中南大学 生物化学 考研课件 ch25 脂类生物合成 lipid biosynthesis
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第29章 脂类的生物合成精品PPT课件

1、十六碳饱和脂肪酸(软脂酸)的合成
(1)乙酰COA从线粒体内转运至胞液:“三羧酸转运系统”
二、脂类的合成
(一)脂肪酸的生物合成 1、十六碳饱和脂肪酸(软脂酸)的合成
(2)丙二酸单酰COA的形成 一分子乙酰COA是合成脂肪酸 的引物,其它乙酰COA均以丙二酸 单酰COA的形式参与合成
(3)脂酰基载体蛋白(ACP)
β-酮脂酰ACP合成酶
乙酰乙酰-S- ACP + 合成酶-SH + CO2
二、脂类的合成
(一)脂肪酸的生物合成 1、十六碳饱和脂肪酸(软脂酸)的合成
(4)脂肪酸生物合成的过程
④第一次还原反应(还原)
乙酰乙酰-S- ACP + NADPH + H+ β-酮脂酰ACP还原酶 D-β-羟丁酰-S- ACP + NADP+
的程序在到达16个碳原子时即行停止,即最终产物形成软脂酰-ACP, 硫酯酶开始作用,软脂酸释放出来。
(请看脂肪酸合成全过程262页)
二、脂类的合成
(途径的区别
(1)发生部位不同:
细胞液
线粒体
(2)酰基载体不同:
ACP
辅酶A
(3)二碳单位的加入和减去的方式不同;? 乙酰辅酶A
因哺乳动物缺乏在C-9位上引进双键的酶,因此,亚油酸和亚麻酸是 必需脂肪酸。此外,花生四烯酸也是一种重要的多烯脂肪酸。
不饱和脂肪酸的形成
多烯脂肪酸的形成
二、脂类的合成
(二)其他脂类的生物合成 (267页)
1、脂酰甘油的生物合成
2、磷脂类的生物合成 3、鞘磷脂和鞘糖脂
三、脂类代谢的调节
(一)激素对脂类代谢的调节
②丙二酸酰基的转移反应(装载) 丙二酸单酰-S-COA + ACP-SH
(1)乙酰COA从线粒体内转运至胞液:“三羧酸转运系统”
二、脂类的合成
(一)脂肪酸的生物合成 1、十六碳饱和脂肪酸(软脂酸)的合成
(2)丙二酸单酰COA的形成 一分子乙酰COA是合成脂肪酸 的引物,其它乙酰COA均以丙二酸 单酰COA的形式参与合成
(3)脂酰基载体蛋白(ACP)
β-酮脂酰ACP合成酶
乙酰乙酰-S- ACP + 合成酶-SH + CO2
二、脂类的合成
(一)脂肪酸的生物合成 1、十六碳饱和脂肪酸(软脂酸)的合成
(4)脂肪酸生物合成的过程
④第一次还原反应(还原)
乙酰乙酰-S- ACP + NADPH + H+ β-酮脂酰ACP还原酶 D-β-羟丁酰-S- ACP + NADP+
的程序在到达16个碳原子时即行停止,即最终产物形成软脂酰-ACP, 硫酯酶开始作用,软脂酸释放出来。
(请看脂肪酸合成全过程262页)
二、脂类的合成
(途径的区别
(1)发生部位不同:
细胞液
线粒体
(2)酰基载体不同:
ACP
辅酶A
(3)二碳单位的加入和减去的方式不同;? 乙酰辅酶A
因哺乳动物缺乏在C-9位上引进双键的酶,因此,亚油酸和亚麻酸是 必需脂肪酸。此外,花生四烯酸也是一种重要的多烯脂肪酸。
不饱和脂肪酸的形成
多烯脂肪酸的形成
二、脂类的合成
(二)其他脂类的生物合成 (267页)
1、脂酰甘油的生物合成
2、磷脂类的生物合成 3、鞘磷脂和鞘糖脂
三、脂类代谢的调节
(一)激素对脂类代谢的调节
②丙二酸酰基的转移反应(装载) 丙二酸单酰-S-COA + ACP-SH
中南大学 生物化学 考研课件 ch25 脂类生物合成 lipid biosynthesis.ppt

P808 Also see p819
Then,
how does the fatty acid chain elongate and
Is there also a common cycle ?
O
Acetyl-ACP 乙酰-ACC CH2
C ACP
Malonyl-ACP 丙二酸单酰-ACP
O
CH3 C CoA
acetyl-CoA
Where does the acetyl-CoA
come from and how does
it transfer ?
