-脂類的生物合成課件

《生物化學(xué)》教學(xué)課件《生物化學(xué)》教學(xué)課件1第十一單元脂代謝第28章脂肪酸的分解代謝第29章脂類的生物合成(P257)第十一單元脂代謝第28章脂肪酸的分解代謝2第29章脂類的生物合成(P257)一、貯存脂肪二、脂類的合成第29章脂類的生物合成(P257)一、貯存脂肪3一、貯存脂肪(一)貯存脂肪(depotfat)

脂肪動(dòng)員：把脂肪倉(cāng)庫(kù)中貯存的脂肪釋放出游離脂肪酸并轉(zhuǎn)移到肝臟的過(guò)程。(二)脂肪肝(fattyliver)過(guò)度的脂肪動(dòng)員可導(dǎo)致發(fā)展成脂肪肝，此時(shí)肝臟被脂肪細(xì)胞所浸滲，變成了非功能的脂肪組織。脂肪肝可能因糖尿而產(chǎn)生，由于胰島素缺欠不能正常動(dòng)員葡萄糖，就必須使用其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)提供能量。脂肪肝還有可能是受化學(xué)藥品的影響，如四氯化碳或吡啶。膳食中缺乏抗脂肪肝劑即膽堿和甲硫氨酸，也可導(dǎo)致脂肪肝的出現(xiàn)。一、貯存脂肪(一)貯存脂肪(depotfat)4二、脂類的合成(一)脂肪酸的生物合成(二)其他脂類的生物合成二、脂類的合成(一)脂肪酸的生物合成5(一)脂肪酸的生物合成1、乙酰-CoA的作用2、丙二酸單酰-CoA的形成來(lái)自乙酰-CoA和碳酸氫鹽3、脂肪酸合酶4、由脂肪酸合酶催化的各步反應(yīng)5、脂肪酸合成途徑與β-氧化的比較6、脂肪酸碳鏈的加長(zhǎng)和去飽和7、脂肪酸的調(diào)節(jié)(一)脂肪酸的生物合成1、乙酰-CoA的作用61、乙酰-CoA的作用

脂肪酸的合成發(fā)生在細(xì)胞溶膠中。合成的起始物是乙酰-CoA。但是線粒體產(chǎn)生的乙酰-CoA必須先從線粒體轉(zhuǎn)移到細(xì)胞溶膠中，才能參與脂肪酸合成。然而線粒體內(nèi)膜對(duì)乙酰-CoA不通透，需經(jīng)過(guò)一穿梭機(jī)制取代直接的運(yùn)送，即三羧酸轉(zhuǎn)運(yùn)體系(tricarboxylatetransportsystem)。在有些條件下，穿梭機(jī)制產(chǎn)生出還原性NADPH可用于脂肪酸合成中的還原反應(yīng)。1、乙酰-CoA的作用脂肪酸的合成發(fā)生在細(xì)胞溶膠7三羧酸轉(zhuǎn)運(yùn)體系脂肪酸合成線粒體細(xì)胞溶膠檸檬酸檸檬酸蘋果酸蘋果酸丙酮酸乙酰-CoA草酰乙酸草酰乙酸乙酰-CoANADPH輔酶A+ATP丙酮酸羧化酶ATP+CO2ADP+Pi檸檬酸裂解酶檸檬酸合成酶丙酮酸蘋果酸酶蘋果酸脫氫酶圖29-3三羧酸轉(zhuǎn)運(yùn)體系脂肪酸合成線粒體細(xì)胞溶膠檸檬酸檸檬酸蘋果酸蘋果82、丙二酸單酰-CoA的形成來(lái)自

乙酰-CoA和碳酸氫鹽

乙酰-CoA轉(zhuǎn)化成丙二酸單酰-CoA，這步反應(yīng)是在乙酰-CoA羧化酶的作用下實(shí)現(xiàn)的，羧化酶反應(yīng)構(gòu)成脂肪酸合成的重要步驟。反應(yīng)如下：

BCCP-生物素

+CO2+CH3CO~SCoA+

ATP

+H2OHOOC-CH2-CO-SCoA+BCCP-生物素+ADP+Pi

BCCP稱為生物素羧基載體蛋白，是乙酰-CoA羧化酶的亞基，是生物素的載體。

反應(yīng)需要生物素以及生物素羧化酶、轉(zhuǎn)羧酶等參加。2、丙二酸單酰-CoA的形成來(lái)自

乙酰-CoA和碳酸氫93、脂肪酸合酶脂肪酸合酶復(fù)合體包括6種酶（現(xiàn)在認(rèn)為是7種酶）和1個(gè)?；d體蛋白質(zhì)（ACP）。

