《脂類代謝》ppt課件

1、8.3 類脂的代謝類脂的代謝 8.3.1 磷脂的降解與生物合成磷脂的降解與生物合成 8.3.1.1 磷脂的降解磷脂的降解 甘油磷脂降解和甘油三酯一樣，先經(jīng)水解生成甘油磷脂降解和甘油三酯一樣，先經(jīng)水解生成 甘油、脂肪酸、磷酸、氨基醇，然后水解甘油、脂肪酸、磷酸、氨基醇，然后水解 產(chǎn)物各自按不同的途徑進一步分解或轉化。產(chǎn)物各自按不同的途徑進一步分解或轉化。 以卵磷脂為例引見水解的過程。以卵磷脂為例引見水解的過程。 卵磷脂中有四個酯鍵卵磷脂中有四個酯鍵,需求經(jīng)過多步水解反響：需求經(jīng)過多步水解反響： 磷脂酶磷脂酶(phospholipase)催化第一步水解反響催化第一步水解反響 已發(fā)現(xiàn)磷脂酶有磷脂酶已

2、發(fā)現(xiàn)磷脂酶有磷脂酶A1、磷脂酶、磷脂酶A2、磷脂酶、磷脂酶 C、磷脂酶、磷脂酶D等四種，它們對磷脂水解部位不等四種，它們對磷脂水解部位不 同，產(chǎn)物也不同。同，產(chǎn)物也不同。 磷脂酶磷脂酶A1：廣泛分布于動物細胞內；：廣泛分布于動物細胞內； 磷脂酶磷脂酶A2 ：存在于蛇毒、蝎毒和蜂毒中；：存在于蛇毒、蝎毒和蜂毒中； 磷脂酶磷脂酶C存在于動物腦、蛇毒和細菌毒素中；存在于動物腦、蛇毒和細菌毒素中； 磷脂酶磷脂酶D主要存在于高等植物中。主要存在于高等植物中。 由磷脂酶由磷脂酶A1或磷脂酶或磷脂酶A2水解甘油磷脂生成水解甘油磷脂生成 溶血磷脂溶血磷脂 溶血磷脂是一類具有較強外表活性的物質，能溶血磷脂是一類

3、具有較強外表活性的物質，能 使紅細胞膜和其它細胞膜破壞，引起溶血或使紅細胞膜和其它細胞膜破壞，引起溶血或 細胞壞死。細胞壞死。 溶血磷脂在溶血磷脂酶溶血磷脂在溶血磷脂酶(lysophospholipase) 作用下，再水解掉一個脂肪酸，生成不具有作用下，再水解掉一個脂肪酸，生成不具有 溶血性的溶血性的3-甘油磷酸膽堿。甘油磷酸膽堿。 由以上水解酶催化生成的由以上水解酶催化生成的3-磷酸甘油膽堿、磷酸甘油膽堿、 磷脂酸、二酰甘油等物質，在磷酸酯酶磷脂酸、二酰甘油等物質，在磷酸酯酶 (phosphoesterase)、脂肪酶等的作用下進、脂肪酶等的作用下進 一步水解，最終生成脂肪酸、甘油、磷酸及一

4、步水解，最終生成脂肪酸、甘油、磷酸及 膽堿。膽堿。 鞘磷脂的降解也需先閱歷水解過程，再將水解鞘磷脂的降解也需先閱歷水解過程，再將水解 產(chǎn)物分解或轉化。產(chǎn)物分解或轉化。 8.3.1.2 磷脂的生物合成磷脂的生物合成 甘油磷脂的生物合成甘油磷脂的生物合成 甘油磷脂合成首先是由磷酸甘油與兩分子脂肪酸甘油磷脂合成首先是由磷酸甘油與兩分子脂肪酸 縮合成磷脂酸縮合成磷脂酸,這與三酰甘油的合成類似；然后這與三酰甘油的合成類似；然后 以此為前體加上各種基團而構成磷脂。以此為前體加上各種基團而構成磷脂。 生物體中以磷脂酸為前體合成甘油磷脂的途徑有生物體中以磷脂酸為前體合成甘油磷脂的途徑有 兩條：兩條： 以合成磷

