【文章內(nèi)容簡介】 生物 素 ~+ + 檸檬酸、異檸酸等均能激活乙酰 CoA羧化酶，高糖飲食亦能使酶活性增強，促使糖轉(zhuǎn)變?yōu)橹舅幔L鏈脂酰 CoA及高脂肪膳食則能抑制酶活性。最近證明乙酰 CoA羧化酶也受磷酸化、去磷酸化的調(diào)節(jié)。此酶可被一種依賴于 AMP的蛋白激酶磷酸化而失活，胰高血糖素可激活此酶而抑制乙酰 CoA羧化酶的活性，而胰島素則能通過蛋白磷酸酶的作用使磷酸化的乙酰CoA羧化酶脫去磷酸基團而恢復(fù)活性。 ② 脂肪酸的合成 從乙酰 CoA及丙二酸單酰 CoA合成長鏈脂肪酸是一個重復(fù)加成的過程，每次延長 2個碳原子。催化脂肪酸合成的酶是多酶聚合體，這一包括七個酶的多酶聚合體總分子量約為 27萬，聚合體的成分不能分開，否則失去活性?，F(xiàn)已查明這一復(fù)合酶系為二聚體，兩個亞基相同，它包括脂肪酸合成酶系的全部 7個酶和脂酰載體蛋白(acylcarrier protein ,ACP)。多酶體系的一個亞基ACP的巰基 (SH)與另一個亞基的 β酮脂酰合成酶分子內(nèi)半胱氨酸殘基的 SH緊密相鄰，因為這兩個SH均參與脂肪酸合成酶系的作用，所以只有二聚體才有活性。 ACP是一種對熱穩(wěn)定的蛋白質(zhì)，分子量約 9000，由 77個氨基酸殘基組成，在其 36位絲氨酸殘基連有 4’磷酸泛酰巰基乙胺， C H2C H2SHNHCOC H2C H2NHCOC HO HCC H3C H3C H2O POOO C H2S e r A C P硫乙 胺泛 酸ACP輔基的 SH和 CoA一樣在反應(yīng)中作為脂?；妮d體，牢固地結(jié)合于脂肪酸合成酶系中，成為合成脂肪酸過程中不可缺少的組分。 圖 94 脂肪酸合成酶多酶復(fù)合體示意圖 軟脂酸的合成過程可概括如下： (a)乙酰 ACP和丙二酸單酰 ACP的生成：在脂肪酸合成酶系的乙酰 CoAACP轉(zhuǎn)?；傅拇呋?，乙?；?CoA的 SH轉(zhuǎn)移到 ACP的 SH上，反應(yīng)如下： C H 3 C O S C o A A C P C H 3 C O . A C P C o A~ + +C H 3 C O . A C P C H 3 C O A C P S H+ 酮 脂酰合 成酶 S H 酮 脂酰合 成酶 +β β 生成的乙酰 ACP的?；俎D(zhuǎn)移到緊鄰的另一亞基的 β酮脂酰合成酶的半胱氨酸殘基的 SH上 : 這樣 ACP的 SH重新游離出來后，與丙二酸單酰 CoA作用生成丙二酸單酰 ACP： C H 2C O O HC O . C o AA C P C H 2C O O HC O . A C PC o A+丙二酸單酰 C o A A C P 轉(zhuǎn)?；?(b)縮合反應(yīng)： β酮脂酰合成酶上所結(jié)合的乙酰基轉(zhuǎn)移到丙二酸單酰 ACP上的第二個碳原子上，由 β酮脂酰合成酶催化縮合，裂解出 CO2 ，生成乙酰乙酰 ACP： C H 2C O O HC O . A C PC H 3 C O C H 3 C O C H 2 C O . A C P C O 2酮 脂酰合 成酶 + + + 酮 脂酰合 成酶 β β 乙酰 CoA羧化時進入的 CO2實際上起催化作用， 2分子的 C4片斷： (c) 第一次還原反應(yīng)：乙酰乙酰 ACP(β酮脂酰 ACP)由 β酮脂酰 ACP還原酶催化，由 NADPH提供氫還原成 β羥脂酰 ACP： C H 3 C O C H 2 C O . A C P N A D P H H + C H 3 C H C H 2 C OO H. A C P N A D P+ + + +(d)脫水反應(yīng)： 生成的 β羥脂酰 ACP再由 β羥脂酰 ACP脫水酶催化脫水，生成 α,β不飽和烯脂酰 ACP： . A C PC H3 C H C H 2 C OO H. A C P C H 3 C H C H C O . H 2 O+(e)第二次還原反應(yīng)： 由 NADPH供氫， α,β不飽和烯脂酰 ACP由烯脂酰還原酶催化，生成飽和的脂酰ACP: .A C P H + . A C P N A D PC H 3 C H C H C O N A D P H C H 3 C H 2 C H 2 C O+ + ++ 生成的丁酰 ACP比開始的乙酰 ACP增加了兩個碳原子，然后丁?；購?ACP轉(zhuǎn)移到 β酮脂酰合成酶的 SH上，再重復(fù)縮合、還原、脫水、還原 4步反應(yīng)，丁酰基轉(zhuǎn)移到丙二酸單酰 ACP上的第二個碳起縮合反應(yīng)，同時放出 CO2,這樣重復(fù)一次加上一個 C2片斷 ,經(jīng)過 7次重復(fù)，合成軟脂酰 ACP，再經(jīng)硫激酶作用脫去 ACP生成軟脂酸。總反應(yīng)可表示如下 : （二）線粒體與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脂肪酸延長酶系 脂肪酸合成酶系只能合成到 16碳的軟脂酸，進一步延長碳鏈成更高級脂肪酸的作用，可由兩個酶系統(tǒng)經(jīng)兩條途徑完成：一條由線粒體中的酶系統(tǒng)將脂肪酸延長，另一條由粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中的酶系統(tǒng)將碳鏈延長。 a 線粒體脂肪酸延長酶系 ：在此酶系催化下，軟脂酰CoA與乙酰 CoA縮合生成 β酮硬脂酰 CoA，然后由NADPH+H+供氫，還原為 β羥硬脂酰 CoA，又脫水生成α,β硬脂烯酰 CoA，再由 NADPH+H+供氫，還原為硬脂酰 CoA。過程與 β氧化的逆反應(yīng)基本相似，但需 α, β烯脂酰還原酶及 NADPH+H+。通過此種方式，每一輪反應(yīng)可加上 2個碳原子，一般可延長碳鏈至 24或 26個碳原子。 b 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)脂肪酸延長酶系 ：以丙二酸單酰 CoA為二碳單位的供給體，由 NADPH+H+供氫，通過縮合、加氫、脫水及再加氫反應(yīng)，每一輪可增加 2個碳原子，反復(fù)進行可使碳鏈逐步延長。其合成過程與軟脂酸的合成相似，但脂酰基是連在CoASH上進行反應(yīng)，而不是以 ACP為載體，一般可將脂肪酸碳鏈延長至 24碳。 （三）不飽和脂肪酸的合成 ? 人體內(nèi)含有的不飽和脂肪酸主要有棕櫚油酸 (16:1, △ 9 )、油酸 (18:1, △ 9 )、亞油酸 (18:2, △ 9,12 )、亞麻酸 (18:3, △ 9,12,15)及花生四烯酸 (20:4,△ 5,8,11,14)等。前兩種單不飽和脂肪酸可由人體自身合成，而后三者多不飽和脂肪酸必須從食物攝取，哺乳動物自身不能合成。這是因為動物只有△ △ △ △ 9去飽和酶，缺乏△ 9以上的去飽和酶。而植物則含有△ △ 1 △ 15去飽和酶，故亞油酸、亞麻酸及花生四烯酸稱必須脂肪酸，必須由植物獲得，引入體內(nèi)的亞油酸可轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗖伙柡椭舅帷? 動物體內(nèi)的去飽和酶是鑲嵌在肝內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，其催化脫氫過程已基本明了，此氧化脫氫過程有線粒體外電子傳遞系統(tǒng)參與。