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时间:2020-10-20
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1、第三节脂肪的生物合成饱和脂肪酸的从头合成脂肪酸碳链的延长不饱和脂肪酸的合成脂肪酸合成的调节脂肪的合成一、饱和脂肪酸的从头合成(一)合成部位肝、肾、脑、肺、乳腺及脂肪等组织的胞浆中。肝是主要场所。(二)合成原料乙酰CoA为主要原料,主要来自葡萄糖。NADPH主要来自磷酸戊糖途径,其次是三羧酸转运体系中的苹果酸酶反应。还需ATP、CO2及Mn2+等。线粒体中的乙酰CoA,需通过三羧酸转运体系(也称拧檬酸穿梭系统)运到胞浆中,才能供脂肪酸合成所需,此过程是耗能的。线粒体基质内膜胞液HSCoA柠檬酸草酰乙酸柠檬酸合酶H2O+乙酰CoAHSCoA+ATP柠檬酸裂解酶草酰乙酸乙酰CoA+ADP+Pi丙酮酸
2、NADH+H+苹果酸脱氢酶苹果酸NAD+ADP+Pi丙酮酸羧化酶ATP+CO2柠檬酸苹果酸酶NADP+NADPH+H++CO2丙酮酸苹果酸NAD+NADH+H+苹果酸脱氢酶乙酰CoA转运出线粒体过程图解1、丙二酸单酰-CoA的合成:乙酰CoA羧化酶(生物素、Mn2+)*CH3CO~SCoAADP+PiHCO3-+H++ATPHOOC-CH2-CO~SCoA(三)合成过程乙酰CoA羧化酶:具有生物素羧基载体、生物素羧化酶、转羧酶活性,是脂酸合成的限速酶。其催化的反应历程如下:关键酶H2O活性羧化酶柠檬酸乙酰CoA羧化酶活性的调节部分活性羧化酶柠檬酸P无活性羧化酶PATPADPcAMP活化的蛋白激
3、酶Pi蛋白磷酸酶2A单体(无活性)多聚体(有活性)柠檬酸长链脂酰CoA2、脂肪酸合成脂肪酸合成由脂肪酸合成酶系催化。在高等动物,脂肪酸合成酶系是一个多功能酶的二聚体。每个亚基含有一个酰基载体蛋白(ACP)的核心和7种酶的活性部位,由一个基因编码。(1)脂肪酸合成酶系脂肪酸合成酶系E.Coli脂肪酸合成酶系ACP酰基载体蛋白(辅基磷酸泛酸巯基乙胺)AT乙酰CoA:ACP转酰酶MT丙二酸单酰CoA:ACP转酰酶KSβ-酮酰-ACP合酶KRβ-酮酰-ACP还原酶HDβ-羟酰-ACP脱水酶ER烯酰-ACP还原酶动物细胞中还有第七个酶:软脂酰-ACP硫酯酶(PT)酰基载体蛋白(ACP)酰基载体蛋白(AC
4、P)的辅基是磷酸泛酰巯基乙胺(Pn),其磷酸基团与蛋白质的Ser32-OH连接。活性基团为巯基,故写为ACP-SH,巯基为结合并转运脂酰基的部位。ACP-SH是整个合成体系的中心。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①启动CE—SHACP—SHECH3CO~SCoACoASH乙酰-CoA:ACP转移酶(AT)CE—SHACP—S—CO—CH3ECE—S—CO—CH3ACP—SHEAT结果:完成以ACP-SH为载体将乙酰基转移到脂肪酸合酶(CE-SH)上。(2)丙二酸单酰CoA转变为软脂酸的过程:②装载CE—S—CO—CH3ACP—SHECE—S—CO—C
5、H3ACP—S—CO—CH2*COOHE*HOOC-CH2CO~SCoACoASH丙二酸单酰-CoA-ACP转酰酶(MT)结果:完成乙酰CoA和丙二酸单酰CoA加载到脂肪酸合酶上。③缩合脱羧结果:在β-酮酰-ACP合酶(KS)的催化下,完成乙酰基与丙二酸单酰基缩合并脱羧形成β-酮丁酰-ACP。④还原结果:在β-酮酰-ACP还原酶(KR)的催化下,β-酮丁酰加氢还原为D-β-羟丁酰-ACP。⑤脱水结果:在β-羟酰-ACP脱水酶(HD)的催化下,β-羟丁酰基脱水形成α,β–烯丁酰ACP。⑥还原结果:在烯酰-ACP还原酶(ER)的催化下,α,β–烯丁酰基加氢还原为丁酰-ACP。脂肪酸合成循环①乙酰基
6、转移②丙二酸单酰基转移③缩合④加氢⑤脱水⑥再加氢⑦酰基转移ATKSKSMTKSKSKSKRHDER⑦释放脂肪酸合成的每一循环中,脂肪酸链延伸了两个碳原子。动物细胞中延伸的程序在到达16个碳原子时即行停止,最终产物形成软酯酰-ACP,此时软酯酰-ACP硫酯酶开始起作用,催化软酯酰-ACP水解,形成游离的软脂酸软酯酰-ACP+H2O软脂酸+HS-ACP+H2O软酯酰-ACP硫酯酶乙酰CoA+7丙二酸单酰CoA+14NADPH+14H++H2O软脂酸+14NADP++7CO2+7H2O+8CoA-SH脂肪酸合成酶系(7次循环)软脂酸(16C)合成的总反应式:区别点从头合成β—氧化细胞中发生部位细胞质
7、线粒体酰基载体ACP-SHCoA-SH二碳片段的加入与裂解方式丙二酰单酰CoA乙酰CoA电子供体或受体NADPHFAD、NAD+酶系七种酶和一个蛋白质组成复合物四种酶原料转运方式三羧酸转运系统肉碱穿梭系统羟脂酰化合物的中间构型D-型L-型对二氧化碳和柠檬酸的需求需求不需求能量变化消耗7个ATP和14NADPH产生106个ATP(四)脂肪酸从头合成与β—氧化比较反应途径中的4步反应比较二、脂肪酸碳链
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