脂类的生物合成
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。
脂类代谢的合成与分解
减去脂肪酸活化时消耗 ATP 的 2 个高能磷酸键 净生成 106 分子ATP。
45
.
β- 氧化小结
1. 脂肪酸的β-氧化主要在线粒体中进行。 2. 脂肪酸仅需一次活化，其代价是消耗2分子ATP。（活化在线
磷酸甘油的生物合成 脂肪酸的生物合成 脂肪的生物合成
14
.
一、磷酸甘油的生物合成
15
.
二、脂肪酸的生物合成
饱和脂肪酸的从头合成 脂肪酸碳链延长 去饱和生成不饱和脂肪酸
16
.
（一）饱和脂肪酸的从头合成
脂肪酸合成的原料：乙酰CoA（主要来自线粒体内的丙 酮酸氧化脱羧、脂肪酸β-氧化和氨基酸氧化等反应）；
粒体外） 3. 除脂酰CoA合成酶外，其余所有酶都属于线粒体酶（即β-氧化
的酶系存在于线粒体）。 4. β-氧化起始于脂酰CoA，包括氧化（脱氢）、水化、氧化（脱
氢）、硫解等重要步骤。 5. 每循环一次，生成一分子FADH2，一分子NADH，一分子乙
酰CoA和一分子减少两个碳原子的脂酰CoA。
46
.
生物素在羧化反应中起固定CO2 （以HCO3-形式） 和转移羧基的作用。
20
.
3. 脂肪酸合成循环
脂肪酸合成时碳链的缩合延长过程是一循环反 应过程。每经过一次循环反应（缩合、还原、 脱水、再还原），延长两个碳原子。合成反应 由脂肪酸合成酶系催化。
21
.
• 在低等生物中，脂肪酸合成酶系是一种由1分子酰基载体蛋 白（acyl carrier protein, ACP）和6种酶单体所构成的多酶 复合体。
脂类的生物合成
甘油
甘油的来源
1、 来自EMP途径
CH2OH C=O CH2O-P HO-CH CH2OH 3磷酸甘油脱氢酶
CH2OH HO-CH CH2O-P
Pi
-
2、来自脂肪的水解
-
-
CH2OH
磷酸酶
二、脂类的合成
（一）饱和脂肪酸的生物合成（从头合成） 场所：细胞溶胶 原料：乙酰CoA和丙二酸单酰CoA（源于乙酰CoA） 还原力：NADPH
乙酰CoA：ACP转移酶
AT
软脂酸的生物合成
⑦释放
动物细胞：终产物是软脂酰-ACP
H2O 软脂酰-ACP硫酯酶
（棕榈酸前体） ACP、软脂酸 一分子软脂酸合成时，8个2C单位中， 第1个为乙酰CoA，其它7个为丙二酸单酰CoA
O
O =
CH3-C～S-合酶+ HOOC-CH2-C～SACP O O = =
1、乙酰CoA的转运
脂肪酸β氧化 乙酰CoA的来源 氨基酸代谢 丙酮酸
线粒体
丙酮酸脱氢酶系
线粒体
三羧酸转运体系 柠檬酸穿梭系统
2、丙二酸单酰CoA的形成
O
乙酰CoA羧化酶
CH3-C～SCOA+HCO3-+ATP =
O HOOC-CH2-C～SCOA +ADP+Pi
=
大肠杆菌乙酰CoA羧化酶（别构酶）
途径一：
磷脂酰甘油 肌醇
心磷脂 磷脂酰肌醇
途径二：
胆碱激酶 位于细胞质
胞苷转移酶
限速酶 胞质中无活性 进入内质网激活
磷脂酰胆碱
磷脂酰乙醇胺的合成途径类似
酵母、肝脏、细菌中的支路
S-腺苷甲硫氨酸提供甲基
生物化学第九章脂类物质的合成与分解
点击此处添加副标题
贮存脂质：酯酰甘油、蜡等；是能源物质。
