第九章 脂类的生物合成
合集下载
生物化学第九章
（六）奇数 碳原子脂肪 酸的氧化生 -CoA 成丙酰 成丙酰-CoA
-CoA 羧化酶 丙酰 丙酰-CoA -CoA羧化酶
-CoA 差向异构酶 甲基丙二酰 甲基丙二酰-CoA -CoA差向异构酶
甲基丙二酰 -CoA 变位酶 甲基丙二酰-CoA -CoA变位酶 CoA 琥珀酸酰 琥珀酸酰CoA
丙酰CoA的代谢 （奇数炭链脂肪酸氧化）
β－氧化和从头合成的异同 脂肪酸的 脂肪酸的β
� 在动物体中，脂肪酸合成停止在16 碳脂肪酸即软脂酸而终止，这是正常 的脂肪酸合成酶作用的终点。更长链 的脂肪酸，或不饱和脂肪等都是把软 脂酸作为前体，需要另外的酶反应形 成。
软脂酸为合成16C以上更长碳链脂肪酸 的前体，需活化成脂酰CoA。 � 软脂酸+CoASH+ATP 软脂酰-SCoA +AMP+PPi β-氧化的逆过程 相似 , 线粒体酶系：与β 氧化的逆过程相似 相似, • 线粒体酶系：与 NADPH 为还原力 , β-氧化 以FAD 为 但以 但以NADPH NADPH为还原力 为还原力, 氧化以 FAD为 氧化剂 C16 酸的合成相似 ，但 • 内质网酶系：与 内质网酶系：与C16 C16酸的合成相似 酸的合成相似，但 酰基的载体不是 ACP ，而是 CoA 酰基的载体不是ACP ACP，而是 ，而是CoA
羧化酶 ATP、CO2 生物素 甲基丙二酸单酰 CoA 变位酶
三羧酸循 环
琥珀酰CoA
CoB12
α-氧化 作用 (七) 脂肪酸的 脂肪酸的α 氧化作用
脂肪酸氧化作 用发生在α-碳原 子上，分解出 CO2，生成比原来 少一个碳原子的 脂肪酸，这种氧 化作用称为α-氧 化作用。
消除β-氧化位阻，如β碳原子上有取代基团 （分支），先进行α-氧 化，便可以消除障碍。
【生物化学】脂类的生物合成
多烯不饱和脂肪酸在厌氧细菌中基本不存在， 但在高等动植物体内含量丰富，他们是由单烯脂 肪酸继续去饱和而产生的。
由单烯脂肪酸（△9）去饱和产生的
C16:0
软脂酸 +C2延长
பைடு நூலகம்
去饱和 -2H
△9-C16:1
C18:0
硬脂酸
棕榈油酸
去饱和 -2H
+C2延长
神经酸 二十四碳烯-15-酸
△15-C24:1
+C2延长
O HOOC-CH2-C～SCOA +ADP+Pi
乙酰-CoA羧化酶（别构酶）
生物素羧化酶 羧基转移酶（转羧酶） 生物素羧基载体蛋白（BCCP）
原核生物乙酰-CoA羧化酶：上述三种蛋 白质组成复合体。
真核生物乙酰-CoA羧化酶：由两个相 同亚基组成，上述三种蛋白质位于同一 条多肽链上。
作用机制
生物素羧化酶
生物素-酶
Lys-e氨基
CO2-生物素-酶
3. 脂肪酸合酶系统
组成：
脂酰基载体蛋白（ACP-SH） 1) 乙酰-CoA：ACP转酰酶 2) 丙二酸单酰CoA：ACP转酰酶 3) β-酮酰-ACP合酶 4) β-酮酰-ACP还原酶 5) β-羟酰-ACP脱水酶 6) 烯脂酰-ACP还原酶 7) 软脂酰-ACP硫酯酶
4. 饱和脂肪酸的从头合成与β-氧化的比较
区别要点
从头合成
β-氧化
细胞内进行部位 酰基载体 转运机制 二碳单位参与或断裂形式 电子供体或受体 -羟酰基中间物的立体构型不同 对HCO3-和柠檬酸的需求 所需酶 能量需求或放出 消耗
细胞质 ACP-SH 三羧酸转运机制
丙二酸单酰ACP
NADPH+H+ D型 需要 7种 7ATP及14NADPH+H+