Amino acid degradation
Glycolysis
Fatty acid oxidation
cytosol
cytosol
Pyruvate
Elongated chain as CoA derivative rather than ACP derivative
Additional elongation
In ER
How is the fatty acid synthesis
regulated ?
The key enzyme: acetyl-CoA carboxylase (ACC)
Regulation of ACC
Short-term effects
Citrate activites ACC polymerization Long-chain fatty acids inhibit ACC Insulin stimulates de-phosphorylation and activation Glucagon stimulates phosphorylation and inhibition
Then,
how does the fatty acid chain elongate and
Is there also a common cycle ?
O
Acetyl-ACP 乙酰-ACC CH2
C ACP
Malonyl-ACP 丙二酸单酰-ACP
O
CH3 C CoA
acetyl-CoA
Where does the acetyl-CoA
come from and how does
it transfer ?
Amino acid degradation
Glycolysis
Fatty acid oxidation
cytosol
cytosol
Pyruvate
Elongated chain as CoA derivative rather than ACP derivative
Additional elongation
In ER
How is the fatty acid synthesis
regulated ?
The key enzyme: acetyl-CoA carboxylase (ACC)
Regulation of ACC
Short-term effects
Citrate activites ACC polymerization Long-chain fatty acids inhibit ACC Insulin stimulates de-phosphorylation and activation Glucagon stimulates phosphorylation and inhibition
生物化学脂类物质的合成与分解ppt课件

母体脂酸 软油酸(16:1,ω-7) 油酸(18:1,ω-9) 亚油酸(18:2,ω-6,9) α-亚麻酸(18:3,ω-3,6,9)
CH3-(CH2)5-CH2 = CH2-(CH2)6-CH2-COOH CH3-(CH2)7-CH2 = CH2-(CH2)6-CH2-COOH
常 见 的 不 饱 和 脂 酸 P222
含2个或2个以上双键的不饱和脂酸
不饱和脂酸命名
标示脂酸的碳原子数即碳链长度和双键的位置。
?△编码体系 从脂酸的羧基碳起计算碳原子的顺序
?ω或n编码体系 从脂酸的甲基碳起计算其碳原子顺序
哺乳动物不饱和脂酸按ω(或 n)编码体系分类
族 ω-7(n-7) ω-9(n-9) ω-6(n-6) ω-3(n-3)
糖脂
(固定脂 )
* 胆固醇(cholesterol)基本结构
环戊烷多氢菲
12 H 13 17
11 C
1
H 10
H
D 16
2 A
9 8 14 15
H
H
3
B 5
7
4
6
动物胆固醇 (27碳)
甘油磷脂 O
O H2C O C (CH2)m CH3
H3C (CH 2)n C O CH
O
X = 胆碱、水、乙
习惯名
软油酸 油酸 亚油酸 α-亚麻酸 γ-亚麻酸 花生四烯酸 timnodonic
clupanodonic
cervonic
系统名
十六碳一烯酸 十八碳一烯酸 十八碳二烯酸 十八碳三烯酸 十八碳三烯酸
廿碳四烯酸 廿碳五烯酸
( EPA )
廿二碳五烯酸 (DPA )
廿二碳六烯酸 ( DHA )
生物化学课件第五章 脂类

16:1Δ 9 18:1Δ 9 1 8 :2 Δ 9,12 1 8 :3 Δ 9,12,15 2 0 :4Δ 5,8,11,14
2)三酰甘油
甘油
三硬脂酰甘油
简单三酰甘油
豆蔻酰一硬脂酰 一棕榈油酰甘油
混合三酰甘油
2. 油脂的性质
1)物理性质
无色无味,比重小于1 不溶于水,溶于有机溶剂 熔点随分子量和饱和度的增大而增大
(diacylglycerols) 三分子脂肪酸与一分子甘油结合形成三酰甘油
