Atsetüül-CoA moodustumine ja selle transport tsütosooli

Rasvhapete süntees toimub imendumisperioodil. Püruvaadi aktiivne glükolüüs ja sellele järgnev oksüdatiivne dekarboksüülimine aitavad kaasa atsetüül-CoA kontsentratsiooni suurenemisele mitokondriaalses maatriksis. Kuna rasvhapete süntees toimub rakkude tsütosoolis, tuleb atsetüül-CoA transportida läbi sisemise mitokondriaalse membraani tsütosooli. Sisemine mitokondriaalne membraan on aga atsetüül-CoA-le mitteläbilaskev; seetõttu kondenseerub atsetüül-CoA mitokondriaalses maatriksis oksaloatsetaadiga, moodustades tsitraadi tsitraadi süntaasi osalusel:

Atsetüül-CoA + oksaloatsetaat -> tsitraat + HS-CoA.

Seejärel transpordib translokaas tsitraadi tsütoplasmasse (joonis 8-35).

Tsitraadi ülekanne tsütoplasmasse toimub ainult tsitraadi koguse suurenemisega mitokondrites, kui isotsitraadi dehüdrogenaasi ja α-ketoglutaraadi dehüdrogenaasi inhibeerivad kõrged NADH ja ATP kontsentratsioonid. Selline olukord tekib imendumisperioodil, mil maksarakk saab piisavas koguses energiaallikaid. Tsütoplasmas lõhustatakse tsitraat ensüümi tsitraatlüaasi toimel:

Tsitraat + HSKoA + ATP → atsetüül-CoA + ADP + Pi + oksaloatsetaat.

Tsütoplasmas olev atsetüül-CoA toimib rasvhapete sünteesi algse substraadina ja tsütosoolis olev oksaloatsetaat läbib järgmised transformatsioonid (vt allolevat diagrammi).

Püruvaat transporditakse tagasi mitokondriaalsesse maatriksisse. Maleiinensüümi toime tulemusena redutseeritud NADPH-d kasutatakse vesiniku doonorina järgmistes rasvhapete sünteesi reaktsioonides. Teine NADPH allikas on glükoosi katabolismi pentoosfosfaadi raja oksüdatiivsed etapid.

Malonüül-CoA moodustumine atsetüül-CoA-st - rasvhapete biosünteesi reguleeriv reaktsioon.

Esimene reaktsioon rasvhapete sünteesil on atsetüül-CoA muundamine malonüül-CoA-ks. Seda reaktsiooni katalüüsiv ensüüm (atsetüül-CoA karboksülaas) kuulub ligaaside klassi. See sisaldab kovalentselt seotud biotiini (joonis 8-36). Reaktsiooni esimeses etapis seostub CO 2 ATP energia toimel kovalentselt biotiiniga, teises etapis kantakse COO atsetüül-CoA-ks koos malonüül-CoA moodustumisega. Atsetüül-CoA karboksülaasi ensüümi aktiivsus määrab kõigi järgnevate rasvhapete sünteesireaktsioonide kiiruse.

Rasvhapete süntaasi katalüüsitud reaktsioonid- ensüümikompleks, mis katalüüsib palmitiinhappe sünteesi reaktsioone, on kirjeldatud allpool.

Pärast malonüül-CoA moodustumist jätkub rasvhapete süntees multiensüümikompleksil – rasvhapete süntaasil (palmitoüülsüntetaas). See ensüüm koosneb 2 identsest protomeerist, millest igaühel on domeeni struktuur ja vastavalt 7 erineva katalüütilise aktiivsusega tsentrit (joonis 8-37). See kompleks pikendab järjestikku 2 süsinikuaatomi võrra rasvhapperadikaali, mille doonoriks on malonüül-CoA. Selle kompleksi lõpp-produkt on palmitiinhape, seega on selle ensüümi endine nimetus palmitoüülsüntetaas.

Esimene reaktsioon on atsetüül-CoA atsetüülrühma ülekandmine tsüsteiini tioolrühmale atsetüültransatsülaasi tsentri poolt (joonis 8-38). Malonüüli jääk viiakse seejärel malonüül-CoA-st atsüüli kandva valgu sulfhüdrüülrühma malonüültransatsülaasi tsentri abil. Pärast seda on kompleks valmis esimeseks sünteesitsükliks.