由单烯脂肪酸（△9）去饱和产生的
C16:0
软脂酸 +C2延长
பைடு நூலகம்
去饱和 -2H
△9-C16:1
C18:0
硬脂酸
棕榈油酸
去饱和 -2H
+C2延长
神经酸 二十四碳烯-15-酸
△15-C24:1
+C2延长
O HOOC-CH2-C～SCOA +ADP+Pi
乙酰-CoA羧化酶（别构酶）
生物素羧化酶 羧基转移酶（转羧酶） 生物素羧基载体蛋白（BCCP）
原核生物乙酰-CoA羧化酶：上述三种蛋 白质组成复合体。
真核生物乙酰-CoA羧化酶：由两个相 同亚基组成，上述三种蛋白质位于同一 条多肽链上。
作用机制
生物素羧化酶
生物素-酶
Lys-e氨基
CO2-生物素-酶
3. 脂肪酸合酶系统
组成：
脂酰基载体蛋白（ACP-SH） 1) 乙酰-CoA：ACP转酰酶 2) 丙二酸单酰CoA：ACP转酰酶 3) β-酮酰-ACP合酶 4) β-酮酰-ACP还原酶 5) β-羟酰-ACP脱水酶 6) 烯脂酰-ACP还原酶 7) 软脂酰-ACP硫酯酶
4. 饱和脂肪酸的从头合成与β-氧化的比较
区别要点
从头合成
β-氧化
细胞内进行部位 酰基载体 转运机制 二碳单位参与或断裂形式 电子供体或受体 -羟酰基中间物的立体构型不同 对HCO3-和柠檬酸的需求 所需酶 能量需求或放出 消耗
细胞质 ACP-SH 三羧酸转运机制
丙二酸单酰ACP
NADPH+H+ D型 需要 7种 7ATP及14NADPH+H+
脂类的合成和调控机制
脂类的合成和调控机制脂类是一类重要的生物大分子，包括脂肪酸、甘油和磷脂等。
它们在维持生物体的正常生理功能中起着至关重要的作用。
脂类合成和调控机制对于我们深入了解细胞生物学和疾病发生机制具有重要意义。
一、脂类的合成首先，我们来看脂类的合成过程。
脂类合成主要发生在细胞的内质网和高尔基体。
以下是脂类的合成过程：1. 脂肪酸的合成：脂肪酸是脂类的主要组成部分，它们由细胞内酶催化的反应产生。
在细胞内质网上，脂肪酸的合成通过一系列酶的协同作用进行，包括乙酰辅酶A羧化酶、乙酰辅酶A羧化酶、还原酶、脱水酶和还原酶等。
2. 甘油的合成：甘油是脂类的支架，它与脂肪酸结合形成甘油三酯，储存在脂肪细胞中。
甘油的合成由甘油-3-磷酸脱氢酶催化，将甘油-3-磷酸还原成甘油。
3. 磷脂的合成：磷脂是细胞膜的主要组成部分，它由甘油、脂肪酸和磷酸基组成。
磷脂的合成是在内质网上进行的，需要多种酶的参与，包括甘油-3磷酸羧化酶、溶脂酶和磷酸硫酸转移酶等。
二、脂类的调控机制除了合成过程，脂类的调控机制也是十分重要的。
各种内外因素都可以通过调控相关的基因表达和酶活性来影响脂类合成。
1. 转录因子：转录因子是一类控制基因表达的调控蛋白，其中有些转录因子在脂类合成中发挥着重要的作用。
例如，SREBP（sterol regulatory element binding protein）家族是重要的脂类合成调控因子，它们通过与DNA结合，在转录因子E-box和SRE位点上诱导脂类合成相关基因的转录，进而促进脂类的合成。
而其他的转录因子如PPAR （peroxisome proliferator-activated receptors）家族、LXR（liver X receptors）等也参与其中。
2. 信号通路：多种信号通路也可以调控脂类合成的过程。