(triacylglycerols) 三酰甘油(有时称中性脂肪)是油脂的主要存
在形式
油 脂 的 分 子 结 构
1)脂肪酸
脂肪酸是许多脂质的组成成分,绝大部分脂肪 酸以结合形式存在 结构:一端长碳氢链,一端羧基,线性为主。 分类:饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸 动物体需要但不能合成的脂肪酸,如亚油酸和 亚麻酸,这样的脂肪酸是必需脂肪酸
第5章 脂 类(lipids)
5.1 脂类的概念及分类 5.2 简单脂类 5.3 复合脂类 5.4 类固醇 5.5 生物膜
5.1 脂类的概念
一 概念
生物体中那些不溶于 水,而溶于非极性的有机 溶剂的,结构和功能各异 的多种化合物称为脂类。
对大多数脂质而脂言类,的元 化学本质为脂肪酸+素醇组及成? 其衍生物。
2. 油脂的性质
2)化学性质
❖由酯键产生的性质
水解和皂化
❖由双键产生的性质
氢化和卤化 氧化和酸败
❖由羟基产生的性质
乙酰化
水解和皂化
水解 皂化
氢化和卤化
不饱和脂肪酸在有催化剂(如Ni)作用下,加 氢而成为饱和脂肪酸。这种作用叫氢化
不饱和脂肪酸与卤素的加成反应叫卤化
生物化学 第29章 脂类生合成精品文档

合成1g左右。其中:70-80%由肝脏合成,10%由小肠合成。 关键酶:HMG-CoA还原酶
2、合成原料:乙酰CoA(合成胆固醇的唯一碳源) ATP NADPH + H+
3、基本过程 1)甲羟戊酸的合成(胞液) 2)鲨烯的合成 3)胆固醇的合成
*HMG-CoA还原酶是胆固醇合成的限速酶。
甲羟戊酸的合成
柠檬酸
作用机制
(柠檬酸正调节,软脂酰CoA变构抑制)
CO2 生物素羧化酶 CO2
ATP+HCO3-+BCCP
BCCP-CO2 +ADP
O
羧基转移酶
=
BCCP-CO2 + CH3-C~SCOA
O
HOOC-CH2-C~SCOA +BCCP
BCCP:biotin carboxyl carrier protion ——生物素羧基载体蛋白
动物细胞中延伸的程序在到达16个碳原子时即行停 止,即最终产物形成软脂酰-ACP,硫酯酶开始作 用,软脂酸释放出来。
软脂酰-ACP 硫酯酶水解 ACP+软脂酸(棕榈酸)
H2O (请看脂肪酸合成全过程262页)
每循环一次, 增加两个碳原 子,经7次循 环,生成16C 的软脂酰ACP,经硫酯 酶的水解,生 成软脂酸
动物储存脂肪的组织主要为①皮下组织,②腹 腔大网膜、③肌间结缔组织等。
一、脂类的储存
●脂肪肝:过度的 脂肪动员导致发展 成脂肪肝,这时肝 脏被脂肪组织所浸 渗,变成了非功能 的脂肪组织。
二、脂类的合成
(一)脂肪酸的生物合成
碳骨架主要来自EMP途径产生的乙酰CoA。 脂肪酸氧化分解在线粒体中进行; 脂肪酸的合成实在胞液中进行,并且需CO2和 柠檬酸参加。
2、合成原料:乙酰CoA(合成胆固醇的唯一碳源) ATP NADPH + H+
3、基本过程 1)甲羟戊酸的合成(胞液) 2)鲨烯的合成 3)胆固醇的合成
*HMG-CoA还原酶是胆固醇合成的限速酶。
甲羟戊酸的合成
柠檬酸
作用机制
(柠檬酸正调节,软脂酰CoA变构抑制)
CO2 生物素羧化酶 CO2
ATP+HCO3-+BCCP
BCCP-CO2 +ADP
O
羧基转移酶
=
BCCP-CO2 + CH3-C~SCOA
O
HOOC-CH2-C~SCOA +BCCP
BCCP:biotin carboxyl carrier protion ——生物素羧基载体蛋白
动物细胞中延伸的程序在到达16个碳原子时即行停 止,即最终产物形成软脂酰-ACP,硫酯酶开始作 用,软脂酸释放出来。
软脂酰-ACP 硫酯酶水解 ACP+软脂酸(棕榈酸)
H2O (请看脂肪酸合成全过程262页)
每循环一次, 增加两个碳原 子,经7次循 环,生成16C 的软脂酰ACP,经硫酯 酶的水解,生 成软脂酸
动物储存脂肪的组织主要为①皮下组织,②腹 腔大网膜、③肌间结缔组织等。
一、脂类的储存
●脂肪肝:过度的 脂肪动员导致发展 成脂肪肝,这时肝 脏被脂肪组织所浸 渗,变成了非功能 的脂肪组织。
二、脂类的合成
(一)脂肪酸的生物合成
碳骨架主要来自EMP途径产生的乙酰CoA。 脂肪酸氧化分解在线粒体中进行; 脂肪酸的合成实在胞液中进行,并且需CO2和 柠檬酸参加。
第二章脂类Lipids-PPT文档资料55页

(1)、 结构
(2)、 性质
白色、斜方晶体。 a. 醇基可与脂酸成酯(棕榈酸、硬脂酸、油酸) b. 双键可加氢
(3)、 分布及功能
●脑及神经组织中,肝、肾、肾上腺、卵巢等合成固醇 激素的腺体
★ 胆固醇是生物膜的重要成分,羟基极性端分布于膜的 亲水界面,母核及侧链深入膜双层,控制膜的流动性, 阻止磷脂在相变温度以下时转变成结晶状态,保证膜 在低温时的流动性及正常功能。