结构脂质：磷脂等；生物膜的骨架成分。
活性脂质：萜类化合物、甾醇类化合物；
是激素、维生素前体。
按其生物学功能分为：
第一节 生物体内的脂类物质
按其化学组成与结构分为： 单纯脂类：酯酰甘油、蜡等。 复合脂类：磷脂、糖脂、硫脂等。 异戊二烯脂：萜类、类固醇。
01
C15H31COOH + 8 CoA-SH + ATP + 7 FAD + 7 NAD+ +7 H2O 8 CH3CO-SCoA + AMP +PPi+ 7 FADH2 + 7 NADH + 7 H+
02
4.能量计算
8 CH3CO-SCoA 10×8＝ 80 ATP 7 FAD 1.5×7＝10.5 ATP 7 NADH + 7 H+ 2.5×7＝17.5 ATP 活化消耗：-2个高能磷酸键
缩合、还原、脱水、还原
脱氢、水化、脱氢、硫解
β-羟脂酰基构型
D型
L型
底物穿梭机制
柠檬酸穿梭
肉碱穿梭
方向
甲基到羧基
羧基到甲基
总反应
8 CH3CO-SCoA + 7 ATP + 14 ( NADPH + H+ ) + H2O C15H31COOH + 8 CoA-SH + 7 ADP + 7 Pi + 14 NADP+
单不饱和脂肪酸的合成需要O2和NADPH的参与。
必需脂肪酸：由于动物机体缺乏△9 以上的脱饱和酶，不能合成对其生理活动十分重要的多不饱和脂肪酸，如亚油酸、亚麻油酸和花生四烯酸，它们必须从食物中获得。这类
【生物化学】脂类的生物合成
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，
(生物科技行业类)脂类的生物合成
第29章脂类的生物合成29.1 本章主要内容1）脂肪酸的生物合成2）其他脂类的合成29.2 教学目的和要求：通过本章学习，使学生掌握脂肪酸的从头合成途径和甘油三酯的合成，了解重要脂类物质的合成。
29.3 重点难点1.脂肪酸的从头合成2.甘油三酯的合成29.4 教学方法与手段讲授与交流互动相结合，采用多媒体教学。
29.5 授课内容所有的生物都可用糖合成脂肪酸，有两种合成方式。
A. 从头合成（乙酰CoA）——在胞液中（16碳以下）B. 延长途径——在线粒体或微粒体中高等动物的脂类合成在肝脏、脂肪细胞、乳腺中占优势。
一、饱和脂肪酸的从头合成1.合成部位：细胞质中2.合成的原料：乙酰CoA（主要来自Glc酵解）；NADPH （磷酸戊糖途径）；ATP；HCO3—二、乙酰CoA的转运细胞内的乙酰CoA几乎全部在线粒体中产生，而合成脂肪酸的酶系在胞质中，乙酰CoA必须转运出来。
转运方式：柠檬酸-丙酮酸循环。
三、丙二酸单酰CoA 的生成（限速步骤）脂肪合成时，乙酰CoA 是脂肪酸的起始物质（引物），其余链的延长都以丙二酸单酰CoA 的形式参与合成。
所用的碳来自HCO 3—（比CO 2活泼），形成的羧基是丙二酸单酰CoA 的远端羧基乙酰CoA 羧化酶：（辅酶是生物素）为别构酶，是脂肪酸合成的限速酶，柠檬酸可激活此酶，脂肪酸可抑制此酶。
1.脂酰基载体蛋白（ACP ）脂肪酸合成酶系有7种蛋白质，其中6种是酶，1种是脂酰基载体蛋白（ACP ），它们组成了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ACP 辅基上的-SH 基相连，ACP 辅基就象一个摇臂，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置上。
