪合成 ATP ADP 2H DHAP EMP TCA 脱氢E
生物化学:脂类代谢 山农大生物化学与分子生物学系 第5页共16页 α和β位之间被1分子C0A硫解,产生乙酰COA和缩短了两个碳原子的脂酰COA 后四步反应组成了1次β-氧化。 注意:以上4步反应都是可逆反应,但由于第四步硫解作用是高度放能反应, 从而使整个β一氧化过程往裂解方向进行。对于长链脂肪酸需要经过多次β-氧化, 每次降解下一个二碳单位,直至成为二碳(含偶数C的脂肪酸)或三碳含奇数碳的 脂肪酸)。 脂肪酸 ATP 乙酰COA Y ADP+PPi 脂酰CO4 COASH B-酮脂酰COA a·B-烯脂酰COA β-羟脂酰COA (NAD 能量计算 以C16软脂酸为例,经7次循环,产生8分子乙酰COA,7分子FADH2,7分子 NADH,消耗2分子ATP,净生成ATP数:129 能量公式: 软脂酸+8 COASH+ATP+7FAD+7NAD+7H2O+8乙酰 COA+AMP+PP,+7FADH,+7NADH + 7H 8乙酰COA经TCA 8×12=96 7×2=14 (NADH+H) 7×3=21 131 ATP 消耗1ATP(2个高能键),C6净生成130(129)ATP
生物化学: 脂类代谢 山农大生物化学与分子生物学系 第 5 页 共 16 页 5 软脂酸+8CoASH+ATP+7FAD+7NAD+ +7H2O 8 乙酰 COA+AMP+PPi + 7FADH2 + 7NADH + 7H+ 8 乙酰 COA 经 TCA 8×12=96 7FAD 7×2=14 7（NADH+H+ ） 7×3=21 131 ATP α和β位之间被 1 分子 COA 硫解，产生乙酰 COA 和缩短了两个碳原子的脂酰 COA， 后四步反应组成了 1 次β-氧化。 注意：以上 4 步反应都是可逆反应，但由于第四步硫解作用是高度放能反应， 从而使整个β—氧化过程往裂解方向进行。对于长链脂肪酸需要经过多次β-氧化， 每次降解下一个二碳单位，直至成为二碳（含偶数 C 的脂肪酸）或三碳含奇数碳的 脂肪酸）。 2、能量计算 以 C16 软脂酸为例，经 7 次循环，产生 8 分子乙酰 COA，7 分子 FADH2，7 分子 NADH，消耗 2 分子 ATP，净生成 ATP 数：129 能量公式： 消耗 1 ATP （2 个高能键），C16净生成 130（129）ATP 乙酰COA 脂肪酸 脂酰 COA α • β − 烯脂酰 COA β − 羟脂酰 COA β − 酮脂酰 COA ATP ADP+PPi 2H H2O 2H (NAD )+ CoASH *12 2 2 1) *5 2 ( − + − n n
生物化学:脂类代谢山农大生物化学与分子生物学系 3、乙酰COA的去路 (1)进入TCA CO2和H2O (2)进入乙醛酸循环 琥珀酸 进入线粒体CA_苹果酸 苹果酸 进入细胞质—→草酰乙酸丙酮酸糖异生 (3)合成胆固醇。注:合成胆固醇的碳源为乙酰COA,此外还需要还原剂 NADPH 和能源ATP合成过程分4个阶段P238。 (4)动物肝细胞中生成酮体(乙酰乙酸、β一羟丁酸和丙酮)。