Syntese av fettsyrer der det skjer, enzymer, stadier og reaksjoner

De Fettsyresyntese Det er prosessen der de grunnleggende komponentene i de viktigste lipidene i cellene (fettsyrer), som deltar i mange veldig relevante cellulære funksjoner produseres.

Fettsyrer er alifatiske molekyler, det vil si at de hovedsakelig er sammensatt av karbon- og hydrogenatomer forenet av hverandre mer eller mindre lineære. De har en metylgruppe i en av sine terminale ender og en sur karboksylgruppe i den andre, som de kalles "fettsyrer".

Sammendrag av syntesen av fettsyrer (kilde: Mephist.Org/lisenser/by-SA/3.0) via Wikimedia Commons)

Lipider er molekyler som brukes av forskjellige cellebiosyntetiske systemer for dannelse av andre mer komplekse molekyler som:

• Membranfosfolipider
• triglyserider for energilagring og
• Forankringene til noen spesielle molekyler som finnes på overflaten av mange typer celler (eukaryoter og prokaryoter)

Disse forbindelsene kan eksistere som lineære molekyler (med alle karbonatomer mettet med hydrogenmolekyler), men de av lineær kjede kan også observeres og med noen metninger, det vil si med dobbeltbindinger mellom karbonatomene.

Mettede fettsyrer kan også finne forgrenede kjeder, hvis struktur er litt mer kompleks.

De molekylære egenskapene til fettsyrer er avgjørende for deres funksjon, siden mange er avhengige av de fysisk -kjemiske egenskapene til molekylene som dannes av disse, spesielt deres smeltepunkt, deres emballasje og deres kapasitet for Bicapas -formasjon.

Dermed er fettsyresyntese en ekstremt regulert sak, siden det er en serie kritiske sekvensielle hendelser for cellen fra mange synsvinkler.

[TOC]

Hvor skjer syntesen av fettsyrer?

I de fleste levende organismer forekommer syntesen av fettsyrer i det cytosoliske rommet, mens deres nedbrytning hovedsakelig skjer mellom cytosol og mitokondrier.

Prosessen avhenger av energien som er inneholdt i ATP-bindinger, NADPH reduserer kraften (vanligvis avledet fra Penty Phosphate-ruten), biotin-kofaktoren, bikarbonationer (HCO3-) og manganioner.

Hos pattedyrdyr er hovedorganene med fettsyresyntese lever, nyrer, hjerne, lunger, brystkjertler og fettvev.

Det umiddelbare syntese underlaget av novo Av fettsyrer er acetyl-CoA og sluttproduktet er et palmitatmolekyl.

Kan tjene deg: BHI Agar: Hva er, grunnlag, forberedelse, bruk

Acetyl-CoA stammer direkte fra prosessering av glukolitiske mellommenn, og det er grunnen til at et kosthold med mye karbohydrater fremmer syntesen av lipider (lipogenese) ergo, også av fettsyrer.

Enzymer som deltar

Acetyl-CoA er den to-karbonsynteseblokken som brukes til dannelse av fettsyrer, siden flere av disse molekylene er sammen med en malonyl-CoA-molekyl, dannet ved karboksylering av en acetyl-CoA.

Det første enzymet på ruten, og et av de viktigste fra dens regulering, er den personen som har ansvaret for karboksyleringen av acetyl-CoA, kjent som acetyl-CoA karboksylase (ACC), som er en kompleks enzymatisk dannet av 4 proteiner og bruker biotin som kofaktor.

Imidlertid, og til tross for at det er strukturelle forskjeller mellom forskjellige arter, er enzymfettsyresyntasen den som har ansvaret for de viktigste biosyntetiske reaksjonene.

Dette enzymet er i virkeligheten et enzymatisk kompleks sammensatt av monomerer som har de 7 forskjellige enzymatiske aktivitetene, som er nødvendige for forlengelse av fettsyre i "fødsel".

De 7 aktivitetene til dette enzymet kan være oppført som følger:

- ACP: Acilo Group transportørprotein

- Acetyl-CoA-ACP transacetilasa (PÅ)

- β-Cetoacil-ACP-syntase (KS)

- Malonyl-CoA-ACP Transferase (MT)

- ß-cetoacil-ACP-reduktase (KR)

- β-hydroxyacil-ACP dehydratase (HD)

- Enoil-ACP redtase (Er)

I noen organismer som bakterier, for eksempel, dannes syntasefettsyrekomplekset av uavhengige proteiner som er assosiert med hverandre, men er kodet av forskjellige gener (synthase av fettsyresystemet type II).

Fettsyresyntesa av gjær (kilde: xiong, og., Lomakin, i.B., Steitz, t.TIL. / Offentlig domene, via Wikimedia Commons)

I mange eukaryoter og noen bakterier inneholder imidlertid multienzymet flere katalytiske aktiviteter som er separert i forskjellige funksjonelle domener, i ett eller flere polypeptider, men som kan kodes av samme gen (Synthase Synthase Type I).

Stadier og reaksjoner

De fleste av studiene utført med hensyn til syntese av fettsyrer involverer funnene som er gjort i bakteriemodellen, men mekanismene for syntese av eukaryote organismer har også blitt studert med en viss dybde.

Det er viktig å nevne at fettsyresyre -systemet type II er karakterisert at alle fettede acyl -mellommenn kovalent blir sammen med et lite størrelse syreprotein kjent som acyltransportproteinet (ACP), som transporterer dem fra det ene enzym til den neste.