2.脂肪酸的生物合成步骤 第一阶段：缩合 第二阶段：还原 第三阶段：释放1）原初反应：乙酰基连到β-酮脂酰ACP 合成酶上2）丙二酸酰基转移反应：生成丙二酸单酰-S-ACP乙酰CoA + ACP-SH ACP-酰基转移酶乙酰-S-ACP + CoA-SHβ-酮脂酰ACP 合成酶乙酰-S-ACP乙酰-S-合成酶 + ACP-SH丙二酸单酰CoA + ACP-SH丙二酸单酰-S-ACP + CoA-SHACP 丙二酸单酰转移酶此时一个丙二酸单酰基与ACP 相连,另一个脂酰基(乙酰基)与β-酮脂酰-ACP 合成酶相连。
29 脂类的生物合成
（5）脱水——β-羟酰-ACP脱水酶催化 （6）还原——脂肪酸合成第一个循环的最后一步，是总反应
的第二次还原，由烯酰-ACP还原酶催化。 （7）释放——动物细胞中延伸的程序在到达16个碳原子时停
止，软脂酸从脂肪酸合酶复合体中释放出来，实际是水解 反应。目前认为由软脂酰-ACP硫酯酶催化
3、脂肪酸合酶
• 脂肪酸合酶复合体包括 6 种酶（现在认为是 7 种酶）和 1个酰基载体蛋白质（ACP）。
• 脂肪酸合酶包括6种酶还是7种酶，书中P260-261不一致。 • 酰基载体蛋白的辅基是磷酸泛酰巯基乙胺，这个辅基的
磷酸基团与ACP的丝氨酸残基以磷酯键相接，另一端的-SH 基与脂酰基形成硫酯键，这样形成的分子可把脂酰基从一 个酶反应转移到另一酶反应 ，由此得到“脂酰基载体蛋白” 的名称。
SH
脂肪酸合酶 由①-⑦
七个酶构成
②
丙二酸单酰- CoA :ACP 转酰酶
HOOCCH2CO-S CH3CO-S
β-酮酰-ACP合酶
CH3COCH2CO-S
SH
③
CO2
⑥
烯酰-ACP还原酶
NADP+ NADPH
CH3CH=CHCO-S
SH
⑤ β-羟酰-ACP脱水酶
H2O
OH
CH3CHCH2CO-S
SH
CoA 氧化、水合、氧化、裂解 肉毒碱载体系统运送脂酰CoA 除去2碳单元 以羧基的离去开始 L-构型 氧化途径需FAD和NAD+
6、脂肪酸碳链的加长和去饱和
（1）碳链的延长
碳链的延长发生在线粒体和内质网中。
线粒体中的延长是独立于脂肪酸合成之外的过程，它是乙 酰单元的加长和还原，恰恰是脂肪酸降解过程的逆反应。延 长最后一步的还原剂是NADPH,与逆反应的氧化剂FAD不同 （图29-10）。
第二十九章脂类的生物合成
O
O
缩合酶 CoASH
NADPH NAD P+
O || CH3COCH2C-SACP
β -酮丁酰ACP
OH
||
O
||
β -酮丁酰ACP 还原酶
CH3-CH-CH2-C-S-ACP
β -羟丁酰-ACP β -羟丁酰 ACP脱水酶
Ｏ CH3 CH2CH2C-SACP
丁酰CoA
H2 O β -烯丁酰ACP还原酶
+
酰基载体 蛋白ACP
乙酰ACP 丙二酰ACP
+ 辅酶A
2、缩合反应
乙酰ACP+丙二酰ACP 乙酰乙酰ACP+CO2+ACP
3、第一次还原反应 4、脱水反应
5、第二次还原反应 （形成丁酰ACP） 6、软脂酸的形成