注:(1)肝脏组织 将乙酰COA转变为酮体;(2)肝外组织则将酮体转变为乙酰COA 4、动、植物β-氧化的区别 (1)动物:β氧化是在线粒体基质中进行的,而脂肪酸的活化则在胞液中进行 产生的脂酰COA不能直接穿过线粒体内膜,必须以肉毒碱为载体,形成脂酰肉碱的 形式才能穿过线粒体膜 RC-SCoA 肉碱胞侧内购基质侧肉碱、xRC-scoA COA SH"亠RC肉碱 RC一肉碱 COA SH 肉碱脂酰转移酶I I:肉碱脂酰转移酶Ⅱ 以上转运机制首先在动物细胞中被确证,目前发现在植物细胞中脂酰COA也有 类似的转运机制 (2)植物:β氧化发生在乙醛酸体中(一种过氧化物酶体),也有在线粒体中进行。 (二)a—氧化 脂肪酸的Ca位氧化,每次脱去1分子CO 特点:
生物化学: 脂类代谢 山农大生物化学与分子生物学系 第 6 页 共 16 页 6 3、乙酰 COA 的去路 （1）进入 TCA CO2 和 H2O （2）进入乙醛酸循环 琥珀酸 进入线粒体 TCA 苹果酸 苹果酸 进入细胞质 草酰乙酸 丙酮酸 糖异生 （3）合成胆固醇。注：合成胆固醇的碳源为乙酰 COA，此外还需要还原剂 NADPH 和能源 ATP 合成过程分 4 个阶段 P238。 （4）动物肝细胞中生成酮体（乙酰乙酸、β—羟丁酸和丙酮）。注：（1）肝脏组织 将乙酰 COA 转变为酮体；（2）肝外组织则将酮体转变为乙酰 COA。 4、动、植物β-氧化的区别 （1）动物：β-氧化是在线粒体基质中进行的，而脂肪酸的活化则在胞液中进行， 产生的脂酰 COA 不能直接穿过线粒体内膜，必须以肉毒碱为载体，形成脂酰肉碱的 形式才能穿过线粒体膜。 I：肉碱脂酰转移酶 I II：肉碱脂酰转移酶 II 以上转运机制首先在动物细胞中被确证，目前发现在植物细胞中脂酰 COA 也有 类似的转运机制。 （2）植物：β-氧化发生在乙醛酸体中（一种过氧化物酶体），也有在线粒体中进行。 （二）α—氧化 脂肪酸的 Cα位氧化，每次脱去 1 分子 CO2 特点： 胞液侧 肉碱 内膜 肉碱 肉碱 肉碱 基质侧 R C - S C o A C o A S H I R C O R C O II C o A S H R C - S C o A O O
生物化学:脂类代谢山农大生物化学与分子生物学系 ①需过氧化氢及脂肪酸过氧化物酶 ②以CC18的游离脂肪酸为底物 ③消除β一氧化的β-位阻,如β-碳原子上有取代基团(分枝)先 进行α-氧化,便可消除障碍 ④a-氧化协同β氧化可产生奇数的脂肪酸一丙酸(COA、ACP组成 成分丙aa前体) (三)-氧化 脂肪酸ω-端甲基发生氧化,先转变成羟甲基,继而再氧化成羧基,从而形成 -二羧酸的过程称为一氧化。 意义:形成α、ω-二羧酸,两端同时进行β-氧化,在生物体内加速脂肪酸的 降解,生成水溶物,消除石油污染 (四)酮体代谢 1、酮体的生成:主要在肝细胞线粒体中由乙酰COA缩合而成。P219图8-7酮体的 生成途径 酮体的利用:酮体在肝内产生,本身不能利用。酮体随血液流到肝外组织(包 括心肌、骨骼肌及大脑等),进行氧化功能,酮体的分解。P20图8-8。 3、酮体的生理意义:肝脏输出能源的一种形式。缺葡萄糖时,可利用酮体氧化分 解功能以节约葡萄糖,与脂肪酸相比,酮体能更为有效的代替葡萄糖,机体的 这种安排是把脂肪酸的氧化集中在肝脏中进行,在那里先把他消化为酮体,再 输出,以利于其他组织利用。 4、酮病:正常情况下,血液中酮体含量很少,肝脏中产生酮体的速度和肝外组织 分解酮体的速度处于动态平衡中,由于酮体主要成分是酸性的物质,其大量积 存的结果常导致动物酸碱平衡失调,引起酸中毒。 四、乙醛酸循环 1、意义:(1)在植物脂肪酸分解转化中是一个重要途径,将C C4酸补充 TCA循环中的C4酸。油料种子发芽,将脂肪—◆糖 7