例如，AMPK（adenosine monophosphate-activated protein kinase）通过抑制ACC（acetyl-CoA carboxylase）活性和促进脂肪酸氧化来抑制脂类合成。
第九章脂类代谢脂类是脂肪和类脂（磷脂、糖脂、固醇和固醇酯）的总称
第九章脂类代谢脂类是脂肪和类脂（磷脂、糖脂、固醇和固醇酯）的总称。
因为脂肪是非极性分子，以高度还原和无水的形式存在，所以是高度浓缩的代谢燃料分子。
氧化1 g脂肪放出的能量相当于氧化1 g水合糖原所放热量的6倍，许多脂类含有维持机体健康所必需的不饱和脂肪酸，如亚油酸等，所以脂肪在体内主要起贮存和供给能量的作用；同时还可以作为生物体对外界环境的屏障，防止机体热量过多散失，也是许多组织器官的保护层；此外，脂肪还能帮助食物中脂溶性维生素的吸收。
第一节脂类的消化、吸收和转运一、脂类的消化动物食物中的脂类主要是甘油三酯，同时还有少量胆固醇和磷脂，其消化主要在十二指肠中进行。
胃的酸性食物糜运至十二指肠时，引起胰脏分泌酶原颗粒和胆囊收缩，从而引起胆汁分泌。
1．三酯酰甘油脂肪酶它可水解甘油三酯（Triacyl glycerol）的C1，C3酯键，而产生二个游离脂肪酸和2 —单酯酰甘油。
2. 胆固醇酯酶（Cholesterol Esterase）它水解胆固醇酯产生胆固醇和脂肪酸。
胆固醇+ H2O —→胆固醇+ 脂肪酸3. 磷脂酶和磷酸酶可水解磷脂为甘油、脂肪酸、无机磷酸和胆碱等。
二、脂类的吸收上述脂类水解产物，在胆汁酸帮助下，在十二脂肠的下部和空肠的上部被吸收。
在肠粘膜细胞中，游离脂肪酸被转化成脂酰CoA，首先合成二脂酰甘油，然后合成三脂酰甘油，再形成质点直径为0.5～1.0 μm的乳糜微粒，被释放在粘膜细胞外空间。
它再根据分子大小和形状，分别进入肝门静脉或淋巴。
三、脂类的转运无论是从肠道吸收的食物脂类，或是由肝脏合成的脂类及脂肪动员出来的贮存脂肪，都必须通过血液循环才能转运到其它组织。
食物中的甘油三酯经小肠消化吸收，以乳糜微粒的形式转运到脂肪组织中贮存起来，也可运到肝脏进行改造和利用；在肝内经改造过的或由糖等其它物质合成的脂肪则以极低密度脂蛋白形式运至脂肪组织贮存。
当体内能源缺乏时，脂肪组织中的脂肪再水解成自由脂肪酸，经血液运输至肝脏或其组织被氧化利用。
脂类的生物合成
• 磷酸甘油穿梭
• 苹果酸-天冬氨酸穿梭
磷酸甘油穿梭
苹果酸-天冬氨酸穿梭
2、丙二酸单酰CoA (malonyl CoA)的形成
乙酰CoA是引物，丙二酸单酰CoA(丙二酰CoA)是合成用的底物。
O
CH3-C～SCOA+HCO3-+ATP
乙酰CoA
乙酰CoA羧化酶
生物素 Mn2+
O HOOC-CH2-C～SCOA +ADP+Pi
生物素羧化酶
羧基转移酶
3、脂肪酸合酶复合体（大肠杆菌FAS）
⑴组成
磷酸泛酰巯基乙胺
SH
酰基载体蛋白（ACP-SH） • 乙酰CoA-ACP酰基转移酶 • 丙二酸单酰CoA-ACP酰基转移酶 • β-酮脂酰- ACP合酶 • β-酮脂酰- ACP还原酶 • β-羟脂酰- ACP脱水酶 • 烯脂酰-ACP还原酶
成延长了2个碳单位的丁酰-S-ACP。
α β
反式2-烯丁酰-S-ACP源自第四步、还原丁酰-S-ACP
反式2-烯丁酰-S-ACP
生成的丁酰基再与新进位的丙二酸单酰
基重复缩合、还原、脱水、再还原的循环 反应，又延长两个碳片段，生成己酯酰基， 如此反复进行，直到生成软脂酰基为止。
脂肪酸链的形成过程：
丙二酰CoA
=
=
胞液中进行
