脂肪酸的生物合成及

碳链的延长（线粒体、内质网等）
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合成原料:
一 脂肪酸的生物合成
▲ 碳源:乙酰CoA。
柠檬酸-丙酮酸循环(三羧酸转运体系) 线粒体基质→细胞溶胶
▲ATP, HCO3-(CO2) , NADPH及Mn2+等。 NADPH:戊糖磷酸途径
柠檬酸─丙酮酸循环
光反应
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一 脂肪酸的生物合成
至今在动物体内尚未发现有 9 以上的去饱和 酶
必需脂肪酸
亚油酸（18, 9,12) (linoleic acid)
-亚麻酸（18, 9,12,15)
(linolenic acid)
花生四烯酸（20, 5,8,11,13) （半必需）是含量最丰富的多烯脂酸
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DHA
二 脂肪(三酰甘油)的生物合成
乙酰- S- ACP + CoASH ACP -SH +乙酰- S- E2
（2）装载（loading）——丙二酸单酰基转移反应： E2：丙二酸单酰CoA:ACP转酰酶（MT）
丙二酸单酰CoA + ACP-SH E2 丙二酸单酰-S-ACP + CoASH
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（2）装载（loading）
（1）启动（priming）
• 肝脏、脂肪组织最活跃, 小肠粘膜，内质网(SER)
1 甘油三酯合成的前体：
脂酰CoA：来自脂肪酸的活化
甘油-3-P：来自磷酸二羟丙酮 (脂肪组 织)
脏）
或甘油磷酸化(肝
2 三脂酰甘油的生物合成途径：
脂酰CoA
酰基转移酶
酸 甘油-3-P
酰基转移酶
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磷脂酸
溶血磷脂
溶血磷脂酸
二脂酰甘油
精品课件 三脂酰甘油
耗1分子NADH, 产生1分子NADPH。
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2 丙二酸单酰CoA(malonyl CoA)的形成 (乙酰CoA和碳酸氢盐)
●乙酰CoA是引物，丙二酸单酰CoA(丙二酰CoA)是合成用的 底物。
●奇数碳脂肪酸合成的引物： 丙二酸单酰CoA
CO2 + H2O
HCO3- + H +
乙 酰 C o A 羧 化 酶
经酰胺 + 磷酸胆碱。
C 3 C HO＋ S HC 3 C -＋ o A O A T 生 物 P 素 、 M 2+ n HO C 2 C O HO C ＋ A S＋ D C P i P o
丙 二 酰 C o A
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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
一 脂肪酸的生物合成 二 脂肪(三酰甘油)的生物合成
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一 脂肪酸的生物合成
合成部位: 肝、肾、脑、肺、乳腺及脂肪等多种组织
肝脏是人体合成脂酸的主要部位。
从头合成：细胞溶胶。
碳链的延长：线粒体和内质网
饱和脂酸:
2C单位 乙酰CoA
棕榈酸（从头合成途径，胞浆）
2C单位 已合成的FA
（C12～C16FA）
O
溶血磷脂2。
=
CH2—O——p——O—X
磷脂酶 A2
A2
OH
C
D
存在于细胞膜及线粒体膜。大量存在在蛇、蜂、蝎毒中 。产物
为溶血磷脂1。也以酶原形式存在于动物胰脏中, 急性胰腺炎时，
磷脂酶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 存在于动物脑和微生物中，也水解鞘磷脂为神
脂酸）
NADPH
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产生106个ATP
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6 脂肪酸碳链的延长及去饱和动物FA碳链的延长：
脂酰基载体是CoA
I 脂肪酸碳链的延长：
供氢体是NADPH
（1）线粒体：
乙酰CoA是二碳片段的供体，供氢体为 NADPH，沿着脂肪酸-氧化作用的逆反应延长。以 硬脂酸为最多，可延长至24或26碳FA.
