Chapter 26~ Chapter 28 1조 정효진 고가람 김연실 정태익 김현지 박상은 전아람 명귀관 박수민

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1 Chapter 26~ Chapter 28 1조 정효진 고가람 김연실 정태익 김현지 박상은 전아람 명귀관 박수민
생화학 SECTION 12 지방산 및 지질 대사 Chapter 26~ Chapter 28 1조 정효진 고가람 김연실 정태익 김현지 박상은 전아람 명귀관 박수민

2 목차 Chapter 26 Chapter 27 Chapter 28 26.1 지방산은 세 단계에 걸쳐서 처리된다.
26.2 불포화 및 홀수-탄소 수의 지방산 분해는 추가반응이 요구된다. 26.3 케톤체는 지방으로부터 파생되는 또 다른 연료원이다. 26.4 대사의 전후관계 : 지방산 대사는 여러 생리상태의 관찰자료이다. Chapter 27 27.1 지방산 합성은 세 단계로 이루어진다. 27.2 부가적 효소들이 지방산을 신장시키고 불포화시킨다. 27.3 아세틸 CoA 카르복실화효소는 지방산 대사의 주요한 조절인자이다. 27.4 대사의 전후관계 : 에탄올은 간조직에서 에너지 대사를 변경시킨다. Chapter 28 28.1 포스파티드산은 저장형 지질과 막지질의 전구물질이다. 28.2 콜레스테롤은 아세틸 CoA로부터 세 단계로 합성된다. 28.3 콜레스테롤의 합성 조절은 여러 수준에서 일어난다. 28.4 지질단백질은 콜레스테롤과 중성지질을 온몸으로 운반한다. 28.5 콜레스테롤은 스테로이드 호르몬의 전구체이다.

3 CHAPTER 26 지방산 분해

4 지질(Lipid) 분류 종류 1. 지질이란? 2. 지질의 분류
= 분자 중에 긴사슬 지방산 또는 유사한 탄화수소 사슬을 가지고 있으며 물과 같은 극성용매에는 녹지 않고, 에테르, 클로로포름과 같은 비극성용매에 잘 녹는 생체 내에서 합성되거나 다른 생물에서 유래한 물질 2. 지질의 분류 분류 종류 단순지질(simple lipid) 중성지방(triacylglycerols), 왁스(wax) 복합지질(conjugated lipid) 인지질, 당지질, 지단백질 유도지질(derived lipid) 지방산(fatty acid), 콜레스테롤, 지용성비타민, 고급알코올

5 26-1. 지방산은 세 단계에 걸쳐서 처리된다. 포화지방산 C COOH R H 불포화지방산 C R H COOH 지방산
탄소와 탄소사이에 단일결합 (-C-C-)만으로 이루어진 지방산 포화지방산이 많은 지방은 융점이 높아 실온에서 고체이다. 탄소와 탄소사이에 이중결합 (-C=C-)이 하나이상 포함된 지방산 이중결합 수와 위치, 시스- 트랜스 이성질체 등에 의해 녹는점이 달라진다. Ex) 팔미트산(16:0), 스테아르산(18:0) 등 Ex) 팔미톨레산(16:1), 올레산(18:1), 리놀레산(18:2) 등 포화지방산 C COOH R H 불포화지방산 C R H COOH

6 중성지질(Triacylglycerol)
지방산이 저장 형태의 지질로 전환된 것 체지방의 95%가 중성지방 형태이며 동물체의 주된 장기간 에너지 저장 형태이다. 글리세롤 한 분자가 지방산 세 분자와 에스테르 결합으로 이루어진 화합물 카르복시산과 알코올에서 물 분자가 탈리하여 생성하는 화합물 + 3H2O + 지방산은 탄수화물보다 많은 에너지를 낸다. 글리세롤 지방산 3개 중성지질

7 HO R1 C O R2 R3 H C O H C O R1 + 3H2O + R2 R3
중성지질은 호르몬에 의해 활성화된 지질 가수분해효소에 의해 가수분해된다. 중성지질은 지방산과 글리세롤로 분해되고, 지방조직으로부터 방출되어 에너 지를 요구하는 조직으로 수송된다. HO R1 C O R2 R3 R1 H C O R2 R3 H C O + 3H2O + Lipase 지질 가수분해효소 중성지질 (Triacylglycerols) 에피네프린, 글루카곤 지방산 3개 글리세롤

8 글리세롤의 산화 CH2OH HO C H CH2OPO3²¯ O OH 글리세롤의 산화 간세포 글리세롤 다른조직들 중성지질 지방산
L-글리세롤 3-인산 D-글리세르알데히드 3-인산 디히드록시아세톤 인산 ATP ADP NAD + NADH + H + 인산화효소 글리세롤 인산 탈수소효소 화합물로부터 수소원자와 전자가 제거되는 반응을 촉매 글리세롤의 산화 간세포 해당작용 피루브산 글리세롤 글루코오스 신생합성작용 글루코오스 다른조직들 중성지질 지방산 산화 아세틸CoA 지방산 CAC citric acid cycle 시트르산 회로 지방산의 산화 CO2+H2O

