脂肪酸合成

脂肪酸合成とは、アセチルCoAを前駆体として炭水化物やアミノ酸などの代謝中間体から脂肪酸を新しく構築する生合成経路の総称である。¹

生物体内における脂肪酸合成の主要な舞台は細胞質であり、過剰に摂取した糖質やアミノ酸に由来する炭素源がTCA回路を経てクエン酸としてミトコンドリアから細胞質へ輸送されることから始まる。²

細胞質へ移行したクエン酸は、ATPシトレートリアーゼの作用によってアセチルCoAとオキサロ酢酸へと切断される。³

脂肪酸合成の最初の、そして律速段階となる反応は、アセチルCoAがアセチルCoAカルボキシラーゼによってカルボキシル化され、マロニルCoAが生成される過程である。⁴

このアセチルCoAカルボキシラーゼは、クエン酸によるアロステリック活性化を受け、逆に長鎖アシルCoAによるフィードバック阻害を受けることで、体内での脂肪酸合成の速度が厳密に調節されている。⁴

生成されたマロニルCoAとアセチルCoAは、多機能酵素複合体である脂肪酸合成酵素（FAS）の持つアシルキャリアータンパク質（ACP）上のチオール基に結合し、一連の伸長サイクルに組み込まれる。⁵

脂肪酸合成酵素による伸長サイクルでは、まず縮合反応が起こり、続いて還元反応、脱水反応、そして再び還元反応という4つの連続した酵素反応が進行する。²

この1回のサイクルによって炭素鎖が2つ伸長し、マロニルCoAが1分子消費されることになり、このサイクルが繰り返されることで主に炭素数16のパルミチン酸が合成される。⁶

脂肪酸合成の各還元ステップにおいては、補酵素であるNADPHが電子供与体として大量に消費され、このNADPHは主にペントースリン酸回路やリンゴ酸酵素の働きによって供給される。²

こうして脂肪酸合成酵素によって遊離のパルミチン酸として合成された脂肪酸は、さらに小胞体などに存在する脂肪酸伸長酵素系や不飽和化酵素の作用を受けることで、より炭素数が長い鎖や不飽和脂肪酸へと変換される。⁷

最終的に合成された各種脂肪酸は、グリセロール3-リン酸などと結合してトリアシルグリセロール（中性脂肪）やリン脂質などの脂質を形成し、エネルギー貯蔵や生体膜の構成成分として利用される。²

哺乳類における脂肪酸合成は、肝臓や脂肪組織、乳腺などの組織で活発に行われており、ホルモンであるインスリンによって促進される一方で、グルカゴンやアドレナリンなどの飢餓シグナルホルモンによって抑制される。³