Syntesen av fettsyror utgår från acetylkoenzym A och motsvarar ungefär den omvända vägen för deras nedbrytning; vid syntesen av fettsyror tillsätts en rad bikarbonatfragment till utgångsacetylkoenzym A.
Syntesen av fettsyror är helt cytoplasmatisk (dvs. de enzymer som katalyserar denna syntes finns i cytoplasman). Acetylkoenzym A som används i cytoplasman för syntes av fettsyror är av mitokondriellt ursprung: en liten del transporteras genom karnitin genom verkan av två acyltransferasenzymer (ett cytoplasmatiskt och ett mitokondriellt) och ett translokasenzym. En del av acetyl koenzym A från mitokondriellt ursprung erhålls via en specialiserad väg: citratlyas (namnet härrör från det första enzymet på denna väg).
Acetylkoenzym A närvarande i mitokondrier härrör från glykolys efter verkan av pyruvatdehydrogenas; Acetylkoenzym A genomgår verkan av enzymet citratsyntas: detta enzym katalyserar bildandet av citrat genom reaktionen av acetylkoenzym A. krebscykeln) kan lämna mitokondrierna och nå cytoplasman, där citratlyasenzymet, som expanderar energi, omvandlar det tillbaka till acetylkoenzym A och oxaloacetat. På detta sätt är det möjligt att ha acetylkoenzym A tillgängligt i cytoplasman; oxaloacetatet som bildas måste emellertid återföras till mitokondrierna för att åter vara tillgängligt för citratsyntasenzymet.
Oxaloacetatet omvandlas sedan till malat genom enzymets verkan malat dehydrogenas cytoplasmatisk (ett cytoplasmatiskt NADH förbrukas): malatet är en permeabel metabolit och kan åter komma in i mitokondrierna där det under mitokondriellt malatdehydrogenasenzyms verkan omvandlas till oxaloacetat (ett NADH erhålls också); den cytoplasmatiska patienten kan alternativt genomgå verkan av det äpplade enzymet, som utför en dekarboxylering och dehydrogenering, för att omvandlas till pyruvat. Äppleenzymet fungerar på NADP + (det liknar nikotinamid adenindinukleotid, men till skillnad från detta har det en fosforsyragrupp på den andra hydroxylgruppen på en av de två ribosenheterna) därför produceras NADPH i passagen från malat till pyruvat ( som används vid biosyntes) Pyruvat kommer sedan in i mitokondrierna där det omvandlas till oxaloacetat genom verkan av pyruvatkarboxylas eller till acetylkoenzym A genom pyruvatdehydrogenas.
Låt oss se ett exempel: åtta molekyler acetylkoenzym A behövs för att syntetisera palmitinsyra (kedja med sexton kolatomer) men endast en av dem används som sådan: sju molekyler acetylkoenzym A omvandlas till malonylkoenzym A av "enzymet" acetylkoenzym A -karboxylas (detta enzym använder en CO2 -molekyl och har biotin som kofaktor).
Acetylkoenzym A -karboxylasenzym kan existera i en nästan inaktiv dispergerad form och en aktiv aggregatform (cirka tjugo enheter); övergången från den dispergerade till aggregatformen sker när det i cytoplasman finns en "hög koncentration av citrat: citrat är en positiv modulator av acetylkoenzym A -karboxylasenzym.
Acetylkoenzym A -karboxylasenzymet har andra positiva (insulin) och negativa (glukagon-, adrenalin- och acylkoenzym A) -modulatorer.
Vi kommer att analysera syntesen av fettsyror i bakterien escherichia coli där denna syntes sker genom verkan av sju olika proteiner; i eukaryota celler liknar mekanismen för syntes av fettsyror den hos bakterier, men i eukaryoter grupperas de sju enzymer som är ansvariga för syntesen i två multienzymkomplex A och B.
I bakterier kodar sju distinkta gener för:
- ACP (acylbärarprotein);
- ACP-acetyltransacetylas;
- ACP.malonyltransacetylas;
- p-keto-acyl-ACP-syntas (kondenserande enzym);
- p-keto-acyl-ACP-reduktas;
- D-p-hydroxi-acyldehydratas;
- enoil-ACP redigerad.
I eukaryoter kodar två gener för:
Delenhet A
AVS;
Kondenserande enzym
β-keto-acyl-ACP-reduktas.
Delenhet B
ACP-acetyltransacetylas;
ACP-malonyltransacetylas;
D-p-hydroxi-acyldehydratas;
enoil-ACP redigerad.
De sju proteinerna i Escherichia coli är ordnade på ett sådant sätt att det finns en central (ACP) och de sex andra runt den.
Två sulfhydrylgrupper är involverade i dess enzymatiska verkan: en som tillhör en cystein och en som tillhör den långa armen hos en fosfopantetein; ACP binder till substratet som genom fosfopantetin -armen sätts i kontakt med de andra enzymerna som således kan utföra sin enzymatiska verkan.
Acetylkoenzym A (med hjälp av ACP-acetyltransacylas) binder till ACP-enzymet (närmare bestämt svavel av cystein som bildar cysteylderivatet) och koenzym A frisätts; ACP-malonyltransacylas intervenerar sedan vilket katalyserar attacken av malonyl på fosfopantetin (även i denna process frisätts koenzym A som ursprungligen var bundet till malonyl).
Nästa steg involverar β-keto-acyl ACP-syntas som är ett kondenserande enzym: det tillåter fusion mellan de två skeletten; malonyl dekarboxyleras lätt och en karbonyl av acetylderivatet cystein bildas: cystein frigörs och ett β-keto (acetylacetyl) fosfopantetinderivat bildas.
Därefter intervenerar β-keto-acyl-ACP-reduktaset vilket reducerar karbonylen ytterligare till ACP-enzymet (en hydroxid bildas av NADPH som reduceras till NADP +).
Nu verkar 3-hydroxi-acyl ACP-dehydratas (uttorkning uppstår) vilket leder till bildandet av ett omättat system (alken).
Nästa process involverar enoyl-ACP-reduktas (det utför en hydrogenering: alkanen bildas och NADPH reduceras till NADP +).
Den sista fasen innebär omvandling av acylprodukten som erhållits från den första cykeln till en förening som kan starta en andra cykel: transacylasenzymet överför acylen till cystein och lämnar stället för pantetinet som nu är villigt att binda ett annat malonyl.
Vid p-oxidation används en molekyl av FAD för att erhålla det omättade a-p-metaboliten transenoylkoenzym A genom dehydrogenering; vid syntesen av fettsyror används istället en molekyl av NADPH för att få den motsatta reaktionen att äga rum.
Vanligtvis syntetiseras fettsyror med sexton kolatomer, men fettsyror med arton, tjugo eller tjugotvå kolatomer kan också produceras; fettsyrorna förestras sedan för att bilda triglycerider med aktiverat glycerol (dvs glycerol 3-fosfat). Det senare kan erhållas från dihydroxiacetonfosfat genom enzymets verkan glycerolfosfatdehydrogenas eller från glycerol via enzymet glycerolkinas.
De syntetiserade fettsyrorna måste skickas till fettvävnaden; de transporteras i blodomloppet i form av triglycerider eller, delvis som sådana, med användning av ett transportprotein som är albumin.