脂肪酸合酶包括6種酶還是7種酶，書(shū)中P260-261不一致。

?；d體蛋白的輔基是磷酸泛酰巰基乙胺，這個(gè)輔基的磷酸基團(tuán)與ACP的絲氨酸殘基以磷酯鍵相接，另一端的-SH基與脂?；纬闪蝓ユI，這樣形成的分子可把脂?；鶑囊粋€(gè)酶反應(yīng)轉(zhuǎn)移到另一酶反應(yīng)，由此得到“脂?；d體蛋白”的名稱。3、脂肪酸合酶脂肪酸合酶復(fù)合體包括6種酶（現(xiàn)10ACP圖巰基乙胺磷酸泛酸磷酸泛酰巰基乙胺---ACP的輔基絲氨酸（ACP）磷酸基團(tuán)與ACP的絲氨酸殘基以磷酯鍵相接巰基乙胺的-SH基與脂酰基形成硫酯鍵ACP圖巰基乙胺磷酸泛酸磷酸泛酰巰基乙胺---ACP的輔基絲114、由脂肪酸合酶催化的各步反應(yīng)共七步反應(yīng)：（1）啟動(dòng)——乙酰-CoA:ACP轉(zhuǎn)酰酶催化（2）裝載——丙二酸單酰-CoA:ACP轉(zhuǎn)酰酶催化（3）縮合——β-酮酰-ACP合酶催化，產(chǎn)物是乙酰乙酰-ACP（4）還原——β-酮酰-ACP還原酶催化，是脂肪酸合成途徑的第一道還原反應(yīng)（5）脫水——β-羥酰-ACP脫水酶催化（6）還原——脂肪酸合成第一個(gè)循環(huán)的最后一步，是總反應(yīng)的第二次還原，由烯酰-ACP還原酶催化。（7）釋放——?jiǎng)游锛?xì)胞中延伸的程序在到達(dá)16個(gè)碳原子時(shí)停止，軟脂酸從脂肪酸合酶復(fù)合體中釋放出來(lái)，實(shí)際是水解反應(yīng)。目前認(rèn)為由軟脂酰-ACP硫酯酶催化P262圖29-84、由脂肪酸合酶催化的各步反應(yīng)共七步反應(yīng)：P262圖212（1）啟動(dòng)---乙酰-CoA:ACP轉(zhuǎn)酰酶催化乙酰-CoA

+

HS-ACP

CH3—C—S—ACP-O+CoA—SH（1）啟動(dòng)---乙酰-CoA:ACP轉(zhuǎn)酰酶催化乙酰-CoA13CH3—C—S—ACP-O+HS-合酶CH3—C—S—合酶OHS—ACP-+（1）啟動(dòng)---乙酰-CoA:ACP轉(zhuǎn)酰酶催化（脂肪酸合酶）CH3—C—S—ACP-O+HS-合酶CH3—C—S—合酶O14（2）裝載—丙二酸單酰-CoA:ACP轉(zhuǎn)酰酶催化

-OOC—CH2—C—S—CoAO-OOC—CH2—C—S—ACPO+CoA-SHACP乙酰-CoA

羧化酶乙酰-CoA+CO2（2）裝載—丙二酸單酰-CoA:ACP轉(zhuǎn)酰酶催化

-OO15（3）縮合---β-酮酰-ACP合酶催化，

產(chǎn)物是乙酰乙酰-ACPCH3-C-S-合酶O-OOC-CH2-C-S-ACPOH+++CH3-C-O-CH2-C-S-ACP-OHS-合酶CO2++（3）縮合---β-酮酰-ACP合酶催化，

16（4）還原--β-酮酰-ACP還原酶催化，是脂肪酸合成途徑的第一個(gè)還原反應(yīng)

H+CH3-C-O-CH2-C-S-ACPO+NADPH+CH3-C-OH-CH2-C-S-ACPO+NADP+H（4）還原--β-酮酰-ACP還原酶催化，是脂肪酸合成途徑的17（5）脫水——β-羥酰-ACP脫水酶催化

CH3-C-OH-CH2-C-S-ACP-OHCH3-CC

-C-S-ACPOHH（5）脫水——β-羥酰-ACP脫水酶催化

CH3-C-OH-18（6）還原—脂肪酸合成第一個(gè)循環(huán)的最后一步，是總反應(yīng)的第二次還原，由烯酰-ACP還原酶催化。

+NADPH+H+CH3-CC-C-S-ACPOHCH3-CH2CH2-C-S-ACPO+NADP+H（6）還原—脂肪酸合成第一個(gè)循環(huán)的最后一步，是總反應(yīng)的第二次19（7）釋放——?jiǎng)游锛?xì)胞中延伸的程序在到達(dá)16個(gè)碳原子時(shí)停止，軟脂酸從脂肪酸合酶復(fù)合體中釋放出來(lái)，實(shí)際是水解反應(yīng)。

軟脂酰-ACP-+H2O軟脂酸

-+HS-ACP-+H2O（7）釋放——?jiǎng)游锛?xì)胞中延伸的程序在到達(dá)16個(gè)碳原子時(shí)停止，20

在脂肪酸合成的每一循環(huán)中，脂肪酸鏈延伸兩個(gè)碳原子。從起始物乙酰-CoA到產(chǎn)物軟脂酸的化學(xué)計(jì)量的總反應(yīng)式為：

8乙酰-CoA+7ATP+14NADPH+6H+

軟脂酸+14NADP+8CoA-SH+6H2O+7ADP+7Pi在脂肪酸合成的每一循環(huán)中，脂肪酸鏈延伸兩個(gè)碳原子21CH3CO-SHOOCCH2CO-SCH3CHCH2CO-SSHOHSHSHCH3CH=CHCO-SSHSHSH

