生物化学第六章 课件.ppt

第六章 脂类代谢,目 录,第一节 生物体内的脂类第二节 脂肪的分解代谢第三节 脂肪的生物合成第四节 磷脂和糖脂的代谢(自学)第五节 胆固醇的代谢(自学),第一节 生物体内的脂类,脂类（lipid）亦译为脂质或类脂，是一类低溶于水而高溶于非极性溶剂的生物有机分子。其化学本质是脂肪酸和醇所形成的酯类及其衍生物。 脂肪酸多为4碳以上的长链一元羧酸 醇成分包括甘油、鞘氨醇、高级一元醇和固醇。 脂类的元素组成主要是C H O,有些尚含N S P。,脂类的基本概念, 脂的分类,(1) 单纯脂是脂肪酸和醇类所形成的酯，其中典型的为甘油三酯(脂肪)。(2) 复合脂除醇类、脂肪酸外还含有其它物质，如磷酸、含氮化合物、糖基及其衍生物、鞘氨醇及其衍生物等。 (3) 其它脂为一类不含有脂肪酸、非皂化的脂，包括萜类、前列腺素类和甾类化合物等。,单 纯 脂 类,1.概念,单纯脂类是由脂肪酸和醇形成的酯,2.种类,(2) 蜡,（1）酰基甘油酯,O=,O=,CH2O CR1,R2COCH,CH2O CR3,O=,R1、R2、R3可以相同，也可以不全相同甚至完全不同， R2多是不饱和的。,重要脂类：甘油三酯,甘 油 三 酯,甘油三脂中脂肪酸不饱和的较多时，在室温下呈液态，称为油。反之，则呈固态，称为脂。甘油三脂又称油脂。,注意！,蜡,主要存在于毛发、皮肤、叶子、果实以及昆虫外骨骼等的表面，但也有分散于细胞中的，如蜂蜡。,主要是含14至36个碳原子的饱和或不饱和脂肪酸与含16至30个碳原子的一元醇所形成的脂。,复 合 脂 类,1.概念,2.种类,复合脂是指除脂肪酸与醇组成的酯外,分子内还含有其它成分的脂类。,(1) 磷脂,(2) 糖脂和硫脂,复合脂,磷酸甘油脂，又称甘油磷脂，是最具有代表性的复合脂，广泛存在于动物、植物和微生物。磷脂甘油脂是细胞膜结构重要的组分之一，在动物的脑、心、肾、肝、骨髓、卵以及植物的种子和果实中含量较为丰富。最简单的磷酸甘油脂结构如图,磷脂是分子中含有磷酸的复合脂，由于其所含的醇不同，又可以分为甘油磷脂和鞘氨醇磷脂。,磷 脂,磷脂酰胆碱,磷脂酸,磷脂酰乙醇胺,磷脂酰肌醇,磷脂酰丝氨酸,磷脂酰甘油,几种糖脂和硫酯,2,3-双酰基-1-D-吡喃-D-甘油,6-亚硫酸-6-脱氧-葡萄糖甘油二酯(硫酯),2,3-双酰基-1-(-D-半乳糖基-1，6- -D-半乳糖基）-D-甘油,非 皂 化 脂 类,1. 概念,2. 种类,即异戊二烯脂类,它不含脂肪酸,不能进行皂化,（1）甾醇类（固醇）（2） 萜类化合物,.脂类的生理功能,（1）结构组分,其中的磷脂是构成细胞生物膜（Biomembrane）的重要结构物质。现代研究表明，细胞质膜（plasma membrane）是细胞的界膜，控制着细胞内外所有物质的出入。同时，细胞质膜上各种脂、蛋白质、糖等表面复合物质的存在与细胞的识别、信号转导、种质特异性和组织免疫等有密切关系。因此，生物膜对细胞的生命活动具有特别重要的作用；,（2）储存能源,在高等动物体中，甘油三酯主要积累在皮下组织、肠间膜内等，动物的血液、淋巴液、肝脏、骨髓等中也都储藏一定量的脂肪。