67.Биосинтез вжк. Строение пальмитатсинтазного комплекса. Химизм и регуляция процесса.
Б
иосинтез
жирных кислот.
Высшие
жирные кислоты могут быть синтезированы
в организме из метаболитов углеводного
обмена. Исходным соединением для этого
биосинтеза является ацетил-КоА,
образующийся в митохондриях из пирувата
– продукта гликолитического распада
глюкозы. Место синтеза жирных кислот –
цитоплазма клеток, где имеется
мультиферментный комплекссинтетаза
высших жирных кислот.
Этот комплекс состоит из шести ферментов,
связанных с ацилпереносящим
белком,
который содержит две свободные SH-группы
(АПБ-SH). Синтез происходит путём
полимеризации двууглеродных фрагментов,
конечным продуктом его является
пальмитиновая кислота – насыщенная
жирная кислота, содержащая 16 атомов
углерода. Обязательными компонентами,
участвующими в синтезе, являются НАДФН
(кофермент, образующийся в реакциях
пентозофосфатного пути окисления
углеводов) и АТФ.
Ацетил-КоА поступает из митохондрий в цитоплазму при помощи цитратного механизма (рисунок 20.1). В митохондриях ацетил-КоА взаимодействует с оксалоацетатом (фермент –цитратсинтаза), образующийся цитрат переносится через митохондриальную мембрану при помощи специальной транспортной системы. В цитоплазме цитрат реагирует с HS-КоА и АТФ, вновь распадаясь на ацетил-КоА и оксалоацетат (фермент – цитратлиаза). Начальной реакцией синтеза жирных кислот является карбоксилирование ацетил-КоА с образованием малонил-КоА (рисунок 20.2). Фермент ацетил-КоА-карбоксилаза активируется цитратом и ингибируется КоА-производными высших жирных кислот.
Затем
ацетил-КоА и малонил-КоА взаимодействуют
с SH-группами ацилпереносящего белка
Далее происходит их конденсация, декарбоксилирование и восстановление образовавшегося продукта
Синтез ЖК «похож» на β-окисление, но на Продукт реакции взаимодействует с новой молекулой малонил-КоА и цикл многократно повторяется вплоть до образования остатка пальмитиновой кислоты, но наоборот: процесс циклический, но в конце каждого цикла происходит удлинение цепи ЖК на 2 углеродных атома. В конце синтеза пальмитиновой кислоты происходит отщепление АПБ. Процесс синтеза осуществляется пальмитатсинтетазным комплексом. Это доменный белок (состоит из 1 ППЦ, которая в нескольких участках формирует домен, в третичной структуре обладающий ферментативной активностью).
Включает в себя 6 участков, обладающих ферментативной активностью. Все вместе они объединены в АПБ, который связан с фосфопантонеатом (фосфорилированная пантотеновая кислота с SH-группой на конце). На этом конце и протекают все реакции, то есть S не выделяется в среду. Пальмитатсинтетаза имеет 2 функциональные единицы, каждая из которых синтезирует 1 пальмитиновую кислоту.
Продукт реакции взаимодействует с новой молекулой малонил-КоА и цикл многократно повторяется вплоть до образования остатка пальмитиновой кислоты.
Основные особенности биосинтеза жирных кислот по сравнению с β-окислением:
синтез жирных кислот в основном осуществляется в цитоплазме клетки, а окисление – в митохондриях;
участие в процессе связывания СО2 с ацетил-КоА;
в синтезе жирных кислот принимает участие ацилпереносящий белок, а в окислении – коэнзим А;
для биосинтеза жирных кислот необходимы окислительно-восстановительные коферменты НАДФН, а для β-окисления – НАД+ и ФАД.
Регуляция синтеза жирных кислот Регуляторный фермент синтеза жирных кислот - ацетил-КоА-карбоксилаза