Rasvahappojen synteesi, missä se tapahtuu, entsyymit, vaiheet ja reaktiot

Se rasvahapposynteesi Solujen tärkeimpien lipidien (rasvahapot) tärkeimpien lipidien peruskomponentit, jotka osallistuvat moniin erittäin merkityksellisiin solutoimintoihin.

Rasvahapot ovat alifaattisia molekyylejä, ts. Ne koostuvat olennaisesti toistensa hiili- ja vetyatomeista. Heillä on metyyliryhmä yhdessä niiden päätelaitteista ja happamarboksyyliryhmä toisessa, jota varten niitä kutsutaan "rasvahapiksi".

Yhteenveto rasvahappojen synteesistä (lähde: mefisti.Org/lisenssit/by-SA/3.0) Wikimedia Commonsin kautta)

Lipidit ovat molekyylejä, joita eri solubiosynteettiset järjestelmät käyttävät muiden monimutkaisempien molekyylien, kuten:

• membraanifosfolipidit
• triglyseridit energian varastointiin ja
• Joidenkin erityisten molekyylien ankkurit, joita löytyy monen tyyppisten solujen pinnalta (eukaryootit ja prokaryootit)

Nämä yhdisteet voivat esiintyä lineaarisina molekyyleinä (kaikilla vetymolekyyleillä kyllästetyillä hiiliatomeilla), mutta lineaarisen ketjun yhdisteitä voidaan myös havaita ja joillakin kylläisyyksillä, ts. Kaksoissidokset sen hiiliatomien välillä.

Tyydyttyneet rasvahapot voivat myös löytää haarautuneita ketjuja, joiden rakenne on hiukan monimutkaisempi.

Rasvahappojen molekyyliominaisuudet ovat ratkaisevan tärkeitä niiden toiminnan kannalta, koska monet riippuvat näiden, etenkin niiden sulamispisteen, niiden pakkausasteen ja kykynsä bicapas -muodostumisen fysikaalis -kemiallisista ominaisuuksista ja bicapasin muodostumisesta.

Siten rasvahappojen synteesi on erittäin säännelty aine, koska se on sarja solun kriittisiä peräkkäisiä tapahtumia monista näkökulmista.

[TOC]

Missä rasvahappojen synteesi tapahtuu?

Useimmissa elävissä organismeissa rasvahappojen synteesi tapahtuu sytosolisessa osastossa, kun taas niiden hajoaminen tapahtuu pääasiassa sytosolin ja mitokondrioiden välillä.

Prosessi riippuu ATP-sidosten sisältämästä energiasta, NADPH: n vähentävästä tehosta (yleensä johdettu penty fosfaattireitiltä), biotiinikokous, bikarbonaatti-ionit (HCO3-) ja mangaani-ionit ja mangaani-ionit.

Nisäkkään eläimissä rasvahappojen synteesin pääelimet ovat maksa, munuaiset, aivot, keuhkot, rintarauhaset ja rasvakudokset.

Synteesin välitön alusta Novo Rasvahappojen asetyyli-CoA ja lopputuote on palmitaatin molekyyli.

Voi palvella sinua: BHI Agar: Mikä on, perusta, valmistelu, käyttö

Asetyyli-CoA johtuu suoraan glukoliittisten välittäjien prosessoinnista, minkä vuoksi hiilihydraattien runsaasti ruokavaliota edistää lipidien (lipogeneesi) ERGO: n synteesiä, myös rasvahappojen.

Entsyymit, jotka osallistuvat

Asetyyli-CoA on kahden hiilen synteesilohko, jota käytetään rasvahappojen muodostumiseen, koska useat näistä molekyyleistä on liitetty peräkkäin malonyyli-CoA-molekyyliksi, joka muodostuu asetyyli-CoA: n karboksyloinnilla.

Reitin ensimmäinen entsyymi ja yksi tärkeimmistä sen säätelyn kannalta on se henkilö, joka vastaa asetyyli-CoA: n karboksylaatiosta, joka tunnetaan nimellä asetyyli-CoA-karboksylaasi (ACC), joka on monimutkainen entsymaattinen muodostettu 4 proteiinia ja käyttää biotiinia kofaktorina.

Ja huolimatta siitä, että eri lajien välillä on rakenteellisia eroja, entsyymirasvahapposyntaasi on tärkeimpien biosynteettisten reaktioiden varaus.