9 C O R 2. 지방산은 산화 전에 보조효소 A와 연결된다.
지방산은 보조효소 A(coenzyme A)와 반응하여 아실 CoA를 형성해서 활성화  미토콘드리아 외막에서 발생 지방산 아실 아데닐산 아실 CoA  PPi + H2O 2Pi 피로인산 가수분해효소 피로인산 인산 보조효소 A와 장쇄인 지방산의 아실기가 결합한 화합물로 지방산 산화의 중간산물 C O R CoA의 설프하이드릴기 (수황기) = 하이드록시기의 산소를 황으로 대치한 기

10  활성화 완결반응 = RCO- CoA RCOO¯+ CoA+H2O ATP + H2O AMP + PPi
AMP + 2Pi  활성화 완결반응 = ATP + H2O AMP + PPi △G°´ = 64.6 KJ/mol (= 14.9 kcal/mol) 2. 활성화된 지방산은 알코올 카르니틴과 결합한 후 미토콘드리아 기질 내로 이동 지방산의 산화시에 지방산을 미토콘드리아내로 운반하는 역할을 지닌 화합물이다. 아실 카르니틴 자리옮김효소 카르니틴 아실기 전이효소Ⅰ 전이효소Ⅱ

11 3. 지방산은 미토콘드리아에서 3단계로 산화된다. Ⅰ. 단계 = β산화 ③ ④ ② ①
1. β –산화 = β위치의 탄소원자가 연속적으로 산화됨으로써 지방산이 아세틸 –CoA로 산화적으로 분해되는 것 2. 지방산의 β-산화는 탈수소반응 - 가수반응 - 탈수소반응 - thiol 분해반응의 4단계로 진행 ①. 탈수소반응 ②. 가수반응 ③. 두번째 탈수소반응 ④. Thiol 분해반응 ③ ④ ② ①

12 Ⅱ. 단계 = citric acid cycle Ⅲ. 단계 = ATP형태로 보존
아세틸-CoA의 아세틸 잔기가 시트르산 회로을 거쳐서 CO2로 산화한다.  미토콘드리아의 matrix 안에서 일어난다. Ⅲ. 단계 = ATP형태로 보존 ① 미토콘드리아의 호흡 사슬에 전자를 전해주고, 이 전자는 호흡 사슬에 거쳐서 산소로 전해진다. ② 이 과정을 통해 지방산 산화에 의해서 방출된 에너지는 ATP의 형태로 보존된다. Ex) 탄소 18개인 시트르산이 β-산화 과정에서 얻을 수 있는 ATP = ① 지방산의 1회 β-산화시 4ATP 생성 ( 1 FADH2, 1 NADH 생성) ② (18 ÷ 2) -1 = 8회의 β-산화 ( 9 acetyl CoA 생성) ③1회전에 5 ATP이므로 8 x 4 = 32 ATP ④acetyl CoA 분자 당 10 ATP이므로 9 x 10 = 90 ATP 122 ATP 시트르산 활성화에 2 ATP를 소모하였으므로 = 120 ATP 생성됨  지방산의 산화에 의한 ATP 생성 ① 지방산의 1회 β-산화시 4ATP 생성 ( 1 FADH2, 1 NADH 생성) ② 지방산의 β-산화 회전수 = (탄소수 ÷ 2) -1 ③ 지방산의 활성화에 소모된 ATP 수 = 2 ATP ④ acetyl CoA 1분자 당 10ATP 생성

13 4. 팔미트산의 완전산화는 ATP 106 분자를 생성한다.
Cn-아실 CoA+FAD+NAD + +H2O+CoA 팔미토일 CoA + 7FAD + 7NAD + + 7H2O 8아세틸 CoA + 7FADH2 + 7NADH + 7H+ Cn-2-아실 CoA+FADH2+NADH+아세틸CoA+ H +  한 분자의 팔미트산이 완전 산화하여 106분자의 ATP가 생산

14 26-2. 불포화 및 홀수-탄소 수의 지방산 분해는 추가반응이 요구된다.
1. 포화지방산의 β-산화와 다른 점 ① 포화지방산의 β-산화시에는 trans형 acylCoA 형성하는데 자연계 에는 cis형 존재  이성질체 효소 필요 ② 포화지방산의 β-산화시에는 가수반응시 L(+)-형이 생성되는데 불포화 지방산의 경우에는 D(-)- 형이 생성됨 -- epimerase 필요 ③ 이중결합이 있는 곳에서는 첫 번째 탈수소 반응이 필요 없음 (FADH2 생성 안됨) ④ 이중결합 한 개당 같은 탄소수의 포화지방산이 산화될 때보다 2ATP가 적게 생성 이성질체 효소 = 이성질체를 촉매하는 효소 이성질체 = 분자식은 같으나 구조식이 달라 성질이 다른 화합물 Epimer =단 한 개의 부제탄소에 붙어있는 –OH기가 대치이고 다른 –OH기들은 모두 같은 방향에 있는 두당의 관계 Ex) 리놀레산(C18:2)이 β-산화 과정에서 얻을 수 있는 ATP = ① β-산화 8번 8 x 4 = 32 ATP ② 9개의 acetyl CoA 9 x 10 = 90 ATP ③ 이중결합 2개 -2 x 2 = -4 ATP ④ 활성화에 2ATP 소모 -2 ATP 116 ATP 생성 시스-△³-엔오일 CoA 이성질화효소

