脂肪酸的生物合成
生物化学第25章 脂类的生物合成
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
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?
-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
生物素羧化酶
2
BCCP-生物素
乙酰CoA的羧化
• 乙酰辅酶A羧化酶（Acetyl-CoA carboxylase，ACC） （EC 6.4.1.2）是催化脂肪酸合成代谢第一步反应的限速 酶，在ATP供能、Mg2+存在下，以HCO3-为羧基供体，将 乙酰辅酶A羧化生成丙二酰单酰辅酶A，是生物素依赖性 酶。 • 在人类和其它哺乳动物中该酶属于组织特异性酶，存在两 种基因形式ACC1和ACC2，ACC因具有阻断治疗肥胖症、 糖尿病和其它代谢病的活性位点受到广泛关注。 • 在禾本科植物中ACC被发现是几类化学除草剂作用于植物 的靶蛋白，因此对植物ACC的研究大多数集中在除草剂筛 选和作用机理研究方面。 • 此外，ACC基因在逐渐兴起的转基因油料作物和生物柴油 的研究中也处于重要地位，但由于ACC分布和基因组织形 式的复杂性，目前这方面的研究仍处于瓶颈阶段。
脂肪酸的生物合成
脂肪酸的生物合成
合成脂肪酸的原料有乙酰辅酶a、hco3-（c02）、nadph和atp，mn2+可作为酶的激活剂。
生物体内由乙酰coa合成脂肪酸的有：①非线粒体酶系合成途径，又称为软脂酸合成
途径，它是脂肪酸合成的主要途径。
②线粒体酶系合成途径：又称饱和脂肪酸碳链延长途径。
合成脂肪酸的直接原料是乙酰coa，消耗atp和nadph，首先生成十六碳的软脂酸，
经过加工生成机体各种脂肪酸，合成在细胞质中进行。
机体内的脂肪酸大部分来源于食物，为外源性脂肪酸，在体内可通过改造加工被机体利用。
同时机体还可以利用糖和蛋白转变
为脂肪酸称为内源性脂肪酸，用于甘油三酯的生成，贮存能量。
开拓资料
脂肪酸主要用于制造日用化妆品、洗涤剂、工业脂肪酸盐、涂料、油漆、橡胶、肥皂等。
非必需脂肪酸就是机体可以自行制备，不必靠食物供应的脂肪酸，它包含饱和脂肪酸
和一些单不饱和脂肪酸。
而必需脂肪酸为人体健康和生命所必需，但机体自己不能合成，必须依赖食物供应，
它们都是不饱和脂肪酸，均属于ω－3族和ω－6族多不饱和脂肪酸。
脂肪酸的生物合成与代谢
脂肪酸的生物合成与代谢脂肪酸是一类重要的生物分子，它们在生物体内起着能量储存、细胞膜结构和信号传导等关键作用。
脂肪酸的生物合成和代谢过程复杂而精密，能够为生物体提供所需的能量和物质基础。
本文将重点介绍脂肪酸的生物合成和代谢机制。
一、脂肪酸的生物合成脂肪酸的生物合成主要发生在细胞质中的细胞质环状结构――脂肪体中。
脂肪体是一种细胞内的细胞器，其主要功能是储存和合成脂肪酸。
脂肪酸的合成主要经过如下几个步骤：1. 乙酰辅酶A的生成：乙酰辅酶A是脂肪酸生物合成的起始物质。
其生成需要经过葡萄糖代谢、氧化反应等多个步骤。
2. 乙酰辅酶A的转运：乙酰辅酶A会通过胞质和线粒体之间的乙酰辅酶A转隔膜转运进入线粒体内。
3. 乙酰辅酶A的羧化：乙酰辅酶A在线粒体内发生羧化反应，生成乙酰辅酶A羧。
4. 乙酰辅酶A羧的合成：乙酰辅酶A羧在线粒体内被转化为丙酮酸，随后与新的乙酰辅酶A羧进行反应，最终生成脂肪酸。
以上是脂肪酸的主要合成过程，各个步骤由不同的酶催化，其中乙酰辅酶A羧化酶和乙酰辅酶A羧还原酶是两个关键的调节酶。
二、脂肪酸的代谢脂肪酸的代谢主要包括β-氧化和合成过程。
脂肪酸在细胞质中经过一系列酶的作用，逐步被切断成较短的脂肪酸链，释放出大量的能量和还原能，最终产生丙酮酸、乙酰辅酶A等代谢产物。
脂肪酸的代谢主要发生在线粒体中，其中β-氧化反应是脂肪酸代谢的关键步骤。
脂肪酸的β-氧化主要包括如下几个步骤：1. 脂肪酸的β-氧化：脂肪酸经过一系列酶的催化，逐渐被切断成较短的脂肪酸链，同时产生丙酮酸和较长的脂肪酰辅酶A。
2. 丙酮酸代谢：丙酮酸进入线粒体，经过一系列反应，生成乙酰辅酶A，最终进入三羧酸循环，参与能量产生。
