脂肪酸合成的调节

脂肪酸的生物合成
Step 2:装载
催化该反应的酶是丙二酸单酰CoA转酰酶催化下进行的， 此反应中ACP的游离SH基向丙二酸单酰CoA的羧基进攻， 形成丙二酸单酰ACP。
脂肪酸的生物合成
Step 3:缩合
催化该反应的酶是-酮酰-ACP合酶催化下进行的，丙二酸 单酰ACP的脱羧活化了它的次甲基，反应产物是乙酰乙酰 ACP。
,-反式烯酰-CoA
FADH2
烯酰CoA还原酶
FAD
脂酰脱氢酶
脂酰CoA （Cn+2）
脂肪酸的生物合成
脂肪酸碳链的去饱和
动物体内最常见的二个饱和脂肪酸软脂酸和硬 脂酸，是棕榈油酸和油酸的前体。这二种不饱 和脂肪酸的C9-10双键是在脂酰-CoA去饱和酶 的催化下经氧化加入的。由于哺乳动物体内不 存在C9位以外引入双键的酶，亚油酸(18:2 △9,12)和亚麻酸（18:3△9,12）不能经生物合成 得到，只能从膳食中获取，故称必需脂肪酸
与脂酰基形成硫酯键。
脂肪酸的生物合成
脂肪酸合成的Step 2： 脂肪酸合酶
ACP的辅基磷酸泛酰巯基乙胺也是辅酶A的组成部分。
脂肪酸的生物合成
脂肪酸合成的Step 2： 脂肪酸合酶
在动物体中脂肪酸合酶催化形成脂肪酸的反应共有7步。 分别为： 1、启动：乙酰-CoA：ACP转酰酶
2、装载：丙二酸单酰CoA:ACP转酰酶
比较：脂肪酸的-氧化（2）
脂肪酸的生物合成
Step 7:释放
在脂肪酸合成的每一循环中延长了二个碳原子，动物细胞中 延伸到16个碳为止，最终产物是软脂酰ACP，它在软脂酰ACP硫酯酶作用下，软脂酸从脂肪酸合酶复合体中被释放。
8乙酰CoA + 7ATP + 14NADPH + 6H+ 软脂酸 + 14NADP+ + 8CoA~SH + 6H2O + 7ADP + 7Pi
第29章 脂类的生物合成
主要内容
脂肪酸的生物合成 脂酰甘油的生物合成
脂肪酸的生物合成
脂肪酸合成需要 三种化合物：乙 酰CoA，丙二酰 CoA，NADPH. 来源？
脂肪酸的生物合成
因为脂肪酸合成在细胞溶胶中进行，因此线粒产生的
乙酰CoA必需转移到细胞溶胶中才能参与脂肪酸合成。
然而，线粒体内膜对乙酰CoA不能透过，必需使用柠 檬酸作为乙酰基的载体，进行称为“三羧酸转运体 系”。
脂肪酸的生物合成
脂肪酸合成的调节
柠檬酸
柠檬酸 裂解酶
胰岛素（磷酸化/活化）
乙酰CoA
乙酰CoA 羧化酶