由丁酰ACP形成软脂酸需经过7 轮循环
丙二酸单酰-ACP
O || || || HO-C-CH2C-S-ACP + CH3C~SACP
第29章 脂类 的生物合成
一、储存脂肪
• 储存脂肪： • 动员：脂库中贮存的脂肪经常有一部分
经脂肪酶或磷脂酶的水解而释放出类的合成
一、胞浆中饱和脂肪酸的“从头合 成” 1、乙酰辅酶A的转运
乙酰CoA从线粒体内至胞液的运转
NADPH的来源
2、丙二酰辅酶A的形成 乙酰辅酶A
（黄素蛋白） 2e
2H2O
2e
RCH2-CH2RCH＝CH-
2Fe
2e
4e
去饱和酶
动：细胞色素b5zh 植：铁硫蛋白
（2）厌氧途径 是厌氧生物合成单不饱和脂肪酸的方式,发生在 脂肪酸从头合成的过程中,当生成、 -羟葵酰-ACP 时，由专一的脱水酶催化脱水，生成、 -稀葵酰ACP，在继续参入二碳单位，就可产生不同长度的单 不饱和脂肪酸。
生物化学第章 脂类的生物合成
生物化学第章脂类的生物合成生物合成是生物化学的核心之一，它描述了生物体如何从食物或其他物质中提取能量并用于生命活动。
脂类的合成是生物合成中一个非常重要的过程，脂类不仅在能量存储和利用上起着关键作用，还是生物膜的主要成分之一。
本文将从脂类的结构和功能入手，讨论脂类的生物合成路径及其调节机制。
脂类的结构和功能脂类分为简单脂类、复合脂类和衍生脂类三种，它们的基本结构单元是甘油三酯、磷脂和鞘脂等。
甘油三酯是由甘油和三分子脂肪酸酸酯化而成的紫色液体，它在机体内可以被储存为能量主要来源。
磷脂和鞘脂则由甘油、脂肪酸以及磷酸或胆碱等电离性的物质组成，它们则在细胞膜和神经细胞髓鞘中发挥着重要作用。
脂类的功能非常多样，它们不仅可以储存能量和形成细胞膜，还可以调节细胞信号传递、参与免疫反应和维持正常的生理功能。
脂类的代谢失调和合成异常会导致许多疾病的发生，如高脂血症、心血管疾病、代谢疾病和某些神经系统疾病等。
脂类的生物合成路径脂类的生物合成可以分为两个过程，即酯化过程和磷脂酰化过程。
酯化过程指的是甘油和脂肪酸通过合成酯基键形成甘油三酯，磷脂酰化过程则指的是磷酸和甘油三酯通过合成酯基键形成磷脂或鞘脂。
酯化过程在酯化过程中，脂肪酸被逐渐连接到甘油分子上，形成甘油三酯。
这一过程需要三个不同的酰化反应，包括初级酯化反应、次级酯化反应和三级酯化反应。
在初级酯化反应中，一个脂肪酸被连接到甘油的位点1和2处，形成1-和2-脂肪酸甘油分子；在次级酯化反应中，另一个脂肪酸连接到位点3和1或2的其中一个上，形成二酰甘油分子；在三级酯化反应中，第三个脂肪酸连接到最后一个可用位点上，形成甘油三酯分子。
磷脂酰化过程磷脂酰化过程指的是将磷酸和甘油三酯反应，形成磷脂或鞘脂。
在磷脂合成的过程中，鞘磷酯的合成相对比较简单，它由磷酸、胆碱、脂肪酸和甘油三酯组成。
在鞘磷酯分子的合成过程中，胆碱的存在可以极大地促进反应速度。
相比之下，磷脂的生物合成过程稍微复杂些，它需要通过多个酰化和甲基化反应来完成。
生物化学第29章脂类的生物合成
脂类生物合成的主要途径
脂肪酸合成途径
以乙酰辅酶A为原料，通过一系列的缩合、还原、脱 水等反应，合成不同链长的脂肪酸。
甘油磷脂合成途径
以甘油和脂肪酸为原料，通过磷酸化和酯化反应， 合成甘油磷脂。
