Sinteza maščobnih kislin, kjer se zgodi, encimi, stopnje in reakcije

The sinteza maščobnih kislin To je postopek, s katerim se proizvajajo temeljne sestavine najpomembnejših lipidov celic (maščobnih kislin), ki sodelujejo v številnih zelo ustreznih celičnih funkcijah.

Maščobne kisline so alifatske molekule, to je, da so v bistvu sestavljene iz atomov ogljika in vodika. Imajo metilno skupino na enem od svojih končnih koncev in kislinsko karboksilno skupino v drugem, za katero se imenujejo "maščobne kisline".

Povzetek sinteze maščobnih kislin (vir: Mefist.Org/licence/by-sa/3.0) prek Wikimedia Commons)

Lipidi so molekule, ki jih uporabljajo različni celični biosintetski sistemi za nastanek drugih bolj zapletenih molekul, kot so:

• Membranski fosfolipidi
• trigliceridi za shranjevanje energije in
• Sidra nekaterih posebnih molekul, ki jih najdemo na površini številnih vrst celic (evkariote in prokariote)

Te spojine lahko obstajajo kot linearne molekule (z vsemi ogljikovimi atomi, nasičenimi z vodikovimi molekulami), vendar je mogoče opaziti tudi tiste iz linearne verige in z nekaj nasičenosti, torej z dvojnimi vezmi med njegovimi ogljikovimi atomi.

Nasičene maščobne kisline lahko najdejo tudi razvejane verige, katerih struktura je nekoliko bolj zapletena.

Molekularne značilnosti maščobnih kislin so ključne za njihovo delovanje, saj mnogi so odvisni od fizikalno -kemijskih lastnosti molekul, ki jih tvorijo, zlasti njihova tališča, stopnja embalaže in njihova sposobnost za nastanek bicapas.

Tako je sinteza maščobnih kislin izjemno regulirana zadeva, saj gre za vrsto kritičnih zaporednih dogodkov za celico z mnogih vidikov.

[TOC]

Kje se zgodi sinteza maščobnih kislin?

V večini živih organizmov se sinteza maščobnih kislin pojavlja v citosolnem oddelku, medtem ko se njihova razgradnja pojavlja predvsem med citosolom in mitohondriji.

Postopek je odvisen od energije, ki jo vsebuje ATP vezi, zmanjšana moč NADPH (običajno izhaja iz penty fosfatne poti), biotinskega kofaktorja, bikarbonatnih ionov (HCO3-) in manganovih ionov.

Pri živalih sesalcev so glavni organi sinteze maščobnih kislin jetra, ledvice, možgani, pljuča, mlečne žleze in maščobno tkivo.

Neposredna podlaga sinteze od Nove Maščobnih kislin je acetil-CoA, končni izdelek pa je palmitatna molekula.

Vam lahko služi: bhi agar: kaj je, fundacija, priprava, uporaba

Acetil-CoA izhaja neposredno iz predelave glukolitičnih posrednikov, zato prehrana z veliko ogljikovih hidratov spodbuja sintezo lipidov (lipogeneza) ergo, tudi maščobnih kislin.

Encimi, ki sodelujejo

Acetil-CoA je blok sinteze z dvema ogljikom, ki se uporablja za nastajanje maščobnih kislin, saj se več teh molekul zaporedno združuje na molekulo malonil-CoA, ki jo tvori karboksilacija acetil-CoA.

Prvi encim poti in eden najpomembnejših z vidika njegove regulacije je ta oseba, ki je zadolžena za karboksilacijo acetil-CoA, znana kot acetil-CoA karboksilaza (ACC), ki je kompleksna encimska tvori 4 beljakovine in uporablja biotin kot kofaktor.

Vendar pa kljub dejstvu, da obstajajo strukturne razlike med različnimi vrstami, je encimska sintaza maščobnih kislin tista, ki je zadolžena za glavne biosintetske reakcije.

Ta encim je v resnici encimski kompleks, sestavljen iz monomerov, ki imajo 7 različnih encimskih aktivnosti, ki so potrebne za podaljšanje maščobne kisline v "rojstvu".

7 dejavnosti tega encima je mogoče navesti na naslednji način:

- AKP: Transportni protein skupine Acilo Group

- Acetil-CoA-ACP Transacetilasa (At)

- β-cetoacil-ACP sintaza (KS)

- Malonil-CoA-ACP transferaza (Mt)

- β-cetoacil-ACP reduktaza (KR)

- β-hidroksiacil-ACP dehidrataza (HD)

- Enoil-ACP Redtase (Er)

V nekaterih organizmih, kot so bakterije, na primer kompleks maščobne kisline sintaze tvorijo neodvisni proteini, ki so medsebojno povezani, vendar jih kodirajo različni geni (maščobna kislinska sintaza tipa II).

Sintetika maščobnih kislin kvasa (vir: xiong in., Lomakin, i.B., Steitz, t.Do. / Javna domena, prek Wikimedia Commons)

Vendar v mnogih evkariotih in nekaterih bakterijah multiencim vsebuje več katalitičnih aktivnosti, ki se ločijo na različne funkcionalne domene, v enem ali več polipeptidih, ki jih je mogoče kodirati z istim genom (maščobna kislinska sintaza tipa I).

Stopnje in reakcije

Večina študij, izvedenih v zvezi s sintezo maščobnih kislin, vključuje ugotovitve, ki so bile izvedene v bakterijskem modelu, vendar so bili mehanizmi sinteze evkariontskih organizmov preučeni tudi z nekaj globine.

