Синтез жирних кислот

Синтез жирних кислот починається з ацетил -коферменту А і приблизно відповідає зворотному шляху їх розкладання; при синтезі жирних кислот до вихідного ацетил -коферменту А додається ряд бікарбонатних фрагментів.
Синтез жирних кислот повністю цитоплазматичний (тобто ферменти, що каталізують цей синтез, знаходяться в цитоплазмі). Ацетил -кофермент А, який використовується в цитоплазмі для синтезу жирних кислот, має мітохондріальне походження: невелика частина транспортується через карнітин під дією двох ферментів ацилтрансферази (одного цитоплазматичного та одного мітохондріального) та транслокаційного ферменту. Частина ацетилу кофермент А з мітохондріального походження отримують спеціалізованим шляхом: цитрат -ліаза (назва походить від першого ферменту цього шляху).
Ацетил -кофермент А, присутній у мітохондріях, походить від гліколізу після дії піруватдегідрогенази; Ацетил -кофермент А зазнає дії ферменту цитрат -синтази: цей фермент каталізує утворення цитрату в результаті реакції ацетил -коферменту А з оксалоацетатом. цикл Кребса) може вийти з мітохондрій і досягти цитоплазми, де фермент цитрат -ліази, витрачаючи енергію, перетворює її назад в ацетил -кофермент А та оксалоацетат. Таким чином, у цитоплазмі можна мати ацетил -кофермент А; оксалоацетат, що утворився, повинен бути повернутий у мітохондрії, щоб знову бути доступним для ферменту цитратсинтази.
Потім оксалоацетат під дією ферменту перетворюється на малат малатдегідрогеназа цитоплазматичний (витрачається цитоплазматичний НАДН): малат є проникним метаболітом і може знову потрапити в мітохондрії, де під дією ферменту мітохондріальної малатдегідрогенази він перетворюється в оксалоацетат (також отримується НАДН); Альтернативно, цитоплазматичний пацієнт може зазнати дії яблучного ферменту, який здійснює декарбоксилювання та дегідрування, щоб перетворитися на піруват. Яблучний фермент діє на НАДФ + (він подібний до нікотинамід -адендінінуклеотиду, але, на відміну від цього, він має фосфорну групу на другій гідроксильній групі на одній з двох одиниць рибози), тому при переході від малату до пірувату утворюється НАДФН ( який використовується в біосинтезі) Піруват потім потрапляє в мітохондрії, де під дією піруваткарбоксилази або в ацетилкофермент А через піруватдегідрогеназу він перетворюється в оксалоацетат.
Давайте розглянемо приклад: для синтезу пальмітинової кислоти (ланцюг із шістнадцятьма атомами вуглецю) потрібні вісім молекул ацетил -коферменту А, але лише одна з них використовується як така: сім молекул ацетил -коферменту А перетворюються в малоніловий кофермент А за допомогою ферменту ацетилкофермент А карбоксилаза (цей фермент використовує молекулу CO2 і має біотин як кофактор).
Фермент ацетил -коферменту А -карбоксилази може існувати у майже неактивній дисперсній формі та активній агрегатній формі (близько двадцяти одиниць); перехід від дисперсної до агрегатної форми відбувається, коли в цитоплазмі є "висока концентрація цитрату: цитрат є позитивний модулятор ферменту ацетил -коферменту А карбоксилази.
Фермент карбоксилази ацетил -коферменту А має інші позитивні (інсулін) та негативні (глюкагон, адреналін та ацил -кофермент А) модулятори.
Ми проаналізуємо синтез жирних кислот у бактерії кишкової палички, в якій цей синтез відбувається під дією семи різних білків; в еукаріотичних клітинах механізм, за допомогою якого відбувається синтез жирних кислот, подібний до механізму бактерій, але в еукаріотів сім ферментів, відповідальних за синтез, згруповані у два мультиферментних комплекси А і В.
У бактерій сім різних генів кодують:

АСР (білок -ацильний носій);
АЦФ-ацетилтранацетилаза;
АСР. Маланілтранацетилаза;
β-кето-ацил-АСР-синтаза (конденсуючий фермент);
β-кето-ацил-АСР-редуктазу;
D-β-гідрокси-ацилдегідратаза;
enoil-ACP відредаговано.

У еукаріотів два гени кодують:

Субодиниця А

АСР;

Конденсаційний фермент

β-кето-ацил-АСР-редуктаза.

Субодиниця В.

АЦФ-ацетилтранацетилаза;

ACP-малонілтранацетилаза;

D-β-гідрокси-ацилдегідратаза;

enoil-ACP відредаговано.

Сім білків кишкової палички розташовані таким чином, що є центральний (АКП), а інші шість навколо нього.
У його ферментативній дії беруть участь дві сульфгідрильні групи: одна належить до цистеїну, а інша - до довгого плеча фосфопантетеїну; АСР пов'язується з субстратом, який через руку фосфопантетеїну контактує з іншими ферментами, які таким чином здатні здійснювати свою ферментативну дію.
Ацетил-кофермент А (за допомогою АЦФ-ацетил-трансацилази) зв’язується з ферментом АСР (точніше з сіркою цистеїну, що утворює похідне цистеїлу), і виділяється коензим А; потім втручається АСР-малоніл-трансацилаза, що каталізує атаку малоніл на фосфопантетеїні (також у цьому процесі виділяється кофермент А, який спочатку був зв’язаний з малонілом).
Наступний крок включає β-кето-ацил-ACP-синтазу, яка є конденсуючим ферментом: вона дозволяє злиття між двома скелетами; малоніл легко декарбоксилюється і утворюється карбоніл похідного ацетилу цистеїну: виділяється цистеїн і утворюється похідне β-кето (ацетил ацетил) фосфопантетину.
Згодом втручається β-кето-ацил-АСР-редуктаза, яка відновлює карбоніл до ферменту АСР (гідроксид утворюється НАДФН, який відновлюється до НАДФ +).
Тепер 3-гідроксиацил-АЦФ-дегідратата діє (відбувається зневоднення), що призводить до утворення ненасиченої системи (алкен).
Наступний процес включає еноїл-АСР-редуктазу (вона здійснює гідрування: утворюється алкан і НАДФ відновлюється до НАДФ +).
Остання фаза включає перетворення ацильного продукту, отриманого з першого циклу, у сполуку, здатну розпочати другий цикл: фермент трансацилаза переносить ацил на цистеїн, залишаючи вільним ділянку пантетину, який тепер буде готовий зв’язувати інший малоніл.
При β-окисленні молекула FAD використовується для одержання ненасиченого α-β метаболіту транс-еноїлового коферменту А шляхом дегідрування; натомість у синтезі жирних кислот використовується молекула НАДФН, щоб викликати протилежну реакцію.
Зазвичай синтезуються жирні кислоти з шістнадцятьма атомами вуглецю, але також можуть утворюватися жирні кислоти з вісімнадцятьма, двадцятьма або двадцятьма двома атомами вуглецю; жирні кислоти потім естерифікуються з утворенням тригліцеридів з активованим гліцерином (тобто гліцерин 3-фосфатом). Останні можна отримати з дігідроксиацетонфосфату під дією ферменту гліцеринфосфатдегідрогеназа або з гліцерину через фермент гліцеринкінази.
Синтезовані жирні кислоти необхідно направити в жирову тканину; вони транспортуються у кровотік у вигляді тригліцеридів або частково як такі з використанням білка -транспортера, який є альбуміном.