Synthese von Fettsäuren, bei denen es passiert, Enzyme, Stadien und Reaktionen

Der Fettsäure -Synthese Es ist der Prozess, durch den die grundlegenden Komponenten der wichtigsten Lipide der Zellen (Fettsäuren), die an vielen sehr relevanten zellulären Funktionen beteiligt sind.

Fettsäuren sind aliphatische Moleküle, dh sie bestehen im Wesentlichen aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen, die voneinander mehr oder weniger linear vereint sind. Sie haben eine Methylgruppe an einem ihrer terminalen Enden und eine Säure -Carboxylgruppe im anderen, für die sie als "Fettsäuren" bezeichnet werden.

Zusammenfassung der Synthese von Fettsäuren (Quelle: Mephist.Org/lizenzen/by-sa/3.0) über Wikimedia Commons)

Lipide sind Moleküle, die von verschiedenen Zellbiosynthesesystemen zur Bildung anderer komplexere Moleküle verwendet werden, wie z. B.:

• Membranphospholipide
• Triglyceride für die Energiespeicherung und
• Die Anker einiger spezieller Moleküle, die auf der Oberfläche vieler Arten von Zellen (Eukaryoten und Prokaryoten) gefunden wurden

Diese Verbindungen können als lineare Moleküle (mit allen mit Wasserstoffmolekülen gesättigten Kohlenstoffatomen) existieren, aber die der linearen Kette können auch beobachtet werden.

Gesättigte Fettsäuren können auch verzweigte Ketten finden, deren Struktur etwas komplexer ist.

Die molekularen Eigenschaften von Fettsäuren sind für ihre Funktion von entscheidender.

Daher ist die Fettsäure -Synthese eine extrem regulierte Angelegenheit, da es sich um eine Reihe kritischer sequentieller Ereignisse für die Zelle aus vieler Sicht handelt.

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Wo tritt die Synthese von Fettsäuren auf?

In den meisten lebenden Organismen tritt die Synthese von Fettsäuren im zytosolischen Kompartiment auf, während ihr Abbau hauptsächlich zwischen Cytosol und Mitochondrien auftritt.

Der Prozess hängt von der in den ATP-Bindungen enthaltenen Energie ab, der NADPH-Reduktion (normalerweise aus der Penty-Phosphatroute), dem Biotin-Cofaktor, Bicarbonat-Ionen (HCO3-) und Manganionen.

Bei Säugetieren sind die Hauptorgane der Fettsäuresynthese die Leber, Nieren, Gehirn, Lungen, Brustdrüsen und Fettgewebe.

Das unmittelbare Substrat der Synthese von novo Von Fettsäuren ist Acetyl-CoA und das Endprodukt ist ein Palmitatmolekül.

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Acetyl-CoA stellt sich direkt aus der Verarbeitung von glucolithischen Vermittlern ab, weshalb eine Diät mit hohem Kohlenhydrate die Synthese von Lipiden (Lipogenese) Ergo, ebenfalls von Fettsäuren, fördert.

Enzyme, die teilnehmen

Acetyl-CoA ist der Zwei-Kohlenstoff-Syntheseblock, der zur Bildung von Fettsäuren verwendet wird, da mehrere dieser Moleküle nacheinander zu einem Malonyl-CoA-Molekül verbunden sind, das durch die Carboxylierung einer Acetyl-CoA gebildet wird.

Das erste Enzym der Strecke und eines der wichtigsten aus Sicht ihrer Regulierung ist die für die Carboxylierung von Acetyl-CoA verantwortliche Person, die als Acetyl-CoA-Carboxylase (ACC) bekannt ist, was ein komplexer enzymatischer Enzym ist gebildet von 4 Proteinen und verwendet Biotin als Cofaktor.

Und trotz der Tatsache, dass es strukturelle Unterschiede zwischen verschiedenen Arten gibt, ist die Enzymfettsäure -Synthase die einzige, die für die wichtigsten Biosynthetikreaktionen zuständig ist.

Dieses Enzym ist in Wirklichkeit ein enzymatischer Komplex, der aus Monomeren besteht, die über die 7 verschiedenen enzymatischen Aktivitäten verfügen, die für die Verlängerung von Fettsäure bei "Geburt" erforderlich sind.

Die 7 Aktivitäten dieses Enzyms können wie folgt aufgeführt werden:

- ACP: Acilo -Gruppe Förderprotein

- Acetyl-Coa-ACP-Transacetilasa (BEI)

- β-Cetoacil-ACP-Synthase (Ks)

- Malonyl-Coa-ACP-Transferase (MT)

- β-Cethoacil-ACP-Reduktase (KR)

- β-Hydroxyacil-ACP-Dehydratase (HD)

- ENOIL-ACP-Redtase (Er)

In einigen Organismen wie Bakterien, beispielsweise wird der Synthase -Fettsäure -Komplex durch unabhängige Proteine ​​gebildet, die miteinander verbunden sind, jedoch durch verschiedene Gene codiert werden (Fetty -Säure -System -Synthase -Typ II).

Fettsäure -Synthesa von Hefe (Quelle: Xiong und., Lomakin, ich.B., Steitz, t.ZU. / Public Domain, über Wikimedia Commons)

In vielen Eukaryoten und einigen Bakterien enthält das Multienzym jedoch mehrere katalytische Aktivitäten, die in verschiedene funktionelle Domänen in einem oder mehreren Polypeptiden unterteilt sind, die jedoch durch dasselbe Gen kodiert werden können (Fetty -Säure -System -Synthase -Typ I), die kodiert werden können (Fetty -Säure -System -System), die jedoch kodiert werden können (Fettsäuresystem -Typ I), die jedoch codiert werden können (Fettsäuresystemtyp I), die jedoch kodiert werden können (Fettsäuresystemtyp I).

