脂肪酸合成調控(Fatty acid synthesis regulation)

1. 營養狀態因子

因子
說明
脂肪合成速率↑
攝取高碳水化合物
吃進高碳水化合物的食物,身體進行葡萄糖(glucose)代謝,產生Acetyl-CoA,接著Acetyl-CoA和草醋酸結合形成檸檬酸(Citrate),檸檬酸從粒線體跑到細胞質內,然後藉由檸檬酸分解酶(citrate lyase)催化,重新產生Acetyl-CoA。整個步驟就是要將Acetyl-CoA帶到細胞質,細胞便可利用Acetyl-CoA合成脂肪酸
脂肪合成速率↓
限制卡路里的攝取
少了能量來源,減少製造脂肪的原料,並開始代謝脂肪產生能量→血中游離脂肪酸↑
攝取高脂食物
血液中游離脂肪(free fatty acid)酸濃度↑,體內會抑制合成脂肪酸
糖尿病(Diabetes mellitus,DM)
糖尿病患者無法使用醣類作為其能量來源,也無法使用醣合成脂肪,故必須代謝脂質及蛋白質→血液中的游離脂肪酸(free fatty acid)濃度便會上升。
結論
血液中游離的脂肪酸濃度↑在肝臟合成脂肪酸速率↓
兩者呈負相關
2. 長期短期的調控
短期機制
short-term
利用酵素的異位(allosteric)調控與共價(covalent)調控
長期機制
long-term
說明
改變酵素合成與降解的速率,調整酵素的總量
重要範例
乙醯輔酶A羧化酶(Acetyl-CoA carboxylaseACC→常用字要記)
A. 活化:在飽食情況下,ACC可被檸檬酸(citrate)活化 →脂肪合成↑
B. 抑制:ACC被長鏈醯基輔酶Along chain acyl- CoA,長鏈的游離脂肪酸,碳數約為1618,為ACC所產生的產物)抑制,是種產物負回饋的抑制→脂肪合成↓
丙酮酸去氫酶(pyruvate dehydrogenasePDH→常用字要記)
抑制:
a. acyl-CoA(長碳鏈脂肪酸)抑制
b. acetyl- CoA(也是acyl-CoA的分解產物)是PDH催化的產物,故有產物負回饋 →∴可以調節acetyl- CoA供給量
 
資料來源:維基百科
c. 游離脂肪酸上升
長鏈脂肪酸(long-chain acyl-CoA)氧化
→游離脂肪酸含量增加,脂肪酸氧化速度也會加快,使得粒線體內[acetyl-CoA]/[CoA][NADH]/[NAD+]比值增加
→大量的acetyl-CoA抑制PDH的活性
3. 激素調控脂質生成功能
激素
促進脂質生成作用(lipogenesis
促進

葡萄糖運入脂肪組織 →增加丙酮酸與glycerol 3-P
glycerol 3-P
的作用
glycerol 3-P會和脂肪酸(acyl-CoA)結合 →減少了acyl-CoA的量 →減少了脂質合成作用的抑制劑脂肪合成
活化酵素

A. 上述增加丙酮酸可以活化在脂肪組織的PDH 產生Acetyl-CoA,為脂肪原料脂肪生成
B. 胰島素會活化蛋白質磷酸水解酶(protein phosphatase),此酶會切斷ACC上的磷酸鍵,藉由共價修飾來活化ACC脂肪生成
cAMP
濃度
降低細胞cAMP濃度 →脂質分解(lipolysis)作用受到抑制
升糖素(glucagon
腎上腺素(epinephrine

抑制脂質生成作用(lipogenesis,和胰島素剛好相反
cAMP
調節
增加細胞內cAMP的濃度 →cAMP-dependent protein kinase活性↑ →ACC磷酸化使其失去活性抑制脂質生成作用
圖解激素調節ACC
 
4. 低能狀態抑制脂質生成作用
低能狀態會使AMP增加→促進AMP-dependent protein kinase的活性 →磷酸化ACC,使ACC失去活性→抑制脂肪生成(方法類似升糖素、腎上腺素,重點差在低能狀態增加AMP;升糖素、腎上腺素增加cAMP,但其效果相同)
5. 整理
A. 適應性酵素→隨狀況調節酵素的量,和長期(long-term)機制有關
a. 脂肪酸合成酶複合體(fatty acid synthase complex)與乙醯輔酶A羧化酶(ACC)都是適應性酵素(adaptive enzyme):
˙ 在飽食狀態,酵素總量會增加
˙ 在禁食、攝食高脂飲食、糖尿病等狀態,其酵素總量會減少
b. 胰島素會促成酵素的誘導合成,進而增加酵素總量;升糖素則是抑制酵素總量。而它們對酵素總量的影響,需要數天才會有明顯效果
B. 簡化小表:
乙醯輔酶羧化酶
Acetyl-CoA
carboxylase ACC
短期
異位調控活化
citrate
異位調控抑制
acyl-CoA
共價磷酸化抑制
升糖素、腎上腺素、AMP
共價去磷酸化活化
胰島素
長期
增加酵素生成量
甲狀腺素、高醣類飲食、胰島素
降低酵素生成量
飢餓、高脂飲食、低濃度胰島素與高濃度升糖素、體內含大量不飽和脂肪酸(PUFA
脂肪酸合成酶
Fatty acid synthase
短期
異位調控活化
醣類磷酸化
長期
增加酵素生成量
高醣類飲食、胰島素

降低酵素生成量
飢餓、高脂飲食、低濃度胰島素與高濃度升糖素、體內含大量不飽和脂肪酸(PUFA

▼有機物代謝(Organic matter metabolism) 顯示/隱藏(show/hide)

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