Tämä entsyymi on todellisuudessa entsymaattinen kompleksi, joka koostuu monomeereistä, joilla on seitsemän erilaista entsymaattista aktiivisuutta, jotka ovat välttämättömiä rasvahapon pidentymiseen "syntymässä".

Tämän entsyymin 7 toimintaa voidaan luetella seuraavasti:

- ACP: ACILO -ryhmäkuljetinproteiini

- Asetyyli-CoA-ACP transasetilasa (AT)

- β-sytoasiili-ACP-syntaasi (KS)

- Malonyyli-CoA-ACP-transferaasi (MT)

- β-kethoaasiili-ACP-reduktaasi (KR)

- β-hydroksasiili-ACP-dehydraasi (HD)

- Enoil-ACP Redtaasi (Er)

Joissakin organismeissa, kuten bakteereissa, esimerkiksi syntaasirasvahappokompleksi muodostuu riippumattomilla proteiineilla, jotka liittyvät toisiinsa, mutta ne koodaavat eri geenit (rasvahappojärjestelmän syntaasi tyyppi II).

Hiivan rasvahappo synteesa (lähde: xiong ja., Lomakin, I.B -., Steitz, t.-Lla. / Julkinen verkkotunnus, Wikimedia Commons) kautta)

Monissa eukaryooteissa ja joissakin bakteereissa multientsyymi sisältää kuitenkin useita katalyyttisiä aktiivisuuksia, jotka on erotettu erilaisiin funktionaalisiin domeeneihin, yhdessä tai useammassa polypeptideissä, mutta jotka voidaan koodata sama geeni (rasvahappojärjestelmäsyntaasi tyyppi I).

Vaiheet ja reaktiot

Suurin osa rasvahappojen synteesistä suoritetuista tutkimuksista liittyy bakteerimalliin tehdyt havainnot, mutta eukaryoottisten organismien synteesin mekanismeja on kuitenkin tutkittu myös jollain syvyydellä.

On tärkeää mainita, että tyypin II rasvahappihappojärjestelmäjärjestelmä on karakterisoitu, että kaikille rasva -asyylivälittäjät yhdistyvät kovalenttisesti pieneen koostuvaan happoproteiiniin, joka tunnetaan nimellä asyylin kuljetusproteiini (ACP), joka kuljettaa ne yhdestä entsyymistä seuraavaan.

Voi palvella sinua: ABO -järjestelmä: Yhteensopimattomuus, perintö ja todisteet

Eukaryooteissa, päinvastoin, ACP.

Proteiinin tai ACP -osan välinen liitto ja rasva -acil.

1. Aluksi asetyyli-CoA-karboksylaasi (ACC) -entsyymi on vastuussa ensimmäisen ”sitoutumisen” ensimmäisen askeleen katalysoinnista rasvahappojen synteesissä, jotka, kuten mainittiin kuten malonyyli-CoA.

Syntaasin rasvahappokompleksi vastaanottaa asetyyli- ja maloniiliryhmät, joiden on täytettävä oikein tämän "tiol" -kohdat.

Tämä tapahtuu alun perin asetyyli-CoA: n siirtämiseksi cisteína sh -ryhmään p-zo-beacil-ACP-syntaasissa, reaktio katalysoi asetyyli-CoAA-ACP-transasetilas.

Malonyyliryhmä siirretään malonyyli-CoA: sta ACP-proteiinin SH-ryhmään, tapahtuma, jota välittää malonyyli-CoAA-ACP-transferaasientsyymi, muodostaen malonyyli-ACP: n.

2. Rasvahapon pidentymisen aloittaminen syntymän yhteydessä koostuu Maloniil-ACP: n kondensaatiosta asetyyli-CoA-molekyylin kanssa, reaktio, jota ohjaa entsyymi β-kaasyyli-ACP-aktiivisuuden syntaasilla. Tässä reaktiossa muodostuu asetoaketyyli-ACP ja CO2-molekyyli vapautuu.
3. Pidennysreaktioita tapahtuu sykleissä, joissa lisätään 2 hiiliatomia samanaikaisesti, että kukin sykli koostuu kondensaatiosta, vähentämisestä, kuivumisesta ja toisesta pelkistystapahtumasta:

- Kondensaatio: Asetyyli- ja malonyyliryhmät tiivistetään asetoasetyyli-ACP: n muodostamiseksi

- Karbonyyliryhmän pelkistys: Asetoasetyyli-ACP: n hiili-ryhmä 3, muodostaen D-β-hydroksibuterilia-ACP: n, reaktiota, jota katalysoidaan β-kettoasyyli-ACP-reduktaasi, jota NADPH käyttää elektron donorina.