圖95顯示：由 NADH提供電子，經(jīng)細胞色素 b5傳遞至 △ 9去飽和酶中的 Fe3+ ，再激活 O2使硬脂酸脫去 2H成油酸。 圖 95 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)去飽和酶及電子傳遞系統(tǒng)示意圖 三、 脂肪的生物合成 脂肪的生物合成主要在肝臟、脂肪組織和小腸中進行。 2分子脂酰 CoA經(jīng)過轉(zhuǎn)?；傅拇呋?，將脂?；D(zhuǎn)移到 α磷酸甘油分子上，生成磷酸甘油二脂，又稱磷脂酸，然后水解掉磷酸基團，生成甘油二酯，再與 1分子脂酰CoA作用，生成脂肪。 磷酸甘油轉(zhuǎn)?；? 磷酸甘油 溶血磷脂酸轉(zhuǎn)?；? 磷酸甘油二酯 磷脂酸磷酸酶 甘油二酯 甘油二酯轉(zhuǎn)?；? 脂肪 四、脂肪代謝的調(diào)節(jié) 脂肪代謝調(diào)節(jié)的研究十分受人關(guān)注，因為影響人類健康的主要疾病心血管病、高血脂、肥胖等都與脂肪代謝失調(diào)有關(guān)。同時油料作物的出油率也與脂肪代謝調(diào)節(jié)有關(guān)。脂肪代謝的調(diào)節(jié)可從以下三方面進行分析。 （一）不同組織器官中的脂肪轉(zhuǎn)運與代謝調(diào)節(jié) 脂肪及其代謝產(chǎn)物通過血液循環(huán)可以在不同器官間轉(zhuǎn)運，且受多種因素的調(diào)控。當(dāng)機體攝取的能量不足時，儲存在脂肪組織中的脂肪將被動員起來，水解成游離脂肪酸和甘油，從脂肪組織擴散進入血液，同時血液中的游離脂肪酸也可進入脂肪組織，與磷酸甘油合成脂肪，由于脂肪組織中甘油激酶活性很低，所以形成脂肪的磷酸甘油來自糖代謝。 脂肪組織所釋放的游離脂肪酸與血清蛋白形成復(fù)合物，可將脂肪酸運送到肌肉和肝臟等器官中。肝臟也能將游離脂肪酸轉(zhuǎn)化成脂肪，然后以脂蛋白的形式重新回到血漿中。各組織器官脂肪轉(zhuǎn)運與代謝的關(guān)系如下圖所示。 （二）激素對脂類代謝的調(diào)節(jié) 胰島素、腎上腺素、生長激素、高血糖素、促腎上腺皮質(zhì)激素、甲狀腺素、甲狀腺刺激激素、前列腺素等對脂肪代謝影響較大。其中胰島素和前列腺素等能抑制脂肪動員和分解，稱它們?yōu)橐种饧に?。腎上腺素、生長激素、胰高血糖素、促腎上腺皮質(zhì)激素、甲狀腺素、甲狀腺刺激激素都能促使脂肪分解，被稱為脂解激素。動員激素作用機制是：通過激活腺苷環(huán)化酶，促使環(huán)腺苷酸的生成，環(huán)腺苷酸作為第二信使激活蛋白激酶，使脂肪酶活化，促進脂肪分解。抑脂解激素則與動員激素作用相反。激素對脂肪代謝的調(diào)節(jié)是動態(tài)平衡過程，一旦失衡機體就會出現(xiàn)病癥。 三、脂肪酸的代謝調(diào)節(jié) 1．脂肪酸分解調(diào)節(jié) 在脂肪酸 ?氧化中，限速步驟是活化的脂酰 CoA從線粒體外轉(zhuǎn)運至線粒體內(nèi)，其關(guān)鍵酶是肉毒堿脂酰轉(zhuǎn)移酶 I，脂肪酸合成途徑中的第一個中間產(chǎn)物丙二酸單酰 CoA是該酶的抑制劑，當(dāng)細胞能量較高時，它使肉毒堿脂酰轉(zhuǎn)移酶 I的活性降低，脂酰 CoA不能穿過，因而無法氧化。同時， NADH可抑制 3羥脂酰脫氫酶，乙酰 CoA可抑制硫解酶。 2．脂肪酸合成調(diào)節(jié) 乙酰 CoA羧化酶是脂肪酸合成的限速酶，該酶是變構(gòu)酶。