乙酰CoA羧化酶 (acetyl- CoA carboxylase)：
以生物素为辅基，是脂肪酸合成的限速酶。
大肠杆菌(E. coli): 乙酰CoA羧化酶多酶复合物，含有三个蛋白： 生物素羧基载体蛋白(biotin carboxyl-carrier protein , BCCP) ：结合生物素辅基 生物素羧化酶(biotin carboxylase, BC)：催化生物素羧化 羧基转移酶(carboxyl transferase, CT)：催化生物素上的 活性羧基转移，合成丙二酸单酰CoA • 哺乳类和鱼类的三种酶活性都在一条肽链上。
脂类生物合成
不饱和脂肪酸的形成
脂类的生物合成 （267页）
1、脂酰甘油的生物合成
2、磷脂类的生物合成 3、鞘磷脂和鞘糖脂
三、脂类代谢的调节
（一）激素对脂类代谢的调节
如胰岛素、肾上腺素、生长激素、高血糖素、促肾上腺皮质激素、甲状 腺素、前列腺素等。
共价修饰调控和级联放大机制 （二）脂肪酸代谢的调节控制
（4）脂肪酸生物合成的过程 ⑥第二次还原反应（还原） 巴豆酰-S- ACP + NADPH + H+ 还原酶
丁酰-S- ACP + NADP+
⑦释放：每完成一次循环，脂肪酸延伸两个碳原子，动物细胞中延伸的
程序在到达16个碳原子时即行停止，即最终产物形成软脂酰-ACP，硫酯 酶开始作用，软脂酸释放出来。
（2）丙二酸单酰COA的形成 一分子乙酰COA是合成脂肪酸的引物，其 它乙酰COA均以丙二酸单酰COA的形式参与合 成
（3）脂酰基载体蛋白（ACP） 脂肪酸合成过程中的中间产物以共价键与载 体蛋白结合
二、脂类的合成
（一）脂肪酸的生物合成 1、十六碳饱和脂肪酸（软脂酸）的合成
（4）脂肪酸生物合成的过程 ①原初反应（启动）
（4）脂肪酸生物合成的过程 ④第一次还原反应（还原） 乙酰乙酰-S- ACP + NADPH + H+ β-酮脂酰ACP还原酶 D-β-羟丁酰-S- ACP + NADP+
⑤脱水反应（脱水）
D-β-羟丁酰-S- ACP 脱水酶 巴豆酰-S- ACP + H2O
二、脂类的合成
（一）脂肪酸的生物合成 1、十六碳饱和脂肪酸（软脂酸）的合成
脂类生物合成
一、脂类的储存
●储存脂肪：动物的体脂分两大类，一类是细胞结构的组成成分称组织脂，
生物化学脂类的生物合成
NADPH →↓烯酰还原酶 脂酰CoA（多2 碳）
乙 酰 CoA+ 脂 酰 CoA （ 少 2 碳 ） CoA→↑硫解酶 β-酮酰CoA
NAD＋→↑羟酰CoA脱氢酶 β-羟酰CoA
H2O → ↑烯酰CoA水合酶 烯酰CoA
FAD →↑烯酰脱氢酶 脂酰CoA
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
碳链的去饱和
α-亚基
酮酰ACP合酶 （缩合酶）
酮酰ACP还原酶
酰基载体蛋白
β-亚基
乙酰基转移酶
丙二酰基转移酶 β-羟酰基脱水酶
烯酰基还原酶
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
酵 母 脂 肪 酸 合 酶
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
动物脂肪酸合酶
动物脂肪酸合酶由2条相同的肽链组成，每一 条肽链都含有1个ACP和7种酶活性，2条肽链反平 行地组成二聚体。动物脂肪酸合酶多一个软脂酰 －ACP硫酯酶活性，它将最终产物软脂酰－ACP 上的脂肪酸水解下来。其它生物的最终产物并不 水解，而是直接利用软脂酰－ACP进行下一步反 应。