通过β-氧化，脂肪酸能够被分解为较短的链状物，并转化为能量和其他代谢产物。
三、脂肪酸的调节脂肪酸的生物合成与代谢受到多种调节机制的影响，以维持机体内脂肪酸的稳定水平。
其中，脂肪酸合成调节主要通过以下两个途径进行：1. 营养调节：食物中的碳水化合物和脂肪是生物体脂肪酸生物合成的重要物质基础。
植物脂肪酸的生物合成与基因工程
植物脂肪酸的生物合成与基因工程
卢善发
（中国科学院植物研究所 北京 !"""#$）
摘要 植物脂肪酸既具重要生理功能，又有巨大食用和工业价值。其生物合成途径较为复杂，涉及乙酰 %&’( 羧化酶、脂肪酸合成酶、脂肪酸去饱和酶和脂肪酸延长酶等一系列酶。近年来，对脂肪酸生物合成 途径进行了大量研究，克隆出许多相关基因，初步阐明了脂肪酸合成规律，并在此基础上开展了利用基 因工程技术调控脂肪酸合成研究，取得可喜进展。本文详细介绍了植物饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸和超 长链脂肪酸的生物合成与基因工程研究的新结果。 关键词 植物代谢，脂肪酸，基因工程，生物合成
脂肪酸是生物体基本组成之一，具重要生理功能。它们既是细胞膜脂的主要成分，又 是重要的能源物质，还是一些信号分子的前体。可与其它物质一起，分布于机体表面，防 止机械损伤和热量散发等。此外它还与细胞识别、种特异性和组织免疫等有密切关系。 !"""! 脂肪酸与植物抗寒性
甘油脂中的不饱和脂肪酸是生物膜功能所必需的。在生理温度下，仅含饱和脂肪酸 的极性甘油脂不能在生物膜中形成双分子层排列。在饱和脂肪酸的适当位置引入一定数 目的双键，可增加膜的流动性，这对激活一些结合在膜上的酶是非常重要的，反应了不同 温度下生物膜流动性的维持能力。当催化不饱和脂肪酸合成的酶发生突变时，植物体内 不饱和脂肪酸减少，抗寒性减弱。如拟南芥叶绿体 !"#$#棕榈酰去饱和酶和!!&0去饱和 酶基因的突变体 %&’( 和 %&’)，在 低 温 下 叶 片 黄 化、生 长 变 缓、叶 绿 体 形 成 也 发 生 改 变 （#123456773 和 8419:3，!;;!）。同样，其微粒体!!&0去饱和酶基因突变体 %&’$ 的耐低温能 力也减弱（8419:3 等，!;;)；’6<=37 和 8419:3，!;;&）。 !"""" 脂肪酸与植物抗病性
脂肪酸合成途径
脂肪酸合成途径
脂肪酸合成途径，也称为脂肪酸生物合成，是细胞中产生脂肪酸的过程。
脂肪酸是一种重要的生物分子，它们是细胞膜的主要组成成分，还作为能量储存的形式存在。
脂肪酸合成途径主要发生在细胞质中，而不是线粒体中的脂肪酸β氧化途径。
下面是脂肪酸合成的主要步骤：
1. 脂肪酸起始物质：脂肪酸合成的起点是乙酰辅酶A（Acetyl-CoA），它是细胞内能量代谢的关键分子。
乙酰辅酶A经过
一系列酶催化反应转化为脂肪酸。
2. 羧化反应：乙酰辅酶A首先被羧化为酮酸（Malonyl-CoA），这是脂肪酸合成中的第一步。
该反应由酮酸羧化酶催化，在细胞质中进行。
3. 合成反应：酮酸和乙酰辅酶A通过羧化酶途径催化，逐步
添加两个碳原子，并反复进行羧化和还原反应，形成长链脂肪酸。
在每个循环中，一个碳单位是来自酮酸，而另一个碳单位来自乙酰辅酶A。
4. 糖酵解逆反应：脂肪酸合成需要大量的NADPH，这是一种
还原型辅酶，细胞酵解途径通过糖酵解产生的一系列代谢步骤可生成NADPH。
脂肪酸合成途径中涉及的酶有很多，如酮酸羧化酶、还原酶、酮酸合酶等，这些酶的活性和底物浓度受各种内外因素的调控。
脂肪酸合成途径在细胞中扮演着重要的生理和病理功能，其异常调节与一些代谢性疾病，如肥胖症、糖尿病等相关。
脂肪酸生物合成及
脂肪酸生物合成步骤：乙酰CoA缩合、还原、脱水、还原，生成脂肪酸
脂肪酸生物合成酶：乙酰CoA羧化酶、丙二酸单酰CoA合成酶等
脂肪酸生物合成产物：脂肪酸和CoA
脂肪酸生物合成与分解代谢的平衡
脂肪酸生物合成：由乙酰CoA和丙二酸单酰CoA缩合生成乙酰乙酰CoA，再与乙酰CoA缩合生成3-羟基-3-甲基戊二酸甲酰CoA，最后合成脂肪酸。
乙酰CoA与CoA结合生成乙酰CoA，为脂肪酸合成提供能量