5、脂酰乙醇胺以合成磷脂酰乙醇胺(腦磷脂腦磷脂)為例，兩條途徑中為例，兩條途徑中 基團的轉移均需求基團的轉移均需求CDP作為載體。作為載體。 途徑途徑1(左左)先構成先構成CDP-二酰甘油，二酰甘油， 然后將二酰甘油轉移給然后將二酰甘油轉移給Ser。 途徑途徑2(右右)是先構成是先構成CDP- 乙醇胺，然后將乙醇胺乙醇胺，然后將乙醇胺 轉移給二酰甘油。轉移給二酰甘油。 并不是一切生物都可以利用這兩條途徑并不是一切生物都可以利用這兩條途徑, 途徑途徑1 較為普遍，條途較為普遍，條途2徑只需在高等動植物，尤其徑只需在高等動植物，尤其 在哺乳動物中合成磷脂酰絲氨酸在哺乳動物中合成磷脂酰絲氨酸(PS)、

6、磷脂酰磷脂酰 乙醇胺乙醇胺(腦磷脂腦磷脂/PE)、磷脂酰膽堿、磷脂酰膽堿(卵磷脂卵磷脂/PC) 三種甘油磷脂時，可以被利用。三種甘油磷脂時，可以被利用。 鞘磷脂的生物合成鞘磷脂的生物合成 鞘磷脂與甘油磷脂在構造上的不同之處在于鞘磷脂與甘油磷脂在構造上的不同之處在于 由鞘氨醇替代了甘油，它是與由鞘氨醇替代了甘油，它是與1分子脂肪分子脂肪 酸、磷酸和膽堿結合而構成的。酸、磷酸和膽堿結合而構成的。 鞘磷脂的合成分為鞘磷脂的合成分為3個階段：個階段： 鞘氨醇的合成：由軟脂酰鞘氨醇的合成：由軟脂酰 CoA與與Ser經(jīng)一系列酶促反響經(jīng)一系列酶促反響 構成。構成。 神經(jīng)酰胺的構成：由鞘氨醇的氨基與脂酰神經(jīng)酰

7、胺的構成：由鞘氨醇的氨基與脂酰 CoA的脂?；B結構成。的脂?；B結構成。 鞘磷脂的合成：由神經(jīng)酰胺接受鞘磷脂的合成：由神經(jīng)酰胺接受CDP-膽堿膽堿 上的磷酸膽堿構成。上的磷酸膽堿構成。 8.3.2 糖脂的降解與生物合成糖脂的降解與生物合成 8.3.2.1 糖脂的降解糖脂的降解 糖苷酶可將糖脂上的糖基水解下來，其他成分糖苷酶可將糖脂上的糖基水解下來，其他成分 在各種脂酶作用下可水解成甘油或鞘氨醇、在各種脂酶作用下可水解成甘油或鞘氨醇、 脂肪酸等。脂肪酸等。 例如，植物葉細胞遭到破壞時，單半乳糖二脂例如，植物葉細胞遭到破壞時，單半乳糖二脂 酰甘油酰甘油(MGDG)和雙半乳糖二脂酰甘油和雙半乳糖二

8、脂酰甘油 (DGDG)可在半乳糖脂酶可在半乳糖脂酶(galactolipase)、 -半乳糖苷酶等酶催化下半乳糖苷酶等酶催化下,迅速水解成甘油、迅速水解成甘油、 脂肪酸和半乳糖。脂肪酸和半乳糖。 8.3.2.2 糖脂的生物合成糖脂的生物合成 甘油糖脂的生物合成甘油糖脂的生物合成 植物體內甘油糖脂主要有單半乳糖二脂酰甘油植物體內甘油糖脂主要有單半乳糖二脂酰甘油 和雙半乳糖二脂酰甘油，它們是葉綠體膜中和雙半乳糖二脂酰甘油，它們是葉綠體膜中 的主要脂類，它們的合成是在葉綠體被膜上的主要脂類，它們的合成是在葉綠體被膜上 進展的。進展的。 單半乳糖二脂酰甘油單半乳糖二脂酰甘油(MGDG)的合成的合成 先