含有两个或两个以上双键的脂 肪酸，如亚麻酸（C18:3）和花 生四烯酸（C20:4）。
脂肪酸的生物合成过程
乙酰CoA的羧化
在乙酰CoA羧化酶的催化下，乙酰CoA与CO2反 应生成丙二酸下被还原成β-羟脂 酰CoA，然后脱水生成烯脂酰CoA。
缩合反应
固醇类的结构与功能
01
02
03
胆固醇
是动物细胞膜的重要组成 成分，参与细胞信号传导 和激素合成。
胆汁酸
由胆固醇转化而来，帮助 消化脂肪和吸收脂溶性维 生素。
维生素D
胆固醇经紫外线照射转化 而成，参与钙磷代谢和骨 骼健康。
固醇类的生物合成过程
01
02
03
04
05
乙酰CoA的缩合：两分子 乙酰CoA在硫解酶的作用 下缩合成乙酰乙酰CoA。
动脉粥样硬化是一种由于动脉内壁 脂质沉积过多而导致的疾病。患者 的脂类代谢异常表现为血液中脂质 水平升高，尤其是低密度脂蛋白胆 固醇（LDL-C）水平升高。
脂肪肝
脂肪肝是一种由于肝脏内脂肪堆 积过多而导致的疾病。患者的脂 类代谢异常表现为肝脏内脂肪合 成增加、脂肪分解减少等。
脂类生物合成在医学领域的应用
生物化学第29章脂类的生物合 成
目
CONTENCT
录
脂类的生物合成-2011
顺式
10 碳水平
反式
2，多烯脂酸的合成
人和其他动物含有△4， △5， △6， △9去饱和酶， 可以通过去饱和及碳链延长交替反应合成棕榈油酸和 油酸 人和其他动物不能在C10至末端甲基之间的碳原子上引 入双键，如C12，C15等 人类不能自身合成亚油酸和α -亚麻酸，必须从食物中 获得 其他多不饱和脂肪酸都是由以上4种不饱和脂肪酸衍生 而来，通过碳链延长和去饱和交替反应来完成。
生物素羧基载体蛋白结合的生物素臂长而有弹性， 可将被激活的CO2从生物素羧化酶的活性位点转移 到转羧基酶的活性位点。
3、脂肪酸合酶复合体
•大肠杆菌和一些植物中：包括六种酶和一种酰 基载体蛋白(acyl carrier protein,ACP)
•酵母：7个活性部位分布于两条多肽链上
•脊椎动物：一条多肽链含有7个酶活性部位和 1个水解活性部位（棕榈酰-ACP硫解酶），两 条多肽链形成二聚体
丙二酸单酰-CoA-ACP转移酶（malonyl-CoA-ACP transferase, MT） β-酮脂酰ACP还原酶（β-ketoacyl-ACP reductase, KR） β-羟脂酰ACP脱水酶（β- hydroxyacyl-ACP dehydrase, HD） 烯脂酰ACP还原酶（enoyl-ACP reductase, ER）
甘油磷酸转酰酶
甘油磷酸转酰酶
二酰甘油酰基转移酶
磷脂酰胆碱的生物合成
1.节约利用途径（二酰甘油途径）
动物细胞合成卵磷脂的主要途径
NH2
转胞苷酶
（胞苷二磷酸胆碱）
CDP-胆碱 + 二酰甘油
磷酸胆碱转移酶
卵磷脂 + CMP
2.从头合成途径：
第29章脂类的生物合成
CH2OH
R3CO~SCoA CoA-SH
CH2OCOR1 R2CO-O— C CH2O- P CH2OCOR1 磷脂酸 R2CO-O— C TG CH2OCOR3
脂肪合成的两条途径
注意:脂肪中的甘油来源于糖的分解代谢
在脂肪组织合成内源TG 甘油二脂途径
在小肠黏膜中合成外源TG
