5、饱和脂肪酸从头合成与β-氧化的比较
区别要点 从头合成 β-氧化
细胞内发生场所
胞液
酰基载体
ACP-SH
电子供体或受体
NADP
转运体系
三羧酸系统
二碳单位参与/断裂形式 丙二酸单酰ACP
对HCO3-和柠檬酸的需求 -羟酰基中间物立体构型
需要 D型
能量
耗能及NADPH
线粒 体 CoA-SH FAD、NAD 肉碱转运 乙酰COA 不需要
CH3-C～S-合酶+HOOC-CH2-C～SACP β-酮脂酰-ACP合酶
OO
❖还原反应 CH3-C-CH2-C～SACP +合酶-SH+CO2
=
=
OO CH3-C-CH2-C～SACP +NADPH+ + H + β-酮脂酰-ACP还原酶
OH O CH3-CH-CH2-C～SACP+NADP+
D-β-羟丁酰-ACP
❖脂肪酸合成与糖代谢的联系：
原料（乙酰辅酶A ） 由EMP途径提供
羧化反应中消耗的ATP
还原力NADPH
部分由磷酸戊糖途径提供 部分由EMP中NADH间接转化
线粒体基质
柠檬酸
乙酰辅酶A
丙酮酸氧化 脂肪酸氧化 氨基酸代谢
苹果酸
草酰乙酸
丙 酮 H2O
酸 羧
ATP
化 酶
CO2
丙酮酸
三羧酸载体 胞液
柠檬酸
β-羟脂酰-ACP脱水酶，HD
⑥还原
丁酰ACP 烯脂酰-ACP还原酶，ER
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
ACP、软脂酸（棕榈酸前体）
❖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
=
-
❖脱水反应
- -= --
=
= - -- =
OH O
β-羟脂酰-ACP脱水酶 CH3 H
-
CH3-CH-CH2-C～SACP
C==C +H2O
32
H C～SACP
❖再还原反应
O
（△2反式丁烯酰-ACP,巴豆酰-ACP）
-
CH3 H C==C
+NADPH+H+ β-烯脂酰-ACP还原酶
H C～SACP
O
CH3-C～S-合酶+HOOC-CH2-C～SACP β-酮脂酰-ACP合酶
OO
CH3-C-CH2-C～SACP +合酶-SH+CO2
缩合反应中， β-酮脂酰-ACP合酶对链长有专一性， 仅对14C及以下脂酰-ACP有催化活性，故从头合成只 能合成16C及以下饱和脂酰-ACP。
软脂酰-ACP 硫酯酶水解 ACP+软脂酸（棕榈酸）
生物素羧化酶
羧基转移酶
作用调节
（柠檬酸正调节，软脂酰CoA变构抑制）
CO2 生物素羧化酶 CO2
ATP+HCO3-+BCCP
BCCP-CO2 +ADP
O
羧基转移酶
=
BCCP-CO2 +CH3-C～SCOA
O
HOOC-CH2-C～SCOA +BCCP
哺乳动物、鸟类的乙酰CoA羧化酶为相同亚单位二聚体
3、脂肪酸合酶复合体（大肠杆菌FAS）
⑴组成
磷酸泛酰巯基乙胺
SH
❖酰基载体蛋白（ACP-SH）
• 乙酰CoA-ACP酰基转移酶
• 丙二酸单酰CoA-ACP酰基转移酶
• β-酮脂酰- ACP合酶
• β-酮脂酰- ACP还原酶
• β-羟脂酰- ACP脱水酶
ACP
• 烯脂酰-ACP还原酶
• 软脂酰-ACP硫酯酶
ACP：转移脂酰基
与脂酰基形成硫酯键
磷酯键相连
⑵反应历程
①
①启动/进位
乙酰CoA：ACP转移酶，AT
哺乳动物不经过 乙酰ACP中间体
②装载
丙二酸单酰CoA：ACP转移酶，MT
③缩合
β 酮酰ACP合酶， KS 乙酰乙酰ACP
④还原
D-αβ 羟丁酰ACP
β 酮酰ACP还原酶，KR
⑤脱水
反式丁烯酰ACP
➢烯脂酰CoA还原酶代 替
脂酰CoA脱氢酶
光面内质网膜上的延长
➢NADPH为氢供体 ➢丙二酸单酰CoA为碳的供体 ➢CoA代替ACP为脂酰基载体 从羧基末端延长，中间过程与脂肪合成酶体系相似 （缩合、脱水、还原、再还原）
L型 产生ATP
（二）脂肪酸碳链的加长与去饱和
1、碳链的加长 线粒体延长系统 内质网延长系统
▪ 在动物体内，软脂酸是合成16C以上更长碳链脂肪
酸的前体，需活化成脂酰CoA ▪ 软脂酸+CoASH+ATP 软脂酰-SCoA +AMP+PPi
线粒体内
➢β-氧化的逆转
➢NADPH为氢供体
➢二碳片段供体乙酰 COA
O
O
CH3-CH2-CH-C～SACP +NADP+
（丁酰-ACP）
➢丁酰-ACP与丙二酸单酰-ACP重复缩合、还原、
脱水、再还原的过程，直至生成软脂酰-ACP
=
❖总反应式 O
8CH3-C～SCOA +7ATP+14NADPH++14H +
CH3 ( CH2)14COOH +14NADP+ +8CoASH + 7ADP +7Pi+6H2O
ATP,CoASH
柠檬酸裂解酶
线 粒
草酰乙酸
ADP+Pi 乙酰CoA
体
NADH+H+
内
膜
NAD+
苹果酸
苹
NADP+
脂肪酸合成
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
果
酸 酶
NADPH+H+（8个）
丙酮酸 CO2
｛NADH+H ++草酰乙酸 苹果酸脱氢酶 苹果酸+NAD+ 苹果酸+NADP+ 苹果酸酶 丙酮酸+CO2+NADPH+H +
奇数碳原子饱和脂肪酸合成以丙二酸单酰ACP为起 始物，逐步加入丙二酸单酰ACP
H2O
释放
❖ 乙酰基转移反应
O
O
CH3-C～SCOA ACP脂酰基转移酶 CH3-C～SACP
=
= = =
❖ 丙二酸单酰基转移反应
O
丙二酸单酰转移酶
HOOC-CH2-C～SCOA +ACP-SH O
HOOC-CH2-C～SACP +COA-SH
❖缩合反应
选择丙二酸单酰CoA的意义？
== =
=
O
O
= =
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）
生物素羧化酶（biotin carboxylase，BC） 组 羧基转移酶（trans carboxylase，CT ） 成 生物素羧基载体蛋白
（biotin carboxyl carrier protein，BCCP）
第二十九章
脂类的生物合成
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：丙二酸单酰CoA（源于乙酰CoA） 还原力：NADPH
1、乙酰CoA的转运
乙酰CoA的来 源
脂肪酸β氧化 线粒体
氨基酸代谢
丙酮酸脱氢酶系
丙酮酸
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