第三节    脂肪的合成代谢
人体内的脂肪来源于食物和体内合成，原料涉及3-磷酸甘油的生成和脂肪酸的生物合成。肝脏、脂肪组织和小肠均可合成脂肪，以肝脏合成能力最强。
一、3-磷酸甘油的生成
糖分解代谢产生的磷酸二羟丙酮经脱氢酶催化还原生成3-磷酸甘油是最主要的来源；脂肪分解产生的甘油主要用于糖异生，很少一部分经脂肪组织外的甘油激酶催化与ATP作用生成3-磷酸甘油。
二、脂肪酸的生物合成
合成脂肪酸的酶系主要在胞浆，而糖代谢提供的乙酰CoA原料又在线粒体生成，所以乙酰CoA需通过转运。合成脂肪酸的过程不同于β-氧化的逆过程，是由7种酶蛋白和酰基载体蛋白（ACP）组成的多酶复合体完成，合成的产物是软脂酸。碳链延长是在线粒体和内质网中的2个不同的酶系催化下进行的。
（一）软脂酸的生物合成
1. 乙酰CoA转运至胞浆（柠檬酸-丙酮酸循环）。 
乙酰CoA与草酰乙酸在线粒体先缩合生成柠檬酸，经内膜上的载体转运入胞浆，在ATP-柠檬酸裂解酶作用下生成乙酰CoA与草酰乙酸，前者参与脂肪酸的合成，后者可经苹果酸脱氢酶和苹果酸酶催化转变为丙酮酸再进入线粒体，也可在载体作用下，经苹果酸直接进入线粒体，继而转变为草酰乙酸。
2. 乙酰CoA羧化生成丙二酸单酰CoA
乙酰CoA羧化酶催化，ATP、生物素、Mg2+参与，总反应：
乙酰CoA+ATP+HCO3－——→  丙二酸单酰CoA+ADP+Pi
ATP提供能量，生物素起转移羧基的作用，乙酰CoA羧化酶是FA合成的限速酶（变构酶），变构剂柠檬酸与其变构部位结合可激活此酶的活性。
3. 乙酰基和丙二酸单酰基的转移（负载）
脂肪酸合成的酰基载体不是CoA，而是酰基载体蛋白。在乙酰CoA-ACP转酰基酶和丙二酸单酰CoA-ACP转酰基酶的催化下，乙酰基和丙二酸单酰基被转移至ACP上，生成乙酰-ACP和丙二酸单酰-ACP。
4. 脂肪酸合成酶系催化进行缩合、还原、脱水、还原反应。
（1）酮酰基-ACP合成酶接受乙酰-ACP的乙酰基，释放HS-ACP，并催化乙酰基转移到丙二酸单酰-ACP上生成乙酰乙酰-ACP。
（2）乙酰乙酰-ACP中的β-酮基转换为醇，生成β-羟丁酰-ACP。反应由酮酰基-ACP还原酶催化，NADPH为酶的辅酶。
（3）β-羟丁酰-ACP经脱水酶催化生成带双键的反式丁烯酰-ACP。
（4）反式丁烯酰-ACP还原为四碳的丁酰-ACP。反应是由烯脂酰-ACP还原酶催化， NADPH为酶的辅酶。
如此每循环一次，有一个新的丙二酸单酰CoA参与合成（贡献二碳单位），7次循环，生成16C的软脂酰-ACP，经硫解酶水解生成软脂酸和HS-ACP。
哺乳动物脂肪酸氧化和合成的主要区别?