植物的甘油三酯多存在于种子和果实中，一些油料作物种子的含油量高达3050%。甘油脂通过氧化可以供给人类及动植物生命过程所需的热能。1g甘油脂在体内氧化可产生39kJ的热量，比碳水化合物和蛋白质在同样条件下的热量约高一倍；,(3) 许多脂类物质行使着各种重要特殊的生理功能。这些物质包括某些维生素和激素等。例如，萜类化合物中包含着维生素A、维生素D、维生素E和维生素K，它们是调节生理代谢重要的活性物质。还有定位在质膜上磷脂化合物，如磷脂酰肌醇、N-磷脂酰乙醇胺等是调节细胞生长发育、抗逆境反应的脂质信号分子。,第二节 脂肪的分解代谢,甘油在甘油激酶的催化下，被磷酸化成3-磷酸甘油，然后氧化脱氢生成磷酸二羟丙酮。, 甘油的代谢,其反应如下：,其中第一步反应需要 消耗ATP，而第二步反应可生成还原辅酶。,磷酸二羟丙酮为磷酸丙糖，是糖酵解途径的中间产物，因此既可以继续氧化，经丙酮酸进入三羧酸循环彻底氧化成CO2和水，又可经糖异生作用合成葡萄糖，乃至合成多糖。, 脂肪酸的氧化,一、脂肪酸的-氧化途径,二、脂肪酸的a-氧化途径,三.脂肪酸的-氧化途径,-氧化作用的提出是在十九世纪初，Franz Knoop 在此方面作出了关键性的贡献。他将末端甲基上连有苯环的脂肪酸喂饲狗，然后检测狗尿中的产物。结果发现，食用含偶数碳的脂肪酸的狗的尿中有苯乙酸的衍生物苯乙尿酸，而食用含奇数碳的脂肪酸的狗的尿中有苯甲酸的衍生物马尿酸。 Knoop由此推测无论脂肪酸链的长短，脂肪酸的降解总是每次水解下两个碳原子。,据此，Knoop 提出脂肪酸的氧化发生在-碳原子上，而后Ca与Cb之间的键发生断裂，从而产生二碳单位，此二碳单位Knoop推测是乙酸。 以后的实验证明Knoop推测的准确性，由此提出了脂肪酸的 -氧化作用。 -氧化作用是指脂肪酸在-碳原子上进行氧化，然后a-碳原子和 -碳原子之间键发生断裂。每进行一次-氧化作用，分解出一个二碳片段，生成较原来少两个碳原子的脂肪酸。,b-氧化作用的部位：Localization of -oxidation occurs in mitochondria,油料作物种子萌发时,(1) 脂肪酸的活化,脂肪酸的活化是指脂肪酸的羧基与CoA酯化成脂酰CoA的过程。反应如下：,脂肪酸的活化需要ATP的参与。每活化1分子脂肪酸，需要1分子ATP转化为AMP，即要消耗2个高能磷酸键。这可以折算成需要2分子ATP水解成ADP。在体内，焦磷酸很快被磷酸酶水解，使得反应不可逆。,(2) Transport into mitochondria,脂肪酸的 -氧化作用通常是在线粒体的基质中进行的，中、短链脂肪酸可直接穿过线粒体内膜，而长链脂肪酸需依靠肉碱（也叫肉毒碱，Carnitine）携带，以脂酰肉碱的形式跨越内膜而进入基质，故称肉碱转运。,肉碱（也叫肉毒碱，Carnitine）的结构如下：,肉毒碱是季胺类化合物，是一种人体必需的营养素，有着重要的生物学功能和临床应用价值。近年来肉毒碱在心脑血管疾病、消化疾病、儿童疾病的预防和治疗，以及血液透析病人的营养支持和运动医学等领域已得到广泛的研究和应用。,其中的肉碱脂酰转移酶和是一组同工酶。