乙酰輔酶A課件

1、研究主題：乙酰輔酶A組長(zhǎng)：張峰組員：徐晨 張格 輔酶輔酶A （什么是輔酶（什么是輔酶A？）？） 概念（什么是乙酰輔酶概念（什么是乙酰輔酶A？）？） 乙酰輔酶乙酰輔酶A與三羧酸循環(huán)與三羧酸循環(huán) 乙酰輔酶乙酰輔酶A及其來(lái)源去路及其來(lái)源去路 乙酰輔酶乙酰輔酶A的代謝去路的代謝去路 生化意義生化意義什么是輔酶什么是輔酶A A？輔酶A是一種含有泛酸的輔酶，在某些酶促反應(yīng)中作為?；妮d體。由泛酸、腺嘌呤、核糖核酸、磷酸等組成的大分子，與醋酸結(jié)合為乙酰輔酶A，從而進(jìn)入氧化的過(guò)程。泛酸+ATP 激酶 4-磷酸泛酸+ADP4-磷酸泛酸+半胱氨酸 4-磷酸泛酸半胱氨酸4-磷酸泛酸半胱氨酸 4-磷酸泛酸巰基乙胺+C

2、O24-磷酸泛酸巰基乙胺+ATP 脫磷酸輔酶A+PPi脫磷酸輔酶A+ATP 輔酶A+ADP合成酶CTP或ATP脫羧酶焦磷酸化酶激酶從泛酸開(kāi)始合成輔酶A，其主要合成途徑如下：什么是乙酰輔酶A？乙酰輔酶乙酰輔酶A是輔酶輔酶A的乙?；问揭阴；问?，可以看做是活化了的乙酸?；鶊F(tuán)（CH3-C=O-或記為Ac-;乙?；?與輔酶A的半胱氨酸殘基的SH-基團(tuán)相連。這其實(shí)是高能磷酸硫酯鍵。它是脂肪酸的beta-氧化及糖酵解后產(chǎn)生的丙酮酸氧化脫羧的產(chǎn)物。在許多代謝中起著至關(guān)重要的作用。乙酰輔酶 A 的結(jié)構(gòu)示意 -CH3 - COOH HS -CoACH3 - CO - - S -CoA CH3 - CO S -

3、CoA 高能硫酯鍵高能硫酯鍵乙酰輔酶A在生物代謝中的概述 乙酰輔酶A是能源物質(zhì)代謝的重要中間代謝產(chǎn)物，在體內(nèi)能源物質(zhì)代謝中是一個(gè)樞紐性的物質(zhì)。糖、脂肪、蛋白質(zhì)三大營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)通過(guò)乙酰輔酶A匯聚成一條共同的代謝通路三羧酸循環(huán)和氧化磷酸化，經(jīng)過(guò)這條通路徹底氧化生成二氧化碳和水，釋放能量用以ATP的合成。乙酰輔酶A是合成脂肪酸、酮體等能源物質(zhì)的前體物質(zhì)，也是合成膽固醇及其衍生物等生理活性物質(zhì)的前體物質(zhì)。乙酰輔酶A與三羧酸循環(huán) 三羧酸循環(huán)，是需氧生物體內(nèi)普遍存在的代謝途徑，因?yàn)樵谶@個(gè)循環(huán)中幾個(gè)主要的中間代謝物是含有三個(gè)羧基的檸檬酸，因此得名；或者以發(fā)現(xiàn)者漢斯阿道夫克雷伯命名為克雷伯氏循環(huán)，簡(jiǎn)稱克氏循環(huán)（K

4、rebs cycle）。三羧酸循環(huán)是三大營(yíng)養(yǎng)素（糖類、脂類、氨基酸）的最終代謝通路，又是糖類、脂類、氨基酸代謝聯(lián)系的樞紐 手工聯(lián)絡(luò)圖如下： 在三羧酸循環(huán)中，反應(yīng)物葡萄糖或者脂肪酸會(huì)變成乙酰輔酶A。這種“活化醋酸”（一分子輔酶和一個(gè)乙?；噙B），會(huì)在循環(huán)中分解生成最終產(chǎn)物二氧化碳并脫氫，質(zhì)子將傳遞給輔酶煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）和黃素腺嘌呤（FAD），使之成為NADH + H+和FADH2。NADH + H+和FADH2會(huì)繼續(xù)在呼吸鏈中被氧化成NAD+和FAD，并生成水。這種受調(diào)節(jié)的“燃燒”會(huì)生成ATP，提供能量。三羧酸循環(huán)是機(jī)體主要的產(chǎn)能途徑。 Acetyl-CoA + 3 NAD+ +