乙酰CoA是脂肪酸生物合成的起始原料
丙二酸单酰CoA的生成
丙二酸单酰CoA是由乙酰CoA和丙二酸在丙二酸单酰CoA合成酶的催化下合成的。
丙二酸单酰CoA是脂肪酸生物合成的重要中间产物，可以进一步合成脂肪酸。
丙二酸单酰CoA的生成需要消耗ATP，是耗能过程。
丙二酸单酰CoA的生成过程中，乙酰CoA是乙酰CoA羧化酶的底物，该酶是脂肪酸合成的关键酶。
脂肪酸的合成
乙酰CoA的来源
脂肪酸合成的酶类
脂肪酸合成的起始原料
脂肪酸合成的关键步骤
脂肪酸合成的调控
酶的活性调节：通过调节脂肪酸合成酶的活性来控制脂肪酸的合成速度。
代谢物调节：通过调节脂肪酸合成过程中的代谢物浓度来控制脂肪酸的合成。
作用机制：乙酰CoA羧化酶通过将乙酰CoA的乙酰基转移到生物素上，生成高能化合物，再将其转移给丙二酸单酰CoA，完成反应。
调节：乙酰CoA羧化酶的活性受到多种因素的调节，包括磷酸化、去磷酸化、别构效应等。
丙二酸单酰CoA合成酶
定义：丙二酸单酰CoA合成酶是脂肪酸生物合成过程中重要的酶，负责催化丙二酸单酰CoA的合成。
定义：由多个酶组成的复合体，参与脂肪酸的生物合成
组成：乙酰CoA羧化酶、丙二酸单酰CoA转移酶等
脂肪的合成代谢
除了“柠檬酸-丙酮酸循环”外， 还有两种转运机制：
α- 酮戊二酸转运：在动物肝脏和 脂肪组织中，由谷氨酸氧化脱氨产 生或三羧酸循环中的α-酮戊二酸， 通过线粒体膜上的二羧酸转运系统， 由线粒体内转运到细胞浆中，然后 由细胞浆中的异柠檬酸脱氢酶催化 还原为异柠檬酸（NADPH供氢），后 者再转变为柠檬酸为脂肪酸合成提 供乙酰CoA。此外，异柠檬酸也可从 线粒体内转运到线粒体外，参与脂 肪酸合成。
软脂酸所需的8个乙酰CoA单位中， 只有碳链末端的15和16两个碳直接来自 乙酰CoA，其余7个二碳单位均以丙二酸 单酰CoA的形式参与合成。
在脂肪酸合成中，一分子乙酰CoA只 起“引物”作用。
脂肪酸合成酶系由7种蛋白质组成， 以没有酶活性的脂酰基载体蛋白（acyl carrier protein ，ACP）为中心，周围 有 序 排 布 着 具 有 催 化 活 性 的 酶 。 ACP 将底物转送到各个酶活性位点上，使 脂肪酸合有序进行。
是在线粒体内生成的，而脂肪酸合成的
有关酶却存在于细胞液中，乙酰辅酶A必
须转运到细胞液中才能参与脂肪酸的合
成。
乙酰辅酶A本身不能通过线粒体内膜， 而是通过柠檬酸-丙酮酸循环进入细胞液。
在线粒体内，乙酰辅酶A先与草 酰乙酸缩合成柠檬酸，通过线粒体 内膜上的载体转运到细胞液中；经 柠檬酸裂解酶催化柠檬酸分解为乙 酰辅酶A和草酰乙酸；乙酰辅酶A在 细胞液内合成脂肪酸，而草酰乙酸 则还原成苹果酸，苹果酸经脱羧、 脱氢生成丙酮酸，丙酮酸再进入线 粒体羧化为草酰乙酸。
六、脂肪的合成代谢
(一) 原料、来源
1、脂肪合成原料
脂肪酸和甘油。
生物体能利用糖类或简单碳原物质 转化为脂肪酸。
如油料作物利用CO2作碳原合成脂肪 酸，微生物利用糖或乙酸作碳原合 成脂肪酸，动物及人主要利用糖来 合成脂肪酸。
生物化学脂肪酸的合成
生物化学脂肪酸的合成脂肪酸是生物体体内重要的有机化合物，它们在维持生命功能和能量供应方面发挥着重要作用。
脂肪酸的合成是一个复杂的过程，需要通过一系列酶的作用来完成。
本文将介绍生物化学脂肪酸的合成过程及其调节机制。
一、脂肪酸合成的总体过程生物体合成脂肪酸的主要途径是通过乙醛—辅酶A途径进行。
具体而言，脂肪酸的合成可以分为以下几个步骤：1. 乙醛的生成：在细胞质中，由于乙醛-3-磷酸途径，丙酮酸经过一系列酶促反应生成乙醛。
乙醛是脂肪酸合成的起始物质。
2. 乙醛的羧化：乙醛进入线粒体通过羧化反应转化为乙酰辅酶A。
3. 乙酰辅酶A的合成：乙酰辅酶A是脂肪酸合成过程中的一个重要中间产物，它可以通过线粒体呼吸链和丙酮酸途径合成。
4. 乙酰辅酶A的转运：乙酰辅酶A通过脂肪酸合成酶复合物（FAS）转运到细胞质中。
5. 脂肪酸的合成：乙酰辅酶A在细胞质中被FAS作用下，通过一系列加成反应生成长链脂肪酸。
二、脂肪酸合成的酶及其调节机制1. 乙酰辅酶A羧化酶：乙酰辅酶A羧化酶（ACC）是脂肪酸合成的关键酶，它可以将乙醛羧化为乙酰辅酶A。
