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生物化学第25章 脂类的生物合成

生物化学第25章 脂类的生物合成
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
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。

脂肪酸及脂肪的合成

脂肪酸及脂肪的合成

脂酰转移酶
H
CH3(CH2)12—C=C—CHOH H CHNHCOR CH2OH
神经酰胺
3、 鞘磷脂的合成
磷脂酰胆碱
H
CH3(CH2)12—C=C—CHOH
神经酰胺
H CHNHCOR CH2OH
甘油二酯
H CH3(CH2)12—C=C—CHOH
鞘磷脂合酶
H CHNHCOR 鞘磷脂 O
+ 2 2 2 CH O—P—OCH CH N (CH3)3
β —氧化
线粒体 COA-SH 乙酰COA FAD、NAD+ 四种酶 柠檬酸转运系统 L-型 不要求 产生106个ATP
返回
脂肪酸及脂肪的合成
二、脂肪酸碳链的延长
★ 软脂酰 CoA 或软脂酸生成后，可在光滑内质 网及线粒体经脂肪酸碳链延长酶系的催化作用下，
形成更长碳链的饱和脂肪酸。
线粒体延长途径：基本上是β-氧化的逆 过程，只是NADPH2 作为供氢体参与第二 次还原反应。 光滑内质网延长途径：与从头合成类似， 只是辅酶A作为酰基载体，丙二酰辅酶A 提供二碳单位。
全身各组织（尤其脑）内质网。
3-酮二氢鞘氨醇合酶、Vit 2+ B6、 Mg
2
O CH3(CH2)12—CH2—CH2—C~SCoA =
CH2—CH—COOH CO~SH + CO OH NH2
O =
CH3(CH2)12—CH2—CHOH 二氢鞘氨醇 FAD 脱氢酶 FADH2 CHNH2
CH2OH
B2 B1
O CH2—O——C—R1
= =
A1
A2
磷脂酶 A2 :
C
OH D
存在于细胞膜及线粒体膜、蛇、蜂、蝎毒。产物为溶血磷脂1。 急性胰腺炎时，组织中的溶血磷脂A2原被激活。

脂肪酸的生物合成ppt (1)

脂肪酸的生物合成ppt (1)
✓ 举例生活中不良习惯可能导致各种癌症， 使本节知识与生活的联系更加紧密，同时 引出本节课第下一个重点内容：致癌因子 及癌症的预防。
（5）让学生根据已有的知识及生活经验，例 举生活中的致癌因子，并将其进行归类。 用这种归纳总结的方法，加深学生对知识 的理解，同时用生活中的例子，也使学到 的理论知识具体化，增强学生的学习兴趣。
回 忆
兴 趣
培养 学生 自主 分析 总结 的能 力。 提高 学习 的自 觉性 和主 动性
课堂导入：乔布斯的死 因引出癌症的威胁，引 导学生进入课堂。
活动1：看书并讨 论癌细胞的发生过 程。
提出问题：癌细胞是怎 样产生的？
识图分析：区分肿瘤与 癌症的概念，对癌症有 初步的认识。
情景展示：出示材料， 正常肝细胞与海拉宫颈 癌细胞的比较。
（1）讲述美国苹果公司总裁乔布斯的死因， 使感受到生命的脆弱与可贵。 引用名人事 例，既吸引同学们的注意力及兴趣，又引 起同学们对健康的关注，对社会的责任感， 使学生对癌症深恶痛疾，有了自己的思考 和认识，从而使学生进入本节课的情境之 中。
通过讲述海拉细胞，激发学生联想，引起 学生兴趣；
（2）利用课本的叙述，从条件、实质、表现 结果进行分析，使学生对癌细胞有初步的 了解，癌细胞的图片使学生获得对癌细胞 的感性认识，为后面的重点内容癌细胞的 特征打下基础。
情感态度与价值观： ➢关注癌症病人，增强社会责任感； ➢形成健康生活的态度； 确定依据
根据《高中生物课程标准》的要求和我对 课本的解读，我确定以上的教学目标。
3、教学重难点及确定依据
教学重难点：原癌基因与抑癌基因及其关系
确定依据：根据学生的现有知识和本节教学 内容，我做以上重难点的确定。
二、说教法

