脂肪酸の合成

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脂肪酸の合成(しぼうさんのごうせい、:Fatty acid synthesis)では、脂肪酸シンターゼによってアセチルCoAマロニルCoAから脂肪酸が作られる過程を記述する。

ヒトのデノボ合成[編集]

ヒトでは脂肪酸は主に肝臓脂肪組織授乳期の女性の乳房で作られる。ほとんどのアセチルCoAはミトコンドリアピルビン酸デヒドロゲナーゼによってピルビン酸から作られている。ミトコンドリアで生産されるアセチルCoAは、オキサロ酢酸と共にクエン酸の形で濃縮され、細胞質基質へ輸送されて、ATP-クエン酸リアーゼによってアセチルCoAとオキサロ酢酸に分解される。

伸長[編集]

伸長は4つの段階を経て行われる。

段階 記述 酵素
縮合反応 最初のステップはアセチルACPとマロニルACPの縮合反応である。この結果アセトアセチルACPが生成する。この反応は熱力学的に不利であるが、二酸化炭素の放出によって反応が進行される。 FattyAcid-MB-Condensation.png β-ケトアシル-ACPシンターゼ
アセトアセチルACPの還元 このステップでは、アセトアセチルACPがNADPHによってD-3-ヒドロキシブチリルACPに還元される。二重結合はヒドロキシル基に還元され、D体のみが生成する。 FattyAcid-MB-Reduction1.png β-ケトアシルACPレダクターゼ
脱水 この段階ではD-3-ヒドロキシブチリルACPが脱水され、クロトニルACPとなる。 FattyAcid-MB-Dehydration.png 3-ヒドロキシアシルACPデヒドラーゼ
クロトニルACPの還元 このステップでは、クロトニルACPがNADPHによって還元され、ブチリルACPが生成する。 FattyAcid-MB-Reduction2.png エノイルACPレダクターゼ

伸長の次の段階では、アシルACPを形成するためマロニルACPとブチリルACPが縮合する。これはC16アシル化合物ができあがるまで続けられ、最終的にチオエステラーゼによってパルミチン酸とACPに加水分解される。

一価不飽和脂肪酸の生成[編集]

16:0のパルミチン酸は、長鎖脂肪酸伸長酵素により、18:0のステアリン酸に伸張される。ステアリン酸は、体内でステアロイルCoA 9-デサチュラーゼ(Δ9-脂肪酸デサチュラーゼ)によりステアリン酸のw9位に二重結合が生成されてω-9脂肪酸の一価不飽和脂肪酸である18:1のオレイン酸が生成される。

多価不飽和脂肪酸の生成[編集]

植物及び微生物中では、ω6位に二重結合を作るΔ12-脂肪酸デサチュラーゼ によりオレイン酸の二重結合を一個増やしてリノール酸を生成することができる。さらに植物及び微生物中では、ω3位に二重結合を作るΔ15-脂肪酸デサチュラーゼ によりリノール酸の二重結合を一個増やしてα-リノレン酸を生成することができる[1]。 ヒトを含む動物は、ステアリン酸からオレイン酸を生成するΔ9-脂肪酸デサチュラーゼを有してはいるものの、Δ12-脂肪酸デサチュラーゼもΔ15-脂肪酸デサチュラーゼもどちらも有していないので、リノール酸もα-リノレン酸もどちらも自ら合成することができない。このためω-3脂肪酸ω-6脂肪酸はとともに必須脂肪酸となっている。

必須脂肪酸の代謝経路とエイコサノイドの形成

ω-6脂肪酸の変換[編集]

ヒトを含めた動物の体内では、代表的なω-6脂肪酸であるリノール酸から出発してリノレオイルCoAデサチュラーゼ(Δ6-脂肪酸デサチュラーゼ)によりγ-リノレン酸が生成され、さらにアラキドン酸へ変換される。さらに、このアラキドン酸(20:4(n-6))から変換されて生成される炎症・アレルギー反応と関連した強い生理活性物質であるω-6プロスタグランジン、n-6ロイコトリエン等のオータコイド類は、アテローム性動脈硬化症喘息関節炎血管の病気、血栓症免疫炎症の過程、腫瘍増殖における過度のω-6作用を抑制する調合薬開発の標的となっている[1]。n-3とn-6エイコサノイド前駆体の生成について代謝酵素が共通してるためにn-6脂肪酸とn-3脂肪酸とが競争的な相互作用をする。

ω-3脂肪酸の変換[編集]