甘油取代物的构型Ⅰ 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
甘油分子中的β碳称为手性原中心，因为当两 个α碳中的任何一个被脂肪酸或磷酸酯化，或三酰 甘油中的R1不等于R3时，β碳即变成手性碳。
L-甘油-3-磷酸和D-甘油-1-磷酸实际上是同 一分子，而L-甘油-1-磷酸的构型与前者不同。
L-甘油-3-磷酸
L-甘油-1-磷酸
D-甘油-1-磷酸
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
甘油取代物的构型Ⅱ
1967年国际纯化学及应用化学联合会-国际生 物化学联合会的生物化学命名委员会推荐采用立体 专一编号（sn-系统），该系统规定手性原中心的 S-原（pro-S）羟甲基碳为1-位，手性原中心碳为 2-位，R-原（pro-R）羟甲基碳为3-位。
乙 酰 CoA+ 脂 酰 CoA （ 少 2 碳 ） CoA→↑硫解酶 β-酮酰CoA
NAD＋→↑羟酰CoA脱氢酶 β-羟酰CoA
H2O → ↑烯酰CoA水合酶 烯酰CoA
FAD →↑烯酰脱氢酶 脂酰CoA
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
碳链的去饱和
α-亚基
酮酰ACP合酶 （缩合酶）
酮酰ACP还原酶
酰基载体蛋白
β-亚基
乙酰基转移酶
丙二酰基转移酶 β-羟酰基脱水酶
烯酰基还原酶
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
酵 母 脂 肪 酸 合 酶
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
动物脂肪酸合酶
动物脂肪酸合酶由2条相同的肽链组成，每一 条肽链都含有1个ACP和7种酶活性，2条肽链反平 行地组成二聚体。动物脂肪酸合酶多一个软脂酰 －ACP硫酯酶活性，它将最终产物软脂酰－ACP 上的脂肪酸水解下来。其它生物的最终产物并不 水解，而是直接利用软脂酰－ACP进行下一步反 应。
甘油取代物的构型Ⅰ 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
甘油分子中的β碳称为手性原中心，因为当两 个α碳中的任何一个被脂肪酸或磷酸酯化，或三酰 甘油中的R1不等于R3时，β碳即变成手性碳。
L-甘油-3-磷酸和D-甘油-1-磷酸实际上是同 一分子，而L-甘油-1-磷酸的构型与前者不同。
L-甘油-3-磷酸
L-甘油-1-磷酸
D-甘油-1-磷酸
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
甘油取代物的构型Ⅱ
1967年国际纯化学及应用化学联合会-国际生 物化学联合会的生物化学命名委员会推荐采用立体 专一编号（sn-系统），该系统规定手性原中心的 S-原（pro-S）羟甲基碳为1-位，手性原中心碳为 2-位，R-原（pro-R）羟甲基碳为3-位。
生物化学--第九章 脂类物质的合成与分解
2. 合成原料乙酰CoA的准备 ⑴ 乙酰CoA的来源及转运 乙酰CoA的来源：线粒体内的丙酮酸氧化脱羧、 脂肪酸β氧化、氨基酸氧化。 乙酰CoA的转运：通过“柠檬酸穿梭”从线粒 体转运到胞液。