生物化学: 脂类代谢 山农大生物化学与分子生物学系 第 7 页 共 16 页 7 ①需过氧化氢及脂肪酸过氧化物酶 ②以 C12—C18的游离脂肪酸为底物 ③消除β—氧化的β-位阻，如β-碳原子上有取代基团（分枝）先 进行α-氧化，便可消除障碍 ④α-氧化协同β氧化可产生奇数的脂肪酸—丙酸（COA、ACP 组成 成分丙 aa 前体） （三）ω—氧化 脂肪酸ω-端甲基发生氧化，先转变成羟甲基，继而再氧化成羧基，从而形成 α、ω-二羧酸的过程称为ω—氧化。 意义：形成α、ω-二羧酸，两端同时进行β-氧化，在生物体内加速脂肪酸的 降解，生成水溶物，消除石油污染。 （四）酮体代谢 1、 酮体的生成：主要在肝细胞线粒体中由乙酰 COA 缩合而成。P219 图 8-7 酮体的 生成途径。 2、 酮体的利用：酮体在肝内产生，本身不能利用。酮体随血液流到肝外组织（包 括心肌、骨骼肌及大脑等），进行氧化功能，酮体的分解。P220 图 8-8。 3、 酮体的生理意义：肝脏输出能源的一种形式。缺葡萄糖时，可利用酮体氧化分 解功能以节约葡萄糖，与脂肪酸相比，酮体能更为有效的代替葡萄糖，机体的 这种安排是把脂肪酸的氧化集中在肝脏中进行，在那里先把他消化为酮体，再 输出，以利于其他组织利用。 4、 酮病：正常情况下，血液中酮体含量很少，肝脏中产生酮体的速度和肝外组织 分解酮体的速度处于动态平衡中，由于酮体主要成分是酸性的物质，其大量积 存的结果常导致动物酸碱平衡失调，引起酸中毒。 四、乙醛酸循环 1、意义：（1）在植物脂肪酸分解转化中是一个重要途径，将 C2 C4 酸补充 TCA 循环中的 C4 酸。油料种子发芽，将脂肪 糖
生物化学:脂类代谢山农大生物化学与分子生物学系 (2)参与植物光呼吸。 2、发生部位 植物细胞的乙醛酸体 历程及关键酶 乙酰COA COASE 草酰乙酸 柠檬酸 苹果酸 异柠檬酸 乙酰COA 乙醛 琥珀酸 总反应2乙酰COA+NAD—→琥珀酸+2COA+NADH+Hr 关键酶 异柠檬酸裂解E 苹果酸合成E 第三节脂肪的生物合成 脂肪的生物合成可分为三个部分:1、甘油的生成;2、脂肪酸的生成;3、由甘 油和脂肪酸合成脂肪 脂肪酸的生物合成 生物体内的脂肪酸多种多样,不但链的长短不一,不饱和键的数目和位置也各 不相同,他们的合成过程包括:1、饱和脂肪酸的从头合成;2、脂肪酸碳链的延长; 3、不饱和键的形成。 (一)饱和脂肪酸的从头合成(主要途径 合成地点:细胞质 碳源:乙酰COA 还原剂: NADPH+H来自:PP途径(60%),其余由EMP的NADH 再经转化而来
生物化学: 脂类代谢 山农大生物化学与分子生物学系 第 8 页 共 16 页 8 异柠檬酸裂解 E 苹果酸合成 E （2）参与植物光呼吸。 2、发生部位 植物细胞的乙醛酸体 3、历程及关键酶 总反应 关键酶 第三节 脂肪的生物合成 脂肪的生物合成可分为三个部分：1、甘油的生成；2、脂肪酸的生成；3、由甘 油和脂肪酸合成脂肪。 一、 脂肪酸的生物合成 生物体内的脂肪酸多种多样，不但链的长短不一，不饱和键的数目和位置也各 不相同，他们的合成过程包括：1、饱和脂肪酸的从头合成；2、脂肪酸碳链的延长； 3、不饱和键的形成。 （一）饱和脂肪酸的从头合成（主要途径） 合成地点：细胞质 碳源：乙酰 COA 还原剂：NADPH+H+ 来自： PPP 途径（60%），其余由 EMP 的 NADH 再经转化而来。 2 乙酰 COA + NAD+ 琥珀酸 + 2COA + NADH + H+ 乙酰COA 柠檬酸 异柠檬酸 琥珀酸 乙醛酸 乙酰COA 苹果酸 草酰乙酸 CoASH 2H
生物化学:脂类代谢 山农大生物化学与分子生物学系 第9页共16页 H+NADH+草酰乙酸苹果酸脱HE,苹果酸+NAD 苹果酸苹果酸E Pyr+C02 NADP NADPH +H 乙酰COA的来源: Pyr-乙酰COA(mt) aa降解 脂肪酸氧化(mt) 1、乙酰COA的转运 脂肪酸的合成在细胞质中,线粒体基质中的乙酰COA不能自由越膜,借助于柠 檬酸一丙酮酸循环的转运途径实现其转移。在植物体内,线粒体内产生的乙酰COA 先脱去COA以乙酸的形式运出线粒体,再在线粒体外由脂酰COA合成酶催化重新 形成乙酰COA。因此植物体内可能不存在“柠檬酸穿梭”过程 乙酰COA从线粒体 →细胞质 M膜 柠檬酸 柠檬酸 CoASHX ADP+Pi 乙酰COA 草酰乙酸 草酰乙酸乙酰COA 羧化 ATP 苹果酸 2HNADPH HO 丙酮酸 丙酮酸 Py脱氢酶系
生物化学: 脂类代谢 山农大生物化学与分子生物学系 第 9 页 共 16 页 9 H+ +NADH+草酰乙酸 苹果酸+NAD+ 苹果酸 乙酰 COA 的来源： 1、乙酰 COA 的转运 脂肪酸的合成在细胞质中，线粒体基质中的乙酰 COA 不能自由越膜，借助于柠 檬酸—丙酮酸循环的转运途径实现其转移。在植物体内，线粒体内产生的乙酰 COA 先脱去 COA 以乙酸的形式运出线粒体，再在线粒体外由脂酰 COA 合成酶催化重新 形成乙酰 COA。因此植物体内可能不存在“柠檬酸穿梭”过程 乙酰 COA 从线粒体 细胞质 Pyr 乙酰 COA（mt） aa 降解 脂肪酸氧化（mt） ⎯苹果酸脱 ⎯ → ⎯⎯⎯HE ⎯ N A D P + N A D P H + H + P y r+ C O 2 苹果酸E Mt膜 柠檬酸 柠檬酸 乙酰COA 草酰乙酸 乙酰COA 苹果酸 丙酮酸 丙酮酸 Pyr脱氢酶系 ATP CoASH ADP+Pi 2H 2H CO2 CO 2 ATP CO2 H2O E 化 羧 草酰乙酸 (N A D P H )
生物化学:脂类代谢 山农大生物化学与分子生物学系 10页共16页 2、丙二酸单酰COA的合成(C2供体合成) 脂肪酸合成原料为乙酰COA,但参入脂肪酸链的二碳单位的直接供体不是乙酰 OA,而是乙酰COA的羧化产物丙二酸单酰COA。(与糖原、淀粉合成比较:G的 供体为糖核苷酸即ADPG、UDPG、GDPG。) ①乙酰COA羧化酶复合体 由生物素羧化E(BC)、羧基转移E(CT)、生物素羧基载体蛋白(BCCP)三个 不同的亚基组成,其中BCCP连结有生物素辅基。每个亚基行使着不同的功能,但只 有当他们聚合成完整的酶后才有活性。 ②反应:反应需消耗ATP ATP+ HCO+47P- BC.MI?1 BCCP-CO2+CH3-0-ACo4-Cl M O2+ADP+ Pi )C00H-CHo-CO-SCoA+BCCP 反应分两步:第一步由BC亚基催化生物素的羧化作用,C原子来自比CO2更活泼的 HCO3第二步由CT亚基催化使羧基从BCCP-C2转移到乙酰COA上形成丙二酸单酰 COA。(图) 3、脂肪酸合酶系统(FAS) 脂肪酸合酶系统是一个多酶复合体,7种蛋白组成,6种酶以酰基载体蛋白为 酰基载体蛋白(ACP) 乙酰COA:ACP酰基转移酶(AT) 丙二酸单酰COA:ACP转移酶(MT) β一酮脂酰-ACP合成酶(KS) β一酮脂酰-ACP还原酶(KR) β一羟脂酰-ACP脱水酶(HD) β一烯脂酰-ACP还原酶(ER) 注意:尽管不同生物体内脂肪酸的合成过程相似,但FAS的组成却不相同(参见P225 图8-13)。在大肠杆菌中,上述6种酶以ACP为中心,有序地组成松散的多酶复合 体。ACP是一个由77个A残基组成的热稳定蛋白质,在它的第36位SER残基上连 有4-磷酸泛酰巯基乙胺。该辅基犹如一个转动的手臂,以其末端的巯基携带着脂酰 基依次转到各酶的活性中心,从而发生各种反应。通常把ACP上的巯基叫中央巯基
生物化学: 脂类代谢 山农大生物化学与分子生物学系 第 10 页 共 16 页 10 2、丙二酸单酰 COA 的合成（C2 供体合成） 脂肪酸合成原料为乙酰 COA，但参入脂肪酸链的二碳单位的直接供体不是乙酰 COA，而是乙酰 COA 的羧化产物丙二酸单酰 COA。（与糖原、淀粉合成比较：G 的 供体为糖核苷酸即 ADPG、UDPG、GDPG。） ①乙酰 COA 羧化酶复合体 由生物素羧化 E（BC）、羧基转移 E（CT）、 生物素羧基载体蛋白（BCCP）三个 不同的亚基组成，其中 BCCP 连结有生物素辅基。每个亚基行使着不同的功能，但只 有当他们聚合成完整的酶后才有活性。 ②反应：反应需消耗 ATP 反应分两步：第一步由 BC 亚基催化生物素的羧化作用，C 原子来自比 CO2更活泼的 HCO3 - 。第二步由 CT 亚基催化使羧基从 BCCP—CO2 - 转移到乙酰 COA 上形成丙二酸单酰 COA。（图） 3、脂肪酸合酶系统（FAS） 脂肪酸合酶系统是一个多酶复合体，7 种蛋白组成，6 种酶以酰基载体蛋白为 中心。 酰基载体蛋白（ACP） 乙酰 COA：ACP 酰基转移酶（AT） 丙二酸单酰 COA：ACP 转移酶（MT） β—酮脂酰-ACP 合成酶（KS） β—酮脂酰-ACP 还原酶（KR） β—羟脂酰-ACP 脱水酶（HD） β—烯脂酰-ACP 还原酶（ER） 注意：尽管不同生物体内脂肪酸的合成过程相似，但 FAS 的组成却不相同（参见 P225 图 8-13）。在大肠杆菌中，上述 6 种酶以 ACP 为中心，有序地组成松散的多酶复合 体。ACP 是一个由 77 个 AA 残基组成的热稳定蛋白质，在它的第 36 位 SER 残基上连 有 4-磷酸泛酰巯基乙胺。该辅基犹如一个转动的手臂，以其末端的巯基携带着脂酰 基依次转到各酶的活性中心，从而发生各种反应。通常把 ACP 上的巯基叫中央巯基， COOH CH CO SCoA BCCP CT Mg BCCP CO CH O ACoA BCCP CO ADP Pi BC Mn ATP HCO ATP − − − + + − + − − − + + + + − + ⎯⎯ → ⎯⎯⎯ ⎯⎯ → ⎯⎯⎯ 2 2 , 2 3 2 2 , 3