丙酮酸脱氢酶 复合体
丙酮酸
胰高血糖素、肾上腺素 （磷酸化/活化）
丙二酸单酰CoA
活化
软脂酰CoA

抑制
脂肪酸的生物合成
脂肪酸合成的调节
无活性的单体和活性的多聚体之间乙酰CoA羧化酶的平衡
脂酰甘油的生物合成
脂肪酸的生物合成
三羧酸转运体系
NADH Malate dehydrogenase
Malate
脂肪酸的生物合成
脂肪酸合成的起始：乙酰CoA的羧化
丙二酸单酰CoA
催化该反应的酶称为乙酰CoA羧化酶，该酶是３种
蛋白质的复合体，其一是生物素羧基载体蛋白BCCP
，它是生物素的载体。生物素的羧基与BCCP的Lys的
• CO2在脂肪酸的生物合成中是一种必不可 少的参加者。CO2的特殊作用是什么？如 果把可溶性的肝细胞抽提液与14CO2以及 脂肪酸合成中所需要的其他组分一起保 温，所合成的软脂酸含有14C标记吗?为什 么?
• 对于软脂酸的生物合成，必须有胞液NADPH的来 源。大约一半的NADPH来自胞液中磷酸戊糖支路， 其余者主要来自(肝脏或脂肪组织)胞液苹果酸酶的 作用。苹果酸酶催化下面的反应： 苹果酸 + NADP+ → 丙酮酸 + CO2 + NADPH + H+ 应用该反应和柠檬酸-丙酮酸穿梭证明糖酵解产生 的NADH推动脂酸的生物合成。
H P O CH2 C CH2OH OH
OH
脂酰甘油的生物合成
三酰甘油的合成
酰基转移酶
酰基转移酶
磷脂酸磷脂酶
酰基转移酶
Questions
• 业已提出，丙二酸单酰CoA可能是向大 脑发送减少胃口效应的一种信号。当喂 给老鼠一种浅蓝菌素（cerulenin）的衍生 物（称为C75）时，它们的胃口受到抑制， 并且迅速失重。已知浅蓝菌素及其衍生 物是脂肪酸合酶的有效抑制剂。为什么 C75可作为一种潜在的减肥药物?
cyt b5 reductase FADH2
NADH + H+
NAD+
哺乳动物体内脂肪酸去饱和酶的电子传递系统
脂肪酸的生物合成
脂肪酸合成的调节
当机体能量足够时，一般会把脂肪酸转化为脂 肪，即三酰甘油加以贮存。这个反应是由乙酰 辅酶A羧化酶催化生成丙二酸单酰辅酶A，这是 脂肪酸合成的起始，也是合成的限速步骤，即 是合成的调控关键所在。在脊椎动物中脂肪酸 合成的主要产物软脂酰CoA对该酶起反馈抑制 的作用。
-氨基以共价键相连形成生物胞素（biocytin）。
脂肪酸的生物合成
脂肪酸合成的起始：乙酰CoA的羧化
转羧酶
3 1 2
生物素羧化酶
BCCP-生物素
乙酰CoA2： 脂肪酸合酶
在动物细胞中，脂肪酸合酶复合体中包含有7种酶活
性和一个酰基载体蛋白质。酰基载体蛋白ACP是相对 分子量较低的蛋白质，它在脂肪酸的合成中相当于脂 肪酸降解中乙酰辅酶A的作用。它的辅基是磷酸泛酰巯 基乙胺，后者与ACP的Ser残基相连，另一端的SH基
3、缩合：-酮酰-ACP合酶
4、还原：-酮酰-ACP还原酶
5、脱水：-羟酰-ACP脱水酶 6、还原：烯酰-ACP还原酶
7、释放：软脂酰-ACP硫酯酶
脂肪酸的生物合成
脂肪酸合成的Step 2： 脂肪酸合酶
脂肪酸的生物合成
Step 1:启动
催化该反应的酶是乙酰CoA:ACP转移酶催化下进行的， 该反应分二步进行，先将乙酰基转到ACP上，随后移到 脂肪酸合酶（HS-合酶）上形成乙酰合酶。
需要NADPH
不需要
产生NADH、FDAH2
合成中有D-构型中间体
全部是L-构型
生 物 合 成
脂 肪 硫解酶 酸 碳 链 的 3-L-羟酰CoA还原酶 加 长
烯酰CoA脱水酶
脂酰CoA+ 乙酰CoA
脂-CoASH 硫解酶
氧 化 降 解
-酮酰CoA
3-L-羟酰CoA脱氢酶
L--羟酰-CoA
烯酰CoA水合酶
脂肪酸的生物合成
Step 4:还原
催化该反应的酶是-酮酰-ACP还原酶催化下进行的，它是 脂肪酸合成中的第一步还原反应，NADPH作为还原剂参加 反应，最终生成D--羟丁酰ACP。
比较：脂肪酸的-氧化（3）
3-L-羟脂酰-CoA
3-L-羟脂酰-CoA还原酶
-酮脂酰-CoA
脂肪酸的生物合成
其中的NADPH来自于三羧酸转运体系和戌糖磷酸途径。
脂肪酸的生物合成
软脂酸合成简图
脂肪酸的生物合成
脂肪酸的合成与降解比较 生物合成 细胞溶胶cytosol 中间体载体蛋白ACP 氧化降解 线粒体Mitochondria 辅酶A
过程中需要的酶不一样 沟通体系为三羧酸转运体系 肉碱载体体系
需要丙二酸单酰CoA
脂酰甘油是由二个前体物质合成的，它们是脂 酰CoA和甘油-3-磷酸。脂酰CoA来自于脂肪酸 的活化。甘油-3-磷酸则来自于糖酵解中的磷酸 二羟丙酮或甘油的磷酸化。
NADH NAD+
P O CH2 C CH2OH O
甘油-3-磷酸脱氢酶 ADP 甘油激酶
H P O CH2 C CH2OH OH
ATP
HO-CH2-CH-CH2OH
(essential fatty acid)。
脂肪酸的生物合成
脂肪酸碳链的去饱和
C18-stearoly-CoA C18 9-oleyl-CoA + O2 + 2H+ + 2H2O Desaturase
2 cyt b5 Fe2+
2 cyt b5 Fe3+
2H+ + cyt b5 reductase FAD
Step 5:脱水
催化该反应的酶是-羟酰-ACP脱水酶催化下进行的，产物 是,-不饱和化合物，即,-反式-丁烯酰-ACP。
比较：脂肪酸的-氧化（2）
反式-△2-烯酰CoA
烯酰-CoA水合酶
3-L-羟脂酰-CoA
脂肪酸的生物合成
Step 6:还原
催化该反应的酶是烯酰-ACP还原酶催化下进行的，该反应 是脂肪酸合成第一循环的最后一步，反应生成的丁酰ACP 在下一步中充当循环开始中的乙酰ACP的作用。