生化学 · 5/7
脂肪酸の合成；トリアシルグリセロールとリン脂質の生合成とその調節
Synthesis of fatty acids; biosynthesis of triacylglycerol and phospholipids and their regulation — L I
🧠 脂肪酸合成は「β酸化beta-oxidation β酸化（beta-oxidation）beta-oxidation（β酸化） とは別の細胞質経路で、マロニルCoAを使う」と読む。 クエン酸シャトルcitrate shuttle クエン酸シャトル（citrate shuttle）citrate shuttle（クエン酸シャトル） でミトコンドリアのアセチルCoAを細胞質へ運び出し、アセチルCoAカルボキシラーゼacetyl-CoA carboxylase アセチルCoAカルボキシラーゼ（acetyl-CoA carboxylase）acetyl-CoA carboxylase（アセチルCoAカルボキシラーゼ） （ACC、律速酵素rate-limiting enzyme律速酵素（rate-limiting enzyme）rate-limiting enzyme（律速酵素））がマロニルCoAを作り、脂肪酸合成酵素fatty acid synthase (FAS) 脂肪酸合成酵素（fatty acid synthase (FAS)）fatty acid synthase (FAS)（脂肪酸合成酵素） （FAS）がパルミチン酸 palmitic acid パルミチン酸（palmitic acid） palmitic acid（パルミチン酸） を組み立てる。糖質過剰・インスリン優位（摂食後）で誘導され、律速酵素rate-limiting enzyme 律速酵素（rate-limiting enzyme）rate-limiting enzyme（律速酵素） ACCはリン酸化・アロステリックallostericアロステリック（allosteric）allosteric（アロステリック）・遺伝子発現の3層で精密に調節される。TAGはグリコーゲンよりはるかに大きなエネルギー貯蔵庫 reservoir 貯蔵庫（reservoir） reservoir（貯蔵庫） となる。
クエン酸シャトル：アセチルCoAを細胞質へ
脂肪酸合成の原料アセチルCoAはミトコンドリアで作られるが、合成の場は細胞質。アセチルCoAそのものは内膜を通れないため、クエン酸として膜を越え、細胞質でアセチルCoAに戻される。
flowchart TD
subgraph MIT["ミトコンドリア"]
PYR1["ピルビン酸<br>（糖質由来）"] -->|"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='pyruvate dehydrogenase complex'>ピルビン酸脱水素酵素複合体</span><br>NAD⁺ → NADH・CO₂"| ACM["アセチルCoA"]
ACM -->|"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='citrate synthase'>クエン酸シンターゼ</span><br>CoA を放出"| CITM["クエン酸"]
OAAM["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='oxaloacetate'>オキサロ酢酸</span>"] -->|"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='citrate synthase'>クエン酸シンターゼ</span><br>CoA を放出"| CITM
PYR2["ピルビン酸"] -->|"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='pyruvate carboxylase'>ピルビン酸カルボキシラーゼ</span><br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='biotin'>ビオチン</span>・ATP・CO₂"| OAAM
end
subgraph CYT["細胞質"]
CITC["クエン酸"] -->|"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='ATP-citrate lyase (ACLY)'>ATPクエン酸リアーゼ</span>（ACLY）<br>CoA を取り込む・ATP → ADP・Pi"| ACC["アセチルCoA<br>（脂肪酸合成の原料）"]
CITC -->|"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='ATP-citrate lyase (ACLY)'>ATPクエン酸リアーゼ</span>（ACLY）<br>CoA を取り込む・ATP → ADP・Pi"| OAAC["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='oxaloacetate'>オキサロ酢酸</span>"]
OAAC -->|"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='malate dehydrogenase (MDH)'>リンゴ酸脱水素酵素</span>（細胞質）<br>NADH → NAD⁺"| MAL["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='malate'>リンゴ酸</span>"]
MAL -->|"NADP依存性<span class='jp-term jp-term-diagram' title='malic enzyme'>リンゴ酸酵素</span><br>NADP⁺ → <span class='jp-term jp-term-diagram' title='nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (reduced)'>NADPH</span>・CO₂"| PYRC["ピルビン酸"]