该酶受多种因子的调节，包括营养状况、激素水平和代谢产物水平等。
2. FAS：FAS是脂肪酸合成的重要酶复合物，它由多个功能酶单元组成。
FAS的活性受到通过磷酸化和脱磷酸化调节。
当细胞内能量充足时，FAS被磷酸化，从而降低其活性；而当能量不足时，FAS则被脱磷酸化，增强其活性。
3. 转运蛋白：乙酰辅酶A的转运过程中，转运蛋白也发挥着重要作用。
转运蛋白的表达水平和功能可以受到营养调节、激素调节和细胞信号传导等因素的影响。
三、脂肪酸合成与疾病脂肪酸合成过程的紊乱与多种疾病的发展密切相关。
例如，脂肪酸合成过程中的酶ACC和FAS的异常表达与肥胖、糖尿病和某些肿瘤的发生发展有关。
对于这些疾病的研究有助于深入了解脂肪酸生物合成的调节机制，为相关疾病的预防和治疗提供理论基础。
四、脂肪酸合成的应用脂肪酸合成在工业和医学领域有着广泛的应用。
生物化学 第29章 脂肪酸的生物合成
不饱和脂酸的合成
人和动物组织含有的不饱和脂肪酸主要为软油酸 （16：1Δ9）、油酸（18：1Δ9）、亚油酸（18： 2Δ9,12）、亚麻酸（18：3Δ9,12,15）、花生四烯 酸（20：4Δ5,8.,11,14）等。
• 若合成奇数碳脂肪酸，应以丙酰CoA为引 物。 • 若合成支链脂肪酸，应以异丁酰CoA为引 物。
脂酸合成总结：
脂酸合成和脂酸降解的比较
区别点
合成
分解(β-OX）
亚细胞部位
胞液
线粒体
酰基载体
ACP
CoA
二碳片段
丙二酰CoA
乙酰CoA
还原当量
NADPH
FAD、NAD+
HCO3-和柠檬 酸
需要
不需要
能量ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ化
磷酸甘油激酶
甘油 + ATP
α-磷酸甘油 + ADP
3.脂肪的合成
1.合成部位 肝、肠、脂肪组织
2.合成原料
脂肪合成的直接原料是甘油（α-磷酸甘油）和脂肪酸 （脂酰CoA)，它们主要来自糖代谢。
1. 糖酵解途径
+2H
糖
磷酸二羟丙酮
α-磷酸甘油
2. 有氧氧化
合成
软油酸和油酸可由相应的脂肪酸活化后经去饱和酶 催化脱氢生成。这类酶存在于滑面内质网。
亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸在体内不能合成或合 成不足,但又是机体不可缺少的,所以必需由食物供 给,因此称为必需脂肪酸。p265
2.甘油磷酸的合成
（一）由糖代谢途径产生
08-脂肪酸的生物合成
脂肪酸的生物合成饱和脂肪酸的“从头合成”•软脂酸的合成合成的原料和部位•原料：乙酰CoA、NADPH、ATP•部位：胞液•柠檬酸-丙酮酸循环：线粒体：乙酰CoA（三羧酸转运系统）胞液：乙酰CoA1.乙酰辅酶A的转运柠檬酸-丙酮酸循环CH 3-Co ～SCoA + CO 2乙酰CoA 羧化酶生物素Mn 2+HOOC-CH 2-CO ～SCoA ATP ADP+Pi key enzyme乙酰CoA丙二酰CoA2.乙酰CoA 的活化有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６或关注桃报：奉献教育（店铺）➢脂肪酸合酶复合体——是由一条多肽链构成的多功能酶，通常以二聚体形式存在，每个亚基都含有一个脂酰基载体蛋白（ACP）和7个活性酶的催化部位。
➢一个多肽链上具有7种酶活性，依次重复进行缩合、还原、脱水、再还原的过程合成软脂酸。
乙酰辅酶A+酰基载体蛋白ACP 乙酰ACP丙二酰ACP+辅酶A丙二酰辅酶A3.软脂酸（16C）生物合成软脂酸合成过程缩合还原脱水再还原乙酰乙酰ACP丙二酰ACP乙酰ACP β-羟丁酰-ACPα,β-烯丁酰ACP丁酰ACP软脂酸合成的总反应7HOOCCH2CO～SCoA + CH3CO～SCoA + 14NADPH + 14H+丙二酰CoA(乙酰CoA)脂肪酸合酶复合体CH3（CH2）14COOH + 7CO2+ 14NADP++ 8HSCoA + 6H2O 软脂酸能量变化：需消耗23分子ATP（16分子用于转运，7分子用于活化）。