Atsetüülrühm kondenseerub ülejäänud malonüüliga eraldatud CO 2 kohas. Reaktsiooni katalüüsib ketoatsüülsüntaasi tsenter. Saadud atsetoatsetüülradikaal

Skeem

Riis. 8-35. Atsetüüli jääkide ülekandmine mitokondritest tsütosooli. Aktiivsed ensüümid: 1 - tsitraadi süntaas; 2 - translokaas; 3 - tsitraatlüaas; 4 - malaatdehüdrogenaas; 5 - malik-ensüüm.

Riis. 8-36. Biotiini roll atsetüül-CoA karboksüülimise reaktsioonis.

Riis. 8-37. Multiensüümide kompleksi struktuur on rasvhapete süntees. Kompleks on kahe identse polüpeptiidahela dimeer, millest igaühel on 7 aktiivset saiti ja atsüüli kandev valk (ACP). Protomeeride SH rühmad kuuluvad erinevatesse radikaalidesse. Üks SH rühm kuulub tsüsteiini, teine ​​fosfopanteethappe jäägi hulka. Ühe monomeeri tsüsteiini-SH-rühm asub teise protomeeri 4-fosfopanteteinaat-SH-rühma kõrval. Seega on ensüümi protomeerid paigutatud peast-saba. Kuigi iga monomeer sisaldab kõiki katalüütilisi saite, on kahest protomeerist koosnev kompleks funktsionaalselt aktiivne. Seetõttu sünteesitakse tegelikult korraga 2 rasvhapet. Lihtsuse huvides on skeemidel tavaliselt kujutatud reaktsioonide jada ühe happemolekuli sünteesil.

redutseeritakse järjestikku ketoatsüülreduktaasi poolt, seejärel dehüdreeritakse ja taas redutseeritakse kompleksi aktiivsete tsentrite enoüülreduktaasi poolt. Esimese reaktsioonitsükli tulemusena moodustub butürüülradikaal, mis on seotud rasvhapete süntaasi subühikuga.

Enne teist tsüklit viiakse butürüülradikaal positsioonilt 2 positsioonile 1 (kus atsetüül asus esimese reaktsioonitsükli alguses). Seejärel läbib butürüüli jääk samasugused muutused ja pikeneb 2 süsinikuaatomi võrra, mis pärineb malonüül-CoA-st.

Sarnaseid reaktsioonide tsükleid korratakse, kuni moodustub palmitiinhapperadikaal, mis tioesteraasi tsentri toimel eraldub hüdrolüütiliselt ensüümikompleksist, muutudes vabaks palmitiinhappeks (palmitaat, joon. 8-38, 8-39).

Palmitiinhappe atsetüül-CoA ja malonüül-CoA sünteesi üldvõrrand on järgmine:

CH 3 -CO-SKoA + 7 HOOC-CH 2 -CO-SKoA + 14 (NADPH + H+) → C 15 H 31 COOH + 7 CO 2 + 6 H 2 O + 8 HSKoA + 14 NADP +.

Peamised vesiniku allikad rasvhapete sünteesiks

Igas palmitiinhappe biosünteesi tsüklis toimub 2 redutseerimisreaktsiooni,

Riis. 8-38. Palmitiinhappe süntees. Rasvhapete süntaas: esimeses protomeeris kuulub SH-rühm tsüsteiinile, teises fosfopanteteiinile. Pärast esimese tsükli lõppu kantakse butürüülradikaal üle esimese protomeeri SH-rühma. Seejärel korratakse sama reaktsioonide jada nagu esimeses tsüklis. Palmitoüül-E on palmitiinhappe jääk, mis on seotud rasvhapete süntaasiga. Sünteesitud rasvhappes pärinevad atsetüül-CoA-st ainult 2 distaalset süsinikku, mis on tähistatud *-ga, ülejäänud malonüül-CoA-st.

Riis. 8-39. Palmitiinhappe sünteesi reaktsioonide üldskeem.

milles koensüüm NADPH toimib vesiniku doonorina. NADP + taastumine toimub reaktsioonides:

dehüdrogeenimine glükoosi katabolismi pentoosfosfaadi raja oksüdatiivsetes etappides;

malaadi dehüdrogeenimine õunensüümiga;

isotsitraadi dehüdrogeenimine tsütosoolse NADP-sõltuva dehüdrogenaasi poolt.

