(一) 氨基被脂酰辅酶A酰化,生成神经酰胺,这一过程由鞘氨醇酰基转移酶催化。
(二) 神经酰胺与CDP-胆碱生成鞘磷脂,这一转化由神经酰胺胆碱磷酸转移酶催化。
二、鞘糖脂的合成
(一) 脑苷脂的生成:神经酰胺与UDP-葡萄糖反应,生成葡萄糖脑苷脂,这一过程由葡萄糖基转移酶催化,形成了β-糖苷键。此过程也可先由糖基与鞘氨醇发生酰胺裂解反应,再进行酯化。
(二) 脑硫脂的生成:硫酸首先与两分子ATP生成PAPS,然后转移到半乳糖脑苷脂的3位,这一过程由微粒体的半乳糖脑苷脂硫酸基转移酶催化。
(三) 神经节苷脂的生成:以神经酰胺为基础,通过UDP作为糖载体,CMP作为唾液酸载体,转移酶催化其合成。神经节苷脂的分解在溶酶体进行,需要糖苷酶等酶类参与。酶的缺乏会导致脂类沉积症,神经发育迟缓和存活期短。
第六节 胆固醇代谢
一、胆固醇的合成
(一) MVA的合成:羟甲基戊二酰辅酶A(HMG CoA)的合成可以通过三种方式:由三个乙酰辅酶A合成,或者由亮氨酸合成。
(二) 二羟甲基戊酸的合成:由HMG CoA还原酶催化,消耗两个NADPH,这一步骤是不可逆的,是酮体和胆固醇合成的分支点。此步骤是胆固醇合成的限速步骤,酶具有立体专一性,受胆固醇的抑制。酶的合成和活性都受激素控制,cAMP可以促进其磷酸化,降低活性。
(三) IPP的合成:二羟甲基戊酸通过两个ATP活化,再脱羧,形成IPP。IPP是活泼的前体,可以缩合形成胆固醇、脂溶性维生素、萜类等许多物质。
(四) 鲨烯的生成:六个IPP缩合生成鲨烯,这一过程由二甲基丙烯基转移酶催化。鲨烯是合成胆固醇的直接前体,水不溶。
(五) 羊毛固醇的生成:固醇载体蛋白将鲨烯运到微粒体,环化成羊毛固醇,这一过程需要分子氧和高闭NADPH参与。
(六) 胆固醇的生成:羊毛固醇经过切除甲基、双键移位、还原等步骤生成胆固醇。这一过程需要固醇载体蛋白,7-脱氢胆固醇是中间物之一。
二、胆固醇酯的合成
胆固醇酯主要存在于脂蛋白的脂质核心中。胆固醇酯可以通过卵磷脂:胆固醇酰基转移酶催化,将卵磷脂C2的不饱和脂肪酸转移到胆固醇3位羟基上合成。此酶存在于高密度脂蛋白中,在细胞中还有脂酰辅酶A:胆固醇脂酰转移酶,也可合成胆固醇酯。
三、胆汁酸的合成
胆汁酸包括游离胆酸和结合胆酸,前者有胆酸、脱氧胆酸等,后者是他们与牛磺酸或甘氨酸以酰胺键结合的产物。其结构特点是24位有羧基,3、7、12位有α-羟基,在同侧,形成一个极性面,是很好的乳化剂。肝脏通过胆固醇合成胆酸,先由7a羟化酶形成7a胆固醇,这一步骤是限速步骤。此酶是单加氧酶,存在于微粒体,需要NADPH和分子氧。胆酸先形成胆酰辅酶A,再与牛磺酸等结合。
四、类固醇激素的合成
(一) 孕酮的合成:胆固醇先在20位羟化,由20a羟化酶催化,这一步骤是限速步骤。然后在22位羟化,切除6个碳,生成孕烯醇酮和异己醛。孕烯醇酮在3b脱氢酶催化下生成孕酮,是许多激素的共同前体。
(二) 肾上腺皮质有21羟化酶,可合成皮质醇、皮质酮和醛固酮。性腺有碳链裂解酶,可生成雄烯二酮,再经17b脱氢酶生成睾酮。卵巢和胎盘还有芳香酶系,可产生苯环,生成雌酮和雌二醇。
五、维生素D的合成
7-脱氢胆固醇经紫外线照射可生成前维生素D,再生成维生素D3。所以维生素D不是必须的。麦角固醇可转变为维生素D2。
