脂肪酸の合成
脂肪酸の合成(しぼうさんのごうせい、英:Fatty acid synthesis)は、アセチルCoAとマロニルCoAを出発物質として、飽和脂肪酸(特にパルミチン酸)や不飽和脂肪酸(オレイン酸など)などが生合成される過程をいう。脂肪酸の合成という場合、長鎖脂肪酸の一つであるパルミチン酸の合成、およびそこからさらに続く炭素鎖の伸長反応や不飽和結合の導入などの過程を指す場合が多い。対して短鎖・中鎖脂肪酸は、より長い炭素鎖の脂肪酸のβ酸化や炭水化物の発酵などによって生じるため、「脂肪酸の合成」という言葉には通常含めない。飽和脂肪酸の合成は脂肪酸合成酵素(fatty acid synthase; FAS)によって触媒され、I型およびII型の2種類が知られている(FAS IとFAS II)。一方、不飽和脂肪酸の合成には嫌気性および好気性の2つの経路が知られている。大部分の細菌が嫌気性経路を保持しており、好気性経路はシアノバクテリアおよび真核生物に分布している。
脂肪酸はバクテリアおよび真核生物では細胞膜の主要構成物質であるため普遍的に合成されている。対して古細菌では一部の種にしか脂肪酸は見つかっておらず、その役割もよく分かっていない。
天然に見つかっている不飽和脂肪酸はほとんどが偶数炭素数で直鎖のcis型である。不飽和結合の位置は、脂肪酸のカルボニル基から数えた(Δ)、もしくはメチル基末端から数えた(ω)炭素の個数で表す。また、不飽和結合の個数を総炭素数の後ろにつけて表す。例えば炭素数18の脂肪酸の直鎖中に2重結合を1つもつ場合、18:1と表す(オレイン酸)。
炭素鎖の伸長は炭素数16のパルミトイルACPまで継続する(反応1-4が繰り返される)。パルミトイルACPは、チオエステラーゼによってC16パルミチン酸とACPに加水分解される。アセチルCoAとマロニルCoAを出発物質とする場合、偶数炭素数の脂肪酸しか合成されない。ただし、種によってアセチルCoAやマロニルCoA以外のプライマーを基に脂肪酸を合成することもできる。これにより奇数炭素数の脂肪酸や分岐のある脂肪酸が合成される。
パルミチン酸に至るまでの中間物質について、より一般的には炭素数によらない以下の表記を用いる。
3-オキソアシルACP: 伸長サイクルのうち、縮合反応で生じる中間物質(アセトアセチルACPが最小の炭素数)
3-ヒドロキシアシルACP: 1番目の還元反応で生じる中間物質(3-ヒドロキシブチリルACP)
エノイルACP: 脱水反応で生じる中間物質(クロトニルACP)
アシルACP: 2番目の還元反応で生じる中間物質(ブチリルACP)