乙酰CoA的转运：“柠檬酸循环”
每次循环产生1 分子NADPH
⑵ 丙二酸单酰CoA的合成 脂肪酸合成中，除起始一分子乙酰CoA以外，所
β -酮脂酰 ACP合成酶
③缩和反应
β -酮脂酰 ACP还原酶
④还原反应
β -羟脂酰 ACP脱水酶
⑤脱水反应
烯脂酰ACP 还原酶
⑥再次还原
丙二酸单酰CoA
酰基转移
丁酰ACP
缩和反应 再次还原
乙酰乙酰ACP
巴豆酰ACP
首次还原
β-羟丁酰ACP
脱水反应
⑦ 水解或硫解反应
硫酯酶
棕榈酰ACP+H2O
是指脂肪酸的末端甲基（ω端）经氧化转变为 ω羟脂酸，继而再氧化为α,ω-二羧酸的过程。
㈣、不饱和脂肪酸的氧化
羟脂酰CoA 变位酶 烯脂酰CoA 异构酶
软脂酸从头合成与β氧化的区别
从头合成 细胞中部位 酶系 酰基载体 二碳片段 细胞质 6种酶组成的多酶复合体 ACP 丙二酸单酰CoA β氧化 线粒体 4种酶分散存在 CoA 乙酰CoA
硫解酶
棕榈酸+ACP-SH
棕榈酰ACP+HSCoA
棕榈酰CoA+ACP-SH
由于β-酮脂酰ACP合酶只对2C～14C的酯酰具有 催化活性，故从头合成途径只能合成16C及以下的 饱和脂酰ACP。
β -酮脂酰 ACP合成酶
由乙酰CoA从头合成棕榈酸的总反应式为：
8 CH3CO-SCoA + 7 ATP + 14 ( NAPH + H+ ) + H2O CH3(CH2)14COOH + 8 CoA-SH + 7 ADP + 14 NADP+ + 7 Pi
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
脂肪酸合成的部位通常有高的 还原性动力
• NAD和NADP在分解代谢和合成代谢中 分别作为电子载体和还原性动力 • 在肝细胞中，NADPH是在细胞液中经磷 酸戊糖途径合成的 • 在光合植物中，脂肪酸的合成发生于叶 绿体的基质中，使用的NADPH来自于光 合作用的光反应
软脂酸的进一步延长和不饱和 化是在光面内质网进行的
第九章 脂类的生物合成
• • • • 脂肪酸 三酰甘油 膜磷脂 胆固醇等
脂肪酸的合成同其氧化路径不同
• 在细胞液中（植物中是在叶绿体中） • 乙酰辅酶A提供起始的两个碳原子，然后每次 通过丙二酸单酰辅酶A的作用加上两个碳原子 • 反应中间物是结合在酰基载体蛋白（ACP）上 的-SH 上的 • 所需要的还原动力来自NADPH • 在高等有机体中，反应的酶形成多酶体系，或 索性形成一个多肽链（脂肪酸合成酶） • 脂肪酸合成酶复合体系只是将脂肪酸碳链延长 到软脂酸（C16）的程度，随后的延长或不饱和 化由其它酶完成。
乙酰基与丙二酸集团首先同脂肪酸合 成酶复合体上的两个–SH结合
• 乙酰辅酶A在乙酰辅酶A－ACP转乙酰酶 （AT）的催化下结合到b-酮脂酰－ACP 缩合酶（KS）上。 • 在丙二酸单酰转移酶的催化下，丙二酸 单酰辅酶A与ACP－SH作用，脱掉辅酶A 形成丙二酸单酰S－ACP
The acyl carrier protein (ACP) is very similar to CoA
• 脂肪酸的进一步延长也是通过丙二酰单 脂辅酶A每次导入两个碳原子来完成的 • 软脂酰辅酶A和硬脂酰辅酶A在C9和C10 之间去饱和产生棕榈油酸16:1(9)和油 酸18:1(9)
Fatty acyl-CoA is desaturated (oxidized) by O2 and NADPH.