2. Rasvhapete sünteesi reguleerimine

Rasvhapete sünteesi reguleeriv ensüüm on atsetüül-CoA karboksülaas. Seda ensüümi reguleeritakse mitmel viisil.

Ensüümide alaühikute komplekside assotsiatsioon/dissotsiatsioon. Inaktiivsel kujul on atsetüül-CoA karboksülaas eraldi kompleks, millest igaüks koosneb 4 alaühikust. Ensüümi aktivaator - tsitraat; see stimuleerib komplekside seostumist, mille tulemusena ensüümi aktiivsus suureneb. Inhibiitor - palmitoüül-CoA; see põhjustab kompleksi dissotsiatsiooni ja ensüümi aktiivsuse vähenemist (joon. 8-40).

Atsetüül-CoA karboksülaasi fosforüülimine/defosforüülimine. Postabsorptiivses seisundis või füüsilise töö ajal aktiveerib glükagoon või adrenaliin adenülaattsüklaasi süsteemi kaudu proteiinkinaasi A ja stimuleerib atsetüül-CoA karboksülaasi subühikute fosforüülimist. Fosforüülitud ensüüm on inaktiivne ja rasvhapete süntees peatub. Imendumisperioodil aktiveerib insuliin fosfataasi ja atsetüül-CoA karboksülaas defosforüleerub (joonis 8-41). Seejärel toimub tsitraadi toimel ensüümi protomeeride polümerisatsioon ja see muutub aktiivseks. Tsitraadil on lisaks ensüümi aktiveerimisele ka teine ​​funktsioon rasvhapete sünteesis. Imendumisperioodil koguneb maksarakkude mitokondritesse tsitraat, milles atsetüüli jääk transporditakse tsütosooli.

Ensüümide sünteesi indutseerimine. Süsivesikuterikka ja rasvavaese toidu pikaajaline tarbimine põhjustab insuliini sekretsiooni suurenemist, mis stimuleerib ensüümide sünteesi indutseerimist: atsetüül-CoA karboksülaas, rasvhapete süntaas, tsitraatlüaas,

Riis. 8-40. Atsetüül-CoA karboksülaasi komplekside assotsiatsioon/dissotsiatsioon.

Riis. 8-41. Atsetüül-CoA karboksülaasi reguleerimine.

Riis. 8-42. Palmitiinhappe pikenemine ER-s. Palmitiinhappe radikaal on pikenenud 2 süsinikuaatomi võrra, mille doonoriks on malonüül-CoA.

isotsitraatdehüdrogenaas. Seetõttu kiirendab süsivesikute liigne tarbimine glükoosi katabolismi produktide muundumist rasvadeks. Nälgimine või rasvarikas toit põhjustab ensüümide ja vastavalt ka rasvade sünteesi vähenemist.

3. Rasvhapete süntees palmitiinhappest

Rasvhapete pikenemine. ER-s pikendatakse palmitiinhapet malonüül-CoA osalusel. Reaktsioonide järjestus on sarnane palmitiinhappe sünteesi ajal toimuvaga, kuid sel juhul seostatakse rasvhappeid mitte rasvhapete süntaasi, vaid CoA-ga. Elongatsioonis osalevad ensüümid võivad substraatidena kasutada mitte ainult palmitiinhapet, vaid ka teisi rasvhappeid (joonis 8-42), seetõttu saab organismis sünteesida mitte ainult steariinhapet, vaid ka suure süsinikuaatomite arvuga rasvhappeid.

Peamiseks pikenemisproduktiks maksas on steariinhape (C 18:0), samas tekib ajukoes suur hulk pikema ahelaga – C 20 kuni C 24 – rasvhappeid, mis on vajalikud ajukoes. sfingolipiidid ja glükolipiidid.

Närvikoes toimub ka teiste rasvhapete, α-hüdroksühapete süntees. Segafunktsiooniga oksüdaasid hüdroksüleerivad C22 ja C24 happeid, moodustades lignoteeriin- ja tserebroonhappeid, mida leidub ainult aju lipiidides.

Kaksiksidemete moodustumine rasvhapperadikaalides. Kaksiksidemete liitumist rasvhapperadikaalidega nimetatakse desaturatsiooniks. Peamised rasvhapped, mis inimorganismis tekivad desaturatsiooni tulemusena (joonis 8-43), on palmitooleiinhape (C16:1Δ9) ja oleiinhape (C18:1Δ9).

