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1. 개요
지방산 대사(Fatty acid metabolism, 脂肪酸代謝)는 지방산을 포함하거나 관련된 다양한 대사 과정을 말한다. 그램 당 에너지 기준으로 지방산의 이화작용이 가장 많은 ATP를 생성하고, 지방산의 탄화수소 부분은 소수성이므로 상대적으로 무수 환경에서 저장할 수 있어 동물에서 가장 중요한 저장 형태로 작용한다.2. 지방산의 이화 작용
베타 산화를 거쳐 지방산은 아세틸 CoA로 완전히 환원된다. 탄소수가 홀수라면 프로피오닐 CoA(propionyl CoA)도 생성된다. 각 베타 산화에서 5 ATP가 발생한다. 이렇게 생긴 아세틸 CoA는 옥살아세트산과 결합하고, 시트르산을 형성하여 TCA 회로에 진입한다.3. 탄수화물 합성
지방산은 미토콘드리아 내부에서 베타 산화를 통해 아세틸 CoA로 분해되지만, 동시에 세포질에서 아세틸 CoA로부터 포도당을 합성한다. 두 경로는 발생 위치뿐만 아니라 반응과 사용되는 기질에서 다르다.식물만이 아세틸 CoA를 옥살아세트산으로 전환시키는 효소를 가지고 있다. 이로부터 말산염을 형성하고, 궁극적으로 포도당으로 전환될 수 있다.
그러나 다른 메커니즘이 있다. 아세틸 CoA는 아세토아세트산으로 전환될 수 있으며, 아세토아세트산은 자발적으로 또는 아세토아세트산 탈탄산효소를 통해 아세톤으로 탈탄산될 수 있다. 아세톤은 호흡이나 배설을 통해 배출되는 아이소프로판올로 대사되거나, CYP2E1에 의해 아세톨로 대사된다.
아세톨은 프로필렌 글라이콜로 전환될 수 있다. 프로필렌 글라이콜은 폼산과 아세트산으로 전환되고, 아세트산은 포도당으로 전환될 수 있다. 또는, 프로필렌 글라이콜이 피루브산 또는 프로판알으로 전환되거나, L-락토알데하이드로 전환된 다음 L-젖산으로 전환될 수 있다.
아세톨은 메틸글리옥살로 전환될 수도 있다. 그리고 메틸글리옥살은 피루브산으로 전환된다. 또는 D-락토알데하이드로 전환되어 D-젖산으로 전환될 수 있다.
4. 지방산 합성
지방산 합성은 16개의 탄소수를 가지는 팔미트산이 생성되기까지 6가지 반응을 반복한다. 이는 완전히 아세틸 CoA로 환원하는 베타 산화의 역과정에서 유사함을 가진다.- 1단계: 말로닐 ACP와의 반응을 위해 아세틸 CoA를 활성화한다. ACP 아세틸기전이효소를 이용한다.
- 2단계: 아세틸 ACP와의 반응을 위해 말로닐 CoA를 활성화한다. ACP 말로닐기전이효소를 이용한다.
- 3단계: ACP에 결합된 아실기 사슬을 사슬 연장 말로닐 ACP와 반응시킨다. 베타-케토아실 ACP 합성효소 1을 이용한다.
- 4단계: 3번 탄소의 카보닐기를 환원시켜 카르복실기로 만든다. 3-옥소아실 ACP 환원효소를 이용한다.
- 5단계: 탈수 반응으로 2번 탄소와 3번 탄소 간의 이중결합을 형성한다. 3-하이드록시아실 ACP 탈수효소를 이용한다.
- 6단계: 2번 탄소와 3번 탄소 간의 이중결합을 단일결합으로 바꾼다. 에노일 ACP 환원효소를 이용한다.