脂类的生物合成

脂类的生物合成

• 磷酸甘油穿梭
• 苹果酸-天冬氨酸穿梭
磷酸甘油穿梭
苹果酸-天冬氨酸穿梭
2、丙二酸单酰CoA (malonyl CoA)的形成
乙酰CoA是引物，丙二酸单酰CoA(丙二酰CoA)是合成用的底物。
O
CH3-C～SCOA+HCO3-+ATP
乙酰CoA
乙酰CoA羧化酶
生物素 Mn2+
O HOOC-CH2-C～SCOA +ADP+Pi
生物素羧化酶
羧基转移酶
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 • 烯脂酰-ACP还原酶
成延长了2个碳单位的丁酰-S-ACP。
α β
反式2-烯丁酰-S-ACP源自第四步、还原丁酰-S-ACP
反式2-烯丁酰-S-ACP
生成的丁酰基再与新进位的丙二酸单酰
基重复缩合、还原、脱水、再还原的循环 反应，又延长两个碳片段，生成己酯酰基， 如此反复进行，直到生成软脂酰基为止。
脂肪酸链的形成过程：
丙二酰CoA
=
=
胞液中进行
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 , BCCP) ：结合生物素辅基 生物素羧化酶(biotin carboxylase, BC)：催化生物素羧化 羧基转移酶(carboxyl transferase, CT)：催化生物素上的 活性羧基转移，合成丙二酸单酰CoA • 哺乳类和鱼类的三种酶活性都在一条肽链上。

脂肪酸的代谢2

脂肪酸的代谢2

乙酰辅酶A羧化酶 催化反应的机制
(a) The acetyl-CoA carboxylase reaction produces malonyl-CoA for fatty acid synthesis. (b) A mechanism for the acetyl-CoA carboxylase reaction. Bicarbonate is activated for carboxylation reactions by formation of Ncarboxybiotin. ATP drives the reaction forward, with transient formation of a carbonylphosphate intermediate (Step 1). In a typical biotindependent reaction, nucleophilic attack by the acetyl-CoA carbanion on the carboxyl carbon of N-carboxybiotin—a transcarboxylation—yields the carboxylated product (Step 2).
4. 脂肪酸可以与辅酶A或ACP连接
Fatty acids are conjugated both to coenzyme A and to acyl carrier protein through the sulfhydryl of phosphopantetheine prosthetic groups.
Beginning of the second round of the fatty acid synthesis cycle. The butyryl group is on the Cys -SH group. The incoming malonyl group is first attached to the phosphopantetheine -SH group. Then, in the condensation step, the entire butyryl group on the Cys -SH is exchanged for the carboxyl group of the malonyl residue, which is lost as CO2 (green). The product, a six-carbon -ketoacyl group, now contains four carbons derived from malonyl-CoA and two derived from the acetyl-CoA that started the reaction. The -ketoacyl group then is reduced to form the corresponding saturated fatty acyl gPH的来源 Production of NADPH. Two routes to NADPH, catalyzed by (a) malic enzyme and (b) the pentose phosphate pathway.

生物化学第29章脂类的生物合成

生物化学第29章脂类的生物合成
50nm
脂肪酸合成Ⅰ
KSase: β-酮酰ACP合酶
ACP： 酰基载体蛋成到
脂 16 碳 脂 肪 酸 即 肪 棕 榈 酸 （ 软 脂
酸）为止。
酸 合 成
Ⅲ
脂肪酸合成碳链延伸的方向
KSase
ACP
脂肪酸合酶
脂肪酸合酶（fatty acid synthase，FAS）是 含有多种酶活性的复合体，它可以催化从丙二酰 CoA到脂肪酸的全部反应。脂肪酸合酶一般是由 酰基载体蛋白（acyl carrier protein，ACP）及6 种酶活性组成，脂肪酸合成期间就是通过其羧基 固定在酰基载体蛋白的辅基上。这个辅基是CoA 的一部分，即磷酸泛酰巯基乙胺。
α－亚麻酸合成）
多不饱和脂肪酸中 双键的排列
大多数多不饱和脂肪酸中的双键是非共轭的， 少数属于共轭系统，如乌桕酸（10:2Δ 2t,4C）和 α -桐油酸（18:3Δ 9C,11t,13t）。含有共轭双键的脂 肪酸很容易发生聚合作用。
乙酰CoA羧化酶的 共价修饰调节
乙酰CoA羧化酶是脂肪酸合成的限速酶。
1.5 19.0 18.0 8.0 1.0
0 0 17.5 10.0 25.0
人髓磷脂
0.5 10.0 20.0 8.0 1.0
0 0 8.5 26.0 26.0
牛心 线粒体
0 39.0 27.0 0.5 7.0
0 22.5
0 0 3.0
大肠杆菌 细胞膜
0 0 65.0 0 0 18.0 12.0 0 0 0
戊
酸
HMG-CoA还原酶
的
合
成
Ⅱ
甲羟戊酸
HMG-CoA的去向
HMG-CoA
HMG-CoA 裂解酶