脑苷脂:半乳糖苷神经酰胺、葡萄糖苷神经酰胺 硫脑苷脂:脑苷脂被硫酸化,在生理pH下带负电荷。 神经节苷脂:寡糖链(带有一个或多个唾液酸残基)与神经
酰胺形成的鞘糖脂,
3、 糖脂的生物学功能
(1)细胞结构的刚性 (2)抗原的化学标记 血型抗原 (3)细胞分化阶段可鉴定的化学标记 (4)调节细胞的正常生长 (5)授予细胞与其它生物活性物质的反应性倾向。
19c
★PUFA的研究价值
1、生物膜中多是顺式不饱和脂肪酸: 增加膜流动性 降低膜相变温度,抗寒冷
2、PUFA能降低血脂
1、必需脂肪酸 essential fatty acids
亚油酸和α-亚麻酸,称为必需脂肪酸。
2、皂化值(评估油的质量)
完全皂化1克油脂所需KOH的毫克数,
3、酸值(酸败程度)
第三节 磷脂
甘油磷脂:甘油、脂肪酸、磷酸和一分子氨基醇 (如胆碱、乙醇胺、丝氨酸或肌醇)组成。
鞘氨醇磷脂:以鞘氨醇代替了甘油。
一、 甘油磷脂
1、 结构与分类
(1) 磷脂酰胆碱(卵磷脂)(PC) HO—CH2CH2N+(CH3)3 (胆碱)
(2) 磷脂酰乙醇胺(脑磷脂)(PE) HO—CH2CH2—N+H3(乙醇胺)
中和1 克油脂中的游离脂肪酸所消耗的KOH毫克数。
(2)、 性质
白色、斜方晶体。 a. 醇基可与脂酸成酯(棕榈酸、硬脂酸、油酸) b. 双键可加氢
(3)、 分布及功能
●脑及神经组织中,肝、肾、肾上腺、卵巢等合成固醇 激素的腺体
★ 胆固醇是生物膜的重要成分,羟基极性端分布于膜的 亲水界面,母核及侧链深入膜双层,控制膜的流动性, 阻止磷脂在相变温度以下时转变成结晶状态,保证膜 在低温时的流动性及正常功能。
脑苷脂:半乳糖苷神经酰胺、葡萄糖苷神经酰胺 硫脑苷脂:脑苷脂被硫酸化,在生理pH下带负电荷。 神经节苷脂:寡糖链(带有一个或多个唾液酸残基)与神经
酰胺形成的鞘糖脂,
3、 糖脂的生物学功能
(1)细胞结构的刚性 (2)抗原的化学标记 血型抗原 (3)细胞分化阶段可鉴定的化学标记 (4)调节细胞的正常生长 (5)授予细胞与其它生物活性物质的反应性倾向。
19c
★PUFA的研究价值
1、生物膜中多是顺式不饱和脂肪酸: 增加膜流动性 降低膜相变温度,抗寒冷
2、PUFA能降低血脂
1、必需脂肪酸 essential fatty acids
亚油酸和α-亚麻酸,称为必需脂肪酸。
2、皂化值(评估油的质量)
完全皂化1克油脂所需KOH的毫克数,
3、酸值(酸败程度)
第三节 磷脂
甘油磷脂:甘油、脂肪酸、磷酸和一分子氨基醇 (如胆碱、乙醇胺、丝氨酸或肌醇)组成。
鞘氨醇磷脂:以鞘氨醇代替了甘油。
一、 甘油磷脂
1、 结构与分类
(1) 磷脂酰胆碱(卵磷脂)(PC) HO—CH2CH2N+(CH3)3 (胆碱)
(2) 磷脂酰乙醇胺(脑磷脂)(PE) HO—CH2CH2—N+H3(乙醇胺)
中和1 克油脂中的游离脂肪酸所消耗的KOH毫克数。
脂和脂生物化学(LipidsandLipidBioch
7.顺式不饱和脂肪酸在某些特 定催化剂存在的情况下加热 可转化为反式。如油酸在亚 硝酸存在下容易转变为反油 酸(elaidic acid)。
•硬脂酸
•油酸
•天然脂肪酸的立体结构(空间填充模型)
脂和脂生物化学(LipidsandLipidBioch
脂肪酸的理化性质
• 脂肪酸和含脂肪酸化合物的物理性质很大程度上决于脂肪酸 烃链的长度与不饱和程度。
•共轭双键系统
脂和脂生物化学(LipidsandLipidBioch
天然脂肪酸的结构特点
5.天然脂肪酸中的双键多为顺 式构型,少数为反式构型。
6.饱和与不饱和脂肪酸构象差 异显著。饱和脂肪酸最可能 的构象是烃链完全伸展(此 时相邻原子的位阻最小,能 量最低);而不饱和脂肪酸 烃链则由于双键不能旋转, 出现一个或多个结节(kink) (见右图)。
Ⅱ.复合脂质(Compound lipid),除脂肪酸和醇外,还有含其他
非脂质成分。包括磷脂(甘油磷脂和鞘氨醇磷脂)和糖脂 (鞘糖脂和甘油糖脂)。
Ⅲ.衍生脂质(Derived lipid),由单纯脂质和复合脂质衍生而
来或与之关系密切的物质,如萜、固醇类、脂多糖。
脂和脂生物化学(LipidsandLipidBioch
2.天然脂肪酸碳骨架长度4~36 个碳原子,多数为12~24个碳, 16和18个碳最为常见,低于 14碳的脂肪酸主要存在与乳 脂中。
脂和脂生物化学(LipidsandLipidBioch
几种天然脂肪中的脂肪酸
脂和脂生物化学(LipidsandLipidBioch
天然脂肪酸的结构特点
3.大多数单不饱和脂肪酸的双键位于C9和C10 之间(△9 )。而多不饱和脂肪酸的双键通 常一个位于 △9,其余双键多位于△9 和烃链的
•硬脂酸
•油酸
•天然脂肪酸的立体结构(空间填充模型)