还原力：需14分子NADPH作为供氢体，6分子NADPH来自于葡萄糖分解的磷酸戊糖途径，8分子NADPH来自于柠檬酸－丙酮酸转运脂肪酸的合成对糖的磷酸戊糖旁路有依赖性。
脂肪酸的β－氧化和从头合成的异同有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６或关注桃报：奉献教育（店铺）不饱和脂肪酸的合成•动物组织很容易在脂肪酸的△9部位引入双键，但不能在脂肪酸链的△9双键与末端甲基间再引入双键，因此不能合成具有多个双键的脂肪酸（必须脂肪酸）。
脂肪酸的生物合成
O C S ACP
-hydroxyacyl-ACP
-hydroxyacyl-ACP dehydrase
H20
H H3C C H C
O C S ACP
trans-enoyl-ACP
脂肪酸合成的第三步：还原
③ FabI: Enoyl-ACP Reductase （烯基还原酶, ER）
H H3C C H C
NADP+
O C S ACP
acetoacetyl-ACP
NADPH + H+
OH H H3C C H C H
O C S ACP
-hydroxybutyryl-ACP
脂肪酸合成的第三步：还原
②FabA/Z: 3(R)-Hydroxyacyl-ACP Dehydratase（脱水酶, DH）
OH H H3C C H C H
O C S ACP
trans-enoyl-ACP NADPH + H+
enoyl-ACP reductase NADP+
H H3C C H
H C H
O C S ACP
trans-enoyl-ACP
脂肪酸合成的最后一步：产物的释放 Thioesterase 硫酯酶: TE TesA
H O H3C C C S ACP H
大肠杆菌II型脂肪酸合成系统的延伸步骤
脂肪酸合成前的准备工作：Acyl Carrier Protein的活化修饰
ACP: 体内数量最多的蛋白之一，活性位点为丝氨酸
Phosphopantetheinyl arm 20Å from CoA and ACP
AcpS 属于phosphopantetheinyl transferase protein superfamily 它是以三聚体的形式工作，同时它的催化需要镁离子做为辅助, 将apoACP变为holo-ACP
脂肪酸生物合成过程
脂肪酸生物合成过程
脂肪酸生物合成是一个重要的生物过程，是由一组有机反应组成的集合，它包括激活甘油，合成放射酸，脂肪缩合，脂肪酯合成和构象调控，它们都与脂肪酸生物合成相关。
激活甘油，通过将乙酰辅酶A（CoA）与甘油结合的方式，形成反应中间体ACYLA——COA（醛脂肪酰辅酶A），这是脂肪酸合成的第一步，它反应后，释放了一个砜和一个辅
酶A。
接下来，反应中间体ACYLA-COA通过一系列反应，形成合物ACP（脂肪酰辅酶），它正
好与每一个脂肪酸链结合在一起，而每一个脂肪酸链前都会有一个砜，脂肪缩合反应时，还会释放出一个烟酸和一个辅酶A。
脂肪缩合反应后，产物变成了反应中间体acyl-ACP，它是一个二聚体，每一个分子中存在
两个不同的脂肪酸，就像短链脂肪酸一样。
最后，由acyl-ACP反应形式，形成了一个新的化合物叫脂肪酯，它含有两个不同脂肪酸，同时也含有一个甘油分子，经过构象调控反应后，它和原有每一个脂肪酸链结合在一起，
形成了一根规则的脂肪酸链，最终脂肪酸就生物合成了。
脂肪酸生物合成反应将甘油与脂肪酸结合，形成多肽酯，它扮演着多种重要物质之间的中介，在多种物质之间来回转换，这就是脂肪酸生物合成的过程。
脂肪酸生物合成过程中所需的还原
脂肪酸生物合成过程中所需的还原
脂肪酸生物合成是生物最为重要的重要过程之一，而其中所涉及的还原也十分重要。
在脂肪酸生物合成过程中，细胞使用了多种代谢注释，包括脂质氧化、加氢和糖基化等，以及还原反应。
还原反应主要包括酶促还原和不酶促还原两种形式。
在酶促还原中，细胞利用酶的活性氧物质来促进多羟基团的消去，从而形成二氢化合物。
所使用的活性氧物质都是从ATP中提供的。
而在不酶促还原中，细胞利用共价结合的NADH或NADPH作为氢提供者，来达成激发还原反应。
其中很多正在研究的生物过程都需要还原，包括酸、糖、脂肪和氨基酸，细胞也需要NAD+和NADP+来执行这些还原反应。