OCH3C-S||SHNADP+NADPH⑥HSCoA乙酰S~CoA

①丙二酸單酰-SCoACoASH②NADP+NADPH④H2O⑤③CO2軟脂酸H2O進(jìn)位鏈的延伸水解

OCH3C-S||SHCH3COCH2CO-SSHCH3CH2CH2CO-SSH乙酰-CoA:ACP轉(zhuǎn)酰酶（2步）丙二酸單酰-CoA:ACP轉(zhuǎn)酰酶β-酮酰-ACP合酶β-酮酰-ACP還原酶β-羥酰-ACP脫水酶烯酰-ACP還原酶⑦硫酯酶乙酰-CoA羧化酶乙酰-CoA脂肪酸合酶由①-⑦七個(gè)酶構(gòu)成軟脂酸合成的反應(yīng)流程CH3CO-SHOOCCH2CO-SCH3CHCH2CO-S5、脂肪酸合成途徑與β-氧化的比較脂肪酸合成脂肪酸降解發(fā)生場(chǎng)所細(xì)胞溶膠線粒體載體ACPCoA4步可逆反應(yīng)縮合、還原、脫水、還原氧化、水合、氧化、裂解轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制三羧酸轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制運(yùn)送乙酰-CoA肉毒堿載體系統(tǒng)運(yùn)送脂酰-CoA每一循環(huán)延伸2碳單元除去2碳單元開(kāi)始與終止從甲基開(kāi)始到羧基為止以羧基的離去開(kāi)始羥酯基中間體D-構(gòu)型L-構(gòu)型途徑種類還原途徑需NADPH氧化途徑需FAD和NAD+5、脂肪酸合成途徑與β-氧化的比較脂肪酸合成脂肪酸降解發(fā)生場(chǎng)236、脂肪酸碳鏈的加長(zhǎng)和去飽和

（1）碳鏈的延長(zhǎng)

碳鏈的延長(zhǎng)發(fā)生在線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中。

線粒體中的延長(zhǎng)是獨(dú)立于脂肪酸合成之外的過(guò)程，它是乙酰單元的加長(zhǎng)和還原，恰恰是脂肪酸降解過(guò)程的逆反應(yīng)。延長(zhǎng)最后一步的還原劑是NADPH,與逆反應(yīng)的氧化劑FAD不同（圖29-10）。光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的延長(zhǎng)更為活躍，只用軟脂酸合成十八碳硬脂酸，所用酶和?；d體不同于脂肪酸合酶。

6、脂肪酸碳鏈的加長(zhǎng)和去飽和（1）碳鏈的延長(zhǎng)246、脂肪酸碳鏈的加長(zhǎng)和去飽和

（2）碳鏈的去飽和

動(dòng)物體內(nèi)最常見(jiàn)的兩個(gè)脂肪酸軟脂酸和硬脂酸是棕櫚油酸（16：1Δ9）和油酸（18：1Δ9）的前體，不飽和的雙鍵是在脂酰-CoA去飽和酶的催化下，經(jīng)氧化反應(yīng)引入的。亞油酸（16：2）和亞麻酸（16：3）不能經(jīng)過(guò)生物合成得到，只能通過(guò)膳食攝取，因此稱為必需脂肪酸。6、脂肪酸碳鏈的加長(zhǎng)和去飽和（2）碳鏈的去飽和257、脂肪酸的調(diào)節(jié)

當(dāng)細(xì)胞或機(jī)體的代謝燃料超過(guò)了需要量時(shí)一般會(huì)把脂肪酸轉(zhuǎn)化為脂肪用以貯存。這個(gè)反應(yīng)是由乙酰-CoA羧化酶（脂肪酸從頭合成的第一個(gè)酶）的催化實(shí)現(xiàn)的。該酶是脂肪酸合成調(diào)控的關(guān)鍵所在。脊錐動(dòng)物脂肪酸合成的產(chǎn)物軟脂酰-CoA是乙酰-CoA羧化酶的反饋抑制物，受檸檬酸或磷酸化/去磷酸化循環(huán)的調(diào)節(jié)。

見(jiàn)下圖所示7、脂肪酸的調(diào)節(jié)

當(dāng)細(xì)胞或機(jī)體的代謝燃料超26脂肪酸合成的調(diào)節(jié)乙酰-CoA羧化酶胰高血糖素，腎上腺素（引發(fā)磷酸化/活化）×檸檬酸裂解酶檸檬酸乙酰-CoA丙二酸單酰-CoA軟脂酰-CoA丙酮酸××活化抑制胰島素（引發(fā)磷酸化/活化）脂肪酸合成的調(diào)節(jié)乙酰-CoA羧化酶胰高血糖素，腎上腺素（引發(fā)27(二)其他脂類的生物合成(P267)1、脂酰甘油2、磷脂類（略）3、鞘磷脂和鞘糖脂（略）4、類二十烷酸：與膜結(jié)合的花生四烯酸衍生出的激素（略）5、膽固醇6、膽固醇及其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物7、膽汁酸代謝（略）8、類固醇激素（略）(二)其他脂類的生物合成(P267)1、脂酰甘油281、脂酰甘油脂酰甘油包括一脂酰甘油和二脂酰甘油。脂酰甘油是由兩個(gè)前體合成的，它們是脂酰-CoA和甘油-3-磷酸。