Kaksiksideme moodustumine rasvhapperadikaalides toimub ER-s reaktsioonides, mis hõlmavad molekulaarset hapnikku, NADH-d ja tsütokroom b 5 . Inimorganismis esinevad rasvhapete desaturaasi ensüümid ei saa moodustada kaksiksidet rasvhapperadikaalides, mis asuvad üheksandast süsinikuaatomist kaugemal, s.o. üheksanda ja vahel

Riis. 8-43. Küllastumata rasvhapete moodustumine.

metüül süsiniku aatomid. Seetõttu ei sünteesita ω-3 ja ω-6 perekonda kuuluvaid rasvhappeid organismis, need on asendamatud ja neid tuleb varustada toiduga, kuna nad täidavad olulisi reguleerivaid funktsioone.

Kaksiksideme moodustamiseks rasvhapperadikaalis on vaja molekulaarset hapnikku, NADH-d, tsütokroom b 5 ja FAD-sõltuvat tsütokroom b 5 reduktaasi. Küllastunud happest eraldatud vesinikuaatomid vabanevad veena. Üks molekulaarne hapnikuaatom sisaldub veemolekulis ja teine ​​redutseeritakse samuti veeks NADH elektronide osalusel, mis kanduvad üle FADH 2 ja tsütokroom b 5 kaudu.

Eikosanoidid on bioloogiliselt aktiivsed ained, mida enamik rakke sünteesivad 20 süsinikuaatomit sisaldavatest polüeenrasvhapetest (sõna "eikosa" tähendab kreeka keeles 20).

Võrreldes glükogeeniga kujutavad rasvad endast kompaktsemat energiasalvestusvormi, kuna need on vähem oksüdeerunud ja hüdreeritud. Samas ei ole rasvarakkudes neutraalsete lipiidide näol reserveeritud energia hulk erinevalt glükogeenist kuidagi piiratud. Lipogeneesi keskne protsess on rasvhapete süntees, kuna need on osa peaaegu kõigist lipiidirühmadest. Lisaks tuleb meeles pidada, et rasvade peamine energiaallikas, mida saab ATP molekulide keemiliseks energiaks muuta, on rasvhapete oksüdatiivse muundumise protsessid.

Rasvhapete biosünteesi üldised omadused:

1. Rasvhappeid saab sünteesida toidu süsivesikutest püruvaadi kaudu või aminohapetest (kui neid on liiga palju) ja akumuleeruda triatsüülglütseroolidena

2. Peamine sünteesi koht - maks. Lisaks sünteesitakse rasvhappeid paljudes kudedes: neerud, aju, piimanääre, rasvkude.

3. Sünteesiensüümid on lokaliseeritud sisse tsütosool erinevalt mitokondrites leiduvatest rasvhapete oksüdatsiooniensüümidest.

4. Rasvhapete süntees pärineb atsetüül-CoA.

5. Rasvhapete sünteesiks on vajalikud NADPH, ATP, Mn 2+, biotiin ja CO 2.

Rasvhapete süntees toimub 3 etappi.

1) atsetüül-CoA transport mitokondritest tsütosooli; 2) malonüül-CoA moodustumine; 3) rasvhappe pikenemine 2 süsinikuaatomi võrra malonüül-CoA tõttu palmitiinhappe moodustumiseks.

1.Atsetüül-CoA transport mitokondritest tsütosooli viiakse läbi tsitraadisüstiku mehhanismi abil (joonis 13.5).

Riis. 10.5. Tsitraadisüstiku ja NADPH moodustumise lihtsustatud diagramm

1.1. Tsitraadi süntaas katalüüsib PAA ja atsetüül-CoA interaktsiooni reaktsiooni tsitraadi moodustumisega

1.2. Tsitraat transporditakse tsütosooli spetsiaalse transpordisüsteemi abil.

1.3. Tsütosoolis interakteerub tsitraat HS-KoA-ga ning tsitraatlüaasi ja ATP toimel moodustuvad atsetüül-CoA ja PAA.

1.4. Haug võib translokaasi abil naasta mitokondritesse, kuid sagedamini redutseerub see NAD + -sõltuva malaatdehüdrogenaasi toimel malaadiks.