9、合成的磷脂酸水解掉磷酸生成二脂酰甘油。先合成的磷脂酸水解掉磷酸生成二脂酰甘油。 在在UDP-半乳糖半乳糖-二脂酰甘油半乳糖基轉移酶二脂酰甘油半乳糖基轉移酶 催化下，二脂酰甘油接受催化下，二脂酰甘油接受UDP-半乳糖上的半乳糖上的 半乳糖基生成半乳糖基生成MGDG。 雙半乳糖二脂酰甘油雙半乳糖二脂酰甘油(DGDG)的合成的合成 單半乳糖二脂酰甘油再接受一分子單半乳糖二脂酰甘油再接受一分子UDP-半乳糖半乳糖 上的半乳糖基，即可生成上的半乳糖基，即可生成DGDG。 植物體內合成多烯脂肪酸時，去飽和酶的底物植物體內合成多烯脂肪酸時，去飽和酶的底物 不是來自脂肪酸，而是磷脂或甘油糖脂，如不是來自脂肪酸

10、，而是磷脂或甘油糖脂，如 MGDG,其脂?；渲；鵕2可以被去飽和酶作用繼續(xù)可以被去飽和酶作用繼續(xù) 去飽和構成多烯脂肪酸。去飽和構成多烯脂肪酸。 鞘糖脂生物合成鞘糖脂生物合成 鞘糖脂生物合成的鞘糖脂生物合成的 前體物質是神經(jīng)前體物質是神經(jīng) 酰胺。神經(jīng)酰胺酰胺。神經(jīng)酰胺 的末端羥基接受的末端羥基接受 UDP-糖上糖基，糖上糖基， 即可生成腦苷脂。即可生成腦苷脂。 假設在腦苷脂糖基上繼續(xù)添加糖基或其它基團，假設在腦苷脂糖基上繼續(xù)添加糖基或其它基團， 可構成其它鞘糖脂，如神經(jīng)節(jié)糖脂?？蓸嫵善渌侍侵?，如神經(jīng)節(jié)糖脂。 腦苷脂合成還可以鞘氨醇為前體，先接受糖基腦苷脂合成還可以鞘氨醇為前體，先接受糖基

11、構成鞘氨醇糖苷然后再脂?；瓿善浜铣伞嫵汕拾贝继擒杖缓笤僦；瓿善浜铣伞?8.3.3 膽固醇的生物合成與轉化膽固醇的生物合成與轉化 8.3.3.1 膽固醇的生物合成膽固醇的生物合成 合成膽固醇的碳源為乙酰合成膽固醇的碳源為乙酰CoA，此外還需求，此外還需求 復原劑復原劑NADPH和能源和能源ATP的參與。的參與。 膽固醇的合成過程可分為膽固醇的合成過程可分為4個階段：個階段： 由由3分子乙酰分子乙酰CoA合成合成 1分子分子3-甲基甲基-3，5-二二 羥 戊 酸羥 戊 酸 ( 甲 瓦 龍 酸 ，甲 瓦 龍 酸 ， mevalonic acid， MVA) 2分子乙酰分子乙酰CoA縮合成

12、縮合成 乙酰乙酰乙酰乙酰CoA后再與后再與 1 分子乙酰分子乙酰CoA縮合成縮合成 -羥羥-甲基戊二酸單甲基戊二酸單 酰酰CoA(HMG-CoA)。 HMG-CoA是酮體是酮體 合成與膽固醇合合成與膽固醇合 成的分支點。假成的分支點。假 設被裂解酶作用，設被裂解酶作用， 那么合成酮體乙那么合成酮體乙 酰乙酸；假設被酰乙酸；假設被 復原酶作用，那復原酶作用，那 么被么被NADPH復復 原成原成MVA。 此反響是膽固醇此反響是膽固醇 合成限速反響。合成限速反響。 由由MVA生成異戊烯醇生成異戊烯醇 焦磷酸酯焦磷酸酯(isopenten- ylpyrophosphate，IPP) M VA 經(jīng)經(jīng) 3

13、 次 磷 酸 化 生 成次 磷 酸 化 生 成 3-磷酸磷酸-5-焦磷酸焦磷酸MVA， 又在脫羧酶作用下脫羧又在脫羧酶作用下脫羧 而構成而構成IPP。 IPP不僅是合成膽固醇活潑不僅是合成膽固醇活潑 前體，也是植物合成萜前體，也是植物合成萜 類物質，昆蟲合成保幼類物質，昆蟲合成保幼 激素激素,蛻皮素等的活潑前蛻皮素等的活潑前 體。體。 (3)由由6分子分子IPP縮合成縮合成1分子鯊烯分子鯊烯(squalene) 1分子分子IPP先異構成先異構成3,3-二甲基丙烯焦磷酸酯二甲基丙烯焦磷酸酯 (DPP)，然后與，然后與 2 分子分子 IPP 逐一進展頭尾逐一進展頭尾 縮合，先后生成牻牛兒焦磷酸酯縮