脂酰-CoA來(lái)自脂肪酸的活化。甘油-3-磷酸由兩條途徑形成:其一是糖酵解的中間體二羥丙酮磷酸，其二是甘油磷酸化。如圖所示1、脂酰甘油脂酰甘油包括一脂酰甘油和二脂酰甘油。29二羥丙酮磷酸CH2CH2OHPO3

2-COOCH2CH2OHCHOHOHCH2CH2OHPO32-CHOOHCH2CH2OHPO32-CHOOH甘油-3-磷酸脫氫酶NADH+H+NAD+甘油激酶ADPATP甘油甘油-3-磷酸甘油-3-磷酸甘油-3-磷酸合成的兩個(gè)途徑二羥丙酮磷酸CH2CH2OHPO32-COOCH2CH2O302、磷脂類(1)甘油磷脂的合成(2)二?；视褪橇字Ｄ憠A和磷脂酰乙醇胺合成的關(guān)鍵化合物(3)脂肪酸取代可能都在甘油骨架的sn1和sn2位上(4)磷脂酰肌醇-4，5-二磷酸(5)烷基（鏈）烯基醚的合成(6)肝臟中對(duì)結(jié)構(gòu)脂質(zhì)的調(diào)控優(yōu)先于對(duì)貯能脂質(zhì)的調(diào)控(7)磷脂類生物合成的最后一步反應(yīng)發(fā)生在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的細(xì)胞溶膠面2、磷脂類(1)甘油磷脂的合成313、鞘磷脂和鞘糖脂（1）鞘磷脂直接由神經(jīng)酰胺生成(見(jiàn)P277圖9-30)（2）鞘糖脂的生物合成也始于神經(jīng)酰胺鞘氨醇脂肪酸磷酰膽堿脂肪酸磷脂酰膽堿神經(jīng)酰胺3、鞘磷脂和鞘糖脂（1）鞘磷脂直接由神經(jīng)酰胺生成鞘氨醇脂肪酸324、類二十烷酸：與膜結(jié)合的花生四烯酸衍生出的激素主要是由花生四烯酸合成，合成路線根據(jù)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)可分為兩條：一是環(huán)加氧酶途徑，產(chǎn)物為前列腺素。二是線性脂加氧酶途徑，產(chǎn)物是線形白三烯類?；ㄉ南┧幔?0：4Δ5，8，11，14）4、類二十烷酸：與膜結(jié)合的花生四烯酸衍生出的激素主要是由花生33花生四烯酸合成前列腺素和白三烯

線性脂加氧酶途徑，生成白三烯環(huán)加氧酶途徑生成前列腺素花生四烯酸合成前列腺素和白三烯線性脂加氧酶途徑，生成白三345、膽固醇

膽固醇合成的所有碳原子都是來(lái)源于乙酰-CoA

，它的甲基和羧基碳全部進(jìn)入類固醇的核中。膽固醇的全生物合成可分為5個(gè)階段：乙酸C2膽固醇C27甲羥戊酸C6異戊二烯衍生物C5（角）鯊烯C30羊毛固醇C305個(gè)階段見(jiàn)P286圖29-42至P290圖29-49154325、膽固醇膽固醇合成的所有碳原子都是來(lái)源于乙酰-C356、膽固醇及其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物

雖然機(jī)體各組織都能合成膽固醇,但絕大部分是在肝臟中合成或自膳食攝取。合成膽固醇的酶系主要存在于細(xì)胞溶膠和光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)部位。

家族高膽固醇血癥的癥狀就是在身體的不同部位的皮膚中出現(xiàn)膽固醇沉積，更嚴(yán)重的后果是膽固醇沉積在動(dòng)脈中，導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化，這是很多心血管疾病的預(yù)兆。膽固醇的轉(zhuǎn)化途徑如圖6、膽固醇及其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物雖然機(jī)體各組織都能合成膽固36乙酰-CoA甲羥戊酸膽固醇VLDLHDLLDLIDLHDLVLDL肝臟類固醇激素膽固醇腎上腺血漿膽汁酸膽固醇酯膜性腺膽固醇類固醇激素靶細(xì)胞膽固醇的走向見(jiàn)P291圖29-51HDL

高密度脂蛋白VLDL

極低密度脂蛋白LDL

低密度脂蛋白

膽固醇與低密度脂蛋白的升高導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化引起心臟病IDL

中密度脂蛋白乙酰-CoA甲羥戊酸膽固醇VLDLHDLLDLIDLHDLV37膽固醇與低密度脂蛋白LDL是富含膽固醇的脂蛋白，血清中低密度和高密度脂蛋白的含量是1：2。兩者都有重要任務(wù)：低密度脂蛋白把膽固醇從肝臟運(yùn)送到全身組織，高密度脂蛋白將各組織的膽固醇送回肝臟代謝。

當(dāng)?shù)兔芏戎鞍走^(guò)量時(shí)，它攜帶的膽固醇便積存在動(dòng)脈壁上，久了容易引起動(dòng)脈硬化。因此低密度脂蛋白被稱為“壞的膽固醇”。膽固醇與低密度脂蛋白LDL是富含膽固醇的脂蛋白，38膽固醇與低密度脂蛋白