Stufen und Reaktionen

Die meisten Studien, die in Bezug auf die Synthese von Fettsäuren durchgeführt wurden.

Es ist wichtig zu erwähnen, dass der Typ II des Fettsäure -Säure -Systems charakterisiert ist.

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In Eukaryoten ist die ACP -Aktivität im Gegenteil Teil desselben Moleküls und versteht, dass Enzym selbst einen besonderen Platz für die Vereinigung von Vermittlern und ihr Transport durch die verschiedenen katalytischen Domänen hat.

Die Vereinigung zwischen dem Protein oder dem ACP -Teil und der Fettscheibe.

1. Anfangs ist das Acetyl-CoA-Carboxylase (ACC) -Ezym für die Katalyse des ersten Schritts der „Verpflichtung“ in der Synthese von Fettsäuren verantwortlich, die, wie erwähnt, die Carboxylierung eines Acetyl-CoA als Malonyl-Coa.

Der Synthase -Fettsäure -Komplex erhält Acetyl- und Malonil -Gruppen, die "Tiol" -Storten korrekt füllen müssen.

Dies findet zunächst für den Transfer von Acetyl-CoA in die Cisteína SH-Gruppe in der β-Zo-BeaCil-ACP-Synthase statt, die durch Acetyl-Coa-ACP.

Die Malonylgruppe wird von Malonyl-CoA auf die SH-Gruppe des ACP-Proteins übertragen, ein Ereignis, das durch das Malonyl-Coa-ACP-Transferase-Enzym vermittelt wird und Malonyl-ACP bildet.

2. Die Initiierung der Dehnung der Fettsäure bei der Geburt besteht aus der Kondensation des Malonil-ACP mit einem Acetyl-CoA. In dieser Reaktion wird Acetoacethyl-ACP gebildet und ein CO2-Molekül freigesetzt.
3. Dehnungsreaktionen treten in Zyklen auf, in denen gleichzeitig 2 Kohlenstoffatome zugegeben werden, dass jeder Zyklus aus einer Kondensation, einer Reduktion, einer Dehydration und einem zweiten Reduktionsereignis besteht:

- Kondensation: Acetyl- und Malonylgruppen werden zu Acetoacetyl-ACP kondensiert

- Reduktion der Carbonylgruppe: Die Kohlenstoffgruppe von Carbon 3 des Acetoacetyl-ACP ist reduziert und bildet D-β-Hydroxybuteril-ACP, die durch die β-Cethoacyl-ACP-Reduktase katalysierte Reaktion als Elektronenspender verwendet.

- Dehydration: Wasserstoffe zwischen Kohlenstoffen 2 und 3 des vorherigen Moleküls werden entfernt und bilden eine Doppelbindung, die mit der Produktion der endet trans-∆2-Butenoil-ACP. Die Reaktion wird durch β-Hydroxyacil-ACP-Dehydratase katalysiert.

- Doppelverbindungsreduzierung: die Doppelbindung von trans-∆2-Butenoil-ACP wird durch Einwirkung der Wut-ACP-Reduktase reduziert, die NADPH auch als Reduktionsmittel verwendet.

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Um mit der Dehnung fortzufahren, muss ein neues Malonylmolekül dem ACP -Teil der Fettsäure -Komplex -Synthase beitreten und beginnt mit der Kondensation mit der Butyralgruppe, die im ersten Zyklus der Synthese gebildet wurde.

Palmitato -Struktur (Quelle: Edgar181 / Public Domain, über Wikimedia Commons)

In jeder Dehnung wird ein neues Malonyl-CoA-Molekül ein neues Malonyl-CoA.

Palmitat kann anschließend von verschiedenen Arten von Enzymen verarbeitet werden, die ihre chemischen Eigenschaften modifizieren, dh sie können Ungesättigte einführen, ihre Länge verlängern usw.

Verordnung

Wie viele Biosynthese- oder Abbaustrecken wird die Fettsäuresynthese durch verschiedene Faktoren reguliert:

- Es hängt vom Vorhandensein von Bicarbonat-Ionen (HCO3-), von Vitamin B (Biotin) und Acetyl-CoA (während des anfänglichen Durchgangs der Route Malonyl-CoA bilden).

- Es ist eine Route, die als Reaktion auf zelluläre Energieeigenschaften auftritt, denn wenn eine ausreichende Menge an "metabolischem Brennstoff" vorliegt, wird Überschuss in Fettsäuren umgewandelt, die für eine spätere Oxidation in Momenten des Energiedefizits gespeichert sind.

In Bezug auf die Regulierung des Acetyl-CoA-Carboxylase-Enzyms, das den begrenzenden Schritt der gesamten Strecke darstellt, wird dies von der Palmitail-CoA, dem Hauptprodukt der Synthese, gehemmt.

Der Toostalaktivator hingegen ist Citrat, das den Stoffwechsel von der Oxidation bis zur Synthese zur Speicherung leitet.

Wenn Acetyl-CoA- und ATP-Mitochondrienkonzentrationen zunehmen.

Dieses Enzym kann auch durch Phosphorylierung reguliert werden, das durch die hormonelle Wirkung von Glucagon und Adrenalin abgefeuert wird.

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