Η σύνθεση των λιπαρών οξέων ξεκινά από το ακετυλοσυνένζυμο Α και αντιστοιχεί περίπου στην αντίστροφη διαδρομή της αποικοδόμησής τους · στη σύνθεση των λιπαρών οξέων μια σειρά θραυσμάτων διττανθρακικών προστίθενται στο αρχικό συνένζυμο ακετυλ α.
Η σύνθεση των λιπαρών οξέων είναι εντελώς κυτταροπλασματική (δηλαδή τα ένζυμα που καταλύουν αυτή τη σύνθεση βρίσκονται στο κυτταρόπλασμα). Το ακετυλοσυνένζυμο Α που χρησιμοποιείται στο κυτταρόπλασμα για τη σύνθεση λιπαρών οξέων είναι μιτοχονδριακής προέλευσης: ένα μικρό μέρος μεταφέρεται μέσω της καρνιτίνης, με τη δράση δύο ενζύμων ακυλοτρανσφεράσης (ένα κυτταροπλασματικό και ένα μιτοχονδριακό) και ένα ένζυμο τρανσλοκάσης, μέρος του ακετυλίου. το συνένζυμο Α από μιτοχονδριακή προέλευση λαμβάνεται μέσω εξειδικευμένης οδού: το κιτρική λυάση (το όνομα προέρχεται από το πρώτο ένζυμο αυτής της διαδρομής).
Συνένζυμο Ακετυλ Α που υπάρχει στα μιτοχόνδρια προέρχεται από γλυκόλυση μετά τη δράση της πυροσταφυλικής αφυδρογονάσης. Το ακετυλοένζυμο Α υφίσταται τη δράση του ενζύμου κιτρική συνθάση: αυτό το ένζυμο καταλύει τον σχηματισμό κιτρικών με την αντίδραση του ακετυλοσυνενζύμου Α με οξαλοξικό άλας. Εάν ο κύκλος krebs είναι σε θέση να καλύψει τις ενεργειακές ανάγκες, ξεκινά κιτρικό (το ποσό που δεν είναι απαραίτητο σε ο κύκλος του krebs) μπορεί να φύγει από τα μιτοχόνδρια και να φτάσει στο κυτταρόπλασμα, όπου το ένζυμο κιτρική λυάση, ξοδεύοντας ενέργεια, το μετατρέπει πίσω σε ακετυλοσυνένζυμο Α και οξαλοξικό. Με αυτόν τον τρόπο είναι δυνατόν να υπάρχει ακετυλ συνένζυμο Α διαθέσιμο στο κυτταρόπλασμα. το οξαλοξικό που σχηματίζεται, ωστόσο, πρέπει να επιστρέψει στα μιτοχόνδρια προκειμένου να είναι ξανά διαθέσιμο για το ένζυμο κιτρική συνθάση.
Το οξαλοξικό στη συνέχεια μετατρέπεται σε μηλικό με τη δράση του ενζύμου μηλική αφυδρογονάση κυτταροπλασματικό (δαπανάται κυτταροπλασματικό NADH): το μηλικό είναι διαπερατό μεταβολίτη και μπορεί να εισέλθει εκ νέου στα μιτοχόνδρια όπου, υπό τη δράση του μιτοχονδριακού ενζύμου αφυδρογονάσης μηλικού, μετατρέπεται σε οξαλοξικό (λαμβάνεται επίσης NADH). ο κυτταροπλασματικός ασθενής μπορεί, εναλλακτικά, να υποστεί τη δράση του μηλικού ενζύμου, το οποίο πραγματοποιεί αποκαρβοξυλίωση και αφυδρογόνωση, για να μετατραπεί σε πυροσταφυλικό. Το μηλικό ένζυμο λειτουργεί στο NADP + (είναι παρόμοιο με το νικοτιναμίδιο αδενινδινουκλεοτίδιο αλλά, σε αντίθεση με αυτό, έχει μια φωσφορική ομάδα στη δεύτερη ομάδα υδροξυλίου σε μία από τις δύο μονάδες ριβόζης) επομένως στο πέρασμα από μηλικό στο πυροσταφυλικό, παράγεται NADPH ( που χρησιμοποιείται στη βιοσύνθεση) Το πυροσταφυλικό στη συνέχεια εισέρχεται στα μιτοχόνδρια όπου μετατρέπεται σε οξαλοξικό με τη δράση της πυροσταφυλικής καρβοξυλάσης ή σε ακετυλοσυνένζυμο Α μέσω πυροσταφυλικής αφυδρογονάσης.