脂和脂生物化学(LipidsandLipidBioch
脂肪酸的理化性质
• 脂肪酸和含脂肪酸化合物的物理性质很大程度上决于脂肪酸 烃链的长度与不饱和程度。
•共轭双键系统
脂和脂生物化学(LipidsandLipidBioch
天然脂肪酸的结构特点
5.天然脂肪酸中的双键多为顺 式构型,少数为反式构型。
6.饱和与不饱和脂肪酸构象差 异显著。饱和脂肪酸最可能 的构象是烃链完全伸展(此 时相邻原子的位阻最小,能 量最低);而不饱和脂肪酸 烃链则由于双键不能旋转, 出现一个或多个结节(kink) (见右图)。
Ⅱ.复合脂质(Compound lipid),除脂肪酸和醇外,还有含其他
非脂质成分。包括磷脂(甘油磷脂和鞘氨醇磷脂)和糖脂 (鞘糖脂和甘油糖脂)。
Ⅲ.衍生脂质(Derived lipid),由单纯脂质和复合脂质衍生而
来或与之关系密切的物质,如萜、固醇类、脂多糖。
脂和脂生物化学(LipidsandLipidBioch
2.天然脂肪酸碳骨架长度4~36 个碳原子,多数为12~24个碳, 16和18个碳最为常见,低于 14碳的脂肪酸主要存在与乳 脂中。
脂和脂生物化学(LipidsandLipidBioch
几种天然脂肪中的脂肪酸
脂和脂生物化学(LipidsandLipidBioch
天然脂肪酸的结构特点
3.大多数单不饱和脂肪酸的双键位于C9和C10 之间(△9 )。而多不饱和脂肪酸的双键通 常一个位于 △9,其余双键多位于△9 和烃链的
生物化学教学课件:Lipid 脂质
French fries, doughnuts and cookies tend to be high in trans fatty acids
Essential fatty acids Linoleic acid 亚油酸 顺9,12-十八碳二烯酸 18:2 Δ9c,12c
ω-6 PUFA (poly-unsaturated fatty acid), relate to skin disease
18:1Δ9c
Physical properties of fatty acids
saturated (no double bonds) unsaturated (contain one or more double bonds)
Almost all biologically produced unsaturated fatty acids contain cis double bonds----a bend in the molecules
mitochondrion β-oxidation
ATP
▪ Stored fuels Triacylglycerols vs polysaccharides
a. More reduced----yields more energy b. hydrophobic----unhydrated----not have to
carry the extra weight of water of hydration
stored polysaccharides(2g water per gram of polysaccharides
e.g.
Obese people of 15-20kg triacylglycerols meet energy needs for months
Essential fatty acids Linoleic acid 亚油酸 顺9,12-十八碳二烯酸 18:2 Δ9c,12c
ω-6 PUFA (poly-unsaturated fatty acid), relate to skin disease
18:1Δ9c
Physical properties of fatty acids
saturated (no double bonds) unsaturated (contain one or more double bonds)
Almost all biologically produced unsaturated fatty acids contain cis double bonds----a bend in the molecules
mitochondrion β-oxidation
ATP
▪ Stored fuels Triacylglycerols vs polysaccharides
a. More reduced----yields more energy b. hydrophobic----unhydrated----not have to
carry the extra weight of water of hydration
stored polysaccharides(2g water per gram of polysaccharides
e.g.
