Uundaji wa acetyl-CoA na usafirishaji wake ndani ya cytosol

Mchanganyiko wa asidi ya mafuta hutokea wakati wa kunyonya. Glycolysis hai na decarboxylation inayofuata ya oksidi ya pyruvate huchangia kuongezeka kwa mkusanyiko wa asetili-CoA kwenye tumbo la mitochondrial. Kwa kuwa usanisi wa asidi ya mafuta hutokea katika saitozoli ya seli, asetili-CoA lazima isafirishwe kupitia utando wa ndani wa mitochondria hadi kwenye sitosol. Walakini, utando wa ndani wa mitochondria hauwezi kupenyeza kwa asetili-CoA, kwa hivyo, katika tumbo la mitochondrial, asetili-CoA hushikana na oxaloacetate kuunda citrate kwa ushiriki wa synthase ya sitrati:

Asetili-CoA + Oxaloacetate -> Citrate + HS-CoA.

Translocase kisha husafirisha citrate kwenye saitoplazimu (Mchoro 8-35).

Uhamisho wa citrate kwenye saitoplazimu hutokea tu wakati kiasi cha citrate katika mitochondria kinaongezeka, wakati dehydrogenase ya isocitrate na α-ketoglutarate dehydrogenase inazuiwa na viwango vya juu vya NADH na ATP. Hali hii imeundwa katika kipindi cha kunyonya, wakati seli ya ini inapata kiasi cha kutosha cha vyanzo vya nishati. Katika saitoplazimu, citrate huvunjwa na kimeng'enya cha citrate lyase:

Citrate + HSKoA + ATP → Acetyl-CoA + ADP + Pi + Oxaloacetate.

Asetili-CoA kwenye saitoplazimu hutumika kama sehemu ndogo ya awali ya usanisi wa asidi ya mafuta, na oxaloacetate katika saitosoli hupitia mabadiliko yafuatayo (tazama mchoro hapa chini).

Pyruvate inasafirishwa kurudi kwenye tumbo la mitochondrial. NADPH, iliyopunguzwa kama matokeo ya hatua ya kimeng'enya cha malik, hutumiwa kama mtoaji wa hidrojeni kwa athari zinazofuata za usanisi wa asidi ya mafuta. Chanzo kingine cha NADPH ni hatua za oksidi za njia ya phosphate ya pentose ya ukataboli wa glukosi.

Uundaji wa malonyl-CoA kutoka kwa acetyl-CoA - mmenyuko wa udhibiti katika biosynthesis ya asidi ya mafuta.

Mmenyuko wa kwanza katika usanisi wa asidi ya mafuta ni ubadilishaji wa acetyl-CoA hadi malonyl-CoA. Kimeng'enya ambacho huchochea mmenyuko huu (asetili-CoA carboxylase) huainishwa kama ligase. Ina biotini iliyofungwa kwa ushirikiano (Mchoro 8-36). Katika hatua ya kwanza ya mmenyuko, CO 2 hufunga kwa biotini kwa ushirikiano kutokana na nishati ya ATP, katika hatua ya pili, COO huhamishiwa kwa asetili-CoA ili kuunda malonyl-CoA. Shughuli ya enzyme ya acetyl-CoA carboxylase huamua kiwango cha athari zote zinazofuata za awali ya asidi ya mafuta.

Matendo yanayochochewa na synthase ya asidi ya mafuta- tata ya enzyme ambayo huchochea awali ya asidi ya palmitic, imeelezwa hapa chini.

Baada ya kuundwa kwa malonyl-CoA, awali ya asidi ya mafuta inaendelea katika tata ya multienzyme - synthase ya asidi ya mafuta (palmitoyl synthetase). Enzyme hii ina protomers 2 zinazofanana, ambayo kila moja ina muundo wa kikoa na, ipasavyo, vituo 7 vilivyo na shughuli tofauti za kichocheo (Mchoro 8-37). Mchanganyiko huu kwa mtiririko hupanua asidi ya mafuta kwa atomi 2 za kaboni, wafadhili ambao ni malonyl-CoA. Bidhaa ya mwisho ya tata hii ni asidi ya palmitic, ndiyo sababu jina la zamani la enzyme hii ni palmitoyl synthetase.