5、 FAD + GDP + Pi + 2 H2O Acetyl-CoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2 H2O CoA-SH + 3 NADH + 3 H+ + FADH2 + GTP + 2 CO2 CoA-SH + 3 NADH + 3 H+ + FADH2 + GTP + 2 CO2 每循環(huán)一周，1分子的乙酰輔酶A被氧化，三羧酸循環(huán)直接消耗的底物是乙?；?。每個(gè)NADH+H經(jīng)氧化磷酸化產(chǎn)生2.5個(gè)ATP共7.5個(gè)ATP，每個(gè)FADH2經(jīng)氧化磷酸化產(chǎn)生1.5ATP共1.5個(gè)ATP，循環(huán)一周以此種方式可生成9分子ATP；加上一次底物磷酸化生成的GTP，三羧酸循環(huán)一周共

6、可生成10分子ATP。 輔酶輔酶A （什么是輔酶（什么是輔酶A？）？） 概念（什么是乙酰輔酶概念（什么是乙酰輔酶A？）？） 乙酰輔酶乙酰輔酶A與三羧酸循環(huán)與三羧酸循環(huán) 乙酰輔酶乙酰輔酶A及其來(lái)源去路及其來(lái)源去路 乙酰輔酶乙酰輔酶A的代謝去路的代謝去路 生化意義生化意義乙酰輔酶a的形成 乙酰輔酶乙酰輔酶A(acetyl-coenzymeA)是供能物質(zhì)氧化分是供能物質(zhì)氧化分解的共同中間產(chǎn)物。在線粒體基質(zhì)中，丙酮酸解的共同中間產(chǎn)物。在線粒體基質(zhì)中，丙酮酸經(jīng)基質(zhì)中的丙酮酸脫氫酶系催化，脫氫、脫羧，經(jīng)基質(zhì)中的丙酮酸脫氫酶系催化，脫氫、脫羧，降解為乙?；?，并與輔酶降解為乙?；⑴c輔酶A(coenzyme

7、A，CoA)結(jié)結(jié)合。轉(zhuǎn)化為活潑的乙酰輔酶合。轉(zhuǎn)化為活潑的乙酰輔酶A，生成，生成1分子分子NADH(尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸)。該過(guò)程無(wú)。該過(guò)程無(wú)ATP生成。反應(yīng)式如下：生成。反應(yīng)式如下： 2 丙酮酸丙酮酸+2 輔酶輔酶A+2NAD+2乙酰輔酶乙酰輔酶A+2C02+2NADH+2H+ 除糖外，脂肪酸在線粒體中也可轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴］o酶A。這個(gè)過(guò)程大致分兩步：首先是脂肪酸在細(xì)胞質(zhì)中經(jīng)活化成為脂酰輔酶A(acylcoenzymeA)；然后脂酰輔酶A在線粒體基質(zhì)中生成乙酰輔酶A。 注意：注意：脂肪酸跨線粒體內(nèi)膜的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制 此過(guò)程為脂肪酸-氧化的限速步驟， CAT-CAT-是限速酶限速酶，

8、丙二酸單酰CoA 是強(qiáng)烈的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑。關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶 同時(shí)氨基酸的代謝也生成乙酰輔酶A 1.丙酮酸 乙酰輔酶A 2.乙酰乙酰輔酶A 乙酰輔酶A 包括5個(gè)氨基酸：Thr 、 Cys 、 Gly、 Ser、 Ala包括5個(gè)氨基酸：Phe 、Tyr 、Leu 、Lys 、 Trp 代謝去路 乙酰輔酶A有多種代謝去路，可以合成脂肪酸脂肪酸、膽固醇、酮體等，乙酰輔酶A徹底氧化釋放能量的途徑是三羧酸循環(huán)。通過(guò)三羧酸循環(huán)和氧化磷酸化，乙酰CoA氧化產(chǎn)生CO2、H2O，釋放能量推動(dòng)ATP合成。乙酰輔酶A的轉(zhuǎn)運(yùn)乙酰輔酶A合成膽固醇的簡(jiǎn)述：膽固醇結(jié)構(gòu)的27個(gè)碳原子都來(lái)源于細(xì)胞溶膠中的乙酰輔酶a膽固醇的全合成可分為

9、以下5個(gè)階段，可以看到5個(gè)階段中碳原子的數(shù)目變化。乙酸乙酸甲羥戊酸甲羥戊酸異戊二烯單元異戊二烯單元角鯊烯角鯊烯羊毛膽醇羊毛膽醇膽固醇膽固醇 2c 6c 5c 30c 30c環(huán) 27c胴體的合成：兩分子的乙酰輔酶a縮合形成乙酰乙酸，實(shí)際上是-氧化中硫解反應(yīng)的逆過(guò)程。過(guò)程如右圖合成脂肪酸中乙酰輔酶a的轉(zhuǎn)運(yùn) 線粒體生成的乙酰輔酶線粒體生成的乙酰輔酶A A難以直接進(jìn)難以直接進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，乙酰輔酶入細(xì)胞質(zhì)，乙酰輔酶A A需要檸檬酸轉(zhuǎn)運(yùn)需要檸檬酸轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)系統(tǒng)(citrate transport system)(citrate transport system)由由線粒體轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)。首先線粒體中線粒體轉(zhuǎn)運(yùn)到