end
CITM -->|"クエン酸輸送体（内膜）"| CITC
PYRC -->|"ピルビン酸輸送体（内膜）"| PYR2- この経路はNADPHの産生源の一つにもなる（リンゴ酸酵素malic enzyme リンゴ酸酵素（malic enzyme）malic enzyme（リンゴ酸酵素） 経由）。
- ATPクエン酸リアーゼATP-citrate lyase (ACLY) ATPクエン酸リアーゼ（ATP-citrate lyase (ACLY)）ATP-citrate lyase (ACLY)（ATPクエン酸リアーゼ） は、スタチンを使えない例などで用いる脂質低下薬 lipid-lowering drug脂質低下薬（lipid-lowering drug） lipid-lowering drug（脂質低下薬）ベンペド酸bempedoic acidベンペド酸（bempedoic acid）bempedoic acid（ベンペド酸）の標的でもある（コレステロール代謝cholesterol metabolism コレステロール代謝（cholesterol metabolism）cholesterol metabolism（コレステロール代謝） の薬理学的標的）。
NADP依存性イソクエン酸脱水素酵素と腫瘍
細胞質・ミトコンドリアのNADP依存性イソクエン酸脱水素酵素 isocitrate dehydrogenase イソクエン酸脱水素酵素（isocitrate dehydrogenase） isocitrate dehydrogenase（イソクエン酸脱水素酵素） （IDH1・IDH2）は可逆的に働き、NADPHNADPH（nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (reduced)）の供給源にもなる。変異型mutant 変異型（mutant）mutant（変異型） は腫瘍でオンコメタボライト oncometabolite オンコメタボライト（oncometabolite） oncometabolite（オンコメタボライト） を生む（腫瘍代謝tumor metabolism腫瘍代謝（tumor metabolism）tumor metabolism（腫瘍代謝））。
flowchart TD
ICIT["イソクエン酸"] -->|"NADP依存性<span class='jp-term jp-term-diagram' title='isocitrate dehydrogenase'>イソクエン酸脱水素酵素</span><br>NADP⁺ → <span class='jp-term jp-term-diagram' title='nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (reduced)'>NADPH</span>・CO₂<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='oxidative decarboxylation'>酸化的脱炭酸</span>"| AKG["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='alpha-ketoglutarate'>α-ケトグルタル酸</span>"]
AKG -->|"NADP依存性<span class='jp-term jp-term-diagram' title='isocitrate dehydrogenase'>イソクエン酸脱水素酵素</span><br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (reduced)'>NADPH</span> → NADP⁺・CO₂ を固定<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='reductive carboxylation'>還元的カルボキシル化</span>（逆反応）"| ICIT
AKG -->|"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='mutant'>変異型</span><span class='jp-term jp-term-diagram' title='isocitrate dehydrogenase'>イソクエン酸脱水素酵素</span>（IDH1・IDH2 変異）<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (reduced)'>NADPH</span> → NADP⁺"| D2HG["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='D-2-hydroxyglutarate'>D-2-ヒドロキシグルタル酸</span><br>（<span class='jp-term jp-term-diagram' title='oncometabolite'>オンコメタボライト</span>）"]アセチルCoAカルボキシラーゼ：律速酵素
アセチルCoAカルボキシラーゼacetyl-CoA carboxylase アセチルCoAカルボキシラーゼ（acetyl-CoA carboxylase）acetyl-CoA carboxylase（アセチルCoAカルボキシラーゼ） （ACC）がアセチルCoA（C2）をマロニルCoA（C3）にカルボキシル化 carboxylation (γ-carboxylation) カルボキシル化（carboxylation (γ-carboxylation)） carboxylation (γ-carboxylation)（カルボキシル化） する、脂肪酸合成の律速段階rate-limiting step律速段階（rate-limiting step）rate-limiting step（律速段階）。
flowchart TD