生物化学 第29章 脂肪酸的生物合成

内质网脂肪酸延长酶系 用丙二酸单酰CoA作为C2的供体，NADPH作为H的供体， 中间过程和脂肪酸合成酶系的催化过程相似，由辅酶A 代替ACP 。
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

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

脂类物质的合成与分解


• -
β － 氧 化 过 程
① 脱氢
脂酰CoA
,-反烯脂酰CoA
② 水化
,-反烯脂酰CoA
-羟脂酰CoA
③ 再脱氢
羟
-羟脂酰CoA
-酮脂酰CoA
④ 硫解
-酮脂酰CoA
乙酰CoA
4. 能量计算
脂肪酸的完全氧化可以产生大量的能量。 例如软脂酸（含16碳）经过7次-氧化，可以 生成8个乙酰CoA，每一次-氧化，还将生成 1分子FADH2和1分子NADH。
ATP
磷酸二羟丙酮 生成糖
参与磷脂合成
糖分解
ห้องสมุดไป่ตู้
思考？？
1mol 甘油完全氧化成CO2和H2O时净生成 可生成多少mol ATP？ 假设在细胞质生成NADH都通过磷酸甘油穿梭 进入线粒体(1.5-1＋1.5＋2＋2.5＋10＝
16.5)；
假设在细胞质生成NADH都通过苹果酸穿梭进
入线粒体。（1.5＋2.5＋2＋2.5＋10＝18.5)
（6）第二次还原反应
烯脂酰ACP 还原酶
烯脂酰ACP 还原酶
缩和
还原
脱水
还原
(2) 丙二酸单酰CoA 第 二 阶 段 （ 缩和反应 循 环 阶 段） 乙酰乙酰ACP
首次还原
酰基转移
丁酰ACP
再次还原
巴豆酰ACP
脱水反应
β-羟丁酰ACP
硫解酶
(9)软脂酰 sACP+H2O 软脂酸+ACP-SH
饱和脂肪酸的合成
• 部位:细胞质
乙酰CoA（直接原料：丙二酸单酰CoA）
• 原料
NADPH+H+ ATP、CO2、Mg2+、生物素