前者在线粒体外催化脂酰CoA上的脂酰基转移给肉碱，生成脂酰肉碱；后者则在线粒体内将运入的脂酰肉碱上的脂酰基重新转移至CoA，游离的肉碱被运回内膜外侧循环使用。,(3) -氧化的历程,脂酰CoA进入线粒体后，经历多次b-氧化作用而逐步降解成多个二碳单位 乙酰CoA。,每次b-氧化作用包括四个步骤。,（1）脱氢 脂酰CoA经脂酰CoA脱氢酶催化，在其和碳原子上脱氢，生成2反烯脂酰CoA，该脱氢反应的辅基为FAD。（2）加水（水合反应） 2反烯脂酰CoA在2反烯脂酰CoA水合酶催化下，在双键上加水生成L-羟脂酰CoA。,（3）脱氢 L-羟脂酰CoA在L-羟脂酰CoA脱氢酶催化下，脱去碳原子与羟基上的氢原子生成-酮脂酰CoA，该反应的辅酶为NAD+。（4）硫解 在-酮脂酰CoA硫解酶催化下，-酮脂酰CoA与CoA作用，硫解产生 1分子乙酰CoA和比原来少两个碳原子的脂酰CoA。,对于长链脂肪酸，需要经过多次-氧化作用，每次降解下一个二碳单位，直至成为二碳（当脂肪酸含偶数碳时）或三碳（当脂肪酸含奇数碳时）的脂酰CoA。,下图是软脂酸（棕榈酸 C15H31COOH）的b-氧化过程，它需经历七轮b-氧化作用而生成8分子乙酰CoA。,2. 偶数碳饱和脂肪酸的氧化,对于偶数碳饱和脂肪酸，b-氧化过程的化学计量：脂肪酸在b-氧化作用前的活化作用需消耗能量，即1分子ATP转变成了AMP，消耗了2个高能磷酸键，相当于2分子ATP。在b-氧化过程中，每进行一轮，使1分子FAD还原成FADH2、1分子NAD+还原成NADH，两者经呼吸链可分别生成2分子和3分子ATP，因此每轮b-氧化作用可生成5分子ATP。b-氧化作用的产物乙酰CoA可通过三羧酸循环而彻底氧化成CO2和水，同时每分子乙酰CoA可生成12分子ATP。,在油料种子萌发时乙醛酸体中通过b-氧化产生的乙酰CoA一般不用作产能形成ATP，而是通过乙醛酸循环（见后）转变成琥珀酸，再经糖的异生作用转化成糖。,2.偶数碳饱和脂肪酸的氧化,生物体中的不饱和脂肪酸的双键都是顺式构型，而且位置也相当有规律 第一个双键都是在C9和C10之间（写作D9），以后每隔三个碳原子出现一个。例如，亚油酸18:2D9，12；-亚油酸18:3D9,12,15。,3.不饱和脂肪酸的氧化,不饱和脂肪酸的氧化与饱和脂肪酸基本相同，只是某些步骤还需其它酶的参与，现以油酸为例加以说明。,它经历了三轮b-氧化作用后，产物在b,g位有一顺式双键，因此接下来的反应不是脱氢，而是双键的异构化，生成反式的a,b双键，然后b-氧化作用继续正常进行。因此油酸的氧化与相同碳的饱和脂肪酸（硬脂酸）相比，只是以一次双键异构化反应取代了一次脱氢反应，所以少产生一分子FADH2。,不仅是单不饱和脂肪酸，所有的多不饱和脂肪酸的前四轮b-氧化作用都与油酸相类同，都在第四轮时需要一种异构酶的参与。,大多数脂肪酸含偶数碳原子，它们通过b-氧化可全部转变成乙酰CoA，但一些植物和海洋生物能合成奇数碳脂肪酸，它们在最后一轮b-氧化作用后，产生丙酰CoA。,4. 奇数碳链脂肪酸的氧化,丙酰CoA的代谢在动物体内依照如下图所示的途径进行，先进行羧化，然后经过两次异构化，形成琥珀酰CoA。