15 리놀레오일 CoA 1 H3C (CH2)4 CH H2C S O CoA C H2 2 C H2 H3C (CH2)4 HC S O
5 4 3 2 1 4 C H H2 S CoA HC H3C (CH2)4 CH H2C O 3

16 트란스 - △²-엔오일 CoA 트란스 - △³-엔오일 CoA 2,4- 디엔오일 CoA FADH2 FAD 아실 CoA 탈수소효소
HC 트란스 - △²-엔오일 CoA CH 5 4 3 2 1 H3C (CH2)4 H2C S O CoA C H2 5 FADH2 FAD 아실 CoA 탈수소효소 HC 트란스 - △³-엔오일 CoA C H2 5 4 3 2 1 H3C (CH2)4 H2C S O CoA 6 시스-△³-엔오일 이성질화효소 O C H S CoA H3C (CH2)4 CH 5 4 3 2 1 2,4- 디엔오일 CoA 7 NADP + NADPH + + H + 2,4-디엔오일 CoA 환원효소

17 3. 홀수 지방산의 산화 마지막 β-산화시에 propionyl CoA 생성 Propionyl CoA + ATP + CO2
Methylmalonyl CoA + ADP + Pi Succinyl CoA 프로피오닐 CoA에서 석시닐 CoA로의 전환

18 26-3. 케톤체는 지방으로부터 파생되는 또 다른 연료원이다.
 케톤체란? = 지방산의 대사산물로서 아세토아세트산, β-히드록시부티르산, 아세톤의 3종 화합물의 총칭이다. 1. 케톤체 생성 환경 생체 내에서 지방의 이용률이 높아질 때에는 혈액에 케톤체가 증가한다. 기아나 당뇨상태처럼 체내 에너지원이 고갈시 저장지방의 분해가 증가한다. 간 이외의 조직에서 케톤체는 연료분자로서 쓰여진다.  골격근, 뇌, 신장으로 수송되어 에너지원으로 사용된다. 간(미토콘드리아)은 케톤체를 생성할 뿐 β-ketoacyl-CoA transferase가 없어서 이용할 수는 없다.

19 2. 케톤체 생성(ketogenesis) 2Acetyl CoA 케톤체의 생성은 간조직에서 일어난다.
Acetoacetyl CoA + Acetyl CoA β-케토디올라아제 H2O 히드록시메틸글루타릴 CoA 합성효소 CoA β-Hydroxy -β-methyl glutaryl CoA 히드록시메틸글루타릴 CoA 분해효소 acetyl CoA Acetoacetate + Acetyl CoA D- β -히드록시부티르산 탈수소효소 H + NADH + H+ CO2 NAD+ Aceton D-β-hydroxybutyrate

20 3. 케톤체 분해대사 D-β- 히드록시 부티르산 아세토아세트산 아세토아세틸CoA 2 아세틸 CoA
NAD+ 탈수소효소 평소 케톤체의 합성량과 사용량은 서로 평형을 이루며, 혈액에 존재하는 양은 매우 적다( mg/dL). NADH + H+ 아세토아세트산 석시닐 CoA 체내 지방산의 산화가 촉진되어 아세틸 CoA가 증가되어 TCA회로에서 신속히 산화되지 못하면 혈중 케톤체의 농도가 높아진다. CoA 전이효소 석신산 아세토아세틸CoA 혈액에서 아세토아세트산의 수준이 높다 아세틸 단위가 많이 존재, 지방조직에서 lypolysis의 속도를 감소 CoA 티올분해효소 2 아세틸 CoA

21 CHAPTER 27 지방산 생합성

22 지방산의 개념 및 역할 지방산이란? 지방산의 역할 생물 시스템에서 여러 가지 결정적인 역할을 수행
1개의 카복실기(-COOH)를 가지는 탄화수소 사슬의 카복실간으로 사슬모양의 1가의 카복실산을 말한다. 지방을 가수분해하면 생기기 때문에 이러한 이름으로 붙였다. 지방산의 역할 생물 시스템에서 여러 가지 결정적인 역할을 수행 비축연료 신호분자 막지질의 성분

23 27.1 지방산 합성은 세 단계로 이루어진다. 지방산의 3단계 합성과정 아세틸 CoA란? 준비단계
아세틸 CoA는 시트르산 형태로 이동되어서 아세틸 CoA와 옥살로아세트산으로 절단된다. 아세틸 CoA란? 아세틸코엔자임A로서 생체의 세포호흡(대사)결로의 공통된 중간 대사물질인 단당류, 지방산 및 일부 아미노산에 산화분해 될 때 생성된다.