ヒトを含めた動物の体内ではΔ6-脂肪酸デサチュラーゼにより18:3(n-3)のα-リノレン酸(ALA)のΔ6の位置に不飽和結合を作り炭素2個伸張して20:4(n-3)のエイコサテトラエン酸を生成し、Δ5-脂肪酸デサチュラーゼにより不飽和結合を増やして20:5(n-3)のエイコサペンタエン酸(EPA)を生成し、このエイコサペンタエン酸から22:5(n-3)のドコサペンタエン酸(DPA)を経るかSprecher's shuntと呼ばれる経路いずれかを経て22:6(n-3)のドコサヘキサエン酸(DHA)が生成される(詳細はデサチュラーゼを参照のこと。)[1]。このようにヒトを含めた多くの動物は体内でα-リノレン酸を原料としてEPAやDHAを生産することができるが、α-リノレン酸からEPAやDHAに変換される割合は10-15%程度である[2]

細胞膜は流動性を持ち、脂質や膜タンパクは動いている。この流動性は膜の構成物質で決まる。たとえば、リン脂質を構成する脂肪酸の不飽和度(二重結合の数)に影響され、二重結合を持つ炭化水素が多いほど(二重結合があるとその部分で炭化水素が折れ曲がるので)リン脂質の相互作用が低くなり流動性は増すことになる。例えばDHAは不飽和度が極めて高く細胞膜の流動性の保持に寄与している。例えば、赤血球について、動物性脂肪に多い飽和脂肪酸は赤血球膜を硬直化し[3]、逆に魚に多いω-3脂肪酸は赤血球膜を柔軟化する[4]。神経細胞は、軸索や樹状突起などの凹凸の多い入り組んだ構造を有しているため、膜成分が極端に多くなっている[5][要高次出典]。DHAは、神経細胞の細胞膜を柔らかくし、樹状突起を増やしたり、軸索の成長を促して脳・神経系の健全性を保つ[6][要高次出典]

DHAは精液網膜リン脂質に含まれる脂肪酸の主要な成分である。DHAの摂取は中の中性脂肪トリグリセライド)量を減少させ、心臓病の危険を低減する。また、DHAが不足すると脳内セロトニンの量が減少し、多動性障害を引き起こすという報告がある[7]アルツハイマー型痴呆[8][9]うつ病などの疾病に対してもDHAの摂取は有効であるといわれている。

脚注[編集]

  1. ^ a b c I章 最新の脂質栄養を理解するための基礎 ― ω(オメガ)バランスとは?脂質栄養学の新方向とトピックス
  2. ^ 岡田斉、萩谷久美子、石原俊一ほか「Omega-3多価不飽和脂肪酸の摂取とうつを中心とした精神的健康との関連性について探索的検f討-最近の研究動向のレビューを中心に」『人間科学研究』(30),2008,pp87-96. NAID 120001859287
  3. ^ 栗原毅 『血液サラサラ生活のすすめ-ドロドロにならない食事と過ごし方』 小学館、2005年1月。ISBN 978-4093045810。54-55頁
  4. ^ 栗原毅 『血液サラサラ生活のすすめ-ドロドロにならない食事と過ごし方』 小学館、2005年1月。ISBN 978-4093045810。38頁68頁
  5. ^ 浜崎智仁「13:00 ~13:40脂質と精神」金城学院大学/日本脂質栄養学会共催シンポジウムの抄録 6章p10『 脂質栄養学の新方向とトピックス
  6. ^ 情報伝達をスムーズにして脳の老化を抑制!脳を元気にする DHA (富士フイルムヘルスケア未来研究所)
  7. ^ Richardson AJ (April 2006). “Omega-3 fatty acids in ADHD and related neurodevelopmental disorders”. Int Rev Psychiatry 18 (2): 155-72. doi:10.1080/09540260600583031. PMID 16777670. 
  8. ^ Oksman, M.; Iivonen, H.; Hogyes, E.; Amtul, Z.; Penke, B.; Leenders, I.; Broersen, L.; Lütjohann, D. et al. (2006). “Impact of different saturated fatty acid, polyunsaturated fatty acid and cholesterol containing diets on beta-amyloid accumulation in APP/PS1 transgenic mice”. Neurobiology of Disease 23 (3): 563–572. doi:10.1016/j.nbd.2006.04.013. ISSN 09699961. 
  9. ^ Uauy R, Dangour AD (May 2006). “Nutrition in brain development and aging: role of essential fatty acids”. Nutr. Rev. 64 (5 Pt 2): S24–33; discussion S72–91. PMID 16770950. 

関連項目[編集]