ACO["アセチルCoA（C2）"] -->|"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='acetyl-CoA carboxylase'>アセチルCoAカルボキシラーゼ</span>（ACC）<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='biotin'>ビオチン</span>・HCO₃⁻<br>ATP → ADP・Pi<br>律速"| MAL["マロニルCoA（C3）"]ACCの調節（3層＋アイソフォーム）
| 調節層 | 内容 |
|---|---|
| 遺伝子発現 | インスリン・ChREBP（炭水化物応答性転写因子）・SREBP-1cが誘導 |
| リン酸化/脱リン酸化dephosphorylation脱リン酸化（dephosphorylation）dephosphorylation（脱リン酸化） | エネルギー不足時のAMPKなどによるリン酸化で不活性化。インスリン優位の脱リン酸化 dephosphorylation 脱リン酸化（dephosphorylation） dephosphorylation（脱リン酸化） で活性化 |
| アロステリックallostericアロステリック（allosteric）allosteric（アロステリック） | クエン酸が活性化（重合を促進）、脂肪酸アシルCoA acyl-CoA アシルCoA（acyl-CoA） acyl-CoA（アシルCoA） が阻害（産物阻害） |
| アイソフォームisoformアイソフォーム（isoform）isoform（アイソフォーム）・区画 | ACC1（細胞質、合成）とACC2（ミトコンドリア外膜mitochondrial outer membrane ミトコンドリア外膜（mitochondrial outer membrane）mitochondrial outer membrane（ミトコンドリア外膜） 近傍、β酸化beta-oxidation β酸化（beta-oxidation）beta-oxidation（β酸化） の調節に関与、マロニルCoAでCPT Iを阻害） |
⭐ ACC2のマロニルCoAはCPT Iを阻害し、合成優位の条件で酸化を抑える。 ACC1が作る細胞質のマロニルCoAは脂肪酸合成の基質だが、ACC2近傍のマロニルCoAはCPT Iを阻害してβ酸化 beta-oxidation β酸化（beta-oxidation） beta-oxidation（β酸化） を抑える（カルニチンシャトルcarnitine shuttleカルニチンシャトル（carnitine shuttle）carnitine shuttle（カルニチンシャトル））。同じ分子（マロニルCoA）が合成の材料と酸化のブレーキを兼ねる、エレガントな相反調節 reciprocal regulation 相反調節（reciprocal regulation） reciprocal regulation（相反調節） である1。
脂肪酸合成酵素：パルミチン酸の組み立て
脂肪酸合成酵素fatty acid synthase (FAS) 脂肪酸合成酵素（fatty acid synthase (FAS)）fatty acid synthase (FAS)（脂肪酸合成酵素） （FAS）は1本のポリペプチドに複数の触媒ドメインをもつ多機能酵素（二量体）で、伸長中の鎖をアシルキャリアータンパク質（ACP）ドメインに結合させたまま、アセチルCoAとマロニルCoAを繰り返し縮合 condensation 縮合（condensation） condensation（縮合） させパルミチン酸palmitic acid パルミチン酸（palmitic acid）palmitic acid（パルミチン酸） （C16）を作る。
flowchart TD
MCOA["マロニルCoA"] -->|"マロニル/アセチルトランスフェラーゼ<br>CoA を放出"| MACP["マロニル-ACP"]
ST["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='acetyl group'>アセチル基</span>（開始の1分子）<br>2回転目以降は伸長中の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='acyl group'>アシル基</span>"] -->|"β-ケトアシル-ACP<span class='jp-term jp-term-diagram' title='synthase'>シンターゼ</span>（<span class='jp-term jp-term-diagram' title='condensation'>縮合</span>）<br>CO₂ を放出"| KET["β-ケトアシル-ACP<br>（2炭素伸長）"]
MACP -->|"β-ケトアシル-ACP<span class='jp-term jp-term-diagram' title='synthase'>シンターゼ</span>（<span class='jp-term jp-term-diagram' title='condensation'>縮合</span>）<br>CO₂ を放出"| KET
KET -->|"β-ケトアシル-ACPレダクターゼ<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (reduced)'>NADPH</span> → NADP⁺"| HYD["D-β-ヒドロキシアシル-ACP"]
HYD -->|"β-ヒドロキシアシル-ACPデヒドラターゼ<br>H₂O を放出"| ENO["trans-Δ²-エノイル-ACP"]
ENO -->|"エノイル-ACPレダクターゼ<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (reduced)'>NADPH</span> → NADP⁺"| ACYL["アシル-ACP<br>（C4 → C6 → … → C16）"]
ACYL -->|"C16 未満なら次の回転へ<br>（新しいマロニル-ACPと<span class='jp-term jp-term-diagram' title='condensation'>縮合</span>）"| ST