Mmenyuko wa kwanza ni uhamishaji wa kikundi cha asetili cha acetyl-CoA kwa kikundi cha thiol cha cysteine ​​​​na kituo cha acetyltransacylase (Mchoro 8-38). Mabaki ya malonyl kutoka kwa malonyl-CoA kisha huhamishiwa kwenye kundi la sulfhydryl la protini ya acyl-transfer na tovuti ya malonyl transacylase. Baada ya hayo, tata iko tayari kwa mzunguko wa kwanza wa awali.

Kikundi cha acetyl kinaunganishwa na mabaki ya malonyl kwenye tovuti ya CO 2 iliyotengwa. Mmenyuko huo huchochewa na kituo cha ketoacyl synthase. Matokeo ya acetoacetyl radical

Mpango

Mchele. 8-35. Uhamisho wa mabaki ya asetili kutoka mitochondria hadi cytosol. Enzymes hai: 1 - citrate synthase; 2 - translocase; 3 - citrate lyase; 4 - malate dehydrogenase; 5 - enzyme ya malik.

Mchele. 8-36. Jukumu la biotini katika mmenyuko wa carboxylation ya acetyl-CoA.

Mchele. 8-37. Muundo wa tata ya multienzyme - awali ya asidi ya mafuta. Mchanganyiko huo ni dimer ya minyororo miwili ya polipeptidi inayofanana, ambayo kila moja ina vituo 7 vya kazi na protini ya uhamisho ya acyl (ATP). Vikundi vya SH vya protoma ni vya radicals tofauti. Kundi moja la SH ni la cysteine, lingine la mabaki ya asidi ya phosphopanthetheic. Kikundi cha cysteine ​​​​SH cha monoma moja iko karibu na kikundi cha 4-phosphopantetheinate SH cha protoma nyingine. Kwa hivyo, protomers za enzyme hupangwa kichwa hadi mkia. Ingawa kila monoma ina tovuti zote za kichocheo, mchanganyiko wa protoma 2 hutumika. Kwa hiyo, asidi 2 za mafuta huunganishwa kwa wakati mmoja. Ili kurahisisha, michoro kawaida huonyesha mfuatano wa athari wakati wa usanisi wa molekuli moja ya asidi.

hupunguzwa kwa mfuatano na ketoacyl reductase, kisha hupungukiwa na maji na kupunguzwa tena na enoyl reductase, vituo vya kazi vya tata. Mzunguko wa kwanza wa athari hutokeza radical ya butyryl inayofungamana na subuniti ya synthase ya asidi ya mafuta.

Kabla ya mzunguko wa pili, radical ya butyryl huhamishwa kutoka nafasi ya 2 hadi nafasi ya 1 (ambapo asetili ilikuwa iko mwanzoni mwa mzunguko wa kwanza wa athari). Mabaki ya butyryl basi hupitia mabadiliko sawa na hupanuliwa kwa atomi 2 za kaboni inayotokana na malonyl-CoA.

Mzunguko sawa wa athari hurudiwa hadi radical ya asidi ya palmitic itengenezwe, ambayo, chini ya hatua ya kituo cha thioesterase, imetengwa kwa hidrolitiki kutoka kwa tata ya enzyme, na kugeuka kuwa asidi ya palmitic ya bure (palmitate, Mchoro 8-38, 8-39). .

Mlinganyo wa jumla wa usanisi wa asidi ya kiganja kutoka kwa acetyl-CoA na malonyl-CoA ni kama ifuatavyo.

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 +.