1.5. Malaat dekarboksüleeritakse NADP-sõltuva malaadi dehüdrogenaasi poolt ( Maliku ensüüm): Saadud NADPH + H + (50% vajadusest) kasutatakse rasvhapete sünteesiks. Lisaks on NADPH + H + (50%) generaatorid pentoosfosfaadi rada ja isotsitraatdehüdrogenaas.

1.6.Püruvaat transporditakse mitokondritesse ja püruvaatkarboksülaasi toimel tekib PAA.

2.Malonüül-CoA moodustumine. Atsetüül-CoA on karboksüülitud atsetüül-CoA karboksülaas. See on ATP-st sõltuv reaktsioon, mis nõuab H-vitamiini (biotiini) ja CO2.

See reaktsioon piirab kogu rasvhapete sünteesi protsessi kiirust: aktivaatorid - tsitraat ja insuliin, inhibiitor - sünteesitud rasvhape ja glükagoon.

3.Rasvhapete pikenemine. Protsess toimub osalusel multiensüümi süntaasi kompleks. See koosneb kahest polüpeptiidahelad. Iga polüpeptiidahel sisaldab 6 rasvhapete sünteesi ensüümi ( transatsülaas, ketoatsüülsüntaas, ketoatsüülreduktaas, hüdrataas, enoüülreduktaas, tioesteraas). Ensüümid on omavahel seotud kovalentsete sidemetega. Atsüüli ülekandevalk (ACP) on samuti osa polüpeptiidahelast, kuid see ei ole ensüüm. Tema funktsiooniülekandega seotud atsüülradikaalid. SH rühmad mängivad sünteesiprotsessis olulist rolli. Üks neist kuulub 4-fosfopanteteiinile, mis on osa ACP-st, ja teine ​​​​kuulub ketoatsüülsüntaasi ensüümi tsüsteiinile. Esimest nimetatakse keskne, ja teine perifeerne SH rühm.

Rasvade biosüntees

Sisaldab rasvhapete ja triatsüülglütseriidide (tegelikult rasvade) biosünteesi.

Rasvhapete biosüntees toimub kõrge glükoosikontsentratsiooni korral veres, peamiselt maksas ja rasvkoes. Sel perioodil aktiveeritakse glükolüüs, mille tulemusena moodustuvad rasvhapete sünteesiks vajalikud substraadid: atsetüül-CoA, ATP, (NADP H + H +) ja teised. Rasvhapete biosünteesi peamine ehitusplokk on atsetüül-CoA ja peamine lõpptoode on palmitiinhape C15H31COOH.

Teised rasvhapped tekivad reeglina palmitiinhappe molekuli modifitseerimisel – ahela pikendamisel ja dehüdrogeenimisel. Viimasel juhul tekivad küllastumata happed.

Palmitiinhappe süntees ei toimu mitokondrites, kus toimub rasvhapete katabolism, vaid tsütosoolis. Selle biosünteesi peamine ensüüm on multiensüümide kompleks palmmetüülsüntetaas. Kuna mitokondriaalne membraan on atsetüül-CoA-le mitteläbilaskev, on biosünteesi esimene etapp atsetüül-CoA ülekandmine läbi mitokondriaalse membraani, kasutades tsitraat-püruvaadi süstikumehhanismi.

On teada, et Krebsi tsükli esimene reaktsioon on atsetüül-CoA kondenseerumine oksaloäädikhappega (oksaloatsetaat), moodustades tsitraadi (sidrunhape). Osa moodustunud tsitraadiioonidest ei osale Krebsi tsükli edasistes reaktsioonides, vaid kandub läbi mitokondriaalse membraani tsütosooli, kus tsitraatlüaasi juuresolekul ning ATP ja HS-KoA osalusel see uuesti moodustub. atsetüül-CoA ja PAA:

Tsitraat + HS-KoA + ATP → oksaloatsetaat + atsetüül-CoA + ADP + H 3 RO 4

Oksaloatsetaadi tagastamine mitokondritesse toimub kahe vahendaja - malaadi ja püruvaadi - abil.