ACYL -->|"チオエステラーゼ<br>C16 に達したら H₂O で切り離す"| PAL["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='palmitic acid'>パルミチン酸</span>（C16）"]全体の収支 net yield 収支（net yield） net yield（収支） （アセチルCoA 8分子のうち7分子はACCでマロニルCoAになってから入る）：
| 投入 | 分子数 | 産出 | 分子数 |
|---|---|---|---|
| アセチルCoA | 8 | パルミチン酸palmitic acidパルミチン酸（palmitic acid）palmitic acid（パルミチン酸） | 1 |
| ATP（ACCで消費） | 7 | ADP＋Pi | 7 |
| NADPH＋H⁺ | 14 | NADP⁺ | 14 |
| — | — | CoA | 8 |
| — | — | H₂O | 6 |
💡 最初のアセチルCoAが「メチル末端」になる。 開始のアセチルCoA（C2）がそのまま鎖の末端（メチル末端、ω端）になり、以降マロニルCoA由来の炭素が付加されるたびに1炭素がCO₂として脱離する（正味2炭素ずつ伸長）。14 NADPHという大量の還元力 reducing power 還元力（reducing power） reducing power（還元力） が必要（NADPHは主にペントースリン酸経路 pentose phosphate pathway (PPP) ペントースリン酸経路（pentose phosphate pathway (PPP)） pentose phosphate pathway (PPP)（ペントースリン酸経路） とリンゴ酸酵素 malic enzyme リンゴ酸酵素（malic enzyme） malic enzyme（リンゴ酸酵素） から供給）。
脂肪酸新生は主に肝・脂肪組織・授乳期lactation 授乳期（lactation）lactation（授乳期） 乳腺で活発であり、糖質摂取が豊富かつエネルギー利用が低いときに進む（インスリン/グルカゴン比が高い状態）。FASはアセチルCoAを開始基質、マロニルCoAを伸長基質としてNADPH依存的に反応する2。
| 比較点 | 脂肪酸合成 | β酸化beta-oxidationβ酸化（beta-oxidation）beta-oxidation（β酸化） |
|---|---|---|
| 場所 | 細胞質 | ミトコンドリアマトリックスmitochondrial matrixミトコンドリアマトリックス（mitochondrial matrix）mitochondrial matrix（ミトコンドリアマトリックス） |
| アシル基acyl group アシル基（acyl group）acyl group（アシル基） の担体 | ACP（FASのドメイン） | CoA |
| 2炭素単位 one-carbon unit 炭素単位（one-carbon unit） one-carbon unit（炭素単位） の形 | マロニルCoA（C3、CO₂を放出して付加） | アセチルCoA（C2として切り出す） |
| 酸化還元oxidoreduction (redox) 酸化還元（oxidoreduction (redox)）oxidoreduction (redox)（酸化還元） の補酵素 coenzyme補酵素（coenzyme） coenzyme（補酵素） | NADPH（還元） | FADFAD（flavin adenine dinucleotide）・NAD⁺（酸化） |
| 3-ヒドロキシ中間体 | D体 | L体 |
| 律速段階rate-limiting step律速段階（rate-limiting step）rate-limiting step（律速段階） | ACC | CPT I |
転写レベルの調節
| 転写因子 | 日本語Japanese 日本語（Japanese）Japanese（日本語） 名 | 誘導するシグナル |
|---|---|---|
| ChREBP | 炭水化物応答配列結合タンパク質carbohydrate response element binding protein (ChREBP)炭水化物応答配列結合タンパク質（carbohydrate response element binding protein (ChREBP)）carbohydrate response element binding protein (ChREBP)（炭水化物応答配列結合タンパク質） | 高グルコース（糖代謝glucose metabolism 糖代謝（glucose metabolism）glucose metabolism（糖代謝） 依存的） |
| SREBP-1c | ステロール調節配列結合タンパク質-1csterol regulatory element binding protein-1c (SREBP-1c)ステロール調節配列結合タンパク質-1c（sterol regulatory element binding protein-1c (SREBP-1c)）sterol regulatory element binding protein-1c (SREBP-1c)（ステロール調節配列結合タンパク質-1c） | インスリン |
インスリン・ChREBP・SREBP-1cが協調してACC・FAS・ACLYなど脂肪酸合成酵素 fatty acid synthase (FAS) 脂肪酸合成酵素（fatty acid synthase (FAS)） fatty acid synthase (FAS)（脂肪酸合成酵素） 群の遺伝子発現を誘導する。
貯蔵容量の桁違いの差
| 貯蔵形storage form 貯蔵形（storage form）storage form（貯蔵形） 式 | 特徴 |
|---|---|
| グリコーゲン | 約4 kcal/g だが、親水性hydrophilic 親水性（hydrophilic）hydrophilic（親水性） のため自重の数倍の水を伴って貯蔵され、実効的なエネルギー密度は低い。容量も限られる |