24 27.1 지방산 합성은 세 단계로 이루어진다. 지방산의 3단계 합성과정 지방산 합성은 세포질에서 시작됨
ㄹㄴㅇㅎㅇㄴㅇㅎ 세포질에서 아세틸 CoA가 활성화되고 두 단계의 반응을 거쳐서 말로닐 CoA를 생성한다. 반응 중간산물들은 아실기 운반단백질에 부착된다. [ 반응 중간산물 + 아실기 운반단백질 ] 운반체 : 지방산 합성을 위한 분지적 기초 역할 부착 지방산은 5단계의 신장회로에서 한 번에 두 개 탄소씩 만들어진다.

25 27.1 지방산 합성은 세 단계로 이루어진다. 시트르산은 아세틸기를 미토콘드리아로부터 세포질로 운반한다.
아세틸 CoA 지방산 합성의 원료 미토콘드리아에서 형성 미토콘드리아는 아세틸 CoA를 쉽게 통과 시킬수 있음 아세틸 CoA 분자가 세포질로 이동되는 과정 시트르산 미토콘드리아 외부로 수송 아세틸 CoA와 옥살로아세트산의 축합반응에 의해 미토콘드리아 기질 내에서 형성됨 역할 지방산 합성의 전구물질, 신호분자 세포질 내의 시트르산 : 에너지가 풍부한 상태 (글루코오스를 산화시킬 필요가 없음) 축합반응 개념 : 탄소화합물의 반응에서 물 한분자가 떨어져 나가면서 두 분자가 결합하는 반응을 말한다. 시트르산 회로에서 시작됨 에너지가 요구됨 시트르산 미토콘드리아 외부로 수송 아세틸 CoA와 옥살로아세트산의 축합반응에 의해 미토콘드리아 기질 내에서 형성됨

26 27.1 지방산 합성은 세 단계로 이루어진다. 시트르산은 아세틸기를 미토콘드리아로부터 세포질로 운반한다
조효소A (coenzyme A) 효소 구성요소인 보결분자족의 하나 아실기(-CO-R)의 운반체로서 작용하는 조효소 아미노산 대사, 스테로이드 합성, 지방산합성, 지방산화, 피루브산산화 등의 여러 반응에 관여 간, 미토콘드리아에 많이 함유(포함) 시트르산 + ATP + CoASH + H2O ATP-시트르산 분해효소 아데노신 삼인산 인산 3개

27 27.1 지방산 합성은 세 단계로 이루어진다. 시트르산은 아세틸기를 미토콘드리아로부터 세포질로 운반한다
인산 2개 아세틸 CoA+ ADP + Pi + 옥살로아세트산 ATP 한 분자를 소비 아세틸 CoA와 옥살로아세트산으로 절단

28 27.1 지방산 합성은 세 단계로 이루어진다 여러 공급원들은 지방산 합성에 필요한 NADPH를 제공한다.
팔미트산의 합성 : NADPH 14분자+ATP소비 한원물질의 생산 : 옥살로아세트산이 미토콘드리아로 되돌아갈 때 이루어짐 탄소원자수 : 16, 이중결합 X 지방산의 한 종류 지방산 합성의 주요 생성물 16개 탄소의 지방산

29 27.1 지방산 합성은 세 단계로 이루어진다 여러 공급원들은 지방산 합성에 필요한 NADPH를 제공한다.
NADPH (Nicotinamide Adenine Dinudeotide Phosphate. 니코틴아마이드 아데닌 디뉴클레오티드 인산) NAD와 함께 생물 세포 내에 있는 주요한 조효소(coenzyme) 전자전달체로서 작용하는 보조효소의 일종 NADP의 환원 형태 생체 내의 중요한 환원제 엽록체에서 일어나는 광합성과정의 전자전달 물질 지방산, 스테로이드 합성과정에 사용

30 [ 옥살로아세트산+NADH+H 말산+NAD ]
27.1 지방산 합성은 세 단계로 이루어진다 여러 공급원들은 지방산 합성에 필요한 NADPH를 제공한다. 지방산 합성 과정 옥살로아세트산은 NADPH에 의해 말산으로 환원 [ 옥살로아세트산+NADH+H 말산+NAD ] 환원 + + 세포질에서 말산 탈수소효소로 촉매됨

31 말산+NADP 피루브산+CO2+NADPH
27.1 지방산 합성은 세 단계로 이루어진다 여러 공급원들은 지방산 합성에 필요한 NADPH를 제공한다. 말산은 NADP – 연관 말산효소에 의해 산화적으로 탈탄산반응이 일어남 ㅇㅇㅇ + 탈탄산반응이란? :칼본산의 카복실기로부터 이산화탄소를 탈리하는 반응 아미노산에서 이산화탄소를 잃거나 떼어내는 것 직접으로 이산화탄소를 유리하는 반응,산화반응을 수반한 산화적탈탄산반응이 있음 + 말산+NADP 피루브산+CO2+NADPH