動(dòng)脈粥樣硬化的形成是低密度脂蛋白沉積到血管內(nèi)皮下，被氧化劑氧化后形成氧化的低密度脂蛋白，對(duì)血管內(nèi)膜形成炎癥樣刺激，使血管內(nèi)膜受損，受損處有脂質(zhì)類沉積等變化后，受損處被血管內(nèi)膜修復(fù)形成動(dòng)脈硬化斑塊。所以降低低密度脂蛋白對(duì)預(yù)防動(dòng)脈硬化非常重要。

膽固醇與低密度脂蛋白動(dòng)脈粥樣硬化的形成是低密度脂蛋39膽固醇與低密度脂蛋白

如果低密度脂蛋白高，在飲食上應(yīng)注意:多吃豆制品和少量飲葡萄酒，可增加高密度脂蛋白膽固醇水平。大量飲酒極易由于熱能過(guò)剩而肥胖，同時(shí)肝內(nèi)合成甘油三酯量增加，極低密度脂蛋白膽固醇分泌也增多，反而造成高脂血癥。

膽固醇與低密度脂蛋白如果低密度脂蛋白高，在飲食上應(yīng)注40-脂類的生物合成課件41膽固醇代謝圖膽42P261上P260下脂肪酸合酶由P261上P260下脂肪酸合酶由43膽固醇的合成（分成5段）第1段（步驟Ⅰ）：3分子乙酰-CoA轉(zhuǎn)化為甲羥戊酸膽固醇的合成（分成5段）第1段（步驟Ⅰ）：3分子乙酰-CoA44膽固醇的合成（分成5段）第2段（步驟Ⅱ）甲羥戊酸轉(zhuǎn)化為異戊二烯焦磷酸（二甲烯丙基焦磷酸）膽固醇的合成（分成5段）第2段（步驟Ⅱ）甲羥戊酸45二甲烯丙基焦磷酸（5C)

合成

角鯊烯(30C)第3段（步驟Ⅲ）膽固醇的合成（分成5段）二甲烯丙基焦磷酸（5C)

合成

角鯊烯(30C)第3段（步46第4段（步驟Ⅳ）角鯊烯轉(zhuǎn)化為羊毛固醇（2步反應(yīng)）第5段（步驟Ⅴ）羊毛固醇轉(zhuǎn)化為膽固醇（20步反應(yīng)）膽固醇的合成（分成5段）第4，5段（步驟Ⅳ和Ⅴ）第4段（步驟Ⅳ）膽固醇的合成（分成5段）第4，5段（步驟47《生物化學(xué)》教學(xué)課件《生物化學(xué)》教學(xué)課件48第十一單元脂代謝第28章脂肪酸的分解代謝第29章脂類的生物合成(P257)第十一單元脂代謝第28章脂肪酸的分解代謝49第29章脂類的生物合成(P257)一、貯存脂肪二、脂類的合成第29章脂類的生物合成(P257)一、貯存脂肪50一、貯存脂肪(一)貯存脂肪(depotfat)

脂肪動(dòng)員：把脂肪倉(cāng)庫(kù)中貯存的脂肪釋放出游離脂肪酸并轉(zhuǎn)移到肝臟的過(guò)程。(二)脂肪肝(fattyliver)過(guò)度的脂肪動(dòng)員可導(dǎo)致發(fā)展成脂肪肝，此時(shí)肝臟被脂肪細(xì)胞所浸滲，變成了非功能的脂肪組織。脂肪肝可能因糖尿而產(chǎn)生，由于胰島素缺欠不能正常動(dòng)員葡萄糖，就必須使用其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)提供能量。脂肪肝還有可能是受化學(xué)藥品的影響，如四氯化碳或吡啶。膳食中缺乏抗脂肪肝劑即膽堿和甲硫氨酸，也可導(dǎo)致脂肪肝的出現(xiàn)。一、貯存脂肪(一)貯存脂肪(depotfat)51二、脂類的合成(一)脂肪酸的生物合成(二)其他脂類的生物合成二、脂類的合成(一)脂肪酸的生物合成52(一)脂肪酸的生物合成1、乙酰-CoA的作用2、丙二酸單酰-CoA的形成來(lái)自乙酰-CoA和碳酸氫鹽3、脂肪酸合酶4、由脂肪酸合酶催化的各步反應(yīng)5、脂肪酸合成途徑與β-氧化的比較6、脂肪酸碳鏈的加長(zhǎng)和去飽和7、脂肪酸的調(diào)節(jié)(一)脂肪酸的生物合成1、乙酰-CoA的作用531、乙酰-CoA的作用