,油酰CoA 的氧化,脂肪酸在一些酶的催化下，在a-碳原子上发生氧化作用，分解出一个一碳单位CO2，生成缩短了一个碳原子的脂肪酸。这种氧化作用称为脂肪酸的a-氧化作用。,二.脂肪酸的a-氧化途径,a-氧化作用是1956年由P.K.Stumpf首先在植物种子和叶片中发现的，后来在动物脑和肝细胞中也发现了脂肪酸的这种氧化作用。,该途径以游离脂肪酸作为底物，在a-碳原子上发生羟化（-OH）或氢过氧化（-OOH），然后进一步氧化脱羧，其可能的机理下图所示。,a-氧化作用对于生物体内 奇数碳脂肪酸的形成； 含甲基的支链脂肪酸的降解； 过长的脂肪酸（如C22、C24）的降解起着重要的作用哺乳动物将绿色蔬菜中植醇降解就是通过这种途径而实现的,脂肪酸的-氧化是指脂肪酸的末端（-端）甲基发生氧化，先转变成羟甲基，继而再氧化成羧基，从而形成a, -二羧酸的过程。,三.脂肪酸的-氧化途径,生成的,-二羧酸可从两端进行 -氧化作用而降解。,动物体内的十二碳以下的脂肪酸常常通过w-氧化途径进行降解。植物体内的在w-端具有含氧基团（羟基、醛基或羧基）的脂肪酸大多也是通过w-氧化作用生成的，这些脂肪酸常常是角质层或细胞壁的组成成分。一些需氧微生物能将烃或脂肪酸迅速降解成水溶性产物，这种降解过程首先要进行w-氧化作用，生成二羧基脂肪酸后再通过b-氧化作用降解，如海洋中的某些浮游细菌可降解海面上的浮油，其氧化速率可高达0.5克/天/平方米。,脂肪酸降解的主要产物乙酰CoA的去路？,有不少的细菌、藻类或处于一定生长阶段的高等植物（如正在萌发的油料种子），脂肪酸降解的主要产物乙酰CoA还可以通过另外一条途径 乙醛酸循环（glyoxylate cycle），将2分子乙酰CoA合成1分子四碳化合物琥珀酸。,1 乙醛酸循环,CoASH,柠檬酸合成酶,顺乌头酸酶,乙醛酸循环反应历程,NAD +,NADH,苹果酸脱氢酶,草酰乙酸,CoASH,异柠檬酸裂解酶,苹果酸合成酶,乙醛酸循环的净结果是把两分子乙酰CoA转变成一分子琥珀酸。其总反应为：,乙醛酸循环与三羧酸循环相比，可以看成是三羧酸循环的一个支路，它在异柠檬酸处分支，绕过了三羧酸循环的两步脱羧反应，因而不发生氧化降解。参与乙醛酸循环的酶除了异柠檬酸裂解酶和苹果酸合酶外，其余的酶都与三羧酸循环的酶相同。异柠檬酸裂解酶和苹果酸合酶是乙醛酸循环的关键酶。,乙醛酸循环的生物学意义,乙醛酸循环不存在于动物及高等植物的营养器官内，它存在于一些细菌、藻类和油料植物的种子的乙醛酸体中。油料植物的种子中主要的贮藏物质是脂肪，在种子萌发时乙醛酸体大量出现，由于它含有脂肪分解和乙醛酸循环的整套酶系，因此可以将脂肪分解，并将分解产物乙酰CoA转变为琥珀酸。,由乙醛酸循环转变成的琥珀酸，需要在线粒体中通过三羧酸循环的部分反应转化为苹果酸，然后进入细胞质，沿糖异生途径转变成糖类。乙醛酸循环中有苹果酸中间体，它也可以到细胞质中异生成糖，但它需要及时回补，以保证循环的正常进行，这仍来自循环的产物琥珀酸在线粒体中的转变。,琥珀酸可异生成糖并以蔗糖的形式运至种苗的其它组织供给它们生长所需的能源和碳源；而当种子萌发终止、贮脂耗尽，同时叶片能进行光合作用时，植物的能源和碳源可以由太阳光和CO2获得时，乙醛酸体的数量迅速下降以至完全消失。