Kan tjene deg: ABO -system: inkompatibilitet, arv og bevis

I eukaryoter er ACP -aktivitet tvert imot en del av det samme molekylet, og forstår at enzym i seg selv har et spesielt sted for foreningen av mellommenn og deres transport gjennom de forskjellige katalytiske domenene.

Unionen mellom proteinet eller ACP -delen og den fete acil.

1. Opprinnelig er det acetyl-CoA karboksylase (ACC) -enzymet ansvarlig for å katalysere det første trinnet i "engasjement" i syntesen av fettsyrer som som nevnt innebærer karboksylering av et acetyl-CoA-molekyl for å danne mellomledningen til 3 karbonatomer kjent som malonyl-Coa.

Syntase -fettsyrekomplekset mottar acetyl- og malonilgrupper, som riktig må fylle "" tiol "-stedene til dette.

Dette foregår opprinnelig for overføring av acetyl-CoA til Cisteína SH-gruppen i β-ZO-BEAIL-ACP-syntasen, reaksjon katalysert av acetyl-CoA-ACP-transacetilas.

Malonylgruppen blir overført fra malonyl-CoA til SH-gruppen av ACP-proteinet, en hendelse mediert av malonyl-CoA-ACP-transferase-enzymet, og danner malonyl-ACP.

2. Initieringen av forlengelsen av fettsyre ved fødselen består av kondensasjon av malonil-ACP med et acetyl-CoA-molekyl, en reaksjon regissert av et enzym med ß-cetoacyl-ACP-aktivitetssyntase. I denne reaksjonen dannes acetoacetyl-ACP og et CO2-molekyl frigjøres.
3. Forlengelsesreaksjoner forekommer i sykluser der 2 karbonatomer tilsettes samtidig, at hver syklus består av en kondens, en reduksjon, en dehydrering og en annen reduksjonshendelse:

- Kondensasjon: Acetyl- og malonylgrupper blir kondensert for å danne acetoacetyl-ACP

- Reduksjon av karbonylgruppen: Karbonilegruppen av karbon 3 av acetoacetyl-ACP reduseres, og danner D-ß-hydroksybuteril-ACP, reaksjon katalysert av β-cetoacyl-ACP-reduktase, som NADPH bruker som elektrondonor.

- Dehydrering: Hydrogener mellom karbonatomer 2 og 3 i det forrige molekylet fjernes, og danner en dobbeltbinding som ender med produksjonen av trans-∆2-butenoil-acp. Reaksjonen katalyseres av ß-hydroksyacil-ACP dehydratase.

- Dobbeltkoblingsreduksjon: Dobbeltbindingen til trans-∆2-butenoil-ACP reduseres til å danne Butiril-ACP ved handling av sinne-ACP-reduktase, som NADPH også bruker som et reduserende middel.

Det kan tjene deg: Chiapas Flora og Fauna: Representative arter

For å fortsette med forlengelsen, må et nytt malonylmolekyl gå sammen.

Palmitato Structure (Kilde: Edgar181 / Public Domain, via Wikimedia Commons)

I hvert forlengelsestrinn brukes et nytt malonyl-CoA-molekyl til å vokse kjeden i 2 karbonatomer og disse reaksjonene gjentas til passende lengde er nådd (16 karbonatomer), hvoretter en enzym liberase tioesterase full fettsyre ved hydrering.

Palmitat kan deretter behandles av forskjellige typer enzymer som modifiserer deres kjemiske egenskaper, det vil si at de kan innføre umetting, forlenge lengden osv.

Regulering

Som mange biosyntetiske eller nedbrytningsveier, reguleres fettsyresyntese av forskjellige faktorer:

- Det avhenger av tilstedeværelsen av bikarbonationer (HCO3-), av vitamin B (biotin) og acetyl-CoA (under den første passasjen av ruten, noe å danne malonyl-CoA).

- Det er en rute som oppstår som respons på cellulære energiegenskaper, fordi når det er tilstrekkelig mengde "metabolsk drivstoff", blir overflødig omdannet til fettsyrer som er lagret for senere oksidasjon i øyeblikk av energiunderskudd.

Når det.

Den toostale aktivatoren er derimot sitrat, som leder metabolisme fra oksidasjon til syntesen for lagring.

Når acetyl-CoA og ATP mitokondrielle konsentrasjoner øker, transporteres citrat til cytosol, hvor det er så forløper for acetyl-CoA cytosolisk syntese og et alkalistisk aktiveringssignal for acetyl-CoA karboksylase.

Dette enzymet kan også reguleres ved fosforylering, hendelsen avfyrt av hormonell virkning av glukagon og epinefrin.

Referanser

1. McGenity, t., Van der Meer, J. R., & De Lorenzo, V. (2010). Håndbok for hydrokarbon og lipidmikrobiologi (P. 4716). K. N. Timmis (red.). Berlin: Springer.
2. Murray, r. K., Granner, d. K., Mayes, s. TIL., & Rodwell, V. W. (2014). Harpers illustrerte biokjemi. McGraw-Hill.
3. Nelson, d. L., & Cox, m. M. (2009). Lehninger Principles of Biochemistry (PP. 71-85). New York: WH Freeman.
4. Numa, s. (1984). Fettsyremetabolisme og dens regulering. Elsevier.
5. Rawn, J. D. (1989). Biochemistry-International Edition. North Carolina: Neil Patterson Publisher, 5.