| 脂肪（TAG） | 約9 kcal/g で、疎水性のためほぼ無水で貯蔵でき、大量に蓄えられる |
💡 糖の貯蔵は限られるが、脂肪は大容量に貯蔵できる。 この容量差が、余剰エネルギーが最終的に脂肪として蓄えられる生理的な理由である。ただし脂肪組織の安全な拡張能 diastolic function 拡張能（diastolic function） diastolic function（拡張能） は無制限ではない。
トリアシルグリセロールの生合成
グリセロール-3-リン酸（G3P。肝ではグリセロールまたは解糖系 glycolysis 解糖系（glycolysis） glycolysis（解糖系） のDHAPから、脂肪組織では主にDHAPから）に脂肪酸が段階的にエステル化 esterification エステル化（esterification） esterification（エステル化） される。ホスファチジン酸とジアシルグリセロール diacylglycerol (DAG) ジアシルグリセロール（diacylglycerol (DAG)） diacylglycerol (DAG)（ジアシルグリセロール） が、TAG合成とリン脂質合成の分岐点 branch point 分岐点（branch point） branch point（分岐点） になる3。
flowchart TD
GLC["グルコース"] -->|"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='glycolysis'>解糖系</span>の前半<br>（<span class='jp-term jp-term-diagram' title='aldolase'>アルドラーゼ</span>まで）"| DHAP["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='dihydroxyacetone phosphate'>ジヒドロキシアセトンリン酸</span><br>DHAP"]
DHAP -->|"グリセロール-3-<span class='jp-term jp-term-diagram' title='glucose-6-phosphate dehydrogenase, G6PD'>リン酸脱水素酵素</span><br>NADH → NAD⁺<br>肝・脂肪組織"| G3P["グリセロール-3-リン酸<br>G3P"]
GLY["グリセロール"] -->|"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='glycerol kinase'>グリセロールキナーゼ</span><br>ATP → ADP<br>主に肝（脂肪組織には乏しい）"| G3P
G3P -->|"グリセロール-3-リン酸アシルトランスフェラーゼ<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='acyl-CoA'>アシルCoA</span> → CoA"| LPA["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='lysophosphatidic acid'>リゾホスファチジン酸</span>"]
LPA -->|"アシルグリセロールリン酸アシルトランスフェラーゼ<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='acyl-CoA'>アシルCoA</span> → CoA"| PA["ホスファチジン酸<br>（<span class='jp-term jp-term-diagram' title='branch point'>分岐点</span>）"]
PA -->|"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='phosphatidic acid phosphohydrolase'>ホスファチジン酸ホスホヒドロラーゼ</span>（PAPH、リピン）<br>Pi を放出"| DAG["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='diacylglycerol (DAG)'>ジアシルグリセロール</span><br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='diacylglycerol'>DAG</span>"]
DAG -->|"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='diacylglycerol (DAG)'>ジアシルグリセロール</span>アシルトランスフェラーゼ（DGAT）<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='acyl-CoA'>アシルCoA</span> → CoA<br>最終段"| TAG["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='triacylglycerol, TAG'>トリアシルグリセロール</span><br>TAG"]- 脂肪組織は空腹時、G3Pをグリセロネオゲネシス glyceroneogenesis グリセロネオゲネシス（glyceroneogenesis） glyceroneogenesis（グリセロネオゲネシス） でも作る（グリセロネオゲネシスglyceroneogenesisグリセロネオゲネシス（glyceroneogenesis）glyceroneogenesis（グリセロネオゲネシス））。
- 小腸上皮では、吸収したモノアシルグリセロール monoacylglycerol モノアシルグリセロール（monoacylglycerol） monoacylglycerol（モノアシルグリセロール） を直接アシル化する経路が主になる（脂質の吸収）。
リン脂質の生合成
