脂肪酸的生物合成課件

2012年9月18日《》——脂肪酸的合成

FattyAcidBiosynthesis脂肪酸在生物體內(nèi)的功能：

1.細(xì)胞膜的重要組成成分2.細(xì)胞內(nèi)一種能量儲存形式

3.細(xì)胞內(nèi)一些特殊的營養(yǎng)成分

和信號物質(zhì)

植物油深海魚油三酸甘油酯多不飽和脂肪酸DHAEPA脂肪酸合成的異常會引起機(jī)體很多問題：1.肥胖2.脂肪肝3.生長發(fā)育遲緩、智力障礙等問題1：脂肪酸或者是脂肪酸衍生物本身還有可能做什么用？大腸桿菌II型脂肪酸合成系統(tǒng)的起始步驟ACC：乙酰輔酶A羧化酶由Acetyl-CoA合成Malonyl-CoAACP：?；d體蛋白整個反應(yīng)的“ShuttleBus”AcpS：ACP合成酶（PPTase)將輔酶A的phosphopantetheine基團(tuán)加載到ACP蛋白上，使ACP活化FabD：malonyl-CoA:ACP轉(zhuǎn)?；?MAT)將Malonyl-CoA加載到活化的ACP蛋白上FabH：β-Ketoacyl-ACPsynthaseIII(KS)

負(fù)責(zé)Malonyl-ACP與Acetyl-CoA的縮合大腸桿菌II型脂肪酸合成系統(tǒng)的延伸步驟FabB/FabF:β-Ketoacyl-ACPsynthaseI/II（負(fù)責(zé)后續(xù)的碳碳鍵合成,KS）FabG:β-Ketoacyl-ACPreductase（酮基還原酶,KR）FabA/Z:3(R)-Hydroxyacyl-ACPDehydratase（脫水酶,DH）FabI:Enoyl-ACPReductase（烯基還原酶,ER）脂肪酸合成前的準(zhǔn)備工作：AcylCarrierProtein的活化修飾

ACP:體內(nèi)數(shù)量最多的蛋白之一，活性位點(diǎn)為絲氨酸AcpS屬于phosphopantetheinyltransferaseproteinsuperfamily它是以三聚體的形式工作，同時(shí)它的催化需要鎂離子做為輔助,將apo-ACP變?yōu)閔olo-ACPPhosphopantetheinylarm20?fromCoAandACP脂肪酸合成的底物準(zhǔn)備：乙酰輔酶A羧化酶(Acetyl-CoACarboxylase)總反應(yīng)式：總反應(yīng)機(jī)理：Associationofacetyl-CoAcarboxylaseprotomers脂肪酸合成的第二步：起始縮合FabH：β-Ketoacyl-ACPsynthaseIII脂肪酸合成的第三步：還原②FabA/Z:3(R)-Hydroxyacyl-ACPDehydratase（脫水酶,DH）脂肪酸合成的最后一步：產(chǎn)物的釋放Thioesterase硫酯酶:TETesA讓我們再次回顧一下大腸桿菌脂肪酸合成的過程真菌、高等生物中的脂肪酸合成系統(tǒng)是另一種高度的整合方式酵母FASα鏈酵母FASβ鏈我們以酵母中的I型脂肪酸合成系統(tǒng)為例對這種高度整合的復(fù)合蛋白進(jìn)行說明

該動畫由耶魯大學(xué)Prof.XiongYong提供本課題組工作——脂肪酸代謝途徑的體外重建

利用生物化學(xué)的傳統(tǒng)方法在體外重建代謝途徑，更清楚的研究脂肪酸合成。Step1：體外途徑系統(tǒng)的構(gòu)建Step2：體外酶反應(yīng)以及動力學(xué)分析Step3：提煉信息并提供量化的數(shù)據(jù)Step4：指導(dǎo)體內(nèi)的遺傳改造LiuT.et.al.ME2010體外途徑重建系統(tǒng)可以幫助我們快速找到途徑中各元件的的最佳比例YuX.andLiuT.et.al.PNAS2011Reference:FabA:FabB:FabD:FabF:FabG:FabH:FabI:FabZ:holo-ACP:TesA1:1:1:1:1:1:1:1:10:10Optimized:FabA:FabB:FabD:FabF:FabG:FabH:FabI:FabZ:holo-ACP:TesA1:1:1:1:1:1:10:10:30:30在優(yōu)化體系中每個酮基羧化酶每秒可以催化合成1.6個C16的脂肪酸分子,這是我們第一次看到該途徑如此高效。實(shí)現(xiàn)這一個過程我們只改變了整個系統(tǒng)中四種酶的比例合成生物學(xué)中的經(jīng)典案例MetabolicEngineering,2008,2010;Nature,2010Science,2010;AnnualReviewofGenetics,2010大家是否知道這些藥物的生物合成機(jī)制？抗菌藥物紅霉素降血脂藥物辛伐他汀抗癌藥物多柔比星紅霉素前體：6-脫氧紅霉內(nèi)酯B合成酶中的各結(jié)構(gòu)域組成

和相應(yīng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及每步催化的反應(yīng)最經(jīng)典的I型聚酮合酶：紅霉素內(nèi)酯的生物合成像一條嚴(yán)謹(jǐn)有序的裝配線重復(fù)使用的I型聚酮合酶的代表例子辛伐他汀的前體合成本節(jié)小結(jié)：1.脂肪酸合成系統(tǒng)分為I型和II型兩類2.