檸檬酸能促進無活性的單體聚集成有活性的全酶，利于脂肪酸的合成；而軟脂酰 CoA則抑制脂肪酸等的合成。當(dāng)細胞處于高能量狀態(tài)時，線粒體中乙酰 CoA和 ATP含量較多，可抑制三羧酸循環(huán)中異檸檬酸脫氫酶的活性，使檸檬酸含量增加，加速脂肪酸的合成。 脂肪酸合成的調(diào)節(jié) 乙酰 CoA羧化酶是脂酸生物合成的限速酶，各種因素對脂肪酸生物合成的調(diào)節(jié)主要通過影響該酶的活性實現(xiàn)。 (1)激素的調(diào)節(jié) 調(diào)節(jié)脂肪酸生物合成的激素主要包括胰高血糖素、腎上腺素及胰島素等。胰高血糖素和腎上腺素能抑制乙酰 CoA羧化酶的活性，使脂肪酸的合成減少，而胰島素可通過誘導(dǎo)乙酰 CoA羧化酶的合成，促進脂酸的合成。 (2)代謝物的調(diào)節(jié) 乙酰 CoA和 NADPH的增多，有利于脂肪酸的合成，因此，進食糖類使糖代謝增強時，可促進脂肪酸的生物合成。體內(nèi)檸檬酸及異檸檬酸增多時，可激活乙酰CoA竣化酶，使脂酸的合成增加。進食高脂肪膳食或饑餓脂肪動員增強時，脂酰 CoA增多，可反饋抑制乙酰 CoA羧化酶的活性，使脂酸的合成減少 。 第四節(jié) 磷脂的代謝 磷脂是一類含磷酸的類脂，按其化學(xué)組成不同可分為甘油磷脂(phosphoglyceride)與鞘磷脂 (sphingomyelin)，前者以甘油為基本骨架，后者則以鞘氨醇為基本骨架。體內(nèi)含量最多的磷脂是甘油磷脂，而且分布廣。鞘磷脂主要分布于大腦和神經(jīng)髓鞘中。 一、甘油磷脂的代謝 甘油磷脂由甘油、脂肪酸、磷酸及含氮化合物等組成，其基本結(jié)構(gòu)為： 在甘油的 1位和 2位羥基上各結(jié)合 1分子脂酸，通常 2位脂酸為花生四烯酸。 3位羥基上結(jié)合 1分子磷酸。根據(jù)與磷酸羥基相連的取代基團不同，可將甘油磷脂分為磷脂酰膽堿 (卵磷脂 )、磷脂酰乙醇胺 (腦磷脂 )、磷脂酰絲氨酸及磷脂酰肌醇等 (表 5)。體內(nèi)以卵磷脂和腦磷脂的 含量最多，占組織及血液中磷脂的 75%以上。 （一）甘油磷脂的分解代謝 生物體內(nèi)存在著能使甘油磷脂水解的多種磷脂酶類，它們作用的部位及生成的產(chǎn)物見圖。 磷脂酶 A1和磷脂酶 A2分別作用于甘油磷脂的 1位和 2位酯鍵，磷脂酶 B1和磷脂酶 B2分別作用于溶血磷脂的 l位和 2位酯鍵，磷脂酶 C作用于 3位的磷酸酯鍵，而磷脂酶 D則作用于磷酸取代基間的酯鍵。 磷脂酶 A2存在于各組織細胞膜和線粒體膜，以酶原形式存在于胰腺中，其作用是催化甘油磷脂中 2位酯鍵水解生成溶血磷脂和多不飽和脂肪酸。溶血磷脂是一種較強的表面活性物質(zhì)，能使紅細胞膜或其他細胞膜破壞引起溶血或細胞壞死。臨床上急性胰腺炎的發(fā)病，就是由于某種原因使磷脂酶 A2激活，導(dǎo)致胰腺細胞膜受損，胰腺組織壞死。毒蛇唾液中含有磷脂酶 A2，因此被毒蛇咬傷后可引起溶血。 甘油磷脂最終被完全水解為脂肪酸、甘油、磷酸、膽堿、膽胺等，它們分別參與代謝。脂肪酸經(jīng) β氧化作用而分解，甘油可納入糖代謝中，膽堿經(jīng)氧化和脫甲基作用生成甘氨酸。 （二）甘油磷脂的生物合成 體內(nèi)甘油磷脂一部分由食物中來，一部分在各組織內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上經(jīng)過一系列的酶催化而成。 全身各組織細胞均可合成甘油磷脂，肝、腎及小腸等組織是合成甘油磷脂最活躍的場所。 合成的原料為磷酸、甘油、脂肪酸、膽堿或乙醇胺等。其中必需脂肪酸只能由食物供應(yīng)，其他原料可在體內(nèi)合成