脂肪酸及脂肪的合成

脂酰转移酶
H
CH3(CH2)12—C=C—CHOH H CHNHCOR CH2OH
神经酰胺
3、 鞘磷脂的合成
磷脂酰胆碱
H
CH3(CH2)12—C=C—CHOH
神经酰胺
H CHNHCOR CH2OH
甘油二酯
H CH3(CH2)12—C=C—CHOH
鞘磷脂合酶
H CHNHCOR 鞘磷脂 O
+ 2 2 2 CH O—P—OCH CH N (CH3)3
β —氧化
线粒体 COA-SH 乙酰COA FAD、NAD+ 四种酶 柠檬酸转运系统 L-型 不要求 产生106个ATP
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脂肪酸及脂肪的合成
二、脂肪酸碳链的延长
★ 软脂酰 CoA 或软脂酸生成后，可在光滑内质 网及线粒体经脂肪酸碳链延长酶系的催化作用下，
形成更长碳链的饱和脂肪酸。
线粒体延长途径：基本上是β-氧化的逆 过程，只是NADPH2 作为供氢体参与第二 次还原反应。 光滑内质网延长途径：与从头合成类似， 只是辅酶A作为酰基载体，丙二酰辅酶A 提供二碳单位。
全身各组织（尤其脑）内质网。
3-酮二氢鞘氨醇合酶、Vit 2+ B6、 Mg
2
O CH3(CH2)12—CH2—CH2—C~SCoA =
CH2—CH—COOH CO~SH + CO OH NH2
O =
CH3(CH2)12—CH2—CHOH 二氢鞘氨醇 FAD 脱氢酶 FADH2 CHNH2
CH2OH
B2 B1
O CH2—O——C—R1
= =
A1
A2
磷脂酶 A2 :
C
OH D
存在于细胞膜及线粒体膜、蛇、蜂、蝎毒。产物为溶血磷脂1。 急性胰腺炎时，组织中的溶血磷脂A2原被激活。
磷脂酶 B1 : 水解溶血磷脂1
磷脂酶 B2 : 水解溶血磷脂2
磷脂酶 C : 存在于细胞膜、蛇毒及某些细菌
磷脂酶 D : 主要存在于高等植物，动物脑组织亦有。
脂肪酸及脂肪的合成
(二) 合成过程 1、甘油一酯途径
CH2OH 甘油一酯酰转移酶 R2CO-O-CH CH2OCOR1 R2CO-O-CH
MG
RCOOH
CH2OH 脂酰CoA
CoA~SH
CH2OH
DG
甘油二酯 酰转移酶 CH2OCOR1 R2CO-O-CH
合成酶
RCO~SCoA
CoA~SH
TG
CH2OCOR3
脂肪酸及脂肪的合成
E.coli 的酰基载体蛋白（ACP）：
脂肪酸合成过程中的酰基载体,含77个氨基 酸残基。其辅基为4’-磷酸泛酰巯基乙胺（Pn)连 接Ser32-OH上，活性基团为巯基，故写为ACP-SH， 巯基为结合并转运脂酰基的部位。ACP-SH为整个 合成体系的中心。
辅酶A-SH与ACP-SH比较:
（3）CDP-甘油二酯途径 : 磷脂酸
胞苷转移酶
CTP
PPi
CDP-甘油二酯
合成酶 肌醇 丝氨酸 磷脂酰甘油
CMP
磷脂酰肌醇
CMP
磷脂酰丝氨酸
CMP
二磷脂酰甘油
（三）、甘油磷脂的降解
磷脂酶 A1
:
B
=
存在于细胞溶 O 酶体、蛇、蜂、 R2—C——O—CH O 蝎毒。产物为溶 CH2—O——p——O—X 血磷脂2。
脂肪酸合成中的酰基载体
脂肪酸分解中的酰基载体
脂肪酸及脂肪的合成
（3）丙二酸单酰CoA转变为软脂酸的过程:
① 转移
E CE—SH ACP—SH CH3CO~SCoA CoASH E CE—SH 乙酰-COA：ACP 转酰基酶
过程一
ACP—S—CO—CH3
丙二酸单 酰-COA： CE—S—CO—CH3 CE—S—CO—CH3 E ACP转酰 E ACP—S—CO—CH2*COOH 基酶 ACP—SH *COOH CoASH — CH2CO~SCoA
X= -CH2CH2NH2COOH
（二）、甘油磷脂的合成 全身各组织，肝、肾、肠最活跃。 1.合成部位： 2.合成原料： 甘油、脂肪酸、磷酸盐、胆碱、乙醇胺 食物或脂肪分解 丝氨酸、食物
CTP、ATP、丝氨酸、肌醇等
3.合成过程
（1）CDP-胆碱、CDP-乙醇胺的生成(关键性步骤)
CO2 HOCH2CHCOOH NH2 3×S-腺苷蛋氨酸
脂肪酸及脂肪的合成
主要内容
一、软脂酸的从头合成 二、脂肪酸碳链的延长 三、不饱和脂肪酸的的合成
四、脂肪的合成