脂肪酸的生物合成


整理课件
17
(6)第二次还原反应
烯脂酰－ACP－还原酶
第一轮反应完成
整理课件
18
合成的每一轮总结如下
整理课件
19
(7) 释放(软脂酸的形成)
第一轮的延伸产生了4个碳的丁酰－ACP， 轮回再重复，与丙二酰单酰－ACP缩合，每 一轮回增加了2个碳原子单元，从而延伸了 酰基-S-ACP的链长。经7次循环，形成的最 终产物16碳软脂酰-S-ACP经软脂酰-ACP 硫酯酶的催化，形成游离的软脂酸。
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。
整理课件
7
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置上。大肠杆菌的
整理课件
22
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
整理课件
23
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一 脂肪酸的生物合成 二 脂肪(三酰甘油)的生物合成 脂肪(三酰甘油)
一 脂肪酸的生物合成
合成部位: 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。 肝脏是人体合成脂酸的主要部位。 是人体合成脂酸的主要部位 从头合成：细胞溶胶。 从头合成：细胞溶胶。 碳链的延长： 碳链的延长：线粒体和内质网 饱和脂酸: 饱和脂酸
乙酰CoA羧化酶 羧 CH3COSCoA ＋ HCO3- ＋ ATP Mn 生物 素 、
2+
ADP＋Pi HOOCCH2COSCoA＋ 丙二酰CoA
乙酰CoA 乙酰CoA羧化酶 (acetyl- CoA carboxylase)： CoA羧化酶 acetylcarboxylase)： 以生物素为辅基，是脂肪酸合成的限速酶。 生物素为辅基，是脂肪酸合成的限速酶 限速酶。 为辅基
---脂肪酸的生物合成及 ---脂肪酸的生物合成及 磷脂和胆固醇代谢
第六章 脂代谢
主要内容
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
第三节 脂肪酸和甘油三酯的生物合成
大肠杆菌( coli): 大肠杆菌(E. coli): 乙酰CoA羧化酶多酶复合物，含有三个蛋白： 羧化酶多酶复合物 含有三个蛋白： 乙酰 羧化酶多酶复合物， 生物素羧基载体蛋白( 生物素羧基载体蛋白(biotin carboxyl-carrier protein , carboxylBCCP) BCCP) ：结合生物素辅基 生物素羧化酶( 生物素羧化酶(biotin carboxylase, BC)：催化生物素羧化 BC) 羧基转移酶( 羧基转移酶(carboxyl transferase, CT)：催化生物素上的 CT) 活性羧基转移，合成丙二酸单酰CoA 活性羧基转移，合成丙二酸单酰CoA • 哺乳类和鱼类的三种酶活性都在一条肽链上。 哺乳类和鱼类的三种酶活性都在一条肽链上。
2C单位 单位 乙酰CoA 乙酰 2C单位 单位 已合成的FA 已合成的 （C12～C16FA） ） 碳链的延长（线粒体、内质网等） 碳链的延长（线粒体、内质网等 棕榈酸（从头合成途径，胞浆） 棕榈酸（从头合成途径，胞浆）
一 脂肪酸的生物合成
合成原料: 合成原料:
▲ 碳源:乙酰CoA。 碳源:乙酰CoA CoA。 柠檬酸-丙酮酸循环(三羧酸转运体系) 柠檬酸-丙酮酸循环(三羧酸转运体系) 线粒体基质→ 线粒体基质→细胞溶胶 ▲ATP, HCO3-(CO2) , NADPH及Mn2+等。 NADPH及 NADPH: NADPH:戊糖磷酸途径 柠檬酸─ 柠檬酸─丙酮酸循环 光反应
脂酰基载体蛋白(ACP)的辅基结构 (ACP)的
HS -
O-CH2-Ser-ACP Ser
辅基：4-磷酸泛酰巯基乙胺 辅基：
CoA分子中也有 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
羟
羟
3 脂肪酸合酶
动物体内: 动物体内: 单一肽链， 脂肪酸合酶是单一肽链 脂肪酸合酶是单一肽链，由一个基因编 同时具有ACP 种酶活力。 ACP和 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 第七种酶为：软脂酰-ACP硫酯酶， 硫酯酶 脂酰-ACP脱去ACP成为软脂酸。 脂酰-ACP脱去ACP成为软脂酸。 脱去ACP成为软脂酸 • 酶以二聚体形式存在，反平行配置。P261 酶以二聚体形式存在，反平行配置。 二聚体
• 软脂酸（palmitic acid）是脂肪酸从头合成的终产物， acid）是脂肪酸从头合成的终产物 从头合成的终产物， 是其它脂肪酸合成的前体 是其它脂肪酸合成的前体。 前体。 • E. coli和植物中，脂肪酸合酶为多酶复合体. coli和植物中 脂肪酸合酶为多酶复合体. 和植物中， 包括： 包括： 6个酶 酰基载体蛋白( 酰基载体蛋白(acyl carrier protein, ACP) ACP) • ACP辅基： 磷酸泛酰巯基乙胺； ACP辅基：4-磷酸泛酰巯基乙胺；摆臂 辅基 结合并转运脂酰基
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 胞浆中饱和脂酸的生物合成---丙二酸单酰CoA途径 丙二酸单酰CoA途径 棕榈酸中碳原子的来源： 棕榈酸中碳原子的来源： 乙酰CoA 乙酰CoA 丙二酸单酰CoA 丙二酸单酰CoA