Ας δούμε ένα παράδειγμα: οκτώ μόρια ακετυλοσυνενζύμου Α χρειάζονται για τη σύνθεση του παλμιτικού οξέος (αλυσίδα με δεκαέξι άτομα άνθρακα) αλλά μόνο ένα από αυτά χρησιμοποιείται ως τέτοιο: επτά μόρια ακετυλοσυνενζύμου Α μετατρέπονται σε μηλονυλικό συνένζυμο Α από το «ένζυμο ακετυλ συνένζυμο Α καρβοξυλάση (αυτό το ένζυμο χρησιμοποιεί μόριο CO2 και έχει βιοτίνη ως συμπαράγοντα).
Το αέτιλο συνένζυμο Ένα ένζυμο καρβοξυλάσης μπορεί να υπάρχει σε μια σχεδόν ανενεργή διασπαρμένη μορφή και μια ενεργή αδρανή μορφή (περίπου είκοσι μονάδες) · η μετάβαση από τη διασπαρμένη στη συνολική μορφή συμβαίνει όταν στο κυτταρόπλασμα υπάρχει "υψηλή συγκέντρωση κιτρικού: το κιτρικό είναι ένας θετικός διαμορφωτής του ενζύμου ακετυλ συνένζυμο Α καρβοξυλάσης.
Το ένζυμο καρβοξυλάσης ακετυλ συνενζύμου Α έχει άλλους θετικούς (ινσουλίνη) και αρνητικούς (γλυκαγόνη, αδρεναλίνη και ακυλοσυνένζυμο Α) ρυθμιστές.
Θα αναλύσουμε τη σύνθεση λιπαρών οξέων στο βακτήριο escherichia coli στο οποίο αυτή η σύνθεση συμβαίνει με τη δράση επτά διακριτών πρωτεϊνών. στα ευκαρυωτικά κύτταρα, ο μηχανισμός με τον οποίο πραγματοποιείται η σύνθεση των λιπαρών οξέων είναι παρόμοιος με αυτόν των βακτηρίων, αλλά, στους ευκαρυωτικούς, τα επτά ένζυμα που είναι υπεύθυνα για τη σύνθεση ομαδοποιούνται σε δύο σύμπλοκα πολυενζύμων Α και Β.
Στα βακτήρια, επτά ξεχωριστά γονίδια κωδικοποιούν:
- ACP (πρωτεΐνη ακυλίου φορέα).
- ACP-ακετυλ τρανσακετυλάση;
- ACP.malonyl transacetylase;
- β-κετο-ακυλο-ACP συνθάση (ένζυμο συμπύκνωσης).
- β-κετο-ακυλο-ACP αναγωγάση.
- D-β-υδροξυ-ακυλ αφυδρατάση.
- enoil-ACP redacted.
Στα ευκαρυωτικά, δύο γονίδια κωδικοποιούν:
Υπομονάδα Α
ΑΚΕ;
Ένζυμο συμπύκνωσης
β-κετο-ακυλο-ACP αναγωγάση.
Υπομονάδα Β
ACP-ακετυλ τρανσακετυλάση.
ACP-μαλονυλο τρανσεκετυλάση.
D-β-υδροξυ-ακυλ αφυδρατάση.
enoil-ACP redacted.
Οι επτά πρωτεΐνες του Escherichia coli είναι διατεταγμένες με τέτοιο τρόπο ώστε να υπάρχει μια κεντρική (η ACP) και οι άλλες έξι γύρω από αυτήν.
Δύο σουλφυδρυλικές ομάδες εμπλέκονται στην ενζυματική του δράση: μία που ανήκει σε μια κυστεΐνη και μία που ανήκει στο μακρύ χέρι μιας φωσφοπανθετεΐνης. Το ACP συνδέεται με το υπόστρωμα το οποίο, μέσω του βραχίονα της φωσφοπανθεθεΐνης, έρχεται σε επαφή με τα άλλα ένζυμα που είναι έτσι ικανά να πραγματοποιήσουν την ενζυματική τους δράση.