10、細(xì)胞質(zhì)。首先線粒體中的乙酰輔酶的乙酰輔酶A A和草酰乙酸在檸檬酸酶合和草酰乙酸在檸檬酸酶合成酶的催化下形成檸檬酸，檸檬酸透成酶的催化下形成檸檬酸，檸檬酸透過(guò)線粒體進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，再經(jīng)檸檬酸裂過(guò)線粒體進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，再經(jīng)檸檬酸裂解酶解酶(citate lyase)(citate lyase)催化生成乙酰輔催化生成乙酰輔酶酶A A和草酰乙酸，檸檬酸裂解生成的草和草酰乙酸，檸檬酸裂解生成的草酰乙酸需要返回線粒體，胞質(zhì)中的蘋(píng)酰乙酸需要返回線粒體，胞質(zhì)中的蘋(píng)果酸脫氫酶催化草酰乙酸還原為蘋(píng)果果酸脫氫酶催化草酰乙酸還原為蘋(píng)果酸，蘋(píng)果酸在蘋(píng)果酸酶酸，蘋(píng)果酸在蘋(píng)果酸酶(malic enzyme)(malic enzym

11、e)催化催化F F脫羧生成丙酮酸。丙酮酸進(jìn)入線脫羧生成丙酮酸。丙酮酸進(jìn)入線粒體羧化成草酰乙酸，從而形成粒體羧化成草酰乙酸，從而形成“丙丙酮酸一蘋(píng)果酸酮酸一蘋(píng)果酸”循環(huán)，新生成的草酰循環(huán)，新生成的草酰乙酸又可與乙酰輔酶乙酸又可與乙酰輔酶A A縮合成檸檬酸，縮合成檸檬酸，開(kāi)始下一輪循環(huán)。開(kāi)始下一輪循環(huán)?！氨嵋惶O(píng)果酸丙酮酸一蘋(píng)果酸”轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)將乙酰輔酶轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)將乙酰輔酶A A由線粒體轉(zhuǎn)運(yùn)到由線粒體轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)，同時(shí)還生成了細(xì)胞質(zhì)，同時(shí)還生成了NADPHNADPH，生成的，生成的NADPHNADPH用于脂肪酸合成的還原反應(yīng)。用于脂肪酸合成的還原反應(yīng)。關(guān)注乙酰輔酶A在酮體合成中的作用的生物意義： 在生

12、物學(xué)中，我們知道酮體對(duì)生物體是很重要的，一方在生物學(xué)中，我們知道酮體對(duì)生物體是很重要的，一方面它具有重要性，同時(shí)，另一方面它也具有危害性。正面它具有重要性，同時(shí)，另一方面它也具有危害性。正常情況下血中僅含少量酮體。但在饑餓、妊娠嘔吐及糖常情況下血中僅含少量酮體。但在饑餓、妊娠嘔吐及糖尿病時(shí)，三脂酰甘油動(dòng)員加強(qiáng)，肝中酮體生成過(guò)多，超尿病時(shí)，三脂酰甘油動(dòng)員加強(qiáng)，肝中酮體生成過(guò)多，超出肝外組織利用的能力，可引起血中酮體升高，尿中出出肝外組織利用的能力，可引起血中酮體升高，尿中出現(xiàn)酮體，即酮血癥和酮尿癥，可導(dǎo)致酮癥酸中毒，嚴(yán)重現(xiàn)酮體，即酮血癥和酮尿癥，可導(dǎo)致酮癥酸中毒，嚴(yán)重者危及生命。者危及生命。 所以，我們可以通過(guò)了解乙酰輔酶所以，我們可以通過(guò)了解乙酰輔酶A A在酮體合成中起的在酮體合成中起的作用，有利于我們治療一些病癥。由于肝內(nèi)缺乏氧化利作用，有利于我們治療一些病癥。由于肝內(nèi)缺乏氧化利用酮體的酶系，所以酮體不能在肝內(nèi)氧化，必須透過(guò)細(xì)用酮體的酶系，所以酮體不能在肝內(nèi)氧化，必須透過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入血液循環(huán)運(yùn)輸?shù)礁瓮饨M織才能進(jìn)一步氧化分解胞膜進(jìn)入血液循環(huán)運(yùn)輸?shù)礁瓮饨M織才能進(jìn)一步氧化分解供能。在這里乙酰輔酶供能。在這里乙酰輔酶A A起了關(guān)鍵作用，所以