32 27.1 지방산 합성은 세 단계로 이루어진다 여러 공급원들은 지방산 합성에 필요한 NADPH를 제공한다.
② 반응에서 형성된 피루브산은 미토콘드리아 안으로 쉽게 들어가 피루브산 카르복실화효소에 의해 옥살로아세트산으로 카르복실화됨. ㅇㄹㅇㄹ ㄴㄹㄹㅇㅁㄹ 이산화탄소를 고정해서 카르복실기로 하는 반응이고, 탈탄소반응의 역반응, 카르복실라제에 의해서 촉매됨. 피루브산+CO2+ATP+H2O 옥살로아세트산+ADP+Pi+2H +

33 27.1 지방산 합성은 세 단계로 이루어진다 여러 공급원들은 지방산 합성에 필요한 NADPH를 제공한다.
< ①,②,③ 반응 요약 > NADP+NADH+ATP+H2O NADPH+NAD+ADP+Pi+H + + + 미토콘드리아로부터 세포질로 이동한 한 분자의 아세틸 CoA로 생성이 이루어짐

34 27.1 지방산 합성은 세 단계로 이루어진다. 여러 공급원들은 지방산 합성에 필요한 NADPH를 제공한다.
지방산 합성 : 다양한 대사경로들의 협동을 필요로 함 시트르산 회로, 미토콘드리아로부터 옥살로아세트산의 운반, 오탄당 인산 경로 탄소원자와 환원력을 공급해줌 해당과정, 산화적인산화반응 지방산 합성에 필요한 ATP를 공급

35 27.1 지방산 합성은 세 단계로 이루어진다. 말로닐 CoA의 형성은 지방산합성의 결정적인 단계이다.
지방산 합성은 활성화 단계를 필요로 함 지방산 합성의 시작 아세틸 CoA 말로닐 CoA 말로닐 CoA 말로닐 CoA의 개념 주로 아세틸 CoA 카르복시화효소에 의해 아세틸 CoA의 카르복실화반응에 의해 생성 팔미트산의 2개 탄소원자의 실질적인 탄소 공여자 카르복실화 아세틸 CoA의 활성화 형태

36 27.1 지방산 합성은 세 단계로 이루어진다. 말로닐 CoA의 형성은 지방산합성의 결정적인 단계이다.

37 비오틴-효소+ATP+HCO3 CO2-비오틴 효소+ADP+Pi
27.1 지방산 합성은 세 단계로 이루어진다. 말로닐 CoA의 형성은 지방산합성의 결정적인 단계이다. 말로닐 CoA의 합성 : 2단계의 반응과정 아세틸 CoA 카르복실화효소에 의해 촉매됨 카르복실비오틴 중간대사산물이 ATP 한 분자를 가수분해하여 형성됨 지방산 대사의 핵심 조절효소 비오틴 보결원자단을 가지고 있음 Biotin 비오틴 동식물의 생육에 필요한 비타민 B복합체의 일종 수용성비타민 비타민 H, 조효소 R이라고도 함 대장에 서식하는 세균이 생산 비오틴-효소+ATP+HCO CO2-비오틴 효소+ADP+Pi

38 CO2-비오틴 효소+아세틸 CoA 말로닐 CoA+비오틴-효소
27.1 지방산 합성은 세 단계로 이루어진다. 말로닐 CoA의 형성은 지방산합성의 결정적인 단계이다. 활성화된 CO2는 아세틸 CoA로 이동하여 말로닐 CoA가 형성됨 ㅇㄹㄴㅇㅁㅎㅀ CO2-비오틴 효소+아세틸 CoA 말로닐 CoA+비오틴-효소

39 27.1 지방산 합성은 세 단계로 이루어진다. 지방산 합성은 일련의 축합, 환원, 탈수 그리고 환원반응들로 이루어진다.
지방산 합성효소(Fatty acid synthase) 아세틸 CoA, 말로닐 CoA 그리고 NADPH들로부터 포화긴사슬지방산들의 합성을 촉매하는 효소계 효소 복합체이고 각각의 효소는 지방산 합성과정에서 서로 다른 기능을 가지고 있음 박테리아에서 효소 복합체들은 지방산 합성의 거의 모든 활성화 단계를 촉매한다. 유기화합물의 분자 내 또는 분자 간 수소원자와 히드록시기가 물로서 탈리하는 반응 유기화합물의 2분자 또는 그 이상의 분자가 반응하여 간단한 분자가 제거되면서 새로운 화합물로 만드는 반응 수소가 가해지는 것. 산로를 주는 경우 전자를 얻었을 때

40 27.1 지방산 합성은 세 단계로 이루어진다. 지방산 합성은 일련의 축합, 환원, 탈수 그리고 환원반응들로 이루어진다.
1라운드 아실기 운반단백질 (acyl carrier protein. ACP) 아세틸 ACP와 말로닐 ACP를 형성함. 77개의 잔기를 가진 단일폴리펩티드사슬. 거대한 CoA 단계 반응 효소 1 아세틸 CoA + HCO3￣ +ATP 말로닐 CoA + ADP +Pi + H 아세틸 CoA 카르복실화효소 2 아세틸 CoA + ACP 아세틸 ACP + CoA 아세틸 아실기 전이효소 3 말로닐 CoA + ACP 말로닐 ACP + CoA 말로닐 아실기 전이효소 +