14、合，先后生成牻牛兒焦磷酸酯(GPP)和和 法呢焦磷酸酯法呢焦磷酸酯(FPP)。 牻牛兒焦磷酸酯進一步縮合成二萜及多萜類，牻牛兒焦磷酸酯進一步縮合成二萜及多萜類， 在植物體內可進一步轉化為葉黃素、番茄在植物體內可進一步轉化為葉黃素、番茄 紅素、胡蘿卜素等。紅素、胡蘿卜素等。 2分子分子FPP尾尾縮合并被尾尾縮合并被NADPH復原脫去復原脫去2分子分子 焦磷酸生成鯊烯。焦磷酸生成鯊烯。 由鯊烯生成膽固醇由鯊烯生成膽固醇 鯊烯在鯊烯在2、3位上環(huán)氧化生成位上環(huán)氧化生成 2,3-環(huán)氧鯊烯；然后整條環(huán)氧鯊烯；然后整條 長鏈環(huán)化構成羊毛固醇。長鏈環(huán)化構成羊毛固醇。 羊毛固醇經(jīng)羊毛固醇經(jīng)3次脫甲基，次脫甲基

15、， 雙鍵從雙鍵從7、8位至位至5、6位挪位挪 動以及側鏈雙鍵被動以及側鏈雙鍵被NADPH 復原成單鍵等復原成單鍵等 多步反響，多步反響， 最終構成膽固醇。最終構成膽固醇。 環(huán)氧鯊烯除了在動物中構成膽固醇外，在植物環(huán)氧鯊烯除了在動物中構成膽固醇外，在植物 中可轉化成豆甾醇，在真菌中可轉化成麥角中可轉化成豆甾醇，在真菌中可轉化成麥角 固醇。固醇。 膽固醇主要在脊椎動物肝臟中合成。在膽固醇膽固醇主要在脊椎動物肝臟中合成。在膽固醇 合成的合成的4個階段中，第個階段中，第1階段由膜酶催化；階段由膜酶催化； 第第2、3階段由可溶性酶催化；第階段由可溶性酶催化；第4階段合成階段合成 鯊烯后，鯊烯被固體載體蛋

16、白鯊烯后，鯊烯被固體載體蛋白(SCP)轉運至轉運至 內質網(wǎng)膜上繼續(xù)進展合成反響。內質網(wǎng)膜上繼續(xù)進展合成反響。 8.3.3.2 膽固醇的轉化膽固醇的轉化 膽固醇在動物體內不僅可以在膽固醇在動物體內不僅可以在C3的羥基上接的羥基上接 受脂酰受脂酰CoA的脂酰基而酯化成膽固醇脂，的脂?；セ赡懝檀贾?還可轉化成具有重要生理功能的物質，如還可轉化成具有重要生理功能的物質，如 膽酸、類固醇激素、維生素膽酸、類固醇激素、維生素D等。等。 轉化為膽酸及其衍生物轉化為膽酸及其衍生物 膽固醇在羥化酶及脫氫酶的催化下膽固醇在羥化酶及脫氫酶的催化下,在在C7、C12 位上發(fā)生羥基化，側鏈位上發(fā)生羥基化，側鏈C24位氧化成羧酸，從位氧化成羧酸，從 而轉變?yōu)槟懰帷６D變?yōu)槟懰帷?膽酸在耗費膽酸在耗費ATP條件下，可以構成膽酰條件下，可以構成膽酰CoA， 膽酰膽酰CoA與牛磺酸與?；撬?H2NCH2CH2SO3H)或或Gly 縮合構成?；悄懰峄蚋拾蹦懰幔@兩種膽汁鹽縮合構成?；悄懰峄蚋拾蹦懰?，這兩種膽汁鹽 對油脂消化和脂溶性維生素吸收有重要作用。對油脂消化和脂溶性維生素吸收有重要作用。 轉化為類固醇激素轉化為類固醇激素 膽固醇在羥化酶、脫氫酶、異構