Pomembno je omeniti, da je značilno, da je sistem maščobne kisline kisline tipa II tipa II, da se vsi maščobni acilni posredniki kovalentno pridružijo majhnemu kislinskemu proteinu, znanem kot acilni transportni protein (ACP), ki jih prevaža iz enega encima do drugega.

Vam lahko služi: ABO sistem: nezdružljivost, dedovanje in dokaz

V evkariotih je aktivnost ACP del iste molekule, saj razume, da ima encim posebno mesto za zvezo posrednikov in njihov prevoz skozi različne katalitične domene.

Zveza med beljakovinam ali delom AK in maščobnim acilom.

1. Sprva je encim encim acetil-CoA karboksilaze (ACC) odgovoren za kataliziranje prvega koraka "zavezanosti" v sintezi maščobnih kislin, ki, kot rečeno kot malonil-CoA.

Kompleks maščobne kisline sintaze sprejema acetilne in malonil skupine, ki morajo pravilno zapolniti "tiol" mesta tega.

To se sprva zgodi za prenos acetil-CoA v skupino Cisteína SH v sintazi β-Zo-Beacil-ACP, reakcijo, katalizirano s trancetilami Acetil-CoA-ACP.

Malonilna skupina je premeščena iz malonil-CoA v skupino SH proteina ACP, dogodek, ki ga posreduje encim transferaze iz malonil-CoA-ACP, ki tvori malonil-ACP.

2. Začetek raztezka maščobne kisline ob rojstvu je sestavljeno iz kondenzacije malonil-ACP z molekulo acetil-CoA, reakcije, ki jo je usmeril encim z aktivnostjo β-cetoacil-ACP. V tej reakciji nastane acetoacetil-ACP in sprosti molekula CO2.
3. Reakcije raztezanja se pojavljajo v ciklih, kjer se hkrati dodata 2 ogljikova atoma, da je vsak cikel sestavljen iz kondenzacije, zmanjšanja, dehidracije in drugega redukcijskega dogodka:

- Kondenzacija: Acetilne in malonilne skupine so kondenzirane, da tvorijo acetoacetil-ACP

- Zmanjšanje karbonilne skupine: Ogljikovo skupino acetoacetil-ACP se zmanjša, kar tvori D-β-hidroksibuteril-ACP, reakcija, ki jo katalizira β-cetoacil-ACP-reduktaza, ki jo NADPH uporablja kot elektronski donor donor.

- Dehidracija: Odstranjeni so vodiki med ogljikovimi 2 in 3 prejšnje molekule, kar tvori dvojno vez, ki se konča s proizvodnjo trans-∆2-butenoil-ACP. Reakcijo katalizira β-hidroksiacil-ACP dehidrataza.

- Zmanjšanje dvojne povezave: dvojna vez od trans-∆2-butenoil-ACP se zmanjša na tvorbo butiril-ACP z delovanjem jeze-ACP reduktaze, ki jo NADPH uporablja tudi kot reducirajoče sredstvo.

Lahko vam služi: chiapas flora in favna: reprezentativna vrsta

Če želite nadaljevati z raztezanjem.

Palmitato struktura (vir: Edgar181 / javna domena, prek Wikimedia Commons)

V vsakem koraku raztezanja se za gojenje verige v 2 ogljikovih atomih uporablja nova molekula malonil-CoA in te reakcije se ponavljajo, dokler se ne doseže ustrezna dolžina (16 ogljikovih atomov).

Palmitat lahko pozneje obdelamo z različnimi vrstami encimov, ki spreminjajo njihove kemijske značilnosti, to je, da lahko vnesejo nenasičenost, podaljšajo svojo dolžino itd.

Uredba

Tako kot številne biosintetske ali razgradne poti, tudi sintezo maščobnih kislin uravnavajo različni dejavniki:

- Odvisno je od prisotnosti bikarbonatnih ionov (HCO3-), vitamina B (biotina) in acetil-CoA (med začetnim prehodom poti, kar pomeni karboksilacijo molekule acetil-CoA s pomočjo karboksirskega vmesnika biotina oblikovati malonil-coa).

- To je pot, ki se pojavi kot odziv na značilnosti celične energije, saj se, kadar je dovolj "presnovnega goriva".

Glede na regulacijo encima acetil-CoA karboksilaze, ki predstavlja omejevalni korak celotne poti, to zavira Palmitail-CoA, glavni produkt sinteze.

Njegov tostalni aktivator je na drugi strani citrat, ki preusmeri metabolizem od oksidacije do njegove sinteze za shranjevanje.

Ko se mitohondrijske koncentracije Acetil-CoA in ATP povečajo, se citrat prevaža v citosol, kjer je tako predhodnik za acetil-CoA citosolno sintezo in alkalistični aktivacijski signal za acetil-CoA karboksilazo.

Ta encim je mogoče uravnavati tudi s fosforilacijo, dogodek, ki ga sproži hormonsko delovanje glukagona in epinefrina.

Reference

1. McGenity, t., Van der meer, j. R., & De lorenzo, v. (2010). Priročnik mikrobiologije ogljikovodika in lipidov (P. 4716). K. N. Timmis (ed.). Berlin: Springer.
2. Murray, r. K., Granner, d. K., Mayes, str. Do., & Rodwell, v. W. (2014). Harperjeva ilustrirana biokemija. McGraw-Hill.
3. Nelson, d. L., & Cox, m. M. (2009). Lehningerjeva načela biokemije (pp. 71-85). New York: WH Freeman.
4. Numa, s. (1984). Metabolizem maščobnih kislin in njegova regulacija. Elsevier.
5. Rawn, j. D. (1989). Biokemijska internativna izdaja. Severna Karolina: Neil Patterson Publishers, 5.