Oksaloatsetaadi redutseerimine malaadiks tsütosoolis on osa malaat-aspartaadi süstikumehhanismist redutseeritud (NAD ∙ H + H +) ülekandmiseks tsütosoolist mitokondritesse:

Oksaloatsetaat + NAD∙H + H + ↔ Malaat + NAD

Saadud malaati aga ei transpordita membraanist/läbi membraani, vaid see oksüdeeritakse kohe koos samaaegse dekarboksüülimisega püruvaadiks:

Malaat + NADP + → püruvaat + CO 2 + NADP∙H + H +

Kõik kirjeldatud teisendused on näidatud diagrammil:

Seega kaasneb ühe atsetüül-CoA molekuli ülekandmisega mitokondritest tsütosooli ühe redutseeritud vormi (NADP H + H +) molekuli moodustumine, mis on vajalik paljude biosünteesi jaoks, ja püruvaadi moodustumine, mis hajub mitokondritesse, karboksüülitakse seejärel oksaloatsetaadiks.

Palmitiinhappe tegelik süntees algab atsetüül-CoA karboksüülimisega. See reaktsioon toimub ensüümi juuresolekul, mille proteesrühmaks on biotiin:

See reaktsioon on rasvhapete sünteesis võtmetähtsusega. Edasised transformatsioonid liidetakse kuuest reaktsioonist koosnevateks tsükliteks ning iga tsükli lõppemise tulemusena pikeneb tulevase molekuli süsinikuahel kahe süsinikuaatomi võrra.

Mõelge rasvhapete sünteesi esimeses tsüklis toimuvatele reaktsioonidele.

Esimeses kahes reaktsioonis kantakse atsetüül- ja malonüülfragmendid üle atsüüli kandvale valgule (ACP).

APB on polüpeptiidahel, mis koosneb 77 aminohappejäägist ja külgharust, mis sisuliselt kordab koensüüm A struktuuri:

Atsetüül- ja malonüülfragmentide ülekandereaktsioone atsetüül-CoA-ga (1) ja malonüül-CoA-ga (2) katalüüsivad atsüültransferaasid.

Kolmas reaktsioon seisneb atsetoatsetüül-APB moodustamises atsetüül-APB-st ja maonüül-APB-st koos samaaegse dekarboksüülimisega.

Seejärel redutseeritakse saadud atsetoatsetüül-APB kolmes etapis (reaktsioonid 4-6).

4. reaktsiooni käigus redutseeritakse üks kahest karbonüülrühmast hüdroksüüliks ja moodustub dehüdroksübuterüül-APB. See reaktsioon on NADP-st sõltuv, st. NADP redutseeritud vorm toimib redutseeriva ainena:

5. reaktsioon - dehüdratsioonireaktsioon, selle reaktsiooni ensüüm on hüdroksüatsüül-ACP dehüdraas:

Järgmine redutseerimisreaktsioon (6) - hüdrogeenimisreaktsioon - nõuab samuti NADP∙H + H + osalemist. Seda katalüüsib enoüül-APB reduktaas, reaktsiooniproduktiks on butürüül-APB:

Kõiki rasvhappeahela pikenemise (pikenemise) tsükli reaktsioone katalüüsib multiensüümide kompleks. See koosneb kahest polüpeptiidahelast. Üks neist (subühik A) sisaldab ACP-d, oksoatsüül-ACP süntaasi ja oksoatsüülreduktaasi. Subühik B sisaldab veel 4 ensüümi. Multiensüümide kompleksi koordineeritud töö on tingitud suure hoova olemasolust APB molekulis - paindlik ja üsna pikk aatomite ahel, mis ühendab "ankur" HS-rühma polüpeptiidahelaga.

Palmitiinhappe süntees hõlmab 7 tsüklit. Butürüül-APB (C 4 -atsüül) siseneb atsetüül-APB asemel teise tsüklisse ja selle tulemusena tekib kaprüül-APB (C 6 -atsüül) jne. (skeem):

1. tsükkel: malonüül-APB + atsetüül_APB

2. tsükkel: malonüül-APB + butürüül-APB

3. tsükkel: malonüül-APB + kaprüül-APB

4. tsükkel: malonüül-APB + C8-atsüül-APB

5. tsükkel: malonüül-APB + C10-atsüül-APB

6. tsükkel: malonüül-APB + C12-atsüül-APB

7. tsükkel: malonüül-APB + C14-atsüül-APB

palmitüül-APB

Palmitiinhappe biosünteesi üldvõrrand atsetüül-CoA-st seitsme tsükli reaktsioonide tulemusena on kirjutatud järgmiselt:

8 atsetüül-Coa + 7 ATP + 14 (NADP ∙ H + H +) → palmitaat + 14 NADP +

8 HS-CoA + 7 ADP + 7 H 3 RO 4

Palmitiinhappest sünteesitakse täiendavalt ühe või enama atsetüül-CoA molekuli kinnitamisel pikema ahelaga molekulid ja dehüdrogeenimisel sünteesitakse küllastumata happeid. Palmitiinhappe molekulide “viimistlemine” toimub endoplasmaatilise retikulumi ensüümide abil, kuid see võib toimuda ka mitokondrites. Küllastunud rasvhappe dehüdrogeenimine toimub paralleelselt NADP oksüdatsiooniga molekulaarse hapniku toimel:

C 15H 31 COO-S-CoA + NADP ∙ H + H + + O 2 → CH 3 - (CH 2) 5 -CH \u003d CH- (CH 2) 7 -COO-S-CoA + NADP + + 2 H2O

Küllastunud rasvhapete dehüdrogeenimine toimub maksa ja rasvkoe rakkudes. Inimkehas puuduvad ensüümid, mis võimaldaksid dehüdrogeenida -CH 2 -CH 2 - fragmente, mis asuvad C9-st kaugemal, seega dieenlinoolhape

C 18 H 32 COOH ja trieenlinoleenhape C 18 H 30 COOH organismis ei sünteesita.

Rasvhapete süntees

RASVHAPETE SÜNTEES

1. De novo biosüntees (palmitiinhappe C16 süntees).

1. Rasvhapete muutmise süsteem:

 rasvhapete pikenemise protsessid (pikenemine 2 süsinikuaatomi võrra),

 desaturatsioon (küllastumata sideme teke).

Märkimisväärne osa rasvhapetest sünteesitakse maksas, vähemal määral rasvkoes ja imetavas näärmes.

SÜNTEES de novo

 Lähteaineks on atsetüül-CoA.

Atsetüül-CoA, mis moodustub mitokondriaalses maatriksis glükolüüsi lõpp-produkti püruvaadi oksüdatiivse dekarboksüülimise tulemusena, transporditakse läbi mitokondriaalse membraani tsütosooli kus sünteesitakse rasvhappeid.

MA LAVA. ATSETIL-CoA TRANSPORT MITOKONDRIALT TÜTOSOOLI

1. karnitiini mehhanism.

2. TCA esimeses reaktsioonis moodustunud tsitraadi koostises:

			OKSALOATSETAAT
mitokondrid		ATSETÜÜL-CoA		1 HS-CoA

tsütoplasma							ATSETÜÜL-CoA

MALAATOKSALOATSETAAT

ÜLE+ 3

1 - tsitraadi süntaas; 2 - tsitraatlüaas;

3 - malaatdehüdrogenaas;

4 - malik-ensüüm; 5 - püruvaatkarboksülaas

II ETAPP. MALONÜÜL-COA TEKKE

CH3-C-KoA	COOH-CH2 – C-KoA

atsetüül-CoA atsetüül-CoA karboksülaas, biotiini sisaldav malonüül-CoA

Seda teostab multiensümaatiline kompleks "rasvhapete süntaas", mis sisaldab 6 ensüümi ja atsüüli kandvat valku (ACP). APB sisaldab pantoteenhappe 6-fosfopanteteiini derivaati, millel on SH-rühm, nagu HS-CoA.

III ETAPP. PALMIITHAPPE TEKKE

III ETAPP. PALMIITHAPPE TEKKE

Pärast seda siseneb atsüül-APB uude sünteesitsüklisse. APB vaba SH-rühma külge on kinnitatud uus malonüül-CoA molekul. Seejärel eraldatakse atsüüljääk ja see kantakse üle malonüüljäägile samaaegse dekarboksüülimisega ning reaktsioonitsüklit korratakse. Seega kasvab tulevase rasvhappe süsivesinike ahel järk-järgult (iga tsükli kohta kahe süsinikuaatomi võrra). See juhtub hetkeni, mil see pikeneb 16 süsinikuaatomini.

Rasvhapete biosüntees toimub kõige aktiivsemalt maksarakkude, soolte, rasvkoe tsütosoolis. puhata või peale sööki.

Tavaliselt võib eristada 4 biosünteesi etappi:

1. Atsetüül-SCoA moodustumine glükoosist, teistest monosahhariididest või ketogeensetest aminohapetest.

2. Atsetüül-SCoA ülekandmine mitokondritest tsütosooli:

• võib kombineerida karnitiin, nii nagu kõrgemad rasvhapped kanduvad mitokondritesse, kuid siin toimub transport teises suunas,
• tavaliselt sisaldub sidrunhape tekkis esimeses CTC reaktsioonis.