Obese people of 15-20kg triacylglycerols meet energy needs for months
生物化学IILectureLipidSynthesis
University of Manitoba
Adam Burgener
Lipid synthesis
• Where do we get the NADPH from?
– Pentose Phosphate pathway – or from Malic enzyme in fat cells
• (mal + NADP+ Pyr + CO2 + NADPH)
7 ATP 7 ADP + Pi
7 AcCoA
7 Malonyl CoA + AcCoA
AcCoA carboxylase step
14 NADPH + 14H+
14 NADP+ Palmitic acid + 8 CoA
– 8 AcCoA, 7 ATP, 14 NADPH = 1 palmitic acid (C16)
Malonyl CoA
Malonyl CoA ACP acyltransferase
CoASH
S OC
ACP
CH2
CH2
Butyryl ACP (a C4)
CH3
NADP+ Enoyl ACP Reductase
NADPH + H+
KS
S
+
CO
CH3
-keto acyl ACP synthase
CO2
Excess AcCoA in mitochondria is converted to Citrate to be transported out of mitochondria
Can be shuttled back as pyruvate to pick up more AcCoA
生物化学 第29章 脂类生合成
1、软脂酸的合成
(4)脂肪酸生物合成的过程
①原初反应(启动)
ACP-酰基转移酶
乙酰CoA + ACP-SH
乙酰-ACP + CoA-SH
ACP-SH + 乙酰合酶
β-酮脂酰-ACP合成酶
②丙二酸酰基的转移反应(装载)
丙二酸单酰-CoA + ACP-SH
丙二酸单酰-S-CoA转酰酶
丙二酸单酰-ACP + CoA -SH
Chapter29 脂类的生物合成 Metabolism of Lipids
本章要点
一、脂类的储存 二、脂类的合成 三、脂类代谢的调节 四、脂类代谢的紊乱 五、磷脂的代谢 六、胆固醇的代谢
本章考点
一、脂类的储存
●储存脂肪:动物的体脂分两大类,一类是细 胞结构的组成成分称组织脂,另一类是储存备 用的,称储脂。
合成1g左右。其中:70-80%由肝脏合成,10%由小肠合成。 关键酶:HMG-CoA还原酶
2、合成原料:乙酰CoA(合成胆固醇的唯一碳源) ATP NADPH + H+
3、基本过程 1)甲羟戊酸的合成(胞液) 2)鲨烯的合成 3)胆固醇的合成
*HMG-CoA还原酶是胆固醇合成的限速酶。
甲羟戊酸的合成
HMG-COA是胆固醇和酮体生物合 成过程中的共同中间产物
(30C)
加单氧酶、环化 酶
IPP(5C)
氧化、脱羧、还原
DPP(5C) (15C)
内质网鲨烯合酶 缩合、还原
(二)胆固醇的转化
胆固醇的母核在体内不能被降解,侧链可被氧化、还原、 降解或转变为其它生理活性化合物,参与代谢调节或排出体外。
1. 转变为胆汁酸
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-
O O C CH2
O C ACP
Six cycles
Total cycles: 7
O STOP AT CH3(CH2)14C ACP Thioesterase O CH3(CH2)14C OH Palmitate 软脂酸或棕榈酸 Palmitoyl-ACP 软脂酰 -ACP
ACP
The initial and continuation reaction of fatty acid synthesis
The carboxylation of biotin
The transcarboxylation of biotin
In animals, acetyl-CoA carboxylase is a multifunctional protein
More active form
The ACCase Is modulated by phosphorylation and dephosphorylation
Structures of ACP and CoA (CoASH)
H CH3
HO C
CH2 CH2
NH C C C
CH2 OH
NH2
-
O
O OH CH3
Pantothenic acid 泛酸
OH CH3 HS CH2 CH2 NH C CH2 CH2 O NH C C C O H CH3 O O O P O CH 2 O P O
Enoyl-ACP reductase
O C ACP
NADPH + H+ NADP+
Crotonyl-ACP 巴豆酰 -ACP
H
O H3C CH2 CH2 C ACP
Butyryl-ACP 丁酰 -ACP
The final product of fatty acid synthesis
O H3C CH2 CH2 C ACP
Biosynthesis of monounsaturated fatty acids follows distinct routes in E. coli and animal cells
CH2 O P O
O CH2 Ser ACP
CH 3
Pantothenic acid
b-Mercaptoethy lamine
ACP
or HS-ACP
The carboxylation of acetyl-CoA
Acetyl-CoA carboxylase is Biotindependent and displays pingpong kinetics
Phosphorylation by AMP-regulated kinase which itself is phosphorylated and activated by a kinase kinase, PKA phosphorylates PPI-1 leading to reduced phosphate removal from ACC