NAD+主要被用来调节葡萄糖代谢，根据需要，它与NADH和NADPH结合，以便还原活性氧物质，使葡萄糖氧化反
应可以正常进行，并完成反应。
在脂肪酸生物合成过程中，NADPH是还原反应的一种形式，可以与脂肪酸的
合酶与脂肪酸的脱氢酶结合，起把脂肪酸开始还原的作用。
它在核囊体和细胞质中高度替代，以完成脂肪酸的还原反应。
从而使得脂肪酸的生物合成能够顺利进行。
因此可以清楚地看出，还原反应对脂肪酸生物合成是十分必要的，它不仅可以催化脂肪酸的合成，也是实现生物过程均衡性和正确表达所必不可少的条件。
脂肪酸名词解释生物化学
脂肪酸生物化学
脂肪酸是一类由碳链和双键组成的有机化合物，是生物体内重要的脂类分子之一。
脂肪酸的生物合成途径包括甾醇类脂代谢和类固醇代谢两条路径。
甾醇类脂代谢路径涉及甾醇类、类固醇激素和维生素 D 等化合物的合成，而类固醇代谢路径则涉及类固醇激素和其他脂类的合成。
两条路径生成的脂肪酸种类和功能略有不同，但都是必不可少的生物代谢路径。
脂肪酸在脂类代谢中发挥着重要的作用。
脂肪酸可以促进脂肪的动员和代谢，调节脂类的新陈代谢。
在能量代谢方面，脂肪酸可以被氧化成二氧化碳和水，释放出能量。
脂肪酸还可以参与细胞的分化和凋亡调节，对细胞的生长和死亡具有重要影响。
脂肪酸在免疫系统中也扮演着重要的角色。
脂肪酸可以调节免疫细胞的分化和功能，增强免疫系统的监视和攻击作用。
脂肪酸还可以参与细胞的凋亡和细胞因子的产生，对炎症反应具有重要影响。
脂肪酸的代谢调节也是血浆脂蛋白代谢的重要组成部分。
脂肪酸可以被转运到各组织中进行代谢，同时也可以被主动转运回肝脏进行重新利用。
脂肪酸代谢调节主要是通过改变血浆脂蛋白类型来实现的，包括极低密度脂蛋白 (VLDL)、高密度脂蛋白 (HDL) 和低密度脂蛋白 (LDL) 等。
脂肪酸在生物化学中扮演着重要的角色，无论是在脂类代谢、免疫系统、代谢调节等方面都发挥着重要的作用。
深入研究脂肪酸
的生物化学机制，有助于我们更好地了解生物学功能和疾病机制，为生物工程和药物研发提供有益的参考。
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6 血浆脂蛋白
一.脂蛋白的结构与分类
三酰甘油、磷脂及胆固醇较不易溶于水溶液。它们 作为血液中脂蛋白的组成成分在血液中被转运环行 于体内。这些球状的、微团 (胶束)样的颗粒是由三 酰甘油和胆固醇酯的疏水核心及包裹在外围的蛋白 质、磷脂和胆固醇所构成。脂蛋白的蛋白质部分称 为载脂蛋白(或脱辅基蛋白，apoproteins)，在不同 人的脂蛋白中已发现至少有10种不同的脱辅基蛋白。 它们的功能是帮助疏水性的脂质溶解并起着细胞靶 标的作用。根据其物理和功能性质可将脂蛋白分为5 类(P292)
6. 胆固醇及其转化产物
• 虽然机体各组织都能合成胆固醇但绝大部分是在胆 脏中合成，或自膳食摄取。 • 由小肠黏膜细胞吸收的胆固醇会同三脂酰甘油、磷 脂及在细胞内新合成的某些载脂蛋白(apoprotein， apo)共同形成乳糜微粒(chylomicron，CM)，CM 经淋巴进入血浆。 • 这个颗粒迅速地受脂蛋白脂酶(lipoprotein lipase)作 用而降解，未被降解的残迹又回到肝脏。
饱和脂肪酸碳链的延长途径
1.碳链的延长主要在线粒体中完成，部分存在于 哺乳动物的内质网膜 2.与-氧化相似的逆向过程 3.所有的代谢中间物是CoA的衍生物，直接以乙酰 CoA为二碳片段的供体，NADPH是氢的供体 4.碳链的延长从脂肪酸的羧基端开始进行
7.不饱和脂肪酸的合成
1.不饱和脂肪酸的生物合成是经饱和脂肪 酸去饱和作用开成；去饱和作用在微粒体 中进行 2.真核生物去饱和作用需要在有氧条件及 NADPH的参与
肝脏中生成的胆固醇的作用
• a．作为血浆脂蛋白，乳糜微粒，高密度脂蛋 白(HDL)和极低密度脂蛋白(VLDL,)的组成分 分泌进入血浆； • b．以胆固醇酯的形式贮存在小滴(droplets)中 • c．用于细胞膜的结构组成。 • d．转化为胆(汁)酸或胆汁盐。 • e．在肾上腺或性腺中转化为多种类固醇激素
（2）节约利用途径