ホスファチジン酸やDAGDAG（diacylglycerol）を共通の分岐点 branch point 分岐点（branch point） branch point（分岐点） として、CDPで活性化された中間体（CDP-ジアシルグリセロール diacylglycerol (DAG) ジアシルグリセロール（diacylglycerol (DAG)） diacylglycerol (DAG)（ジアシルグリセロール） やCDP-コリン／CDP-エタノールアミン）を介し各種リン脂質が合成される。活性化される側が「脂質部分」か「頭部基」かで2通りに分かれる。
flowchart TD
PA["ホスファチジン酸"] -->|"CDP-<span class='jp-term jp-term-diagram' title='diacylglycerol (DAG)'>ジアシルグリセロール</span>合成酵素<br>CTP → PPi"| CDPDAG["CDP-<span class='jp-term jp-term-diagram' title='diacylglycerol (DAG)'>ジアシルグリセロール</span>"]
CDPDAG -->|"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='phosphatidylinositol'>ホスファチジルイノシトール</span>合成酵素<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='inositol'>イノシトール</span>を付加・CMP を放出"| PI["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='phosphatidylinositol'>ホスファチジルイノシトール</span><br>PI"]
CHO["コリン"] -->|"コリンキナーゼ<br>ATP → ADP"| PCHO["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='phosphocholine'>ホスホコリン</span>"]
PCHO -->|"CTP:<span class='jp-term jp-term-diagram' title='phosphocholine'>ホスホコリン</span>シチジリルトランスフェラーゼ<br>CTP → PPi<br>律速"| CDPC["CDP-コリン"]
CDPC -->|"コリンホスホトランスフェラーゼ<br>CMP を放出"| PC["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='phosphatidylcholine'>ホスファチジルコリン</span><br>PC"]
DAG["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='diacylglycerol (DAG)'>ジアシルグリセロール</span>"] -->|"コリンホスホトランスフェラーゼ<br>CMP を放出"| PC
ETA["エタノールアミン"] -->|"エタノールアミンキナーゼ<br>ATP → ADP"| PETA["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='phosphoethanolamine'>ホスホエタノールアミン</span>"]
PETA -->|"CTP:<span class='jp-term jp-term-diagram' title='phosphoethanolamine'>ホスホエタノールアミン</span>シチジリルトランスフェラーゼ<br>CTP → PPi"| CDPE["CDP-エタノールアミン"]
CDPE -->|"エタノールアミンホスホトランスフェラーゼ<br>CMP を放出"| PE["ホスファチジルエタノールアミン<br>PE"]
DAG -->|"エタノールアミンホスホトランスフェラーゼ<br>CMP を放出"| PE
PE -->|"PEメチルトランスフェラーゼ（主に肝）<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='S-adenosylmethionine'>S-アデノシルメチオニン</span> ×3"| PC| 経路 | CDPで活性化されるもの | 主な産物 |
|---|---|---|
| CDP-ジアシルグリセロール diacylglycerol (DAG) ジアシルグリセロール（diacylglycerol (DAG)） diacylglycerol (DAG)（ジアシルグリセロール） 経路 | 脂質部分（ホスファチジン酸） | ホスファチジルイノシトールphosphatidylinositol ホスファチジルイノシトール（phosphatidylinositol）phosphatidylinositol（ホスファチジルイノシトール） （ほかにホスファチジルグリセロール・カルジオリピンcardiolipinカルジオリピン（cardiolipin）cardiolipin（カルジオリピン）） |
| CDP-頭部基経路 | 頭部基（コリン・エタノールアミン） | ホスファチジルコリンphosphatidylcholineホスファチジルコリン（phosphatidylcholine）phosphatidylcholine（ホスファチジルコリン）・ホスファチジルエタノールアミン |
脂質合成が発生・臓器機能に果たす役割
脂質合成lipid synthesis 脂質合成（lipid synthesis）lipid synthesis（脂質合成） は単なるエネルギー貯蔵にとどまらず、器官の構造形成にも不可欠。
- 脳のミエリン形成myelinationミエリン形成（myelination）myelination（ミエリン形成）: 神経系発達期に膨大な脂質合成 lipid synthesis 脂質合成（lipid synthesis） lipid synthesis（脂質合成） を要する。