对于一些细菌和藻类，乙醛酸循环使它们能以乙酸盐为能源和碳源生长。,由脂肪酸的-氧化及其它代谢所产生的乙酰CoA，在一般的细胞中可进入三羧酸循环进行氧化分解；但在动物的肝脏、肾脏、脑等组织中，尤其在饥饿、禁食、糖尿病等情形下，乙酰CoA还有另一条代谢去路，最终生成乙酰乙酸、 -羟丁酸和丙酮，这三种产物统称为酮体（ketone bodies）。,2 酮体代谢,1. 酮体的合成,(1) 两分子乙酰CoA缩合成乙酰乙酰CoA，反应由硫解酶催化。此外，脂肪酸b-氧化作用的最后一轮也能产生乙酰乙酰CoA。,(2)又一分子乙酰CoA与乙酰乙酰CoA缩合，生成-羟-甲基戊二酸单酰CoA（HMG-CoA），反应由HMG-CoA合成酶催化。,3-Hydroxy-3methylglutaryl-CoA (HMG-CoA),(3) MG-CoA分解成乙酰乙酸和乙酰CoA，反应由HMG-CoA裂解酶催化。,(4) 生成的乙酰乙酸一部分可还原成-羟丁酸，反应由-羟丁酸脱氢酶催化；也有极少一部分可脱羧形成丙酮，反应可自发进行，也可由乙酰乙酸脱羧酶催化。,第三节 脂肪的生物合成,一. 甘油的合成,由糖酵解的中间产物磷酸二羟丙酮还原而成。,甘油的合成在细胞质中进行。,二. 脂肪酸的合成,饱和脂肪酸的从头合成 脂肪酸碳链的延长 不饱和键的形成,(一) 脂肪酸的从头合成,原料：乙酰CoA,产物：不超过16碳的饱和脂肪酸,部位：动物体 细胞质植物体 叶绿体和前质体,1. 脂肪酸从头合成的过程,(1) 乙酰CoA的来源和转运,乙酰CoA在线粒体产生，来自丙酮酸氧化脱羧及氨基酸的氧化。乙酰CoA不能直接穿过线粒体内膜，需要通过“柠檬酸穿梭”的方式从线粒体基质到达细胞质，才能用于合成脂肪酸。,(1) 乙酰CoA的来源和转运,循环的净结果是将乙酰CoA从线粒体转运到了细胞质，同时也消耗了化学能ATP。 在植物体中，线粒体内产生的乙酰CoA先脱去CoA以乙酸的形式运出线粒体，再在线粒体外由脂酰CoA合成酶催化重新形成乙酰CoA。,(2) 丙二酸单酰CoA的形成,在脂肪酸的从头合成过程中，参入脂肪酸链的二碳单位的直接提供者并不是乙酰CoA，而是乙酰CoA的羧化产物 丙二酸单酰CoA（malonyl-CoA）。,乙酰CoA羧化酶的组成,在原核生物中，由两种酶和一种蛋白质组成三元多酶复合体 生物素羧基载体蛋白（biotin carboxyl-carrier protein，BCCP） 生物素羧化酶 羧基转移酶,在动物及高等植物体内，乙酰CoA羧化酶是由多个亚基组成的寡聚酶，每个亚基兼具上述的三种催化活性，但只有当它们聚合成完整的寡聚酶后才有活性。,乙酰CoA的羧化为不可逆反应，是脂肪酸合成的限速步骤，故乙酰CoA羧化酶的活性高低控制着脂肪酸合成的速度。,影响乙酰CoA羧化酶活性的因素：（在动物体中） 柠檬酸：促进无活性的单体聚合成有活性的全酶，从而加速脂肪酸的合成； 软脂酰CoA：促使全酶的解体，因而抑制脂肪酸的合成。