脂肪酸的合成發(fā)生在細(xì)胞溶膠中。合成的起始物是乙酰-CoA。但是線粒體產(chǎn)生的乙酰-CoA必須先從線粒體轉(zhuǎn)移到細(xì)胞溶膠中，才能參與脂肪酸合成。然而線粒體內(nèi)膜對(duì)乙酰-CoA不通透，需經(jīng)過(guò)一穿梭機(jī)制取代直接的運(yùn)送，即三羧酸轉(zhuǎn)運(yùn)體系(tricarboxylatetransportsystem)。在有些條件下，穿梭機(jī)制產(chǎn)生出還原性NADPH可用于脂肪酸合成中的還原反應(yīng)。1、乙酰-CoA的作用脂肪酸的合成發(fā)生在細(xì)胞溶膠54三羧酸轉(zhuǎn)運(yùn)體系脂肪酸合成線粒體細(xì)胞溶膠檸檬酸檸檬酸蘋果酸蘋果酸丙酮酸乙酰-CoA草酰乙酸草酰乙酸乙酰-CoANADPH輔酶A+ATP丙酮酸羧化酶ATP+CO2ADP+Pi檸檬酸裂解酶檸檬酸合成酶丙酮酸蘋果酸酶蘋果酸脫氫酶圖29-3三羧酸轉(zhuǎn)運(yùn)體系脂肪酸合成線粒體細(xì)胞溶膠檸檬酸檸檬酸蘋果酸蘋果552、丙二酸單酰-CoA的形成來(lái)自

乙酰-CoA和碳酸氫鹽

乙酰-CoA轉(zhuǎn)化成丙二酸單酰-CoA，這步反應(yīng)是在乙酰-CoA羧化酶的作用下實(shí)現(xiàn)的，羧化酶反應(yīng)構(gòu)成脂肪酸合成的重要步驟。反應(yīng)如下：

BCCP-生物素

+CO2+CH3CO~SCoA+

ATP

+H2OHOOC-CH2-CO-SCoA+BCCP-生物素+ADP+Pi

BCCP稱為生物素羧基載體蛋白，是乙酰-CoA羧化酶的亞基，是生物素的載體。

反應(yīng)需要生物素以及生物素羧化酶、轉(zhuǎn)羧酶等參加。2、丙二酸單酰-CoA的形成來(lái)自

乙酰-CoA和碳酸氫563、脂肪酸合酶脂肪酸合酶復(fù)合體包括6種酶（現(xiàn)在認(rèn)為是7種酶）和1個(gè)?；d體蛋白質(zhì)（ACP）。

脂肪酸合酶包括6種酶還是7種酶，書(shū)中P260-261不一致。

?；d體蛋白的輔基是磷酸泛酰巰基乙胺，這個(gè)輔基的磷酸基團(tuán)與ACP的絲氨酸殘基以磷酯鍵相接，另一端的-SH基與脂?；纬闪蝓ユI，這樣形成的分子可把脂酰基從一個(gè)酶反應(yīng)轉(zhuǎn)移到另一酶反應(yīng)，由此得到“脂?；d體蛋白”的名稱。3、脂肪酸合酶脂肪酸合酶復(fù)合體包括6種酶（現(xiàn)57ACP圖巰基乙胺磷酸泛酸磷酸泛酰巰基乙胺---ACP的輔基絲氨酸（ACP）磷酸基團(tuán)與ACP的絲氨酸殘基以磷酯鍵相接巰基乙胺的-SH基與脂酰基形成硫酯鍵ACP圖巰基乙胺磷酸泛酸磷酸泛酰巰基乙胺---ACP的輔基絲584、由脂肪酸合酶催化的各步反應(yīng)共七步反應(yīng)：（1）啟動(dòng)——乙酰-CoA:ACP轉(zhuǎn)酰酶催化（2）裝載——丙二酸單酰-CoA:ACP轉(zhuǎn)酰酶催化（3）縮合——β-酮酰-ACP合酶催化，產(chǎn)物是乙酰乙酰-ACP（4）還原——β-酮酰-ACP還原酶催化，是脂肪酸合成途徑的第一道還原反應(yīng)（5）脫水——β-羥酰-ACP脫水酶催化（6）還原——脂肪酸合成第一個(gè)循環(huán)的最后一步，是總反應(yīng)的第二次還原，由烯酰-ACP還原酶催化。（7）釋放——?jiǎng)游锛?xì)胞中延伸的程序在到達(dá)16個(gè)碳原子時(shí)停止，軟脂酸從脂肪酸合酶復(fù)合體中釋放出來(lái)，實(shí)際是水解反應(yīng)。目前認(rèn)為由軟脂酰-ACP硫酯酶催化P262圖29-84、由脂肪酸合酶催化的各步反應(yīng)共七步反應(yīng)：P262圖259（1）啟動(dòng)---乙酰-CoA:ACP轉(zhuǎn)酰酶催化乙酰-CoA

+

HS-ACP

CH3—C—S—ACP-O+CoA—SH（1）啟動(dòng)---乙酰-CoA:ACP轉(zhuǎn)酰酶催化乙酰-CoA60CH3—C—S—ACP-O+HS-合酶CH3—C—S—合酶OHS—ACP-+（1）啟動(dòng)---乙酰-CoA:ACP轉(zhuǎn)酰酶催化（脂肪酸合酶）CH3—C—S—ACP-O+HS-合酶CH3—C—S—合酶O61（2）裝載—丙二酸單酰-CoA:ACP轉(zhuǎn)酰酶催化

-OOC—CH2—C—S—CoAO-OOC—CH2—C—S—ACPO+CoA-SHACP乙酰-CoA

羧化酶乙酰-CoA+CO2（2）裝載—丙二酸單酰-CoA:ACP轉(zhuǎn)酰酶催化

-OO62（3）縮合---β-酮酰-ACP合酶催化，

產(chǎn)物是乙酰乙酰-ACPCH3-C-S-合酶O-OOC-CH2-C-S-ACPOH+++CH3-C-O-CH2-C-S-ACP-OHS-合酶CO2++（3）縮合---β-酮酰-ACP合酶催化，