- Dehydratointi: Hydrogenit hiilihiilien 2 ja 3 välillä edellisen molekyylin välillä poistetaan, muodostaen kaksoissidoksen, joka päättyy tuotannon kanssa trans-∆2-Butenoil-ACP. Reaktiota katalysoi β-hydroksasiili-ACP-dehydraasi.

- Kaksinkertainen linkin vähentäminen: kaksoissidos trans-∆2-Butenoil-ACP pelkistetään muodon butiril-ACP: ksi viha-ACP-reduktaasin vaikutuksella, jota NADPH käyttää myös pelkistävänä aineena.

Se voi palvella sinua: Chiapas Flora ja Efauna: Edustavat lajit

Pidentymisen jatkamiseksi uuden malonyylimolekyylin on liityttävä rasvahappokompleksisyntaasin ACP -osaan ja alkaa tämän kondensaatiolla ensimmäisessä synteesisyklissä muodostetun butyraliryhmän kanssa.

Palmitato -rakenne (lähde: Edgar181 / julkinen alue, Wikimedia Commons)

Jokaisessa pidentymisvaiheessa uutta malonyyli-CoA-molekyyliä käytetään ketjun kasvattamiseen kahdessa hiiliatomissa ja nämä reaktiot toistetaan, kunnes sopiva pituus saavutetaan (16 hiiliatomia), minkä jälkeen entsyymi liberaasi-tioesteraasi Full Frastyhappo hydraatiolla.

Palmitaatti voidaan myöhemmin käsitellä erityyppisillä entsyymeillä, jotka modifioivat niiden kemiallisia ominaisuuksia, ts. Ne voivat tuoda tyydyttymättömyyttä, pidentää niiden pituutta jne.

Säätö

Kuten monet biosynteettiset tai hajoamisreitit, rasvahapposynteesiä säätelevät eri tekijät:

- Se riippuu B-vitamiinin (biotiinin) ja asetyyli-CoA: n bikarbonaatti-ionien (HCO3-) läsnäolosta (reitin alkuperäisen kulun aikana, mikä merkitsee asetyyli-COA Malonyyli-CoA: n muodostamiseksi).

- Se on reitti, joka tapahtuu vasteena solujen energiaominaisuuksille, koska kun "aineenvaihduntapolttoainetta" on riittävästi, ylimäärä muuttuu rasvahapoiksi, jotka varastoidaan myöhempää hapettumista varten energiavajeen hetkinä.

Asetyyli-CoA-karboksylaasientsyymin säätelyn kannalta, joka edustaa koko reitin rajoittavaa vaihetta, tämä estää palmitail-CoA: n, synteesin päätuote.

Sen tostaalinen aktivaattori puolestaan ​​on sitraatti, joka ohjaa aineenvaihdunnan hapettumisesta sen synteesiin.

Kun asetyyli-CoA- ja ATP-mitokondrioiden pitoisuudet kasvavat, sitraatti kuljetetaan sytosoliin, missä se on niin edeltäjä asetyyli-CoA-sytosoliselle synteesille ja emäksisen aktivaatiosignaalin asetyyli-CoA-karboksylaasille.

Tätä entsyymiä voidaan säädellä myös fosforylaatiolla, tapahtuma, joka ampuu glukagonin ja epinefriinin hormonaalisella vaikutuksella.

Viitteet

1. McGenity, T., Van der Meer, J. R -., & De Lorenzo, V. (2010). Hiilivety- ja lipidimikrobiologian käsikirja (P. 4716). K -k -. N. Timmis (Ed.-A. Berliini: Springer.
2. Murray, r. K -k -., Granner, D. K -k -., Mayes, P. -Lla., & Rodwell, V. W -. (2014). Harperin kuvitettu biokemia. McGraw-Hill.
3. Nelson, D. Lens., & Cox, M. M. (2009). Lehninger -biokemian periaatteet (PP. 71-85). New York: Wh Freeman.
4. Numa, s. (1984). Rasvahappojen aineenvaihdunta ja sen säätely. Elsevier.
5. Rawn, j. D -d. (1989). Biokemia-kansainvälinen painos. Pohjois -Carolina: Neil Patterson Publishers, 5.