41 27.1 지방산 합성은 세 단계로 이루어진다. 지방산 합성은 일련의 축합, 환원, 탈수 그리고 환원반응들로 이루어진다 4단계
5단계 아세틸 ACP + 말로닐 ACP 아세토아세틸ACP+ACP+CO2 아실말로닐ACP축합효소 활성화된 말로닐 단위체로부터 CO2의 방출에 의해 추진 Β-케토아실 ACP 환원효소 아세토아세틸 ACP + NADPH + H D-3-히드록시부티릴 ACP + NADP + + = 지방산 분해의 산화반응과 두가지 측면에서 다르다. ① L-이성질체보다 D-이성질체가 형성 ②NADPH는 환원제이지만 NAD는 β-산화의 산화제이다. →NADPH는 생합성 반응에서 소비되고 반면에 NADH는 에너지 생산반응에서 생성됨.

42 27.1 지방산 합성은 세 단계로 이루어진다. 지방산 합성은 일련의 축합, 환원, 탈수 그리고 환원반응들로 이루어진다 6단계
7단계 3-히드록시아실 ACP 탈수효소 D-3 히드록실부터릴 ACP 크로토닐 ACP + H2O = 트란스-Δ-엔오일 ACP와 같음 3 엔오일 ACP 환원효소 크로토닐 ACP + NADPH + H 부티릴 ACP + NADP + + →NADPH는 항원제이고 반면에 FAD는 β-산화반응에서의 산화제이다.

43 27.1 지방산 합성은 세 단계로 이루어진다. 지방산 합성은 일련의 축합, 환원, 탈수 그리고 환원반응들로 이루어진다.
2라운드 부티릴 ACP + 말로닐 ACP → C6-β 케토아실 ACP 환원 → 탈수반응 → 2번째 환원반응으로 C6-β-케토아실 ADP는 C6-아실 ACP 전환 3라운드 C16-아실 ACP가 형성될 때까지 계속

44 27.1 지방산 합성은 세 단계로 이루어진다. 팔미드산의 합성은 아세틸 CoA 8분자, NADPH
14분자 그리고 ATP 7분자를 필요로 한다. ① 아세틸 CoA+7 말로닐 CoA+14NADPH+7H →팔미드산 +7CO₂+14NADP+8CoA+6H₂O 7 아세틸 CoA+7CO₂+7ATP →7 말로닐 CoA+7ADP+7Pi+7H 8 아세틸 CoA+7ATP+14NADPH →팔미드산+14NADP+8CoA+6H₂O+7ADP+7Pi 앞의 생성된 대사중간산물은 티오에스테르 가수분해효소의 좋은 기질임. C16-아실 ACP를 가수분해하여 수송단백질로 부터 지방산을 방출시킴 C16-아실 ACP에 선택적으로 작용하여 지방산 사슬길이를 결정하는 역할

45 27.2 부가적 효소들이 지방산을 신장시키고 불포화시킨다.
막 결합 효소들은 불포화지방산을 생성한다. 지방산은 소포체막에 존재하는 효소계의 의해 신장되고 불포화됨. 포유동물은 C-9 탄소보다 뒤쪽에 위치한 이중결합을 도입하는 효소가 결핍되어 있기 때문에 음식에서 리놀레산과 리놀렌산을 섭취해야함. NADH와 O2를 필요 필수지방산 오메가 지방산(ω) 음식물의 이들은 호르몬을 포함한 다양한 불포화지방산의 합성을 위한 시작점

46 27.2 부가적 효소들이 지방산을 신장시키고 불포화시킨다.
에이코사노이드 호르몬은 다중불포화지방산으로부터 유래한다. 리놀레산으로부터 유래한 아라키돈산은 여러 부류의 신호분자의 주요한 전구물질 프로스타글란딘 프로스타시클린 트롬복산 루코트리엔

47 27.3 아세틸 CoA 카르복실화효소는 지방산 대사의 주요한 조절인자이다.
지방산의 합성과 분해를 조절할 때에 필수적인 역할 지방산 합성의 시작단계인 말보닌 CoA의 생성을 촉매 국부적인 조절화 호르몬 조절을 모두 받음 세포상태에 따라 조절

48 27.3 아세틸 CoA 카르복실화효소는 지방산 대사의 주요한 조절인자이다.
따라 조절된다. 아세틸 CoA 카르복실화효소의 활성은 인산화에 의해 사라짐. 탈인산화 AMP-의존성 단백질인산화효소(AMP-dependent protein kinase, AMPK)는 단 한 개의 세린 잔기를 변형시켜 카르복실화효소를 비활성형으로 전환 AMPK는 연료 계량기이며 이것은 AMP로 활성화되고 ATP로 억제

49 27.3 아세틸 CoA 카르복실화효소는 지방산 대사의 주요한 조절인자이다.
따라 조절된다. 카르복실화효소는 시트로산에 의해 다른자리입체성으로 촉진 시트로산은 비활성형 아세틸 CoA 카르복실화효소에 색다른 방식으로 작용 해리된 이량체로 존재하는데 시트르산은 비활성형 이량체의 중합을 촉진하여 활성형인 필라멘트로 만듬.

