于 杨 课 题 组 · 教 学 网 页 说 明 书

胆固醇合成通路 3D · 使用说明书

Cholesterol Biosynthesis —— 5 节点主链 / 约 30 步 / 20 个酶,含多场景终点回溯与非甾醇支路
适用对象:生物化学 · 脂代谢稳态 · 药理学教学对应网页:cholesterol_3d.html编制:于杨课题组 · 2026-09-26

1. 这个页面在讲什么

从乙酰-CoA 出发,经 HMGCR 与 SQLE 两个限速酶抵达胆固醇 —— 这是甲羟戊酸途径。页面上只画 5 个锚节点 / 6 个代谢物槽,每个节点后面折叠着若干步。核心设计是一句话:每阻断一个酶,代谢终点就后退一步——断点在哪里,当前状态的终点就在哪里。

除主链外,页面还把 FPP 之后分出的非甾醇支路(辅酶 Q10 / 多萜醇 / 血红素 a / 蛋白异戊二烯化)单列一支,用来说明"掐断胆固醇合成"时哪些下游一并受影响、哪些照常。

2. 界面导览

区域能做什么
顶栏「场景」四个基线状态:基础合成态 / 胆固醇充足 / 他汀治疗 / SLOS
顶栏「干预模拟」五个开关,可叠加(本页刻意不设互斥)
3D 画布拖拽旋转、滚轮缩放;蛋白节点为 AlphaFold 真实结构
蛋白节点点开看 EC 号、UniProt 号、催化反应、调控要点与被折叠的步骤
「+n 步」芯片两锚点之间被压缩的酶聚成芯片,点开见该区间全部酶(EC / UniProt / 反应式 / 疾病)
代谢物标签点开看 PubChem 结构式与说明
左栏五页签通路状态 / 全途径 20 酶 / 酶与限速 / 分支与意义 / 文献
右下角昼夜模式切换、二维码、本说明书 PDF 下载

3. 四个场景:断点与终点

场景分子机制一句话终点
基础合成态(对照)ER 甾醇偏低 → SCAP 暴露 MELADL → COPII 携 SREBP2 赴 Golgi → S1P/S2P 切出 nSREBP2 入核胆固醇
胆固醇充足(反馈关闭)甾醇结合 SCAP 并招募 INSIG → SREBP2 滞留 ER;同时 INSIG 促 HMGCR 经 gp78/TRC8 降解、SQLE 经 MARCH6 降解HMG-CoA(合成基本停摆)
他汀治疗中竞争性抑制 HMGCR 的 HMG-CoA 结合位点HMG-CoA
SLOS(DHCR7 缺陷)7-脱氢胆固醇还原酶缺陷 → 7-DHC 蓄积、胆固醇不足7-脱氢胆固醇
讲课时值得点出:两个限速酶一个走 INSIG、一个走 MARCH6 —— 机器不同、目的一致。这是教科书很少强调、但页面明确画出的一层。

4. 五个干预开关

干预靶点机制教学用法
他汀类HMGCR竞争性抑制 HMG-CoA 结合位点基石用药;疗效受"HMGCR 蛋白代偿性升高"限制
禁食 / AMPK 激活HMGCR磷酸化 Ser872(人)/ Ser871(啮齿)使酶失活同一断点、两种机制——关活性而非拆蛋白
25-羟胆固醇负荷HMGCR + SQLE同时促两个限速酶降解演示生理性负反馈的双重作用
选择性降解 SQLESQLE单独拆除第二个限速酶与他汀对照:断点位置不同
外源补入甲羟戊酸绕过 HMGCR下游直接供料,断点后移与他汀叠加即标准 rescue 实验

5. 主链压缩与「+n 步」芯片

内容主源是 Luo J, Yang H, Song BL 的综述 Nat Rev Mol Cell Biol 2020(PMID 31848472),其 Fig.1 只画出 6 个代谢物,而实际途径约 30 个酶促反应 / 20 个酶。本页照这 6 个槽位布局,被折叠的中间步骤(MVK / PMVK / MVD / FDFT1 / LSS / CYP51A1 / EBP / DHCR24 等)在画布上聚成若干枚「+n 步」芯片,点开可见该区间全部酶。

这是本页对"压缩"这件事的补偿:不假装主链只有 5 步,而是把省略的部分显式地、可点开地保留下来。

6. 左栏五个页签

7. 数据来源

8. 诚实标注(哪里做了简化)

9. 五分钟课堂脚本

  1. 默认「基础合成态」:讲 SREBP2 的 ER→Golgi 转运与两个限速酶同时稳定存在。
  2. 切「胆固醇充足」:终点退到 HMG-CoA,讲 INSIG 双重降解(HMGCR 走 gp78、SQLE 走 MARCH6)。
  3. 切「他汀治疗」再叠加「外源甲羟戊酸」:现场演示 rescue,说明断点与供料的相对位置。
  4. 切「SLOS」:终点退到 7-DHC,联系发育异常表型。
  5. 点开一枚「+n 步」芯片:强调"看见的是压缩视图,不是全部"。

10. 参考文献

页面「文献」页签共 37 条,正文中的 [n] 与之对应,PMID 均经 PubMed 实查。主源为 PMID 31848472(Nat Rev Mol Cell Biol 2020)。