Vyanzo vikuu vya hidrojeni kwa usanisi wa asidi ya mafuta

Katika kila mzunguko wa biosynthesis ya asidi ya palmitic, athari 2 za kupunguza hufanyika,

Mchele. 8-38. Mchanganyiko wa asidi ya palmitic. Asidi ya mafuta synthase: katika protoma ya kwanza kundi la SH ni la cysteine, katika pili kwa phosphopantetheine. Baada ya mwisho wa mzunguko wa kwanza, radical ya butyryl huhamishiwa kwenye kikundi cha SH cha protomer ya kwanza. Kisha mlolongo sawa wa athari unarudiwa kama katika mzunguko wa kwanza. Palmitoyl-E ni mabaki ya asidi ya palmitic yanayohusiana na synthase ya asidi ya mafuta. Katika asidi ya mafuta iliyosanisishwa, atomi 2 pekee za kaboni za mbali, zilizoteuliwa *, hutoka kwa asetili-CoA, zilizosalia kutoka kwa malonyl-CoA.

Mchele. 8-39. Mpango wa jumla wa athari kwa awali ya asidi ya palmitic.

mtoaji wa hidrojeni ambayo ndani yake kuna coenzyme NADPH. Kupungua kwa NADP+ hutokea katika athari:

dehydrogenation katika hatua za oxidative ya njia ya phosphate ya pentose ya catabolism ya glucose;

dehydrogenation ya malate na enzyme malic;

uondoaji hidrojeni wa isositrati kwa dehydrogenase inayotegemea NADP ya cytosoli.

2. Udhibiti wa awali ya asidi ya mafuta

Enzyme ya udhibiti wa awali ya asidi ya mafuta ni acetyl-CoA carboxylase. Enzyme hii inadhibitiwa kwa njia kadhaa.

Ushirika/mtengano wa sehemu ndogo za enzyme. Katika hali yake isiyofanya kazi, acetyl-CoA carboxylase ni tata tofauti, ambayo kila moja ina subunits 4. Activator ya enzyme - citrate; huchochea ushirikiano wa complexes, na kusababisha kuongezeka kwa shughuli za enzyme. Inhibitor - palmitoyl-CoA; husababisha kutengana kwa ngumu na kupungua kwa shughuli za enzyme (Mchoro 8-40).

Phosphorylation/dephosphorylation ya acetyl-CoA carboxylase. Katika hali ya baada ya kunyonya au wakati wa shughuli za kimwili, glucagon au epinephrine huwasha protini kinase A kupitia mfumo wa adenylate cyclase na kuchochea phosphorylation ya subunits za acetyl-CoA carboxylase. Enzyme ya fosforasi haifanyi kazi na usanisi wa asidi ya mafuta huacha. Katika kipindi cha kunyonya, insulini huamsha phosphatase, na acetyl-CoA carboxylase inaingia katika hali ya dephosphorylated (Mchoro 8-41). Kisha, chini ya ushawishi wa citrate, upolimishaji wa protomers ya enzyme hutokea, na inakuwa hai. Mbali na kuamsha enzyme, citrate ina kazi nyingine katika awali ya asidi ya mafuta. Katika kipindi cha kunyonya, citrate hujilimbikiza kwenye mitochondria ya seli za ini, ambayo mabaki ya asetili husafirishwa hadi kwenye cytosol.

Uingizaji wa awali wa enzyme. Ulaji wa muda mrefu wa vyakula vyenye wanga na chini ya mafuta husababisha kuongezeka kwa usiri wa insulini, ambayo huchochea uanzishaji wa muundo wa enzymes: acetyl-CoA carboxylase, synthase ya asidi ya mafuta, citrate lyase,

Mchele. 8-40. Kuchanganyika/kutengana kwa tata za acetyl-CoA carboxylase.

Mchele. 8-41. Udhibiti wa acetyl-CoA carboxylase.