第七节 前列腺素代谢
一、分类
(一) 天然的前列腺素有19种,根据五元环的结构可分为A-I等9类,根据双键数可分为1、2、3三类。由花生四烯酸合成的有2个双键,即2系,最常见。前列腺素的功能主要有两个,一是影响平滑肌的收缩,作用于肠道、血管、支气管、子宫等;二是改变腺苷酸环化酶的活性,一般是促进,但在脂肪组织是抑制,所以有抗脂解作用。
(二) 凝血恶烷酸A2(TXA2):由血小板合成,有一个含氧的六元杂环,环中还有一个氧。可促进血小板凝集,与PGI2相拮抗。
(三) 白三烯(LTs):由白细胞制造,有三个共轭双键,故名。其分子中没有环,可有多个双键。与化学趋化性、炎症和变态反应有关。
二、合成
前列腺素主要由花生四烯酸合成。钙浓度升高使磷脂酶A2活化,水解膜磷脂,放出花生四烯酸。脂肪酸环加氧酶在9位和11位引入过氧化物,再环化,生成PGG2,然后酶促形成其他前列腺素和TX。脂加氧酶可由花生四烯酸合成白三烯。
三、调控
脂肪酸环加氧酶可自溶,存在时间短,不依赖反馈调节,而是由酶量调节。其活性被酚类促进,被某些药物及花生四烯酸、乙炔类似物抑制。
第八节 脂类代谢调控
一、脂解的调控
脂解是脂类分解代谢的第一步,受许多激素调控,激素敏感脂肪酶是限速酶。肾上腺素、去甲肾上腺素和胰高血糖素通过环AMP激活,作用快。生长激素和糖皮质激素通过蛋白合成加速反应,作用慢。甲状腺素促进脂解的原因一方面是促进肾上腺素等的分泌,另一方面可抑制cAMP磷酸二酯酶,延长其作用时间。甲基黄嘌呤(茶碱、咖啡碱)有类似作用,所以使人兴奋。
胰岛素、PGE、烟酸和腺苷可抑制腺苷酸环化酶,起抑制脂解作用。胰岛素还可活化磷酸二酯酶,并促进脂类合成,具体是提供原料和活化有关的酶,如促进脂肪酸和葡萄糖过膜,加速酵解和戊糖支路,激活乙酰辅酶A羧化酶等。
二、脂肪酸代谢调控
(一) 分解:长链脂肪酸的跨膜转运决定合成与氧化。肉碱脂酰转移酶是氧化的限速酶,受丙二酸单酰辅酶A抑制,饥饿时胰高血糖素使其浓度下降,肉碱浓度升高,加速氧化。能荷高时还有NADH抑制3-羟脂酰辅酶A脱氢酶,乙酰辅酶A抑制硫解酶。
(二) 合成:
1. 短期调控:通过小分子效应物调节酶活性,最重要的是柠檬酸,可激活乙酰辅酶A羧化酶,加快限速步骤。乙酰辅酶A和ATP抑制异柠檬酸脱氢酶,使柠檬酸增多,加速合成。软脂酰辅酶A拮抗柠檬酸的激活作用,抑制其转运,还抑制6-磷酸葡萄糖脱氢酶产生NADPH及柠檬酸合成酶产生柠檬酸的过程。乙酰辅酶A羧化酶还受可逆磷酸化调节,磷酸化则失去活性,所以胰高血糖素抑制合成,而胰岛素有去磷酸化作用,促进合成。
2. 长期调控:食物可改变有关酶的含量,称为适应性调控。
三、胆固醇代谢调控
(一) 反馈调节:胆固醇抑制HMG辅酶A还原酶活性,长期禁食则增加酶量。
(二) 低密度脂蛋白的调节作用:细胞从血浆LDL获得胆固醇,游离胆固醇抑制LDL受体基因,减少受体合成,降低摄取。
名词解释:
β-氧化:碳氧化降解生成乙酰CoA,同时生成NADH 和FADH2,因此可产生大量的ATP。该途径因脱氢和裂解均发生在β位碳原子而得名。每一轮脂肪酸
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