Синтез жирных кислот начинается с ацетилкофермента А и примерно соответствует обратному пути их деградации; при синтезе жирных кислот ряд бикарбонатных фрагментов добавляется к исходному ацетилкоферменту А.
Синтез жирных кислот полностью цитоплазматический (т.е. ферменты, которые катализируют этот синтез, находятся в цитоплазме). Ацетилкофермент А, используемый в цитоплазме для синтеза жирных кислот, имеет митохондриальное происхождение: небольшая часть транспортируется через карнитин под действием двух ферментов ацилтрансферазы (одного цитоплазматического и одного митохондриального) и фермента транслоказы. коэнзим А митохондриального происхождения получают специальным путем: цитрат-лиаза (название происходит от первого фермента этого пути).
Ацетилкофермент А, присутствующий в митохондриях, является результатом гликолиза после действия пируватдегидрогеназы; Ацетилкофермент А подвергается действию фермента цитратсинтазы: этот фермент катализирует образование цитрата в результате реакции ацетилкофермента А с оксалоацетатом. цикл Кребса) может покидать митохондрии и достигать цитоплазмы, где фермент цитратлиаза, расходуя энергию, превращает ее обратно в ацетилкофермент А и оксалоацетат. Таким образом, можно получить ацетилкофермент А в цитоплазме; однако образовавшийся оксалоацетат должен быть возвращен в митохондрии, чтобы снова стать доступным для фермента цитрат-синтазы.
Затем оксалоацетат превращается в малат под действием фермента. малатдегидрогеназа цитоплазматический (расходуется цитоплазматический НАДН): малат является проницаемым метаболитом и может повторно проникать в митохондрии, где под действием митохондриального фермента малатдегидрогеназы он снова превращается в оксалоацетат (также получается НАДН); цитоплазматический пациент может, альтернативно, подвергнуться действию яблочного фермента, который осуществляет декарбоксилирование и дегидрирование, чтобы превратиться в пируват. Яблочный фермент действует на НАДФ + (он похож на никотинамидадениндинуклеотид, но, в отличие от него, он имеет фосфорную группу на второй гидроксильной группе на одном из двух звеньев рибозы), поэтому при переходе от малата к пирувату образуется НАДФН ( который используется в биосинтезе) Пируват затем попадает в митохондрии, где он превращается в оксалоацетат под действием пируваткарбоксилазы или в ацетилкофермент А через пируватдегидрогеназу.
Давайте посмотрим на пример: для синтеза пальмитиновой кислоты (цепь с шестнадцатью атомами углерода) необходимо восемь молекул ацетилкофермента А, но только одна из них используется как таковая: семь молекул ацетилкофермента А превращаются в малонилкофермент А с помощью «фермента». ацетилкофермент карбоксилаза (этот фермент использует молекулу CO2 и биотин в качестве кофактора).
Фермент ацетил-кофермент А карбоксилаза может существовать как в почти неактивной дисперсной форме, так и в активной агрегатной форме (около двадцати единиц); переход от диспергированной к агрегированной форме происходит, когда в цитоплазме присутствует «высокая концентрация цитрата: цитрат является положительный модулятор фермента карбоксилазы ацетил-кофермента А.
Фермент ацетил-кофермент А карбоксилаза имеет другие положительные (инсулин) и отрицательные (глюкагон, адреналин и ацил-кофермент А) модуляторы.
Мы проанализируем синтез жирных кислот в бактерии escherichia coli, у которой этот синтез происходит под действием семи различных белков; в эукариотических клетках механизм синтеза жирных кислот аналогичен бактериальному, но у эукариот семь ферментов, ответственных за синтез, сгруппированы в два мультиферментных комплекса A и B.
У бактерий семь различных генов кодируют:
- АСР (белок-носитель ацила);
- АСР-ацетилтрансацетилаза;
- ACP. Малонил-трансацетилаза;
- β-кетоацил-АСР-синтаза (конденсирующий фермент);
- β-кетоацил-АСР редуктаза;
- D-β-гидроксиацилдегидратаза;
- enoil-ACP отредактировано.
У эукариот два гена кодируют:
Субъединица А
ACP;
Конденсирующий фермент
β-кетоацил-АСР редуктаза.
Субъединица B
АСР-ацетилтрансацетилаза;
АСР-малонил трансацетилаза;
D-β-гидроксиацилдегидратаза;
enoil-ACP отредактировано.
Семь белков Escherichia coli расположены таким образом, что есть центральный (ACP), а остальные шесть - вокруг него.
В его ферментативном действии участвуют две сульфгидрильные группы: одна принадлежит цистеину, а другая - длинному плечу фосфопантетеина; АСР связывается с субстратом, который через плечо фосфопантетеина вводится в контакт с другими ферментами, которые, таким образом, способны осуществлять свое ферментативное действие.
Ацетилкофермент A (посредством ацетилтрансацилазы ACP) связывается с ACP-ферментом (точнее, с серой цистеина, образующей цистеилпроизводное), и высвобождается кофермент A; затем вмешивается ACP-малонилтрансацилаза, которая катализирует атаку малонил на фосфопантетеине (также в этом процессе высвобождается кофермент А, который изначально был связан с малонилом).
Следующий шаг включает β-кетоацил-АПФ-синтазу, которая является конденсирующим ферментом: она обеспечивает слияние двух скелетов; малонил легко декарбоксилируется, и образуется карбонил ацетильного производного цистеина: высвобождается цистеин и образуется производное β-кето (ацетилацетил) фосфопантетина.
Впоследствии вмешивается β-кетоацил-АСР-редуктаза, которая восстанавливает карбонил до АСР-фермента (гидроксид образует НАДФН, который восстанавливается до НАДФ +).
Теперь действует 3-гидроксиацил АСР дегидратаза (происходит дегидратация), что приводит к образованию ненасыщенной системы (алкена).
В следующем процессе участвует еноил-АСР-редуктаза (она осуществляет гидрирование: образуется алкан и НАДФН восстанавливается до НАДФ +).
Последняя фаза включает превращение ацильного продукта, полученного в первом цикле, в соединение, способное начать второй цикл: фермент трансацилаза переносит ацил на цистеин, оставляя свободным участок пантетина, который теперь будет готов связываться с другим. малонил.
При β-окислении молекула FAD используется для получения ненасыщенного α-β метаболита трансеноил-кофермента А путем дегидрирования; вместо этого при синтезе жирных кислот молекула НАДФН используется, чтобы вызвать противоположную реакцию.
Обычно синтезируются жирные кислоты с шестнадцатью атомами углерода, но также могут быть получены жирные кислоты с восемнадцатью, двадцатью или двадцатью двумя атомами углерода; затем жирные кислоты этерифицируются с образованием триглицеридов с активированным глицерином (т.е. глицерин-3-фосфатом). Последний может быть получен из дигидроксиацетонфосфата под действием фермента глицеринфосфатдегидрогеназа или из глицерина через фермент глицеринкиназа.
Синтезированные жирные кислоты должны быть отправлены в жировую ткань; они транспортируются в кровоток в форме триглицеридов или частично как таковые с использованием белка-переносчика, которым является альбумин.