Mchele. 8-42. Urefu wa asidi ya palmitic katika ER. Radikali ya asidi ya palmitic hupanuliwa na atomi 2 za kaboni, wafadhili ambao ni malonyl-CoA.

isocitrate dehydrogenase. Kwa hivyo, matumizi ya ziada ya wanga husababisha kuongeza kasi ya ubadilishaji wa bidhaa za kaboliki za sukari kuwa mafuta. Kufunga au kula vyakula vyenye mafuta mengi husababisha kupungua kwa muundo wa enzymes na, ipasavyo, mafuta.

3. Mchanganyiko wa asidi ya mafuta kutoka kwa asidi ya palmitic

Urefu wa asidi ya mafuta. Katika ER, asidi ya palmitic hupanuliwa na ushiriki wa malonyl-CoA. Mlolongo wa athari ni sawa na ile inayotokea wakati wa awali ya asidi ya palmitic, lakini katika kesi hii asidi ya mafuta haihusiani na synthase ya asidi ya mafuta, lakini na CoA. Enzymes zinazohusika katika kurefusha haziwezi kutumia tu asidi ya kiganja, lakini pia asidi zingine za mafuta kama sehemu ndogo (Mchoro 8-42), kwa hivyo, sio asidi ya stearic tu, bali pia asidi ya mafuta yenye idadi kubwa ya atomi za kaboni inaweza kuunganishwa katika mwili. .

Bidhaa kuu ya kurefusha ini ni asidi ya stearic (C 18: 0), lakini katika tishu za ubongo kiasi kikubwa cha asidi ya mafuta na mnyororo mrefu huundwa - kutoka C 20 hadi C 24, ambayo ni muhimu kwa malezi ya sphingolipids. na glycolipids.

Mchanganyiko wa asidi nyingine ya mafuta, asidi ya α-hydroxy, pia hutokea katika tishu za neva. Vioksidishaji wa kazi-mchanganyiko haidroksilate C22 na asidi C24 kuunda lignoceric na asidi ya cerebronic, inayopatikana tu katika lipids za ubongo.

Uundaji wa vifungo viwili katika radicals ya asidi ya mafuta. Kuingizwa kwa vifungo viwili katika radicals ya asidi ya mafuta huitwa desaturation. Asidi kuu za mafuta zinazoundwa katika mwili wa binadamu kwa sababu ya kuharibika (Mchoro 8-43) ni palmitoo-leic (C16: 1Δ9) na oleic (C18: 1Δ9).

Uundaji wa vifungo viwili katika itikadi kali ya asidi ya mafuta hutokea katika ER katika athari zinazohusisha oksijeni ya molekuli, NADH na saitokromu b 5. Enzymes ya desaturase ya asidi ya mafuta inayopatikana kwa wanadamu haiwezi kuunda vifungo viwili katika radicals ya asidi ya mafuta ya mbali hadi atomi ya tisa ya kaboni, i.e. kati ya tisa na

Mchele. 8-43. Uundaji wa asidi isiyojaa mafuta.

atomi za kaboni za methyl. Kwa hiyo, asidi ya mafuta ya familia ya ω-3 na ω-6 haijaunganishwa katika mwili, ni muhimu na inapaswa kutolewa kwa chakula, kwani hufanya kazi muhimu za udhibiti.

Uundaji wa dhamana mara mbili katika asidi ya mafuta ya radical inahitaji oksijeni ya molekuli, NADH, cytochrome b 5 na cytochrome b 5 reductase inayotegemea FAD. Atomi za hidrojeni zinazoondolewa kwenye asidi iliyojaa hutolewa kama maji. Atomi moja ya oksijeni ya molekuli imejumuishwa kwenye molekuli ya maji, na nyingine pia hupunguzwa kuwa maji kwa ushiriki wa elektroni za NADH, ambazo huhamishwa kupitia FADH 2 na saitokromu b 5.