脂肪酸碳链延长的不同方式
动物
植物
线粒体
内质网
叶绿体、前质体 内质网
二碳单位供体 脂酰基载体 电子供体
乙酰CoA 丙二酸单酰CoA 丙二酸单酰ACP
CoA
CoA
ACP
不明确
NAD(P)H
NADPH
NADPH
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II 脂肪酸的去饱和：
氧化脱氢途径；光滑型内质网
（1 ）单烯脂酸(monoenoic acid)的合成：
4 由脂肪酸合酶催化的各步反应
——软脂酸的合成（ E. coli ）
脂酸的合成： 启动、装载（丙二酸单酰基的转移）、 缩合、还原、脱水、还原
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软脂酸的合成步骤（ E. coli ）：
（1）启动（priming） —— 乙酰CoA与ACP作用： E1：乙酰CoA:ACP转酰酶（AT）
乙酰CoA + ACP-SH 乙酰- S- ACP + E2-SH
素上的
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活性羧基转移，合
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乙酰CoA羧化酶活性的调节
别构调节 共价调节
乙酰CoA羧化酶是别构酶：
底物结合位：结合HCO3- , 结合在生物素上， 结合乙酰CoA
效应物结合位：结合 柠檬酸(+)
• 无活性乙酰CoA羧化酶
酶
（平行单体形式） 聚合体长丝）
长链脂酰CoA 软脂酰CoA（-）
脂肪酸氧化
线粒体为主 肌肉、肝脏 肉碱载体系统 肉毒碱（胞浆到 线粒体） 脂酰基
CoA-SH 乙酰CoA； 产物 不要求
4种单独的酶
精N品A课D件PH + H+
FAD,NAD+
软脂酸合成和分解的区别 II
区别
FA合成
FA分解
9. 起始点
甲基→羧基
羧基→甲基
10. 3-羟脂酰基中 间体构型
D型
L型
11.近似逆方向的 四步反应
1 脂肪酸合成的碳源 —— 乙酰CoA的转运 2 丙二酸单酰CoA(malonyl CoA)的形成(乙酰
CoA和碳酸氢盐) 3 脂肪酸合酶 4 由脂肪酸合酶催化的各步反应——软脂酸的
合成 5 软脂酸合成与分解的区别 6 脂肪酸碳链的延长及去饱和
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一 脂肪酸的生物合成
胞浆中饱和脂酸的生物合成---丙二酸单酰CoA途径 棕榈酸中碳原子的来源： 乙酰CoA 丙二酸单酰CoA CH3CH2(CH2CH2)6CH2COOH 起始物（引物）
---脂肪酸的生物合成及 磷脂和胆固醇代谢
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主要内容
第六章 脂代谢
第一节
第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节
脂类的消化吸收和转运
脂肪的分解代谢 脂肪酸和甘油三酯的生物合成 磷脂代谢 鞘脂类代谢 胆固醇代谢 脂类代谢的调节 脂肪代谢紊乱
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第三节 脂肪酸和甘油三酯的生物合 成
乙酰CoA:ACP转酰酶
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脂肪酸合酶
- 酮酰-ACP合酶 （KS）
脂肪酸合酶
- 酮酰-ACP还原酶 （KR）
脂肪酸合酶
D-
Baidu Nhomakorabea（3）缩合
脂肪酸合酶
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（4）还原
脂肪酸合酶
羟
（3）缩合反应（condensation）：E3： - 酮酰-ACP合酶（KS）
O E2 – S – C - CH3 + -OOC - CH2 – C – S - ACP
O
CO2 E2-SH
CH3 – C - CH2 – C – S - ACP
O
O
（4）第一次还原（reduction）： E4： - 酮酰-ACP还原酶（KR）
CH3–C-CH2–C–S-ACP
E4
C–S-ACP
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CH3–CH-CH2–
（5）脱水反应（dehydration）：
E5：羟酰-ACP脱水酶（HD）
脂酰-ACP脱去ACP成为软脂酸。 • 酶以二聚体形式存在，反平行配置。P261
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软脂酰-ACP硫酯酶
脂肪酸合酶系结构模式
③
④
②
ACP
⑤
①
⑥
中央巯基 SH
外围巯基 SH
③
④
② ①
⑤ ⑥
①乙酰CoA:ACP转酰酶,AT ② 丙二酸单酰CoA:ACP转酰酶,MT
③β-酮（脂）酰-ACP合酶,KS ④ β-酮（脂）酰-ACP还原酶,KR ⑤β-羟（脂）酰-ACP脱水酶,H精D品课件⑥ 烯（脂）酰-ACP还原酶,ER
（2）光滑型内质网：延长饱和或不饱和长链脂肪
酸
以CoA代替ACP为脂酰基载体，沿着脂肪 酸合成方式延长；丙二酸单酰CoA是二碳片段的供体， 供氢体为NADPH。除脑组织外一般合成C18（硬脂 酸）,脑可延长至24碳F精A品.课件
动物FA碳链的延长： 脂酰基载体是CoA 供氢体是NADPH
细胞内进行部位
第四节 甘油磷脂代谢
一 甘油磷脂（phosphoglycerides)的分解代谢
甘油磷脂经磷脂 酶水解生成甘油、 脂肪酸和各种氨 基醇（胆碱、乙 醇胺和Ser等）