,脂肪酸合酶系统（fatty acid synthase system，FAS）,FAS的组成, 乙酰CoA-ACP转移酶 丙二酸单酰CoA-ACP转移酶 -酮脂酰-ACP合酶 -酮脂酰-ACP还原酶 -羟脂酰-ACP脱水酶 烯脂酰-ACP还原酶 硫酯酶ACP 脂酰基载体蛋白,脂肪酸合酶系统（fatty acid synthase system，FAS）,含两个相同亚基的二聚体,ACP：不同生物体中的ACP十分相似：大肠杆菌中的ACP是一个由77个氨基酸残基组成的热稳定蛋白质，在它的第36位丝氨酸残基的侧链上，连有辅基4-磷酸泛酰巯基乙胺。,ACP辅基犹如一个转动的手臂，以其末端的巯基携带着脂酰基依次转到各酶的活性中心，从而发生各种反应，如下图所示。,FAS上的活性巯基：（用于运载脂酰基）中央巯基 ACP上的巯基；外围巯基 b-酮脂酰-ACP合酶上的巯基，由该酶的一个Cys残基提供。,软脂酸合成的反应流程,进位,链的延伸,水解,(3)脂肪酸链的形成过程：第一阶段 乙酰基和丙二酸单酰基进位（1）转酰基反应：乙酰-CoA 与ACP 作用，生成乙酰ACP：该反应是一个起始反应，由乙酰转酰酶催化，将乙酰-CoA 先转运至ACP，再转运至-酮脂酰-ACP 合成酶的巯基上。,（2）转酰基反应：丙二酸单酰-CoA 与ACP 作用，生成丙二酸单酰ACP：丙二酸单酰转酰酶催化丙二酸加载到ACP 上，为-酮脂酰-ACP 合成酶提供第二底物。在此反应中，ACP 的自由巯基攻击丙二酸单酰-CoA 的羰基，形成丙二酸单酰ACP。这样的起始反应与负载反应，为下一步缩合反应分别生成了所需的两种底物。,（3）缩合反应：此步反应为乙酰基和丙二酸单酰基的缩合反应。脱羧反应激活了丙二酸单酰-CoA 的甲烯基碳，使之成为一个好的亲核基团，可攻击乙酰基团的羰基碳原子，形成的产物含有连在ACP 上的乙酰乙酰基团。,第二阶段 脂肪酸链延伸,（4）还原反应：由-酮脂酰-ACP 还原酶催化的反应是脂肪酸合成中的第一个还原反应。此还原反应类似于-氧化中发生在-碳原子上的氧化反应，NADPH 作为还原剂，产物为D-构型的-羟丁酰ACP。,（5）脱水反应 :-羟丁酰ACP 脱水生成相应的，-烯丁酰ACP（巴豆酰ACP）：,（6）再还原反应：,-烯丁酰ACP 再由NADPH 还原为丁酰ACP。,这步还原反应由NADPH 作为电子供体，在-碳原子上发生反应，由烯脂酰ACP 还原酶催化，产生一个连接ACP 的四碳脂肪酸，这是一个完整的脂肪酸合成的最后一步。,第三阶段 脂酰基水解,以上合成的软脂酰ACP可由硫脂酶水解去掉ACP，从而生成软脂酸。,这样由乙酰ACP作为二碳受体丙二酸单酰ACP作为二碳供体，经过缩合、还原、脱水、再还原几个反应步骤，即生成含4个碳原子的丁酰ACP。如果丁酰ACP再与丙二酸单酰ACP反应，经过上述重复的反应步骤，即可得到己酰ACP。如此不断地进行循环，最终得到软脂酰ACP。整个脂肪酸从头合成过程可简示如下：,从乙酰CoA的穿梭、丙二酸单酰CoA的生成，到脂肪酸链的形成，需要消耗化学能ATP及还原剂NADPH。整个合成的碳源来自乙酰CoA，尽管CO2参与了合成，但没有被消耗，其作用是乙酰CoA通过羧化将ATP的能量贮存在丙二酸单酰CoA中，从而在缩合反应中通过脱羧放能而使反应向正方向即合成的方向进行，这要比两分子的乙酰CoA进行的缩合反应更易进行。