Long-term effects
High carbo and fat-free diets lead to increased synthesis high-fat diets, fasting and glucagon lead to decreased synthesis
Key enzyme: Acetyl CoA carboxylase
Additional elongation
In ER
How is the fatty acide key enzyme: acetyl-CoA carboxylase (ACC)
Regulation of ACC
Short-term effects
O C ACP Malonyl-ACP 丙二酸单酰 -ACP
Acyl-malonyl-ACP condensing enzyme
ACP + CO 2
O H3C C CH2
O C ACP
NADPH + H+ NADP+
Acetoacetyl-ACP 乙酰乙酰 -ACP
The elongation cycle of fatty acid synthesis
Biochemistry
For Speciality of Biotechnology or Bioengineering at CSU Mr. XIA Jinlan
Chapter 25 Lipid biosynthesis
Fatty acid synthesis
Synthesis of saturated fatty acids
AMP ATP AMP-activated protein kinase
ATP
ADP
P
Citrate
P
Active carboxylase Pi
Protein H2O phosphatase 2A Glucagon Epinephrine Insulin
Inactive carboxylase
Palmitoy l Partially active CoA carboxylase
Degradation
M ITOCHONDRION
Differences between fatty acid breakdown and synthesis
Breakdown Site of actions Role of NADPH or NADH Linkage of Fatty acid Use of enzyme(s) Cytosol for prokaryotes Mitochondria for eukaryotes NADH produced in boxidation Fatty acid-CoA Synthesis Cytosol for both prokaryotes and eukaryotes Use NADPH as the reductant Fatty acid-acyl carrier protein Separate enzymes for plants and bacteria Single multifunctional enzyme complex-fatty acid synthase for animals
Citrate activites ACC polymerization Long-chain fatty acids inhibit ACC Insulin stimulates de-phosphorylation and activation Glucagon stimulates phosphorylation and inhibition
Reduction 还原
b-Ketoacyl-ACP
reductase
O H3C CH CH2 OH Dehydration 脱水
3-Hydroxyacyl-ACP dehydratase H2O
C ACP
D-3-Hydroxy-butyryl-ACP D-3- 羟基 - 丁酰 -ACP
H H3C C C Reduction 还原
The first step is to form acetyl- and ,malonylacyl carrier protein
HCO3ATP Pi ADP
O CH3
ACP CoA Acetyl transacylase
O
-
O C CH2 C SCoA
ACP
C SCoA
Acetyl CoA carboxylase
P808 Also see p819
Then, how does the fatty acid chain elongate and Is there also a common cycle ?
O Acetyl-ACP CH 3 乙酰 -ACP Condensation 缩合 C ACP
-
O O C CH2
Synthesis and degradation of fatty acids take place in different places
Synthesis
CYTOSOL C4 CO2 Malonyl CoA CO2 Acetyl CoA Pyruvate C16 C14 C12 Acetyl CoA C4 Ketone bodies To TCA cycle C6 C8 C10 Mit ochondrion membrane C6 C8 C10 C12 C14 Fatty acid
Several individual separate enzymes
The general reaction (for palmitic acid synthesis)
O 8 CH3CCoA + 7 ATP + 14 NADPH + 7 H
Acety l-CoA 乙酰-CoA
4+
CH3(CH2)14COCoA + 7 CoASH + 14NADP + 7 ADP + 7 Pi
O
Malonyl transacylase
CoA
O CH3 C ACP
-
O O C CH2
O C ACP
Acetyl-ACP 乙酰 -ACP
Malonyl-ACP 丙二酸单酰 -ACP
Acetyl transacylase is not highly specific, but not at much lower rates; malonyl transacylase is just contrary.