五、脂肪酸合成的调节
脂肪酸及脂肪的合成
一、软脂酸的从头合成
1、合成部位
2、合成原料
3、合成过程
4、从头合成与β —氧化比较
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脂肪酸及脂肪的合成
1. 合成部位
在肝、肾、脑、肺、乳腺及脂肪等多种
CH3(CH2)12—CH2—C β -二氢 CHNH2 鞘氨酮 + NADPH+H CH2OH + NADP H CH3(CH2)12—C=C—CHOH 鞘氨醇
H CHNH2
CH2OH
2、神经酰胺的合成
H CH3(CH2)12—C=C—CHOH H CHNH2
RCO~SCoA
CoA~SH
鞘氨醇
CH2OH
软脂酸
+
CE—SH
ACP—SH
KS KS
AT ER KS KS
HD MT KR
KS
脂肪酸合成酶系 结构与催化的反应
脂肪酸及脂肪的合成
软脂酸（16C）合成的总反应式： 乙酰CoA＋7丙二酸单酰CoA ＋14NADPH＋14H ＋H2O
+
脂肪酸合成酶系
（7次循环）
软脂酸＋14NADP+＋7CO2＋7H2O＋8CoA-SH
CDP-乙醇胺
CDP-胆碱
（2）甘油二酯途径 :
磷脂酸 磷脂酸磷酸酶 CDP-胆碱 H2O Pi 1，2-甘油二酯 ★：磷脂酰 ：乙醇
胺丝氨酸转移酶
CDP-乙醇胺
磷酸胆碱 转移酶
磷酸乙醇胺转移酶
丝氨酸 ★ 乙醇胺 磷脂酰 丝氨酸 H
+
CMP 3×S-腺苷蛋氨酸
磷脂酰胆碱 磷脂酰乙醇胺 甲基转移酶
磷脂酰乙醇胺 CO2 脱 羧 酶
柠檬酸穿梭系统：
脂肪酸及脂肪的合成
在胞浆中进行 3. 合成过程 (1)丙二酸单酰CoA的合成 关键酶 CH3CO~SCoA
乙酰CoA羧化酶 Mn 、生物素
2+
HOOC-CH2CO~SCoA
+
HCO3
+ ATP
+ ADP + Pi
丙二酸单酰 CoA
机理：
HCO3 +ATP
-
酶-生物素
丙二酰单酰CoA
AMP 胰高血糖素 肾上腺素 胰岛素
丙二酸单酰CoA 软脂酰CoA
脂肪酸合成的调节（3）
甘油磷脂（磷脂酰甘油）：由甘油 构成的磷脂，是生物膜的主要组分。
磷脂－
含磷酸复 合脂
鞘氨醇磷脂：含鞘氨醇而不含甘油
的磷脂，是神经组织各种膜（如神
经髓鞘）的主要结构脂之一。
一、甘油磷脂的代谢
（一）、甘油磷脂的组成及种类
二、鞘磷脂的代谢
(一)鞘磷脂的化学结构
H CH3(CH2)m—C=C—CHOH H CHNH2—CO(CH2)n(CH2)3 O
鞘氨醇 m多为12 神经酰胺
CH2— OH O—P—OCH2CH2N (CH3)3
OH
=
+
鞘磷脂
n多在12～22之间
(二) 鞘磷脂的合成 1. 鞘氨醇的合成
软脂酰CoA 丝氨酸
脂肪酸及脂肪的合成
② 缩合脱羧（-酮脂酰-ACP合成酶）
E CE—S—CO—CH3 过程二
*CO2
E
CE—SH
ACP—S—COCH2COCH3
缩合酶(CE) ACP—S—COCH2*COOH
③ 还原、脱水、再还原
NADPH+H NADP β -酮脂酰 CE—SH CE—SH OH E ACP还原酶 E ACP—S—COCH2CHCH3 ACP—S—COCH2COCH3 -羟酰ACP脱水酶
2、磷脂酸-甘油二酯途径
NADH+H NAD+ CH2OH
+
葡萄糖
C=O CH2OH CH2OCOR1
CH2OH HO—C
磷酸甘油 脱氢酶
CH2O- P
磷酸甘油脂 酰转移酶 R1CO~SCoA R2CO~SC0A
R2CO-O- C CH2OH R3CO~SC0A
2 CoA-SH
CH2OCOR1 R2CO-O— C CH2O- P CH2OCOR1 磷脂酸
ADP+Pi
酶-生物素-CO2
乙酰CoA
乙酰CoA羧化酶活性的调节：
柠檬酸 长链脂酰CoA
单体(无活性)
多聚体(有活性)
P
柠檬酸
cAMP活化的 ADP 蛋白激酶
P
无活性 羧化酶
ATP
活性 羧化酶
部分活性 羧化酶
柠檬酸
Pi
H2O 蛋白磷酸酶2A
脂肪酸及脂肪的合成
（2）脂肪酸合成酶系 动物细胞脂肪酸合成酶系包括 7种不同 功能的酶和酰基载体蛋白（acyl carrier protein ACP)，都存在于一条肽链上的七 个功能区（结构域），由一个基因编码； 酵母细胞中该酶系包含六个酶和ACP，定位 于两条肽链上；大肠杆菌的该酶系含六个 酶及ACP共七条肽链。