甘油一脂途径
（三）脂肪酸合成的调节 柠檬酸
+
柠檬酸裂解酶
+
胰岛素
+
乙酰-CoA
乙酰-CoA羧化酶
丙酮酸脱氢酶系 -
丙酮酸
胰高血糖素、肾上腺素
丙二酸单酰-CoA
肉碱脂酰转移酶Ⅰ (CAT-Ⅰ)
脂酰-CoA
β-氧化关闭
三、甘油磷脂的合成
1.合成部位： 全身各组织，肝、肾、肠最活跃 2.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
外围巯基SH
③ ④ ⑤ ① ⑥
ACP
②
①ACP－脂酰基转移酶 ③β-酮脂酰-ACP合成酶
② ACP－丙二酰转移酶 ④ β-酮脂酰-ACP还原酶
⑤β-羟脂酰-ACP脱水酶
7 长链脂酰基硫解酶
⑥ 烯脂酰-ACP还原酶
脂酰基载体蛋白ACP（-SH）
O H O H OH CH3 HS CH2 CH2 N C CH2 CH2 N C C C CH2 O P CH2 Ser ACP O H CH3 O
①乙酰CoA-ACP酰基转移酶 ②丙二酸单酰CoA-ACP酰基转移酶 ③β-酮脂酰-ACP合成酶(缩合酶) ④β-酮脂酰-ACP还原酶 ⑤β-羟脂酰-ACP脱水酶 ⑥烯脂酰-ACP还原酶
脂肪酸的合成总结
合成起始物：乙酰CoA，与丙二酸单酰CoA（3C单 位）
脂质的生物合成和代谢
脂质的生物合成和代谢脂质是一类在生物体内广泛存在的重要生物分子，包括脂肪酸、甘油、胆固醇等。
它们在生物体内扮演着能量存储、结构支持以及信号传导等多种重要生理功能。
本文将探讨脂质的生物合成和代谢过程。
一、脂质生物合成脂质的生物合成包括脂肪酸、甘油三酯和胆固醇等物质的合成过程。
这些物质是由生物体内一系列酶的催化下，从简单的前体分子合成而来。
1. 脂肪酸的合成脂肪酸是构成脂质的基本组成部分，也是能量的重要来源之一。
在生物体内，脂肪酸是通过脂肪酸合成途径合成的。
脂肪酸合成途径主要发生在细胞质中的细胞器――线粒体和内质网上。
具体而言，脂肪酸的合成过程包括如下几个步骤：首先，乙酰辅酶A（Acetyl-CoA）与二氧化碳（CO2）通过羧化酶的催化反应形成酮戊二酸；然后，酮戊二酸被还原成羟基戊酸，再经过酮戊烃酮衍生物的转化，最终在醋酸二酰辅酶A的参与下形成脂肪酸。
2. 甘油三酯的合成甘油三酯是一种重要的脂类物质，主要用于能量的储存和释放。
与脂肪酸的合成类似，甘油三酯的生物合成也是通过一系列酶催化反应进行的。
甘油三酯的合成过程主要涉及三个步骤：首先，甘油磷酸（glycerol phosphate）与脂肪酸酰基辅酶A经磷酸甘油转化酶反应形成甘油二酰磷酸；然后，甘油二酰磷酸被甘油磷酸酰胆固醇转化酶催化成为甘油三酰磷酸；最后，甘油三酰磷酸通过酯化反应，与脂肪酸酰基辅酶A 反应形成甘油三酯。
3. 胆固醇的合成胆固醇是一种重要的脂质成分，除了作为构成生物膜的组分外，还是许多生物活性物质的原料。
胆固醇的合成主要发生在内质网和线粒体中。
胆固醇的生物合成过程相对复杂，主要包括如下几个步骤：首先，乙酰辅酶A通过一系列酶的催化转化成为异戊醛；然后，异戊醛发生一系列反应，形成10个碳的形成物；接下来，这个10个碳的形成物通过重复反应形成脱氢胆甾醇；最后，脱氢胆甾醇通过脱氧反应，形成胆固醇。