Palmitic acid-CoA 棕榈酰-CoA
O O C CH2
O C ACP
Six cycles
Total cycles: 7
O STOP AT CH3(CH2)14C ACP Thioesterase O CH3(CH2)14C OH Palmitate 软脂酸或棕榈酸 Palmitoyl-ACP 软脂酰 -ACP
ACP
The initial and continuation reaction of fatty acid synthesis
The carboxylation of biotin
The transcarboxylation of biotin
In animals, acetyl-CoA carboxylase is a multifunctional protein
More active form
The ACCase Is modulated by phosphorylation and dephosphorylation
Structures of ACP and CoA (CoASH)
H CH3
HO C
CH2 CH2
NH C C C
CH2 OH
NH2
-
O
O OH CH3
Pantothenic acid 泛酸
OH CH3 HS CH2 CH2 NH C CH2 CH2 O NH C C C O H CH3 O O O P O CH 2 O P O
Enoyl-ACP reductase
O C ACP
NADPH + H+ NADP+
Crotonyl-ACP 巴豆酰 -ACP
H
O H3C CH2 CH2 C ACP
Butyryl-ACP 丁酰 -ACP
The final product of fatty acid synthesis
O H3C CH2 CH2 C ACP
Biosynthesis of monounsaturated fatty acids follows distinct routes in E. coli and animal cells
CH2 O P O
O CH2 Ser ACP
CH 3
Pantothenic acid
b-Mercaptoethy lamine
ACP
or HS-ACP
The carboxylation of acetyl-CoA
Acetyl-CoA carboxylase is Biotindependent and displays pingpong kinetics
Phosphorylation by AMP-regulated kinase which itself is phosphorylated and activated by a kinase kinase, PKA phosphorylates PPI-1 leading to reduced phosphate removal from ACC
Long-term effects
High carbo and fat-free diets lead to increased synthesis high-fat diets, fasting and glucagon lead to decreased synthesis
Key enzyme: Acetyl CoA carboxylase
Additional elongation
In ER
How is the fatty acide key enzyme: acetyl-CoA carboxylase (ACC)
Regulation of ACC
Short-term effects
O C ACP Malonyl-ACP 丙二酸单酰 -ACP
Acyl-malonyl-ACP condensing enzyme
ACP + CO 2
O H3C C CH2
O C ACP
NADPH + H+ NADP+
Acetoacetyl-ACP 乙酰乙酰 -ACP
The elongation cycle of fatty acid synthesis
Biochemistry
For Speciality of Biotechnology or Bioengineering at CSU Mr. XIA Jinlan
Chapter 25 Lipid biosynthesis
Fatty acid synthesis
Synthesis of saturated fatty acids
AMP ATP AMP-activated protein kinase
ATP
ADP
P
Citrate
P
Active carboxylase Pi
Protein H2O phosphatase 2A Glucagon Epinephrine Insulin
Inactive carboxylase
Palmitoy l Partially active CoA carboxylase
Degradation
M ITOCHONDRION
Differences between fatty acid breakdown and synthesis
Breakdown Site of actions Role of NADPH or NADH Linkage of Fatty acid Use of enzyme(s) Cytosol for prokaryotes Mitochondria for eukaryotes NADH produced in boxidation Fatty acid-CoA Synthesis Cytosol for both prokaryotes and eukaryotes Use NADPH as the reductant Fatty acid-acyl carrier protein Separate enzymes for plants and bacteria Single multifunctional enzyme complex-fatty acid synthase for animals
Citrate activites ACC polymerization Long-chain fatty acids inhibit ACC Insulin stimulates de-phosphorylation and activation Glucagon stimulates phosphorylation and inhibition
Reduction 还原
b-Ketoacyl-ACP
reductase
O H3C CH CH2 OH Dehydration 脱水
3-Hydroxyacyl-ACP dehydratase H2O
C ACP
D-3-Hydroxy-butyryl-ACP D-3- 羟基 - 丁酰 -ACP
H H3C C C Reduction 还原
The first step is to form acetyl- and ,malonylacyl carrier protein
HCO3ATP Pi ADP
O CH3
ACP CoA Acetyl transacylase
O
-
O C CH2 C SCoA
ACP
C SCoA
Acetyl CoA carboxylase
P808 Also see p819
Then, how does the fatty acid chain elongate and Is there also a common cycle ?
O Acetyl-ACP CH 3 乙酰 -ACP Condensation 缩合 C ACP
-
O O C CH2
Synthesis and degradation of fatty acids take place in different places
Synthesis
CYTOSOL C4 CO2 Malonyl CoA CO2 Acetyl CoA Pyruvate C16 C14 C12 Acetyl CoA C4 Ketone bodies To TCA cycle C6 C8 C10 Mit ochondrion membrane C6 C8 C10 C12 C14 Fatty acid
Several individual separate enzymes
The general reaction (for palmitic acid synthesis)
O 8 CH3CCoA + 7 ATP + 14 NADPH + 7 H
Acety l-CoA 乙酰-CoA
4+
CH3(CH2)14COCoA + 7 CoASH + 14NADP + 7 ADP + 7 Pi
O
Malonyl transacylase
CoA
O CH3 C ACP
-
O O C CH2
O C ACP
Acetyl-ACP 乙酰 -ACP
Malonyl-ACP 丙二酸单酰 -ACP
Acetyl transacylase is not highly specific, but not at much lower rates; malonyl transacylase is just contrary.
Palmitic acid-CoA 棕榈酰-CoA