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脂肪酸的合成代谢

2010-08-22 07:18阅读:
乙酰CoA的转运(柠檬酸转运系 统)
  由糖代谢产生的乙酰CoA可以 通过柠檬酸转运系统,从线粒体转运到胞质中,供给脂肪酸的合成(下图)。首先在柠檬酸合成酶催化下, 线粒体中的乙酰CoA和草酰乙酸缩合形成柠檬酸。生成的柠檬酸经柠檬酸-二羧 酸载体转运出线粒体。进入到胞液内的柠檬酸经柠檬 酸裂解酶催化,裂解生成乙酰CoA和草酰乙酸,裂解反应需要CoA-SH和消耗ATP。柠檬酸裂解生成的草酰乙酸在 细胞质中的苹果酸脱氢酶催化下还原为苹果酸,同时NADH氧化为NAD+ 苹果酸在苹果酸酶催化下脱羧 生成丙酮酸,NADP+还原为NADPH。
  乙酰CoA经柠檬酸转运可以生 成NADPH。脂肪酸合成中所需要的NADPH大约有一半是通过柠檬酸转运系统产生的,而其余一半NADPH来自戊糖磷酸途径。
丙二酸单酰CoA的生成  
 细胞质中的乙酰CoA在乙酰 CoA羧化酶催化下羧化,形成丙二酸单酰CoA。乙酰CoA羧化酶的辅基是生物素,其反应机理类似丙酮酸羧化酶。(下图)
  脂肪酸的合成是在脂肪酸合 成酶复合体的作用下完成的。E.coli的脂肪酸合成酶复合体包含7种酶,而哺乳动物的脂肪酸合成酶只有一条肽链,但具有多种催化活性。另外,脂肪酸的合成还需要酰基载体蛋白(ACP:acyl carrier protein)来转移酰基基团。(下图)。下面我们主要介绍一下E.coli中脂肪酸合成的过程。
  E.coli中脂肪酸合成包括5个反 应步骤:前体负载,前体缩合, 还原,脱水和进一步还原(图13. 15)。负载:   乙酰CoA在乙酰CoA-ACP转酰基 酶的催化下,将其乙酰基转移到ACP上,形成乙酰-ACP。  
丙二酸单酰CoA在丙二酸单酰 -ACP转酰基酶的催化下,将丙二酸单酰基转移到ACP上,形成丙二酸单酰-ACP。点击可以放大 缩合 :   酮酰基-ACP合成酶接受乙酰- ACP的乙酰基,释放HS-ACP。酮酰基-ACP合成酶催化乙酰基转移 到丙二酸单酰-ACP上,形成乙酰乙酰-ACP,并释放一分子CO2 。 还原:   在酮酰基-ACP还原酶催化下 ,乙酰乙酰-ACP中的b-酮基被NADPH+H+ 还原为醇,形成D-b- 羟丁酰-ACP。脱水:   在b-羟酰基-ACP脱水酶的催化 下,D-
b -羟丁酰- ACP脱水,生成 带有双键的反式丁烯酰-ACP。还原:   烯酰基-ACP还原酶催化反式丁 烯酰-ACP还原为丁酰-ACP,NADPH为辅酶。
  每重复一次(2)~(5)的 合成过程,就可以增长两个碳单位,直至合成需要长度的脂酰-ACP(如软脂酰-ACP)。(下图)。    
软脂酰-ACP是硫解酶的底 物,该酶催化生成软脂酸和HS-ACP。
     H 2 O            软脂酰- ACP ——→ 软脂酸+HS- ACP                
  硫解酶由乙酰CoA和丙二酸单酰CoA合成 软脂酸的总反应的化学计量关系式可表示为:乙酰CoA+7丙二酸单酰CoA+ 14NADPH+14H+ →软脂酸+7CO 2 +14NADP++8CoASH+6H 2 O脂肪酸β-氧化和合成的主要区 别  
从上述脂肪酸合成途径可以 看出,脂肪酸合成和降解是通过完全不同的两条途径进行的。表13.1归纳了哺乳动物脂肪酸β氧化和合成的主要区别。表13.1哺乳动物脂肪酸氧化和合 成主要区别氧化 合成  发生的部位  酰基载体  碳单位  受体/供体  H受体/供体  酶的组织形式  线粒体  CoA  C 2  CoA(C 2 )  NAD + ,FAD  分立的酶  细胞质  ACP  C 2  丙二酸单酰CoA(C 3 ,供体反 应涉及CO2 )  NADPH  多功能酶   脂肪酸链的进一步的加长和 去饱和需要另外的酶。利用一些多烯酸前体(如亚油酸),哺乳动物可以通过碳链的延长和去饱和反应衍生其他的多烯酸(如花生四烯酸)(下图)。

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