- 肺の肺サーファクタント pulmonary surfactant肺サーファクタント（pulmonary surfactant） pulmonary surfactant（肺サーファクタント）: ジパルミトイルホスファチジルコリンdipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC) ジパルミトイルホスファチジルコリン（dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC)）dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC)（ジパルミトイルホスファチジルコリン） などが肺胞の表面張力 surface tension 表面張力（surface tension） surface tension（表面張力） を下げ、肺の虚脱を防ぐ。産生が未熟な早産児では新生児呼吸窮迫症候群neonatal respiratory distress syndrome (IRDS)新生児呼吸窮迫症候群（neonatal respiratory distress syndrome (IRDS)）neonatal respiratory distress syndrome (IRDS)（新生児呼吸窮迫症候群）を来す。
- 乳腺: 妊娠後期third trimester 妊娠後期（third trimester）third trimester（妊娠後期） 〜授乳期 lactation 授乳期（lactation） lactation（授乳期） に脂質合成 lipid synthesis 脂質合成（lipid synthesis） lipid synthesis（脂質合成） が亢進し乳脂肪を供給する。
まとめ
- 脂肪酸合成はミトコンドリアのアセチルCoAをクエン酸シャトル citrate shuttle クエン酸シャトル（citrate shuttle） citrate shuttle（クエン酸シャトル） で細胞質へ運び、そこで行う。シャトルはリンゴ酸酵素 malic enzyme リンゴ酸酵素（malic enzyme） malic enzyme（リンゴ酸酵素） を介してNADPHも供給する。
- ACCが律速（マロニルCoA生成）。遺伝子発現（インスリン/ChREBP/SREBP-1c）・リン酸化（AMPKAMPK（AMP-activated protein kinase）で不活性化/インスリンで活性化）・アロステリックallosteric アロステリック（allosteric）allosteric（アロステリック） （クエン酸活性化/脂肪酸アシルCoA acyl-CoA アシルCoA（acyl-CoA） acyl-CoA（アシルCoA） 阻害）の3層で調節。ACC1は合成、ACC2はβ酸化 beta-oxidation β酸化（beta-oxidation） beta-oxidation（β酸化） （CPT I阻害）を制御。
- FASは縮合 condensation 縮合（condensation） condensation（縮合） →還元→脱水→還元を7回繰り返し、8アセチルCoA・7ATP・14NADPHからパルミチン酸 palmitic acid パルミチン酸（palmitic acid） palmitic acid（パルミチン酸） を合成する。β酸化beta-oxidation β酸化（beta-oxidation）beta-oxidation（β酸化） とは場所・担体・補酵素coenzyme補酵素（coenzyme）coenzyme（補酵素）・立体が対照的。
- TAGはグリコーゲンより高密度かつ大容量のエネルギー貯蔵形 storage form 貯蔵形（storage form） storage form（貯蔵形） 式である。G3P→リゾホスファチジン酸 lysophosphatidic acid リゾホスファチジン酸（lysophosphatidic acid） lysophosphatidic acid（リゾホスファチジン酸） →ホスファチジン酸→DAG→TAG（最終段DGAT）の順に作られる。
- リン脂質はホスファチジン酸/DAGを分岐点 branch point 分岐点（branch point） branch point（分岐点） に、CDP-ジアシルグリセロール diacylglycerol (DAG) ジアシルグリセロール（diacylglycerol (DAG)） diacylglycerol (DAG)（ジアシルグリセロール） 経路（PI）とCDP-頭部基経路（PC・PE）で合成される。
- 脂質合成lipid synthesis 脂質合成（lipid synthesis）lipid synthesis（脂質合成） は脳ミエリン myelinミエリン（myelin） myelin（ミエリン）・肺サーファクタントpulmonary surfactant肺サーファクタント（pulmonary surfactant）pulmonary surfactant（肺サーファクタント）・乳汁脂肪など臓器機能にも直結する。
出典
- 1.Regulation of acetyl-CoA carboxylase（Biochemical Society Transactions・2006）ACC1・ACC2による脂肪酸合成と酸化の協調、およびACCのアロステリック・共有結合修飾による調節閲覧 2026-08-20
- 2.Animal Fatty Acid Synthase: A Chemical Nanofactory（Chemical Reviews・2021）動物脂肪酸合成酵素の多機能構造と、アセチルCoA・マロニルCoA・NADPHを用いるパルミチン酸合成閲覧 2026-08-20
- 3.Substrate channeling in the glycerol-3-phosphate pathway regulates the synthesis, storage and secretion of glycerolipids（Biochimica et Biophysica Acta・2020）グリセロール3-リン酸経路におけるホスファチジン酸・DAGを介したTAGとリン脂質合成の分岐閲覧 2026-08-20