有關合成三酸甘油酯或磷脂質的過程，下列何者錯誤？

本題觀念：

本題考查脂質代謝中的合成途徑，特別是三酸甘油酯（Triacylglycerol, TAG）與磷脂質（Phospholipid）的生物合成機制。涉及的關鍵中間產物包括甘油-3-磷酸（Glycerol-3-phosphate）、磷脂酸（Phosphatidic acid）、雙酸甘油酯（Diacylglycerol, DAG）以及活化載體（如 CDP-DAG 或 CDP-choline）。

選項分析

• A. 合成三酸甘油酯或磷脂質都需要先將glycerol-3-phosphate轉換成磷脂酸（phosphatidic acid）

  • 正確。在大多數組織（如肝臟、脂肪組織）的脂質合成途徑（Glycerol-3-phosphate pathway）中，Glycerol-3-phosphate 會先在 sn-1 位置接上脂肪酸形成 Lysophosphatidic acid，再於 sn-2 位置接上脂肪酸形成磷脂酸（Phosphatidic acid, PA）。PA 是合成 TAG 和甘油磷脂質（Glycerophospholipids）的共同前驅物。PA 去磷酸後形成 1,2-Diacylglycerol (DAG)，進而合成 TAG 或 PC/PE；或 PA 與 CTP 反應形成 CDP-Diacylglycerol，進而合成 PI/PG。

• B. 合成三酸甘油酯時，可將雙酸甘油酯（diacylglycerol）的甘油骨架第1號碳接上脂肪酸

  • 錯誤。
  • 在標準的合成路徑中，磷脂酸（Phosphatidic acid）經過去磷酸化（Dephosphorylation）後，生成的是 1,2-雙酸甘油酯（1,2-Diacylglycerol, 1,2-DAG）。
  • 此時，甘油骨架上的第 1 號碳（sn-1）與第 2 號碳（sn-2）已經接有脂肪酸。
  • 合成三酸甘油酯的最後一步，是由 Diacylglycerol acyltransferase (DGAT) 催化，將第三個脂肪酸接在 第 3 號碳（sn-3） 的羥基上，而非第 1 號碳。
  • 即便考慮腸道中的 Monoacylglycerol pathway，其路徑為 2-Monoacylglycerol $\rightarrow$ 1,2-Diacylglycerol $\rightarrow$ Triacylglycerol，最後一步合成 TAG 時同樣是針對 sn-3 位置進行醯化。

• C. 合成磷脂質時，可透過cytidine diphosphate作為雙酸甘油酯（diacylglycerol）的活化載體

  • 正確。磷脂質的合成有兩種策略：
    1. 活化頭基（Activated head group）：例如合成 Phosphatidylcholine (PC) 和 Phosphatidylethanolamine (PE) 時，是使用 CDP-Choline 或 CDP-Ethanolamine 與 DAG 反應。
    2. 活化雙酸甘油酯（Activated diacylglycerol）：例如合成 Phosphatidylinositol (PI)、Phosphatidylglycerol (PG) 或 Cardiolipin 時，CDP-Diacylglycerol 扮演活化載體的角色，與 Inositol 或 Glycerol-3-phosphate 反應。因此敘述正確。

• D. 合成磷脂質的phosphatidylcholine（PC）需要S-腺核苷甲硫胺酸（S-adenosylmethionine）提供甲基來源

  • 正確。PC 的合成主要有兩條路徑：
    1. Kennedy pathway（主要路徑）：利用 CDP-Choline。
    2. PEMT pathway（肝臟重要路徑）：由 Phosphatidylethanolamine (PE) 經由 Phosphatidylethanolamine N-methyltransferase (PEMT) 催化，接受 S-adenosylmethionine (SAM) 提供的甲基，進行三次甲基化反應生成 PC。此選項描述的是這條甲基化路徑，在生化上是正確的敘述。

答案解析

答案為 B。 合成三酸甘油酯（TAG）的關鍵酵素 DGAT（Diacylglycerol acyltransferase）是以 1,2-雙酸甘油酯（1,2-DAG） 為受質，將 Acyl-CoA 上的脂肪酸轉移至甘油骨架的 sn-3 位置，而非選項所述的第 1 號碳（sn-1 及其上的脂肪酸在先前的步驟中已形成）。

核心知識點

1. 共同前驅物：Glycerol-3-phosphate $\rightarrow$ Phosphatidic acid (PA) $\rightarrow$ 1,2-Diacylglycerol (DAG)。
2. TAG 合成最後一步：由 DGAT 催化，將脂肪酸接於 sn-3 位置。
3. 磷脂質合成策略：
   • CDP-Head group + DAG $\rightarrow$ PC, PE
   • CDP-DAG + Head group $\rightarrow$ PI, PG, Cardiolipin
4. PC 的甲基化合成：PE + 3 SAM $\rightarrow$ PC (酵素：PEMT，主要在肝臟)。

參考資料

1. The Medical Biochemistry Page. Synthesis of Triglycerides.
2. Ferrier, D. R. (2017). Lippincott Illustrated Reviews: Biochemistry. Chapter 18: Phospholipid, Glycosphingolipid, and Eicosanoid Metabolism.
3. Rodwell, V. W., et al. (2018). Harper’s Illustrated Biochemistry. Chapter 24: Metabolism of Acylglycerols and Sphingolipids.