63（4）還原--β-酮酰-ACP還原酶催化，是脂肪酸合成途徑的第一個(gè)還原反應(yīng)

H+CH3-C-O-CH2-C-S-ACPO+NADPH+CH3-C-OH-CH2-C-S-ACPO+NADP+H（4）還原--β-酮酰-ACP還原酶催化，是脂肪酸合成途徑的64（5）脫水——β-羥酰-ACP脫水酶催化

CH3-C-OH-CH2-C-S-ACP-OHCH3-CC

-C-S-ACPOHH（5）脫水——β-羥酰-ACP脫水酶催化

CH3-C-OH-65（6）還原—脂肪酸合成第一個(gè)循環(huán)的最后一步，是總反應(yīng)的第二次還原，由烯酰-ACP還原酶催化。

+NADPH+H+CH3-CC-C-S-ACPOHCH3-CH2CH2-C-S-ACPO+NADP+H（6）還原—脂肪酸合成第一個(gè)循環(huán)的最后一步，是總反應(yīng)的第二次66（7）釋放——?jiǎng)游锛?xì)胞中延伸的程序在到達(dá)16個(gè)碳原子時(shí)停止，軟脂酸從脂肪酸合酶復(fù)合體中釋放出來(lái)，實(shí)際是水解反應(yīng)。

軟脂酰-ACP-+H2O軟脂酸

-+HS-ACP-+H2O（7）釋放——?jiǎng)游锛?xì)胞中延伸的程序在到達(dá)16個(gè)碳原子時(shí)停止，67

在脂肪酸合成的每一循環(huán)中，脂肪酸鏈延伸兩個(gè)碳原子。從起始物乙酰-CoA到產(chǎn)物軟脂酸的化學(xué)計(jì)量的總反應(yīng)式為：

8乙酰-CoA+7ATP+14NADPH+6H+

軟脂酸+14NADP+8CoA-SH+6H2O+7ADP+7Pi在脂肪酸合成的每一循環(huán)中，脂肪酸鏈延伸兩個(gè)碳原子68CH3CO-SHOOCCH2CO-SCH3CHCH2CO-SSHOHSHSHCH3CH=CHCO-SSHSHSH

OCH3C-S||SHNADP+NADPH⑥HSCoA乙酰S~CoA

①丙二酸單酰-SCoACoASH②NADP+NADPH④H2O⑤③CO2軟脂酸H2O進(jìn)位鏈的延伸水解

OCH3C-S||SHCH3COCH2CO-SSHCH3CH2CH2CO-SSH乙酰-CoA:ACP轉(zhuǎn)酰酶（2步）丙二酸單酰-CoA:ACP轉(zhuǎn)酰酶β-酮酰-ACP合酶β-酮酰-ACP還原酶β-羥酰-ACP脫水酶烯酰-ACP還原酶⑦硫酯酶乙酰-CoA羧化酶乙酰-CoA脂肪酸合酶由①-⑦七個(gè)酶構(gòu)成軟脂酸合成的反應(yīng)流程CH3CO-SHOOCCH2CO-SCH3CHCH2CO-S5、脂肪酸合成途徑與β-氧化的比較脂肪酸合成脂肪酸降解發(fā)生場(chǎng)所細(xì)胞溶膠線粒體載體ACPCoA4步可逆反應(yīng)縮合、還原、脫水、還原氧化、水合、氧化、裂解轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制三羧酸轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制運(yùn)送乙酰-CoA肉毒堿載體系統(tǒng)運(yùn)送脂酰-CoA每一循環(huán)延伸2碳單元除去2碳單元開(kāi)始與終止從甲基開(kāi)始到羧基為止以羧基的離去開(kāi)始羥酯基中間體D-構(gòu)型L-構(gòu)型途徑種類還原途徑需NADPH氧化途徑需FAD和NAD+5、脂肪酸合成途徑與β-氧化的比較脂肪酸合成脂肪酸降解發(fā)生場(chǎng)706、脂肪酸碳鏈的加長(zhǎng)和去飽和

（1）碳鏈的延長(zhǎng)

碳鏈的延長(zhǎng)發(fā)生在線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中。

線粒體中的延長(zhǎng)是獨(dú)立于脂肪酸合成之外的過(guò)程，它是乙酰單元的加長(zhǎng)和還原，恰恰是脂肪酸降解過(guò)程的逆反應(yīng)。延長(zhǎng)最后一步的還原劑是NADPH,與逆反應(yīng)的氧化劑FAD不同（圖29-10）。光面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的延長(zhǎng)更為活躍，只用軟脂酸合成十八碳硬脂酸，所用酶和?；d體不同于脂肪酸合酶。