,2. 脂肪酸从头合成的化学计量,由此可见，由脂肪酸合酶系统形成1分子软脂酸需要消耗1分子乙酰CoA、7分子丙二酸单酰CoA以及14分子还原辅酶，同时释放出7分子CO2。,1.延长发生的部位,(二) 脂肪酸碳链的延长,2. 延长过程,该过程是以脂酰CoA（不是脂肪酸）作为起点(引物)，通过与从头合成相似的步骤，即缩合还原脱水再还原，逐步在羧基端增加二碳单位。至于延长的具体方式，在细胞的不同部位都不相同。,线粒体中的延长过程：相当于脂肪酸b-氧化过程的逆转，只是第二次还原反应由还原酶而不是脱氢酶催化，电子载体为NADPH而不是FADH2；内质网上的延长过程：与从头合成过程相似，只是脂酰基的载体为CoA而不是ACP。,1) 动物体中脂肪酸链的延长,植物的脂肪酸延长系统有两个 叶绿体或前质体中的只负责将软脂酸转变为硬脂酸（18:0），这一过程类似于从头合成途径；碳链的进一步延长则由内质网上的延长系统完成。,(2)植物体中脂肪酸链的延长,在生物体内存在大量的各种不饱和脂肪酸，如棕榈油酸（16:1D9）、油酸（18:1D9）、亚油酸（18:2D9,12）、亚麻酸（18:3D9,12,15）等，它们都是由饱和脂肪酸经去饱和作用而形成的。去饱和作用有需氧和厌氧两条途径，前者主要存在于真核生物中，后者存在于厌氧微生物中。,(三) 脂肪酸碳链的去饱和,1. 需氧途径,该途径由去饱和酶系催化，需要O2和NADPH的共同参与。去饱和酶系由去饱和酶（desaturase）及一系列的电子传递体组成。在该途径中，一分子氧接受来自去饱和酶的两对电子而生成两分子水，其中一对电子是通过电子传递体从NADPH获得，另一对则是从脂酰基获得，结果NADPH被氧化成NADP+，脂酰基被氧化形成双键。（参见下图）,去饱和作用一般首先发生在饱和脂肪酸的9、10位碳原子上，生成单不饱和脂肪酸（如棕榈油酸、油酸）。接下来，对于动物，尤其是哺乳动物，从该双键向脂酸的羧基端继续去饱和形成多不饱和脂肪酸。,而植物则是从该双键向脂酸的甲基端继续去饱和生成如亚油酸、亚麻酸等的多烯脂肪酸。此外，植物也可以不通过这条需氧途径，而是在内质网膜上由单不饱和脂肪酸以磷脂或甘油糖脂的形式继续去饱和的，它也是一个需氧的过程。,1. 需氧途径,由于动物不能合成亚油酸和亚麻酸，但对维持其生长十分重要，所以必须从食物中获得，这些脂肪酸对人类和哺乳动物是必需脂肪酸。但动物能通过去饱和作用和延长脂肪酸碳链的过程将它们转变为二十碳四烯酸。,1. 需氧途径,厌氧途径是厌氧微生物合成单不饱和脂肪酸的方式。这一过程发生在脂肪酸从头合成的过程中。当FAS系统从头合成到10个碳的羟脂酰-ACP（b-羟癸酰-ACP）时，接下来的脱水作用不是由b-羟脂酰-ACP脱水酶催化发生在a、b位之间，而是由另一专一性的b-羟癸酰-ACP脱水酶催化发生在b、g位之间，生成b、g-烯癸酰-ACP，然后不再进行烯脂酰-ACP的还原反应，而是继续参入二碳单位，进行从头合成的反应过程。这样，就可产生不同长短的单不饱和脂肪酸。,2. 厌氧途径,原料：磷酸甘油、脂酰CoA（3分子）,三. 三酰甘油的生物合成,