CH3CH2(CH2CH2)6CH2COOH 起始物（引物） 起始物（引物）
（7）软脂酸合成的延伸和释放
软脂酰-ACP硫酯酶 硫酯酶 软脂酰
软脂酸合成的延伸和释放： 软脂酸合成的延伸和释放：
• 延伸：ACP手臂将丁酰基转移到β -酮酰ACP合 延伸：ACP手臂将丁酰基转移到 酮酰ACP合 手臂将丁酰基转移到β 酶的-SH上 并重复（ 的反应过程。 酶的-SH上，并重复（2）-（6）的反应过程。 直至合成16个 原子为止。 直至合成16个C原子为止。 • 释放： 释放： 合成了棕榈酰-S-ACP 经7轮cycle合成了棕榈酰 轮 合成了棕榈酰
（2）装载（loading） 装载（loading）
脂肪酸合酶
（1）启动（priming） 启动（priming）
乙酰CoA:ACP转 乙酰CoA:ACP转酰酶
脂肪酸合酶
β- 酮酰-ACP合酶 酮酰-ACP合酶 KS） （KS）
β- 酮酰-ACP还原酶 酮酰-ACP还原酶 β（KR） KR）
脂肪酸合酶
一 脂肪酸的生物合成
1 2 3 4 5 6 脂肪酸合成的碳源 —— 乙酰CoA的转运 乙酰CoA CoA的转运 丙二酸单酰CoA(malonyl CoA)的形成 丙二酸单酰CoA(malonyl CoA)的形成(乙酰 的形成( CoA和碳酸氢盐 和碳酸氢盐) CoA和碳酸氢盐) 脂肪酸合酶 由脂肪酸合酶催化的各步反应——软脂酸的 由脂肪酸合酶催化的各步反应——软脂酸的 合成 软脂酸合成与分解的区别 脂肪酸碳链的延长及去饱和
1 脂肪酸合成的碳源 ——乙酰CoA的转运 ——乙酰 乙酰CoA的转运 • 三羧酸转运体系(tricarboxylate 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 柠檬酸-丙酮酸循环， 柠檬酸是乙酰基的载体
丙酮酸 羧化酶
2 丙二酸单酰CoA(malonyl CoA)的形成 丙二酸单酰CoA(malonyl CoA)的形成 乙酰CoA和碳酸氢盐) CoA和碳酸氢盐 (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 乙酰CoA 引物，丙二酸单酰CoA(丙二酰CoA) CoA是 CoA(丙二酰CoA)是合成用的 底物。 底物。 ●奇数碳脂肪酸合成的引物： 奇数碳脂肪酸合成的引物： 丙二酸单酰CoA 丙二酸单酰CoA CO2 + H2O HCO3- + H +
长链脂酰CoA 长链脂酰 软脂酰CoA（-） 软脂酰 （）
乙酰CoA羧化酶是共价调节酶 乙酰CoA羧化酶是共价调节酶：磷酸化后失活 CoA羧化酶是共价调节酶： 植物和细菌乙酰CoA羧化酶不受柠檬酸和磷酸化调节 植物和细菌乙酰CoA羧化酶不受柠檬酸和磷酸化调节 CoA羧化酶不受柠檬酸和磷酸化
3 脂肪酸合酶
乙酰CoA羧化酶活性的调节
乙酰CoA羧化酶是别构酶 乙酰CoA羧化酶是别构酶： CoA羧化酶是别构酶：
别构调节 共价调节
底物结合位：结合HCO3- , 结合在生物素上， 底物结合位：结合HCO 结合在生物素上， 结合乙酰CoA 结合乙酰CoA 效应物结合位： 柠檬酸(+) 效应物结合位：结合 柠檬酸 • 无活性乙酰CoA羧化酶 无活性乙酰CoA羧化 乙酰CoA羧化酶 平行单体形式） （平行单体形式） 活性酶 纤维状聚合体长丝） （纤维状聚合体长丝）
（1）启动（priming） —— 乙酰CoA与ACP作用： 启动（priming） 乙酰CoA与ACP作用 作用： E1：乙酰CoA:ACP转酰酶（AT） 乙酰CoA:ACP转 AT） 乙酰CoA ACP乙酰CoA + ACP-SH 乙酰乙酰- S- ACP + E2-SH 乙酰乙酰- S- ACP + CoASH ACP -SH +乙酰- S- E2 +乙酰 乙酰-
CO2 E2-SH
CH3 – C - CH2 – C – S - ACP O O （4）第一次还原（reduction）： 第一次还原（reduction）： E4：β - 酮酰-ACP还原酶（KR） 酮酰-ACP还原酶 KR） 还原酶（ CH3–C-CH2–C–S-ACP E4 CH3–CH-CH2–C–S-ACP CHO O NADPH+H+ NADP+ OH NADPH+H O 乙酰乙酰ACP D- β- 羟丁酰-S-ACP 羟丁酰乙酰乙酰ACP
（5）脱水反应（dehydration）： 脱水反应（dehydration）： E5：羟酰-ACP脱水酶（HD） 羟酰-ACP脱水酶 HD） 脱水酶（ OH O H 2O H O E5 CH3–CH-CH2–C–S-ACP CHCH3–C=C–C–S-ACP C=C– H 巴豆酰巴豆酰-S-ACP （6）第二次还原反应： 第二次还原反应： E6：烯酰-ACP还原酶（ER） 烯酰-ACP还原酶 ER） 还原酶（ H O NADPH+H NADPH+H+ NADP+ O E6 CH3–C=C–C–S-ACP C=C– CH3–CH2- CH2–C–S-ACP H 丁酰丁酰-S-ACP
4 由脂肪酸合酶催化的各步反应 ——软脂酸的合成 ——软脂酸的合成（ E. coli ） 软脂酸的合成（
脂酸的合成： 脂酸的合成： 启动、装载（丙二酸单酰基的转移）、 启动、装载（丙二酸单酰基的转移）、 缩合、还原、脱水、 缩合、还原、脱水、还原