二、脂质的代谢脂质的代谢是指生物体内脂质物质经过一系列酶的作用，转化成其他物质的过程。
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⑵ 丙二酸单酰CoA的生成
细胞液
CH3COSCoA ＋ HCO3- ＋ ATP
乙酰CoA 羧化酶 乙酰辅酶 A羧化酶 Mn 生物素、
2+
ADP＋Pi HOOCCH2COSCoA＋
乙酰CoA
丙二酸单酰 CoA 丙二酰CoA
限速步骤
乙酰辅酶A羧化酶有三个亚基
生物素羧化酶 （BC）
生物素 载体蛋白 （BCP）
（acyl carrier protein）
(acetyl transferase ) (molonyl - ACP transferase )
(β-ketoacyl –ACP synthase) (β-ketoacyl – ACP reductase) (β- hydroxyacyl ACP dehydrase) (enyol - ACP reductase )
线粒体 CoA 乙酰CoA FAD + 、NAD+（7） L-异构体 不需要 分立的：4种酶
需要 HCO3-和柠檬酸 酶系 脂肪酸合酶复合体
能量变化
消耗7ATP
产生106ATP
⑸ 脂肪酸碳链的延长
产物长度：以18C碳硬脂酸为多，可形成24~26C脂肪酸。 ① 线粒体酶系：与脂肪酸合成不同,
基本上是β-氧化的逆转
乙酰CoA羧化酶 CH3COSCoA ＋ HCO3- ＋ ATP Mn2+ 生物素、 ADP＋Pi HOOCCH2COSCoA＋ 丙二酰CoA
D- β-羟丁酰-ACP
⑥ 第二次还原反应 ER：烯脂酰-S-ACP还原酶
⑦ 硫解反应
7个循环后：产物为软脂酰-ACP
释放 软脂酰-ACP
软脂酰-ACP硫酯酶
软脂酸 + HS-ACP
软脂酸（棕榈酸）生物合成的总反应： 8个乙酰CoA，7个循环 每个循环消耗：2个NADPH和1个ATP
脂肪酸的合成
胆固醇的生物合成
其他脂类的生物合成
1 脂肪酸的合成
2C单位
乙酰CoA
2C单位
软脂酸（从头合成途径，细胞质）
已合成的FA
碳链的延长和脱饱和（线粒体、内质网）
1.1 软脂酸的合成
合成部位：细胞质
原料：乙酰CoA
乙酰CoA的转运： 线粒体→细胞质 三羧酸转运体系
需要:乙酰CoA、丙二酸单酰CoA、脂肪酸合酶复合体
（16:0）
延长
硬脂酸
（18:0）
油酸 （植物） 亚油酸（植物） α-亚麻酸 去饱和 9,12 （18:1 △9） （18:3 △9,12,15）
（18:2 △ ）
去饱和
必需脂肪酸
r-亚麻酸
（18:3 △ 8, 9, 15）
延长 去饱和
花生四烯酸
（20:4 △5,8,11,14）
⑺ 脂肪酸合成的调节
转羧酶 （TC）
大肠杆菌
类似:丙酮酸羧化酶
⑶ 脂肪酸合酶复合体
多酶复合体 （六个酶和ACP）
b a
多功能酶：一条多肽
二聚体
特殊：软酯酰-ACP硫解酶
大肠杆菌：多酶复合体
ACP ：脂酰基载体蛋白 AT ：ACP-乙酰CoA转移酶 MT：ACP-丙二酸单酰转移酶 KS：β-酮脂酰-ACP合成酶 KR：β-酮脂酰-ACP还原酶 HD：羟脂酰-ACP脱水酶 ER：烯脂酰-ACP还原酶
不同点： 2C供体：乙酰CoA 氢供体：NADH、NADPH
