Биосинтез жирных кислот. Происхождение субстратов. Полиферментный комплекс. Активаторы и ингибиторы
НАВИГАЦИЯ ПО СТРАНИЦЕ
легко понять и запомнить
Путь синтеза жирных кислот не является обратным пути их расщепления. Он представляет собой новую последовательность реакций. Основными
Синтез происходит в цитоплазме в отличие от распада, который протекает в матриксе митохондрий.
Промежуточные продукты синтеза жирных кислот ковалентно связаны с ацилпереносящим коферментом А.
Большинство ферментов синтеза жирных кислот организованы в мультиферментный комплекс, называемый синтетазой жирных кислот.
Удлинение цепи синтезируемой жирной кислоты происходит путем последовательного присоединения двухуглеродных фрагментов. Поставщиком этих двухуглеродных фрагментов служит малонил-АПБ.
В качестве восстановителя при синтезе жирных кислот выступает НАДФ⋅Н.
На этапе образования пальмитата (С16) удлинение остатка жирных кислот с участием мультиферментного комплекса синтетазы жирных кислот останавливается. Дальнейшее удлинение, как и введение двойных связей, происходит под влиянием других ферментных систем.
Синтез жирных кислот de novo происходит при наличии достаточного количества глюкозы, когда ацетил-КоА образуется больше, чем требуется для покрытия энергетических нужд. В этих условиях избыток моносахаридов, полученный в результате переваривания углеводов, может запасаться не в форме водорастворимого гликогена, а в виде гидрофобных ТАГ.
Субстраты синтеза жирных кислот
Предшественником является ацетил-КоА, процесс протекает в цитозоле. Ацетил-КоА образуется из пирувата под действием митохондриального пируватдегидрогеназного комплекса. Но внутренняя митохондриальная мембрана непроницаема для ацетил-КоА. В митохондриях фермент цитратсинтаза катализирует реакцию образования цитрата из ацетил-КоА и щавелевоуксусной кислоты (ЩУК). Цитрат выходит из митохондрий в цитоплазму. В цитозоле фермент АТФ-цитратлиаза расщепляет цитрат до ацетил-КоА и ЩУК. Этот ацетил-КоА и принимает участие в синтезе жирных кислот.
Ферменты синтеза жирных кислот
В биосинтезе насыщенных жирных кислот участвуют два ферментных комплекса: ацетил-КоА–карбоксилаза и ацилсинтетаза.
В случае синтеза пальмитиновой кислоты необходимы 8 молекул ацетил-КоА, 14 НАДФ⋅Н+ (в качестве восстановительных эквивалентов) и 7 АТФ. Первая молекула ацетил-КоА действует как включатель ацилсинтетазы. Остальные двухуглеродные фрагменты вовлекаются в процесс после того, как молекула ацетил-КоА превращается в малонил-КоА под действием ацетил-КоА-карбоксилазы. Ацетил-КоА-карбоксилаза, содержащая в качестве простетической группы биотин (витамин Н), катализирует ключевую реакцию в синтезе жирных кислот. Эта реакция выглядит следующим образом:
Образование малонил-КоА
Существует несколько
Цитрат активирует фермент за счет увеличения образования полимерной формы, содержащей около 20 мономерных субъединиц.
Ацетил-КоА-карбоксилаза подвергается обратимому фосфорилированию/дефосфорилированию.
цАМФ-зависимая протеинкиназа ингибирует ферментативную активность, а фосфатаза – активирует.
На этом основана гормональная регуляция активности ацетил-КоА-карбоксилазы.
Повышенные концентрации малонил-КоА и ацил-КоА аллостерически ингибируют активность этого фермента.
Последовательность реакций, происходящих при синтезе жирных кислот
Далее цикл реакций повторяется. Завершается синтез жирной кислоты отщеплением HS-АПБ от ацил-АПБ под влиянием фермента диацилазы.
Центральное место в данной системе занимает АПБ (ацилпереносящий белок), с которым ковалентно связываются промежуточные продукты биосинтеза жирных кислот. Роль простетической группы в АПБ выполняет фосфопантотеин, который также входит в состав кофермента А.
Реакции на комплексе
За каждый виток ЖК удлиняется на 2 С за счет прихода малокил-КоА и SH-АПБ (у малонила 3 С, но 1 С уходит в виде СО2).
За 7 витков образуется 16 С (пальмитиновая кислота). Больше, чем 16 С не помещается.
Тиоэстераза (диацилаза, ТЭ) отщепляет ЖК от комплекса.
Потребность в НАДФ⋅Н + для реакций восстановления в процессе синтеза жирных кислот
НАДФН⋅Н+, который необходим для восстановительных реакций, протекающих в ходе биосинтеза жирных кислот, поступает из двух различных источников. В печени НАДФН⋅Н+ образуется, главным образом, в реакциях пентозофосфатного пути. В клетках жировой ткани НАДФ⋅Н+ получается преимущественно за счет функционирования челночного механизма, обеспечивающего перенос остатка уксусной кислоты из митохондрий в цитоплазму. Последний протекает с участием фермента малатдегидрогеназы (кофермент НАДН) и малик-фермента (в реакции восстановления НАДФ).