节约利用途径是动物细胞中的主要合成卵磷脂的途径。 由胆碱开始，胆碱直接来源于食物或由磷脂酰胆碱酶促 降解产生。这一途径与形成磷脂酰乙醇胺的途径类似。
3.磷脂酰丝氨酸的合成
磷脂酰丝氨酸是由丝氨酸与磷脂酰乙醇胺的醇基酶促交换而成
二脂酰甘油
肌醇三磷酸
5. 胆固醇的代谢
(1) 胆固醇的功能： 胆固醇(cholesterol)是类固醇家族中最突出的成 员，它是真核生物膜的一个重要组成分，此外，它 又是类固醇的重要的另外两类：类固醇激素 (steroid hormones)和胆汁酸(bile acids)的前体。
5.脂肪酸合成途径与в-氧化的比较(P264)
6.线粒体中脂肪酸的延长
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ß—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于一定的链长范围。此外， 软脂酰CoA对脂肪酸合成有反馈抑制作用。
乙酰辅酶A羧化酶，生物素
乙酰辅酶A羧化酶有无活性的单体和有活性的聚合体两种形 式。列活性的单体分子量410000，有一个HCO3－的结合部位 （即一个生物素辅基），有一个乙酰辅酶A结合部位，还有 一个柠檬酸结合部位。柠檬酸在无活性单体和有活性聚合体 之间起调节作用，柠檬酸有利于酶向有活性的形式转变。当 缺乏正调节物柠檬酸(或异柠檬酸)时，真核细胞乙酰COA羧 化酶即无活性。柠檬酸是激活别构酶的刺激物。 动物组织的乙酰辅酶A羧化酶聚合体是一个由许多酶单体连 成的长丝，每一个单体上结合有一个柠檬酸分子。 聚合体 的长度不一，但平均每一长丝约有20个单体。长400nm，分 子量为4x106—8x106。
第三节
脂类的生物合成
一.贮存脂肪
• 脂类是所有营养物质中单位质量具有最多能量 的化合物(38kJ／g)，用它们来贮存能量是最有 利的。 • 我们把贮存的脂肪称之为贮存脂肪(depot fat)或 脂肪组织（adipose tissue)。来自膳食的脂肪必 得先转化为贮存脂肪。
二. 脂类的合成
• • • • 脂肪酸的合成 甘油三脂的合成 胆固醇的合成 磷脂的生物合成
脂酰基载体蛋白（ACP）
4－磷酸泛酰巯基乙胺
4. 脂肪酸合成酶催化的反应
1.启动:乙酰-CoA; ACP转酰酶 2.装载:丙二酸单酰-CoA; ACP转酰酶 3.缩合: －酮脂酰－ACP合酶 4.还原: －酮脂酰－ACP还原酶 5.脱水: －烯脂酰－ACP脱水酶 6.还原: －烯脂酰－ACP还原酶 7.释放:软脂酰-ACP硫酯酶
磷脂酶的种类及水解部位
主要存在部位 磷脂酶 A1 动物细胞器、微粒体 磷脂酶 A2 蛇毒、蝎毒、蜂毒 磷脂酶 C 动物脑、蛇毒 磷脂酶 D 高等植物组织 水解部位 C1 位脂肪酸 C2 位脂肪酸 C3 磷脂酰链 C3 位脂酰链 产物 溶血磷脂酸 L2 溶血磷脂酸 L1 1，2－甘油二脂、磷酸 胆碱 磷脂酸、胆碱
(1)磷脂的分解代谢(P247)
磷脂在生物体中，经磷脂酶（phospholipase)催化， 被水解成甘油、脂肪酸、磷酸和各种氨基醇（如胆 碱、胆胺和丝氨酸）等， 磷脂酶分四类，即磷脂酶A1，A2，C和D。它们分别 作用磷脂的不同酯键。另外还有磷脂酶B，是指同时 水解磷脂C1、C2位上的两个脂肪酸的酶。过去认为 是磷脂酶A1和A2的混合物。 日前已知能同时水解卵磷酯C1和C2位两个脂肪酸的 磷脂酶是点青霉磷脂酶。
胆固醇的生物合成是如何受饮食中 胆固醇量的调节？
• 是反馈机制的作用，细胞内的游离胆固醇 可抑制HGM－CoA还原酶。饮食中富含胆固 醇时，肝细胞内胆固醇量增加，胆固醇的 生物合成受抑制。相反，低胆固醇高甘油 三酯饮食可刺激胆固醇的生物合成。
3.胆汁盐（胆酸）是胆固醇的极性衍生物，它构 成哺乳动物胆固醇排泄的主要途径。胆汁盐是非 常有效的去污剂，作用于膳食中的脂质，使脂质 表面积增加，有助于脂酶对脂质的水解以及被摄 取进入肠细胞。脂溶性维生素A、D、E和K在肠内 的吸收也需要胆汁盐的作用。(P252)