50 27.3 아세틸 CoA 카르복실화효소는 지방산 대사의 주요한 조절인자이다.
따라 조절된다. 시트르산에 의해 유도된 중합반응은 인산화에 의한 활성 억제를 부분적으로 뒤집을수 있다.

51 27.3 아세틸 CoA 카르복실화효소는 지방산 대사의 주요한 조절인자이다.
따라 조절된다. 시트르산의 양은 CoA와 ATP가 모두 풍부할때에 증가 지방산 합성을 위한 기질과 에너지의 이용이 용이 카르복실화효소에 대한 시트르산의 촉진효과는 팔미토일 CoA(palmitoyl CoA)에 의해서 없어짐. 아세틸 CoA 카르복실화효소는 지방산 분해의 조절에도 관여 카르복실화효소 반응의 생성물인 말로닌 CoA는 연료 분자들이 풍부하게 존재할 때에 높은 수준으로 존재 팔미토일 CoA는 지방산들이 과량을 있을 때에 풍부 말로닌 CoA는 카르니틴 아실기 전이효소 I을 억제하며, 영양이 풍부할 때에 지방산 아실 CoA가 미토콘드리아 기질 내로 들어오는 것을 막는다.

52 27.3 아세틸 CoA 카르복실화효소는 지방산 대사의 주요한 조절인자이다.
따라 조절된다. 인슐린 : 카르복실화 효소 활성화 지방산 합성 촉진 글루카곤 & 에피네프린 :카르복실화 효소 비활성화 지방산 합성 억제 글루카곤과 에피네프린에 의한 조절 인슐린에 의한 조절 음식물에 대한 반응

53 27.3 아세틸 CoA 카르복실화효소는 지방산 대사의 주요한 조절인자이다.
따라 조절된다. 글루카곤과 에피네프린에 의한 조절 단식과 운동 상태에서 존재하는 호르몬 글루카곤과 에피네프린은 지방세포의 중성지질로부터 지방산의 이동을 촉진 지방산이 혈액내로 방출되면 근육세포는 이를 즉시 연료로 이용 호르몬들은 아실 CoA 카르복실화효소를 억제함으로써 지방산 합성을 억제 분해대사성 호르몬들은 카르복실화효소를 비활성 인산화 상태로 유지함으로써 지방산 합성을 멈추게 한다.

54 27.3 아세틸 CoA 카르복실화효소는 지방산 대사의 주요한 조절인자이다.
따라 조절된다. ㅇㅇㅇ 인슐린에 의한 조절 호르몬 인슐린은 지방산의 이동을 억제하고 중성지질을 근육과 지방 조직에 축적하는 것을 촉진 인슐린은 아세틸 CoA 카르복실화효소를 활성화하여 지방산 합성을 촉진

55 27.3 아세틸 CoA 카르복실화효소는 지방산 대사의 주요한 조절인자이다.
따라 조절된다. ㅇㅇㅇ 인슐린에 의한 조절 음식물에 대한 반응 장기적인 조절은 지방산 합성에 관여하는 효소들의 합성속도와 분해 속도의 변화에 의해 매개

56 27.4 대사의 전후관계 : 에탄올은 간조직에서 에너지 대사를 변경시킨다.
27.4 대사의 전후관계 : 에탄올은 간조직에서 에너지 대사를 변경시킨다. 에탄올은 분비될수없으므로 대사되어야하는데 일반적으로 간조직에서 대사 세포질에서 일어남 미토콘드리아에서 일어남 이때 많은 양의 NADH를 발생시킴 과량의 NADH는 지방산을 억제하고 지방산의 합성을 활성화시킴 간조직에서 지방간으로 알려진 상태로 이어짐 간조직의 미토콘드리아는 아세트산을 아세틸 CoA로 전환시키는데 ATP가 요구됨 CoA는 합성요소는 지방산을 정상화시키는 효소 과량의 에탄올은 아세틸 COAF는 대사되어 케톤증을 야기시키며 이때의 아세트알데히드는 반응성 물질로써 단백질 변경시키며 그들 기능을 손상시킨다.