组织的胞浆中均含有脂肪酸合成酶系，肝
脏是人体合成脂肪酸的主要部位，其合成
能力最强，约比脂肪组织大8～9倍。
脂肪酸及脂肪的合成
2. 合成原料来源
脂肪酸合成的碳源主要来自糖氧化分解、β 氧化和氨基酸氧化分解产生乙酰CoA，它们都存 在于线粒体中。
线粒体中的乙酰 CoA，需通过柠檬酸-丙酮酸 循环（或称柠檬酸穿梭系统）运到胞浆中，才能 供脂肪酸合成所需。 ATP、NADPH、HCO3-(二氧化碳)及Mn2+等。 其中NADPH主要来自胞浆中的磷酸戊糖途径， 其次是柠檬酸穿梭系统。
+ +
过程三 NADP
+
NADPH+H E
+
CE—SH
H
—
E
CE—SH
烯脂酰-ACP还原 酶
ACP—S—CO—C=C-CH3
— H
ACP—S—COCH2CH2CH3
再经6次循环 H2O 软脂酰CE—SH ACP硫酯酶 E ACP—S—CO(CH2)13CH2CH3 E CH3CH2(CH2)13COOH
（二）、甘油磷脂的合成
（三）、甘油磷脂的分解
（一）、甘油磷脂的组成及种类
CH2O—COR1
甘油磷脂的 分子结构：
R2CO—O—CH
O =
CH2O—P—O—X OH
X= -CH2CH2N (CH3)3 X= -CH2CH2NH3
+
+
磷脂酰胆碱(卵磷脂)(PC) 磷脂酰乙醇胺(脑磷脂)(PE) 磷脂酰丝氨酸
4、脂肪酸的从头合成与β —氧化比较:
区别点
细胞中发生部位 酰基载体 二碳片段的加入与裂解方式 电子供体或受体 酶系 原料转运方式 羟脂酰化合物的中间构型 对二氧化碳和柠檬酸的需求 能量变化
从头合成
细胞质 ACP-SH 丙二酰单酰COA NADPH 七种酶和一个蛋白质组 成复合物 肉碱穿梭系统 D-型 要求 消耗7个ATP和 14NADPH
必需脂肪酸: 指人体不能合成，必需由食 物提供的脂肪酸，有2种： Δ9,12,15 Δ9,12 ) 亚油酸(18C:2 ） 亚麻酸(18C:3
饱和脂肪酸
不饱和脂肪酸
饱和脂肪酸经去饱和酶催化 加氧去饱和生成不饱和脂肪酸
脂肪酸及脂肪的合成
四、脂肪的合成 (一) 合成部位 以肝、脂肪组织及小肠为主， 其中肝的合成能力最强。
CoA-SH
R2CO-O— C CH2OCOR3
TG
五、 脂肪酸合成的调节 1.
进食糖 糖代谢 NADPH+乙酰CoA+ATP
(—)
柠檬酸 、异柠檬酸
透出线粒体
(+) 柠檬酸裂解
异柠檬酸 脱氢酶
乙酰CoA 羧化酶 合成脂肪有关 的酶的活性
乙酰CoA
脂肪酸合成
脂肪酸及脂肪的合成
脂肪酸合成的调节 饥饿、糖供应不足 透出线粒 的柠檬酸 脂肪动员
（线粒体）
（一）
脂酰CoA
（一）
柠檬酸合酶 乙酰CoA羧 化酶活性 （胞液）
乙酰CoA羧化酶 激活作用
生成乙酰CoA
脂肪酸的合成
2. 激素的调节
胰岛素是调节脂肪合成的主要激素。 柠檬酸 胰岛素
（+） 丙酮酸脱氢酶
柠檬酸 （+） 裂解酶
乙酰CoA
（ +） 乙酰 CoA （一） 羧化酶
丙酮酸
（一） （一）Leabharlann （一） （+）=—
OH
+ 2 2 HOCH CH N (CH3)3
HOCH2CH2NH2 ATP ADP
乙醇胺激酶
胆碱激酶
ATP ADP
+
P —OCH2CH2NH2
CTP：磷酸乙醇 胺胞苷转移酶
CTP PPi
P
—OCH2CH2N (CH3)3 CTP PPi
+
CTP：磷酸胆 碱胞苷转移酶
CDP—OCH2CH2NH2
CDP—OCH2CH2N (CH3)3
延 长 途 径
脂肪酸及脂肪的合成
光滑内质网上脂肪酸的延长途径
Fatty acids longer than 16 carbon can be produced in smooth ER (using malonylCoA to provide 2-carbon units)
脂肪酸及脂肪的合成
三、不饱和脂肪酸的合成 人体内有 Δ 4 ， Δ 5 ， Δ 8 及 Δ 9 去饱和酶， 催化饱和脂肪酸引入双键，使之转变为不饱 和脂肪酸。 至今在体内尚未发现有 Δ 9以上的去饱和酶， 即在第10C与甲基末端之间不能形成双键。