硫解前：（FAD）
脂酰基载体：辅酶A
① 线粒体酶系： 基本上是β-氧化的逆转
RCO-S-CoA + CH3CO-S-CoA CoA-SH
β-酮脂酰CoA硫解酶
缩合
RCO-CH2CO-S-CoA
L-β-羟脂酰CoA脱氢酶／NADH
RCHOH-CH2CO-S-CoA β-烯脂酰CoA水化酶 H2 O
ACP（ 酰基载体蛋白）
合成过程的定向进行：各种中间产物保持与载体蛋白相连。
ACP（辅基）和CoA ： 磷酸泛酰巯基乙胺
⑷ 脂肪酸的生物合成过程
启动 装载 缩合
还原 脱水
还原
实现两个碳原子的延长
释放
启动
1
2
2
装载
3 1
还原 缩合
4 6 5
还原
脱水
NADP+
ER:烯脂酰-ACP还原酶 NADPH+H+ 6 还原
5
E SH S O C CH2 OH CH CH3
SH SH
2
E S
ACP
COCH3 S COCH2COOH
ACP
ACP
还原 NADP+
缩合
E SH S O C CH2 O C CH3
3
KS:β-酮脂酰-ACP合酶
CO2
4
NADPH+H+
ACP
以大肠杆菌的软脂酸（棕榈酸）生物合成为例
① 起始反应——乙酰CoA 与ACP巯基相连→转移到KS酶
加氢
脱水
RCH=CHCO-S-CoA β-烯脂酰CoA还原酶／NADPH RCH2-CH2CO-S-CoA
加氢
②内质网酶系： 与脂肪酸合成相似
相同点：
2C供体：丙二酸单酰CoA
氢供体：NADPH 不同点： 脂酰基载体：辅酶A
⑹ 不饱和脂肪酸的合成
棕榈油酸
去饱和
（16:1 △9）
其它不饱和酸
软脂酸
②丙二酸单酰基转移到ACP巯基上
AT：乙酰CoA-ACP 酰基转移酶
KS：β-酮脂酰-ACP合 成酶（简称缩合酶）
MT：ACP-丙二酸 单酰CoA转移酶
缩 合 酶
③ 缩合反应 KS：β-酮脂酰-ACP缩合酶
④ 还原反应 KR：β-酮脂酰-ACP还原酶
NADPH D- β-羟丁酰-ACP
⑤ 脱水反应 HD：羟脂酰-ACP脱水酶
KS (β-酮脂酰-ACP合成酶)对脂肪酸碳链长 度有专一性。 多数生物的脂肪酸合成步骤仅限于生成 16C(棕榈酸)。
脂肪酸合成和分解的比较
区别点
细胞中部位 酰基载体 二碳片段 氧化还原剂 中间产物的立体化学
合成
细胞质 ACP 丙二酸单酰CoA NADPH （14 ） D-异构体
分解(β-氧化）
E SH S
E
SH S
O C CH2 CH2 CH3
ACP
转酰基酶
1b
E SH
E S COCH3 SH
O C CH CH CH3
ACP
ACP
S
COCH3
ACP
HO H
脱水
启动 1a
E
HSCoA AT:乙酰CoA-ACP转酰基酶
CH3COSCoA
装载
HOOCCH2CO-SCoA MT:丙二酰CoA-ACP 转酰基酶 CoASH
⑴ 乙酰CoA的转运
三 羧 酸 转 运 体 系
柠檬酸合酶
柠檬酸载体
NADH 丙 酮 酸 羧 化 酶 苹果酸脱氢酶 NAD+
苹果酸
苹果酸-α-酮 戊二酸载体 丙酮酸转运酶
动画
柠檬酸裂解酶 柠檬酸 乙酰CoA+草酰乙酸
戊糖磷酸途径 苹果酸酶
每次循环产生1分子 NADPH :
脂肪酸生物合成所需NADPH的来源