(2) 胆固醇可从膳食获得，也可在体内合成。 • 肝脏是合成胆固醇的主要场所，占全身合成总量的3/4以上， 胆固醇所有的27个碳原子都来源于乙酰－COA。 肝不仅合成 胆固醇的速度快，而且又能快速地以脂蛋白形式输送到血液 中，其他组织如肠壁组织、皮肤、肾上腺皮质、性腺，甚至 动脉管壁等也均能合成少量胆固醇。 • 每日合成胆固醇量约为1－1.5克，其中约0.8克转变为胆酸 和脱氧胆酸。胆汁中的胆酸盐经胆管输入十二指肠，在脂类 的消化过程中起重要作用。消化道中的胆酸的大部分为小肠 重新吸收，通过门静脉入肝。肠道内胆固醇经细菌作用，转 变成粪固醇随粪便排出。
2. VLDL， IDL和LDL
VLDLs合成于肝脏，它运送各种脂质到其他组织，主要的 还是脂肪组织和骨骼肌。在VLDL中，与乳糜微粒在一起 的三酰甘油受脂蛋白脂酶的作用释出脂肪酸，这些脂肪酸 被一些组织吸收。VLDL残留物留在血液中，先成为IDL， 又成为LDL。
经受体—介导的胞吞作用，LDL被靶细胞吸收。 LDL 受体是靶细胞表面的一种跨膜糖蛋白，专一地与低密度脂 蛋白外衣的apoB－100(载脂蛋白B—100)结合。LDL一旦 进入溶酶体即被溶酶体酶消化。其胆固醇酯被溶酶体脂酶 水解并释出胆固醇。
二.脂蛋白的功能
1. 乳糜微粒(血尘)
最大但密度最小的脂蛋白，是在小肠中合成的。它们将摄取的 三酰甘油运送到其他组织，主要是骨骼肌和脂肪组织，并将摄 取的胆固醇运送到肝脏。在标靶组织上，三酰甘油被脂蛋白脂 酶 催化而水解。水解释出的脂肪酸和单酰甘油被组织吸收，或 用于产生能量，或再酯化为三酰甘油以供贮存。由于三酰甘油 的消耗，乳糜微粒乃皱缩并形成富含胆固醇的乳糜微粒残留物， 它们在血液中被运送到肝脏。在肝脏中，它们与特异的细胞— 表面残留物受体结合，在受体—介导的胞吞作用下被吸收进入 肝细胞。
(一)饱和脂肪酸的合成
从头合成途径（胞液）：
从乙酰辅酶A到C16（软脂酸）
两条途径
C链的延伸途径（线粒体和内 质网上）：C16 C18 C24
1.乙酰辅酶A的转运
2.丙二酸单酰辅酶A的形成
脂肪酸合成时，乙酰辅酶A是合成脂肪酸的引物，以 软脂酸为例，所需的8个乙酰辅酶A单位中，只有1个 以乙酰辅酶A的形式参与合成，其余7个皆以丙二酸单 酰辅酶A的形式参与合成，脂肪酸合成中，每C链每次 延长都需丙二酸单酰辅酶A参加。丙二酸单酰辅酶A是 由乙酰辅酶A与HCO3－羧化形成的。
三酰甘油的生物合成
1. 3－磷酸甘油的来源
a－磷酸甘油脱氢酶
甘油激酶
2.三酰基甘油形成
三脂酰甘油形成的第一步是3－磷酸甘油一个羟基与脂酰 辅酶A反应生成单脂酰甘油磷酸，以称溶血磷脂酸，随后 又与一分子脂酰辅酶A结合形成磷脂酸。
磷酯酸磷 酸酶
甘油二酯转 酰基酶
2 磷脂的代谢
磷酸甘油酯(phosphoglycerides简称磷脂)种 类繁多，体内周转更新快。它们的共同特点 是都是:具有亲水性和疏水性的兼性分子;水 解后都产生磷酸和脂肪酸。磷脂是细胞膜、 细胞器膜的主要组成部分。磷脂双层可构成 两相界面，是各种分子的通透性屏障。磷脂 组成的变化对细胞膜流动性，膜蛋白的活性 等细胞生理功能有重要的调酶
脂肪酸合酶
(2)装载:丙二酸酰基的转移反应
ACP丙二酸单酰基转移酶
这时一个丙二酸单酰基与ACP以酯键相连，另一个 脂酰基又与 －酮脂酰－ACP合成酶中的半胱氨酸 的SH基相接。
(3) 缩合反应
－酮脂酰－ACP合成酶
(4) 第一次还原
－酮脂酰－ACP还原酶 注意：这反应加氢后形成的 羟丁酰－S－ACP为D型 异构体，而脂肪酸氧化分解时形成的是L型的。
3.脂肪酸合酶
脂肪合成酶系统有7种蛋白参与，以没有酶活性的酰 基载体蛋白（ACP）为中心，另外六个酶蛋白位于外 侧，组成一簇，叫脂肪酸合成酶复合体。脂肪酸合 成过程中的中间产物以共价键与载体蛋白相连。如 大肠杆菌的脂酰基载体蛋白是一个含有77个氨基酸 的热稳定蛋白，分子量为10000。蛋白质中的丝氨酸 与4－磷酸泛酰巯基乙胺上的磷酸基团相连。ACP的 脂酰基中间体通过与ACP辅基上的SH基酯化，使ACP 辅基作为一个摇臂携带脂肪酸合成的中间物由一个 酶转到另一个酶的活性位臵上。大肠杆菌的ACP由77 个氨基酸的多肽键构成，连接辅基的丝氨酸残基位 于ACP肽链的中央36位臵处。