生物合成的脂肪酸去路
• 一：形成三酰甘油，以此形式长期的储 存能量 • 二：在快速生长期间，形成磷脂的形式 组成生物膜
磷脂酸是合成甘油三酯和磷脂 的重要前体
• 由甘油或磷酸二羟丙酮形成3－磷酸甘油 • 3－磷酸甘油结合由两个脂酰辅酶A转移 的脂酰基形成磷脂酸（3－磷酸甘油二酯） • 磷脂酸经磷脂酸磷酸酶水解为甘油二酯， 然后与第三个脂酰辅酶A分子作用形成甘 油三酯，起催化作用的酶为甘油二酯转 酰基酶
丙二酸单酰辅酶A的形成
• Salih Wakil发现，在脂肪酸的合成当中， HCO3-是必须的。 • 催化乙酰辅酶A与HCO3-合成丙二酸单酰
辅酶A的酶是乙酰辅酶A羧化酶，需要的 辅基为生物素 • 该酶由三部分组成：生物素羧化酶 （BC）、生物素载体蛋白（BCCP）、 羧基转移酶（CT）
Acetyl-CoA carboxylase catalyzes the two-step carboxylation reaction of acetyl-CoA in two active sites.
Phosphatidic acid is derived from L-glycerol 3phosphate and two acyl-CoAs.
Often saturated
Often unsaturated
Phosphatidic acid is the common precursor for both triacylglycerols and glycerophospholipids
osphatidic acid phosphatase
胰岛素促进食物中的碳水化合 物与蛋白质转化为脂肪
• 糖尿病患者由于缺乏胰岛素，既不能正 常的分解糖类，也不能将碳水化合物和 氨基酸转化为脂肪酸 • 他们的主要症状是脂肪酸的氧化分解加 速和明显的酮体发酵，因此日渐消瘦
磷脂的生物合成
• 由磷脂酸合成磷脂有两条途径，一条在 高等动植物组织中占优势。另一条主要 存在于某些细菌中。 • 两条途径中起载体作用的都是胞嘧啶核 苷酸，只是在前一条途径中，它是醇基 的载体；在后一条途径中，它是磷脂酸 的载体
Eukaryotic cells use both strategies (occurring on sER and
inner membrane of mitochondria)
Bacteria mainly use this strategy
脂肪酸的合成中不断重复着四步 反应
• 在b-酮脂酰－ACP合成酶的催化下，酶分 子中半胱氨酸SH基结合的乙酰基又转移 到ACP上的丙二酸单酰基的第二个碳原 子上，形成乙酰乙酰－S－ACP同时使丙 二酸单酰基上的自由羧基脱羧产生CO2。 • 在b-酮脂酰－ACP还原酶的催化下，利 NADPH将乙酰乙酰－S－ACP还原形成
脂肪酸的生物合成酶系
• 脂肪酸合成中共有7个酶，这7个酶在不 同的有机体中以不同的结合形式存在 • 在细菌与高等植物中，各自以单独的肽 链存在 • 在酵母中，它们结合形成了两个肽链 • 在脊椎动物中，它们则结合形成了一个 大的单独肽链
The seven activities of fatty acid synthase are integrated to different levels in different organisms.
b-羟丁酰－S－ACP（D）。
• D－ b-羟丁酰－S－ACP脱水，形成反式 丁烯酰－S－ACP，即巴豆酰－S－ACP， 酶是羟脂酰－ACP脱水酶。 • 巴豆酰－S－ACP被烯脂酰－ACP还原酶 催化还原为丁酰－S－ACP。 • 丁酰－S－ACP的形成完成了合成软脂酰 －S－ACP7次循环反应的第一次循环。 第二次循环是丁酰基由ACP转移到b-酮脂 酰－ACP合成酶分子的SH基上。ACP于 是又可接受一个丙二酸单酰基。第二次 循环即可进行。
• 经过7次循环后，合成的最终产物软脂酰 基－S－ACP经硫酯酶的催化，形成游离 的软脂酸，或由ACP转移到辅酶A上，或 直接形成磷脂酸 • 多数生物的脂肪酸合成步骤仅限于形成 软脂酸，而不能形成比它多两个碳原子 的硬脂酸。对链长有专一性的是b-酮脂 酰－ACP合成酶，它接受14碳酰基的活 力很强，但不能接受16碳酰基。可能酶 与饱和脂酰基的结合位点只适合一定的 链长范围。此外，软脂酰辅酶A对脂肪酸 合成有反馈抑制作用。