（二）脂肪酸碳链的延长
植物和动物中脂肪酸合成酶的最常见的产物是软脂酸。其它各种FA的合成需要肝细胞的线粒体或内质网中的一些酶。
在线粒体，乙酰CoA提供碳源，NADPH提供还原当量，循β-氧化逆过程，前3步反应相同，第4步反应由烯脂酰CoA还原酶催化，辅酶是NADPH而不是FAD，通过这种方式，每一轮可延长2个C，一般可延长碳链至24或26C，以18C的硬脂酸为主。
在内质网，丙二酸单酰CoA提供碳源，NADPH供氢，反应过程与软脂酸合成相似，不同的是CoASH代替ACP作为酰基载体，一般可延长碳链至22或24C，也以18C的硬脂酸为主。
（三）不饱和脂肪酸的合成
动物细胞含有催化不饱和FA双键形成的去饱和酶，可催化远离FA羧基端的第九个碳的去饱和。但九碳以上的去饱和则只有植物中的去饱和酶能催化。如亚油酸（18：2  ⊿9,12）、亚麻酸（18：3⊿9 ,12 ,15）、花生四烯酸（20：4⊿5 ,8 ,11,14）是动物所需的，但动物不能合成，是必须由食物供给的必需脂肪酸。当人体缺乏必需脂肪酸时，会出现生长缓慢、抵抗力下降、皮肤炎和毛发稀疏等症状。亚麻酸和花生四烯酸只能从亚油酸转化生成，花生四烯酸又是合成前列腺素（PG）及血栓素等重要生理活性物质的前体。
（四）脂肪酸代谢的调控
动物的FA代谢受激素的调控，主要调节物是胰岛素，肾上腺素和胰高血糖素的作用与胰岛素相反。
三、脂肪的合成
细胞内的FFA的含量并不多，大多数是以酯化形式三脂酰甘油和磷脂存在。
脂肪合成的前体是甘油-3-磷酸和脂酰CoA。酰基转移酶催化1分子甘油-3-磷酸和2分子脂酰CoA生成磷脂酸，经磷脂酸磷酸酶水解去磷酸生成二脂酰甘油，再由酰基转移酶催化结合1分子脂酰CoA生成三脂酰甘油。

第四节   磷脂的生物合成
哺乳动物的所有组织均可合成磷脂。CTP在磷脂合成中特别重要。
一、甘油磷脂的合成
在生理pH下，磷脂酰胆碱与磷脂酰乙醇胺所带的净电荷为零，属于中性磷脂，而磷脂酰肌醇与磷脂酰丝氨酸带有负的净电荷属于酸性磷脂。
磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺和三脂酰甘油是通过一个共有途径合成的。
先由甘油-3-磷酸作为酰化反应的骨架与提供酰基的脂酰CoA反应生成磷脂酸，脱磷酸后成二脂酰甘油（DG）。DG直接酰化形成TG或与CDP-胆碱或CDP-乙醇胺反应生成磷脂酰胆碱和磷脂酰乙醇胺。DG是合成的重要中间物。
CDP-胆碱与CDP-乙醇胺是胆碱与乙醇胺在激酶的催化下先生成磷酸胆碱和磷酸乙醇胺，再在转移酶作用下，与CTP反应生成。
磷脂酰乙醇胺可接受S-腺苷蛋氨酸提供的-CH3而转化成磷脂酰胆碱。
磷脂酸是两个酸性磷脂合成的直接前体。磷脂酸与CTP反应生成CDP-二脂酰甘油。在E.coli，CDP-二脂酰甘油与丝氨酸结合生成磷脂酰丝氨酸；在原核生物和真核生物中，与肌醇结合形成磷脂酰肌醇，或与1分子磷脂酰甘油结合生成心磷脂，心磷脂是心肌线粒体内膜的主要磷脂。
在哺乳动物中，磷脂酰丝氨酸是在碱基交换酶的作用下形成的。该酶催化丝氨酸取代磷脂酰乙醇胺中的乙醇胺，反应是可逆的。
二、鞘脂的合成
鞘脂是一类以鞘氨醇为结构骨架的脂，骨架是由软脂酰CoA及丝氨酸为原料合成。鞘氨醇酰化生成N-脂酰鞘氨醇（神经酰胺），再与CDP-胆碱或磷脂酰胆碱形成鞘磷脂，也可与UDP-半乳糖反应生成脑苷脂。

第五节   胆固醇的生物合成