Mitokondritest pärinev tsitraat lõhustatakse tsütosoolis ATP tsitraatlüaas oksaloatsetaadiks ja atsetüül-SCoA-ks.

Atsetüül-SCoA moodustumine sidrunhappest

Oksaloatsetaat redutseeritakse edasi malaadiks ja viimane kas siseneb mitokondritesse (malaat-aspartaadi süstik) või dekarboksüleeritakse õunensüümi ("õunhappe" ensüüm) toimel püruvaadiks.

3. Malonüül-SCoA moodustumine atsetüül-SCoA-st.

Atsetüül-SCoA karboksüülimist katalüüsib atsetüül-SCoA karboksülaas, kolme ensüümi multiensüümne kompleks.

Malonüül-SCoA moodustumine atsetüül-SCoA-st

4. Palmitiinhappe süntees.

Rakendatud multiensümaatiline kompleks" rasvhapete süntaas" (sünonüüm palmitaadi süntaas), mis sisaldab 6 ensüümi ja atsüüli kandvat valku (ACP).

Atsüüli kandev valk sisaldab pantoteenhappe derivaati - 6-fosfopanteteiin(FP), millel on HS-rühm, nagu HS-CoA. Üks kompleksi ensüüme, 3-ketoatsüülsüntaas, sisaldab ka tsüsteiini koostises HS-rühma. Nende rühmade koostoime määrab rasvhapete, nimelt palmitiinhappe biosünteesi alguse ja jätkumise. Sünteesireaktsioonid nõuavad NADPH-d.

Rasvhapete süntaasi aktiivsed rühmad

Esimeses kahes reaktsioonis seotakse malonüül-SCoA järjestikku atsüüli kandva valgu fosfopanteteiiniga ja atsetüül-SCoA 3-ketoatsüülsüntaasi tsüsteiiniga.

3-ketoatsüülsüntaas katalüüsib kolmandat reaktsiooni – atsetüülrühma ülekandmist C2 malonüüliks koos karboksüülrühma elimineerimisega.

Lisaks ketorühm redutseerimisreaktsioonides ( 3-ketoatsüülreduktaas), dehüdratsioon (dehüdrataas) ja taas taastumine (enoüülreduktaas) muutub metüleeniks, moodustades küllastunud atsüüli, seotud fosfopanteteiiniga.

Atsüültransferaas kannab saadud atsüüli üle tsüsteiiniks 3-ketoatsüüli süntaasid, malonüül-SCoA kinnitatakse fosfopanteteiiniga ja tsüklit korratakse 7 korda, kuni moodustub palmitiinhappe jääk. Seejärel lõhustatakse palmitiinhape kompleksi kuuenda ensüümi tioesteraasi toimel.

Rasvhapete sünteesi reaktsioonid

Rasvhapete ahela pikenemine

Sünteesitud palmitiinhape siseneb vajadusel endoplasmaatilisesse retikulumi. Siin koos malonüül-S-CoA ja NADPH ahel pikeneb kuni C 18 või C 20 .

Ka küllastumata rasvhapped (oleiin-, linool-, linoleenhape) võivad eikosaanhappe derivaatide (C 20) moodustumisega pikeneda. Kuid kaksiksideme toovad sisse loomarakud mitte rohkem kui 9 süsinikuaatomit, seetõttu sünteesitakse ω3- ja ω6-polüküllastumata rasvhappeid ainult vastavatest lähteainetest.

Näiteks arahhidoonhape võib rakus tekkida ainult linoleen- või linoolhapete juuresolekul. Sel juhul dehüdrogeenitakse linoolhape (18:2) γ-linoleenhappeks (18:3) ja pikenetakse eikosotrieenhappeks (20:3), viimane dehüdrogeenitakse edasi arahhidoonhappeks (20:4). Nii tekivad ω6-seeria rasvhapped

ω3-seeria rasvhapete, näiteks timnodoonhappe (20:5) moodustamiseks on vajalik α-linoleenhappe (18:3) olemasolu, mis dehüdreerib (18:4), pikendab (20: 4) ja dehüdreerib uuesti (20:5).