6、脂肪酸碳鏈的加長(zhǎng)和去飽和（1）碳鏈的延長(zhǎng)716、脂肪酸碳鏈的加長(zhǎng)和去飽和

（2）碳鏈的去飽和

動(dòng)物體內(nèi)最常見(jiàn)的兩個(gè)脂肪酸軟脂酸和硬脂酸是棕櫚油酸（16：1Δ9）和油酸（18：1Δ9）的前體，不飽和的雙鍵是在脂酰-CoA去飽和酶的催化下，經(jīng)氧化反應(yīng)引入的。亞油酸（16：2）和亞麻酸（16：3）不能經(jīng)過(guò)生物合成得到，只能通過(guò)膳食攝取，因此稱為必需脂肪酸。6、脂肪酸碳鏈的加長(zhǎng)和去飽和（2）碳鏈的去飽和727、脂肪酸的調(diào)節(jié)

當(dāng)細(xì)胞或機(jī)體的代謝燃料超過(guò)了需要量時(shí)一般會(huì)把脂肪酸轉(zhuǎn)化為脂肪用以貯存。這個(gè)反應(yīng)是由乙酰-CoA羧化酶（脂肪酸從頭合成的第一個(gè)酶）的催化實(shí)現(xiàn)的。該酶是脂肪酸合成調(diào)控的關(guān)鍵所在。脊錐動(dòng)物脂肪酸合成的產(chǎn)物軟脂酰-CoA是乙酰-CoA羧化酶的反饋抑制物，受檸檬酸或磷酸化/去磷酸化循環(huán)的調(diào)節(jié)。

見(jiàn)下圖所示7、脂肪酸的調(diào)節(jié)

當(dāng)細(xì)胞或機(jī)體的代謝燃料超73脂肪酸合成的調(diào)節(jié)乙酰-CoA羧化酶胰高血糖素，腎上腺素（引發(fā)磷酸化/活化）×檸檬酸裂解酶檸檬酸乙酰-CoA丙二酸單酰-CoA軟脂酰-CoA丙酮酸××活化抑制胰島素（引發(fā)磷酸化/活化）脂肪酸合成的調(diào)節(jié)乙酰-CoA羧化酶胰高血糖素，腎上腺素（引發(fā)74(二)其他脂類的生物合成(P267)1、脂酰甘油2、磷脂類（略）3、鞘磷脂和鞘糖脂（略）4、類二十烷酸：與膜結(jié)合的花生四烯酸衍生出的激素（略）5、膽固醇6、膽固醇及其轉(zhuǎn)化產(chǎn)物7、膽汁酸代謝（略）8、類固醇激素（略）(二)其他脂類的生物合成(P267)1、脂酰甘油751、脂酰甘油脂酰甘油包括一脂酰甘油和二脂酰甘油。脂酰甘油是由兩個(gè)前體合成的，它們是脂酰-CoA和甘油-3-磷酸。

脂酰-CoA來(lái)自脂肪酸的活化。甘油-3-磷酸由兩條途徑形成:其一是糖酵解的中間體二羥丙酮磷酸，其二是甘油磷酸化。如圖所示1、脂酰甘油脂酰甘油包括一脂酰甘油和二脂酰甘油。76二羥丙酮磷酸CH2CH2OHPO3

2-COOCH2CH2OHCHOHOHCH2CH2OHPO32-CHOOHCH2CH2OHPO32-CHOOH甘油-3-磷酸脫氫酶NADH+H+NAD+甘油激酶ADPATP甘油甘油-3-磷酸甘油-3-磷酸甘油-3-磷酸合成的兩個(gè)途徑二羥丙酮磷酸CH2CH2OHPO32-COOCH2CH2O772、磷脂類(1)甘油磷脂的合成(2)二?；视褪橇字Ｄ憠A和磷脂酰乙醇胺合成的關(guān)鍵化合物(3)脂肪酸取代可能都在甘油骨架的sn1和sn2位上(4)磷脂酰肌醇-4，5-二磷酸(5)烷基（鏈）烯基醚的合成(6)肝臟中對(duì)結(jié)構(gòu)脂質(zhì)的調(diào)控優(yōu)先于對(duì)貯能脂質(zhì)的調(diào)控(7)磷脂類生物合成的最后一步反應(yīng)發(fā)生在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的細(xì)胞溶膠面2、磷脂類(1)甘油磷脂的合成783、鞘磷脂和鞘糖脂（1）鞘磷脂直接由神經(jīng)酰胺生成(見(jiàn)P277圖9-30)（2）鞘糖脂的生物合成也始于神經(jīng)酰胺鞘氨醇脂肪酸磷酰膽堿脂肪酸磷脂酰膽堿神經(jīng)酰胺3、鞘磷脂和鞘糖脂（1）鞘磷脂直接由神經(jīng)酰胺生成鞘氨醇脂肪酸794、類二十烷酸：與膜結(jié)合的花生四烯酸衍生出的激素主要是由花生四烯酸合成，合成路線根據(jù)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)可分為兩條：一是環(huán)加氧酶途徑，產(chǎn)物為前列腺素。二是線性脂加氧酶途徑，產(chǎn)物是線形白三烯類?；ㄉ南┧幔?0：4Δ5，8，11，14）4、類二十烷酸：與膜結(jié)合的花生四烯酸衍生出的激素主要是由花生80花生四烯酸合成前列腺素和白三烯

線性脂加氧酶途徑，生成白三烯環(huán)加氧酶途徑生成前列腺素花生四烯酸合成前列腺素和白三烯線性脂加氧酶途徑，生成白三815、膽固醇

膽固醇合成的所有碳原子都是來(lái)源于乙酰-CoA

，它