(一)軟脂酸的生成
脂肪酸的合成首先由乙酰CoA開始合成,產(chǎn)物是十六碳的飽和脂肪酸即軟酯酸(palmitoleic acid)。
1.乙酰CoA的轉(zhuǎn)移
乙酰CoA可由糖氧化分解或由脂肪酸、酮體和蛋白分解生成,生成乙酰CoA的反應均發(fā)生在線粒體中,而脂肪酸的合成部位是胞漿,因此乙酰CoA必須由線粒體轉(zhuǎn)運至胞漿。但是乙酰CoA不能自由通過線粒體膜,需要通過一個稱為檸檬酸丙酮酸循環(huán)(citrate pyruvate cycle)來完成乙酰CoA由線粒體到胞漿的轉(zhuǎn)移。首先在線粒體內(nèi),乙酰CoA與草酰乙酸經(jīng)檸檬酸合成酶催化,縮合生成檸檬酸,再由線粒體內(nèi)膜上相應載體協(xié)助進入胞液,在胞液內(nèi)存在的檸檬酸裂解酶(citrate lyase)可使檸檬酸裂解產(chǎn)生乙酰CoA及草酰乙酸。前者即可用于生成脂肪酸,后者可返回線粒體補充合成檸檬酸時的消耗。但草酰乙酸也不能自由通透線粒體內(nèi)膜,故必須先經(jīng)蘋果酸脫氫酶催化,還原成蘋果酸再經(jīng)線粒體內(nèi)膜上的載體轉(zhuǎn)運入線粒體,經(jīng)氧化后補充草酰乙酸。也可在蘋果酸酶作用下,氧化脫羧生成丙酮酸,同時伴有NADPH的生成。丙酮酸可經(jīng)內(nèi)膜載體被轉(zhuǎn)運入線粒體內(nèi),此時丙酮酸可再羧化轉(zhuǎn)變?yōu)椴蒗R宜帷C拷?jīng)檸檬酸丙酮酸循環(huán)一次,可使一分子乙酸CoA由線粒體進入胞液,同時消耗兩分子ATP,還為機體提供了NADPH以補充合成反應的需要(見圖5-15)。
圖5-15 檸檬酸-丙酮酸循環(huán)
2.丙二酰CoA的生成
乙酰CoA由乙酰CoA羧化酶(acetyl CoA carboxylase)催化轉(zhuǎn)變成丙二酰CoA(或稱丙二酸單酰CoA)反應如下:
乙酰CoA羧化酶存在于胞液中,其輔基為生物素,在反應過程中起到攜帶和轉(zhuǎn)移羧基的作用。該反應機理類似于其他依賴生物素的羧化反應,如催化丙酮酸羧化成為草酰乙酸的反應等。
圖5-16 原核生物脂肪酸合成酶復合物生成軟脂酸(16:0)
由乙酰CoA羧化酶催化的反應為脂肪酸合成過程中的限速步驟。此酶為一別構(gòu)酶,在變構(gòu)效應劑的作用下,其無活性的單體與有活性的多聚體(由10?0個單體呈線狀排列)之間可以互變。檸檬酸與異檸檬酸可促進單體聚合成多聚體,增強酶活性,而長鏈脂肪酸可加速解聚,從而抑制該酶活性。乙酰CoA羧化酶還可通過依賴于cAMP的磷酸化及去磷酸化修飾來調(diào)節(jié)酶活性。此酶經(jīng)磷酸化后活性喪失,如胰高血糖素及腎上腺素等能促進這種磷酸化作用,從而抑制脂肪酸合成;而胰島素則能促進酶的去磷酸化作用,故可增強乙酰CoA羧化酶活性,加速脂肪酸合成。
同時乙酰CoA羧化酶也是誘導酶,長期高糖低脂飲食能誘導此酶生成,促進脂肪酸合成;反之,高脂低糖飲食能抑制此酶合成,降低脂肪酸的生成。