Το ακετυλοσυνένζυμο Α (μέσω ACP ακετυλοτρανυκλάσης) συνδέεται με το ένζυμο ACP (πιο συγκεκριμένα με το θείο της κυστεΐνης που σχηματίζει το παράγωγο του κυστεϋλίου) και απελευθερώνεται το συνένζυμο Α. Στη συνέχεια παρεμβαίνει η ACP-μαλονυλική τρανσακυλάση η οποία καταλύει την επίθεση μαλονύλιο σε φωσφοπανθεθένη (επίσης σε αυτή τη διαδικασία απελευθερώνεται το συνένζυμο Α που ήταν αρχικά συνδεδεμένο με το μαλονύλιο).
Το επόμενο βήμα περιλαμβάνει τη συνθάση β-κετο-ακυλο ACP που είναι ένα ένζυμο συμπύκνωσης: επιτρέπει τη σύντηξη μεταξύ των δύο σκελετών. το μαλονύλιο αποκαρβοξυλιώνεται εύκολα και σχηματίζεται ένα καρβονύλιο του παραγώγου ακετυλίου κυστεΐνη: η κυστεΐνη απελευθερώνεται και σχηματίζεται ένα παράγωγο β-κετο (ακετυλ ακετυλ) φωσφοπαντεθίνης.
Στη συνέχεια, παρεμβαίνει η β-κετο-ακυλο-ACP αναγωγάση που μειώνει το καρβονύλιο περαιτέρω στο ένζυμο ACP (ένα υδροξείδιο σχηματίζεται από το NADPH το οποίο ανάγεται σε NADP +).
Τώρα, η αφυδρατάση 3-υδροξυ-ακυλ ACP δρα (συμβαίνει αφυδάτωση) η οποία οδηγεί στο σχηματισμό ενός ακόρεστου συστήματος (αλκένιο).
Η επόμενη διαδικασία περιλαμβάνει την ενοϋλο-ACP-αναγωγάση (πραγματοποιεί υδρογόνωση: σχηματίζεται το αλκάνιο και το NADPH ανάγεται σε NADP +).
Η τελευταία φάση περιλαμβάνει τη μετατροπή του ακυλικού προϊόντος που λαμβάνεται από τον πρώτο κύκλο σε μια ένωση ικανή να ξεκινήσει έναν δεύτερο κύκλο: το ένζυμο τρανσυκλάση μεταφέρει το ακύλιο πάνω στην κυστεΐνη, αφήνοντας ελεύθερο τη θέση της παντεθίνης η οποία τώρα θα είναι πρόθυμη να δεσμεύσει ένα άλλο μηλονυλ.
Στη β-οξείδωση, ένα μόριο FAD χρησιμοποιείται για να ληφθεί ο ακόρεστος α-β μεταβολίτης trans enoyl συνένζυμο Α με αφυδρογόνωση. στη σύνθεση των λιπαρών οξέων, αντί αυτού, ένα μόριο NADPH χρησιμοποιείται για να προκαλέσει την αντίθετη αντίδραση.
Συνήθως, συντίθενται λιπαρά οξέα με δεκαέξι άτομα άνθρακα, αλλά μπορούν επίσης να παραχθούν λιπαρά οξέα με δεκαοκτώ, είκοσι ή είκοσι δύο άτομα άνθρακα. τα λιπαρά οξέα στη συνέχεια εστεροποιούνται για να σχηματίσουν τριγλυκερίδια με ενεργοποιημένη γλυκερόλη (δηλαδή 3-φωσφορική γλυκερίνη). Το τελευταίο μπορεί να ληφθεί από φωσφορική διϋδροξυ ακετόνη με τη δράση του ενζύμου αφυδρογονάση φωσφορικής γλυκερόλης ή από γλυκερόλη μέσω του ενζύμου κινάση γλυκερίνης.
Τα συνθετικά λιπαρά οξέα πρέπει να αποστέλλονται στον λιπώδη ιστό. μεταφέρονται στην κυκλοφορία του αίματος με τη μορφή τριγλυκεριδίων ή, εν μέρει ως τέτοια, με τη χρήση μιας πρωτεΐνης μεταφοράς που είναι η λευκωματίνη.
.jpg)
.jpg)