57 CHAPTER 28 지질합성: 저장지질, 인지질, 콜레스테롤

58 28.1 포스파티드산은 저장형 지질과 막지질의 전구물질이다.
중성지질+인지질의 합성은 포스파티드산 (디아글리세롤 3-인산,diacylglycerol 3-phosphate)으로부터 시작 포스트파티드산이란?? 글리세롤의 기본구조인 인지질의 모체가 되는 화합물

59 28.1 포스파티드산은 저장형 지질과 막지질의 전구물질이다.
중성지질의 합성은 소포체막에 결합되어 있는 중성지질 합성효소 복합체에 의해서 완성 중성지질은 두 단계를 거쳐서 포스파티드산으로부터 합성

60 28.1 포스파티드산은 저장형 지질과 막지질의 전구물질이다.
인지질의 합성은 활성화된 전구체를 필요로 한다 포스파티드산은 인지질의 전구물질이다. 인지질의 합성은 소포체 내에서 일어나며, 디아실글리세롤과 알코올의 결합을 요구한다. 합성반응들과 같이 두 성분 중 하나는 활성화 되어야 하는데, 반응물의 원료공급원에 따라 디아실글리세롤과 알코올 중 하나가 활성화한다

61 28.1 포스파티드산은 저장형 지질과 막지질의 전구물질이다.
간조직은 음식물의 콜린이 충분하지 않을때 포스파티딜에탄올아민으로부터 포스파티딜콜린을 합성할 수 있는 효소를 가지고 있다. 활성형 디아글리세롤로부터의 합성 활성형 알코올로부터의 합성 포스파티딜에탄올아민 포스파티딜콜린 포유동물에서 가장 흔한 인지질

62 28.1 포스파티드산은 저장형 지질과 막지질의 전구물질이다.
스핑고지질은 세라미드로부터 합성된다. 글리세롤이 아닌 스핑고신을 기본 골격이다. 모든 진핵세포의 원형질막에서 볼수있다 중추신경계의 세포에서 매우 높은 농도로 존재한다.

63 28.1 포스파티드산은 저장형 지질과 막지질의 전구물질이다.
스핑고지질은 세라미드로부터 합성된다.

64 28.2 콜레스테롤은 아세틸 CoA로부터 세 단계로 합성된다.
콜레스테롤의 예 세포막의 유동성 적절히 유지 스테로이드 호르몬인 프로게스테론,에스트라디올,코르티졸의 전구체 콜레스테롤의 기능 간 조직에서 합성 적은 양이지만 다른 조직에서도 만들어짐 모든 탄소원자는 아세틸 CoA로부터 세단계의 합성과정을 거쳐서 만들어짐

65 28.2 콜레스테롤은 아세틸 CoA로부터 세 단계로 합성된다.
1단계 이소펜테닐 피로산의 합성, 이 물질은 콜레스테롤의 중요한 구성재료인 활성화된 이소프렌 단위. 2단계 여섯 분자의 이소펜테닐 피로인산들이 축합하여 스쿠알렌을 형성하는 것. 3단계 스쿠알렌이 고리화되고 네 개의 고리를 가진 생성물이 콜레스테롤로 전환

66 28.2 콜레스테롤은 아세틸 CoA로부터 세 단계로 합성된다.

67 28.3 콜레스테롤의 합성 조절은 여러 수준에서 일어난다.
28.3 콜레스테롤의 합성 조절은 여러 수준에서 일어난다. 간조직에서 콜레스테롤의 합성은 3-히드록시-3메틸글루타릴 CoA 환원효소의 양과 활성의 변화로 조절. 유전자의 전사, mRNA의 변역 효소의 분해는 엄격하게 조절. 환원효소의 활성은 인산화에 의해서 조절.

68 28.4 지질단백질은 콜레스테롤과 중성지질을 온몸으로 운반한다.

69 28.4 지질단백질은 콜레스테롤과 중성지질을 온몸으로 운반한다.
콜레스테롤과 중성지질은 혈류 운송을 위해 지질단백질 입자로 포장. 아포단백질이란? 일반적으로 복합 단백질에서 비단백질 부분을 제거한 나머지 단백질 부분. 아포단백질이라 불리는 단백질은 두 가지 역할을 한다. ① 소수성 지질을 가용화 ② 목표세포로 이동 할 수 있는 신호를 포함

70 지질단백질 입자(밀도차이) 1. 저밀도 지질단백질(LDL) = “나쁜 콜레스테롤”
주로 간의 콜레스테롤을 말초조직으로 운송하고 콜레스테롤의 신생합성을 조절하는 기능으로 LDL의 증가는 동맥경화를 발생 콜레스테롤이 싸여 혈관벽의 탄력성이 감소하여 혈류에 대하여 저항이 증대해져 혈액순환을 방해 혈압상승, 심장질환 유발 2. 고밀도 지질단백질(HDL) = “좋은 콜레스테롤” 콜레스테롤 역운반 – 말초에 축적된 콜레스테롤의 세포밖 배출을 촉진하고, 이 콜레스테롤을 받아 간에 수송하는 작용을 하며, 항동맥경화작용을 한다.

71 28.5 콜레스테롤은 스테로이드 호르몬의 전구체이다.
담즙산염은 지질의 흡수를 용이하게 한다. 매우 효과적인 세제역할. 지질 가수분해효소의 분해와 장내 흡수를 용이. 간에서 콜레스테롤로부터 합성되어 담낭에 저장, 농축되며 다시 장으로 방출.

72 28.5 콜레스테롤은 스테로이드 호르몬의 전구체이다.
비타민 D는 빛에너지에 의해 콜레스테롤로부터 만들어진다. 비타민 D는 빛에너지에 의해 콜레스테롤로부터 만들어진다.

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