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磷脂酶 A1
广泛分布于动物 细胞细胞器、微
B B1
A1 O
=
B2
O
CH2—O——C—R1
=
粒体内，产物为 R2—C——O—CH
OH
O
H2O
H
O
CC–H3S–-ACCHP-CH2–C–S-ACP
E5
H
巴豆酰-S-ACP （6）第二次还原反应：
CH3–C=C–
E6：烯酰-ACP还原酶（ER）
H
O
O
CH3–C=C–C–S-ACP
精品课件E6
NADPH+H+ NADP+
CH3–CH2-
D-
羟酰-ACP脱水酶 （HD）
脂肪酸合酶
烯酰-ACP还原酶 （ER）
转运载体和 被转运物
4. FA合成/分解过程酰基载体 5.二碳供体/产物
6. 对HCO3- 和柠檬酸的需求 7. 酶系
8. 电子供(受)体/ 氧化还原辅因子
脂肪酸合成
细胞溶胶 肝脏为主 三羧酸转运机制 柠檬酸（线粒体到 胞浆） 乙酰基
ACP 丙二酸单酰CoA； 酰基供体
要求 多酶复合体/单一 多肽链的二聚体
• 释放：
经7轮cycle合成了棕榈酰-S-ACP
CH3(CH2)14CO-S-ACP
CH3（CH2）14COOH+ACP-SH
CH3(CH2)14COSCoA+ACP-SH
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软脂酸合成的总反应式：
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丙二酸单酰CoA
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5 软脂酸合成与分解的区别 I
区别 1. 亚细胞定位（合成场所） 2. 主要组织定位 3. 转运机制、
缩合,还原,脱水,还原
氧化,水合,氧化,硫解
12. 激活剂 抑制剂
柠檬酸 软脂酰CoA（抑制乙酰CoA 羧化酶）
丙二酰CoA（抑制肉毒 碱酰基转移酶I）
13反应最活跃时期 高糖膳食后
饥饿
14. 刺激激素
胰岛素/胰高血糖素高比值
胰岛素／胰高血糖素低 比值
15.反应产物
软脂酸
乙酰辅酶A
16. 能量变化（软 消耗7个ATP和14个
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1 脂肪酸合成的碳源 ——乙酰CoA的转运 • 三羧酸转运体系(tricarboxylate transport system) • 柠檬酸-丙酮酸循环， 柠檬酸是乙酰基的载体
丙酮酸 羧化酶
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三羧酸转运体系 (柠檬酸-丙酮酸循环)
三羧酸转运体系：每 Co经A由柠线檬粒酸体-丙进酮入酸胞循液环，一同次时，消可耗使2分1分子子AT乙P，酰消
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 ,
结合生物素辅基
BCCP) ：
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
活性 （纤维状
❖植乙物酰和Co细A羧菌化乙酶酰是Co共A羧价化精调品酶课节件不酶受：柠磷檬酸酸化和后磷失酸活化调节
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3 脂肪酸合酶
• 软脂酸（palmitic acid）是脂肪酸从头合成的终产物， 是其它脂肪酸合成的前体。
• E. coli和植物中，脂肪酸合酶为多酶复合体.
包括： 6个酶
酰基载体蛋白(acyl carrier protein, ACP)
脂肪酸合酶
（5）脱水
脂肪酸合酶 精品课件
（6）还原
脂肪酸合酶
1 启动 2 装载 3 缩合
4 还原
每延长2碳单位消 耗1个ATP和 2个NADPH
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6 还原 5 脱水
（7）软脂酸合成的延伸和释放
软脂酰-ACP硫酯酶
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软脂酸合成的延伸和释放：
• 延伸：ACP手臂将丁酰基转移到 -酮酰ACP合 酶的-SH上，并重复（2）-（6）的反应过程。 直至合成16个C原子为止。
人体内有 4, 5, 8, 9去饱和酶，属混 合功能氧化酶；该酶不能在C10与末端甲基之间形成双键
软脂酸 硬脂酸 （18, 9 )
脂酰CoA去饱和酶系
棕榈油酸 (16, 9 ) 油酸
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光滑型内质网
NADPH
去饱和酶系：在哺乳动精品物课件肝脏和脂肪组织中。
（2 ）多烯脂酸的形成：植物 (不直接作用于游离脂肪酸)
• 乙胺；摆臂
ACP辅基：4-磷酸泛酰巯基
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脂酰基载体蛋白(ACP)的辅基结构
HS -
O-CH2-Ser-ACP
辅基：4-磷酸泛酰巯基乙胺
CoA分子中也有4-磷酸泛酰巯基乙胺
HS
A
4-磷酸泛酰巯基乙胺
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羟
羟
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3 脂肪酸合酶
动物体内: 脂肪酸合酶是单一肽链，由一个基因编
码, 同时具有ACP和7种酶活力。 • 第七种酶为：软脂酰-ACP硫酯酶，催化软