Eicosanoidi ni dutu amilifu kibiolojia iliyounganishwa na seli nyingi kutoka kwa asidi ya mafuta ya polyene iliyo na atomi 20 za kaboni (neno "eicosis" kwa Kigiriki linamaanisha 20).

Ikilinganishwa na glycogen, mafuta hutoa uhifadhi wa nishati kwa sababu yana oksidi kidogo na hayana maji. Wakati huo huo, kiasi cha nishati iliyohifadhiwa kwa namna ya lipids ya neutral katika seli za mafuta sio mdogo kwa njia yoyote, tofauti na glycogen. Mchakato wa kati katika lipogenesis ni awali ya asidi ya mafuta, kwa kuwa ni sehemu ya karibu makundi yote ya lipids. Kwa kuongeza, ikumbukwe kwamba chanzo kikuu cha nishati katika mafuta, yenye uwezo wa kubadilishwa kuwa nishati ya kemikali ya molekuli za ATP, ni michakato ya mabadiliko ya oxidative ya asidi ya mafuta.

Tabia za jumla za biosynthesis ya asidi ya mafuta:

1. Asidi za mafuta zinaweza kuunganishwa kutoka kwa wanga wa chakula kupitia pyruvate au kutoka kwa asidi ya amino (ikiwa hutolewa kwa ziada) na kujilimbikiza katika mfumo wa triacylglycerols.

2. Mahali kuu ya awali ni ini. Kwa kuongezea, asidi ya mafuta huundwa katika tishu nyingi: figo, ubongo, tezi ya mammary, tishu za adipose.

3.Enzymes za usanisi huwekwa ndani cytosol seli, tofauti na enzymes ya oxidation ya asidi ya mafuta, ambayo iko katika mitochondria.

4. Mchanganyiko wa asidi ya mafuta hutokea kutoka asetili-CoA.

5.Kwa usanisi wa asidi ya mafuta ni muhimu NADPH, ATP, Mn 2+, biotin na CO 2.

Mchanganyiko wa asidi ya mafuta hutokea ndani 3 hatua.

1) usafiri wa acetyl-CoA kutoka mitochondria hadi cytosol; 2) malezi ya malonyl-CoA; 3) upanuzi wa asidi ya mafuta kwa atomi 2 za kaboni kutokana na malonyl-CoA kuunda asidi ya palmitic.

1.Usafirishaji wa acetyl-CoA kutoka mitochondria hadi cytosol inafanywa kwa kutumia utaratibu wa kuhamisha citrate (Mchoro 13.5)

Mchele. 10.5. Mchoro uliorahisishwa wa utaratibu wa kuhamisha citrate na uundaji wa NADPH

1.1. Sinthasi ya sitrati huchochea majibu kati ya PAA na asetili-CoA kuunda sitrati

1.2. Citrate husafirishwa ndani ya cytosol kwa kutumia mfumo maalum wa usafiri.

1.3. Katika cytosol, citrate huingiliana na HS-CoA na, chini ya hatua ya citrate lyase na ATP, acetyl-CoA na ATP huundwa.

1.4. PIKE inaweza kurudi kwenye mitochondria kwa kutumia translocase, lakini mara nyingi zaidi hupunguzwa kuwa malate na NAD + -dependent malate dehydrogenase.

1.5. Malate ina decarboxylated na NADP-tegemezi malate dehydrogenase ( enzyme ya malik): NADPH + H + inayotokana (50% ya mahitaji) hutumiwa kwa ajili ya awali ya asidi ya mafuta. Kwa kuongeza, jenereta za NADPH+H + (50%) ni njia ya pentose phosphate Na isocitrate dehydrogenase.

1.6 Pyruvate husafirishwa kwenye mitochondria na, chini ya hatua ya pyruvate carboxylase, PIKE huundwa.

2.Uundaji wa malonyl-CoA. Acetyl-CoA ni kaboksidi na acetyl-CoA carboxylase. Huu ni mmenyuko unaotegemea ATP ambao unahitaji vitamini H (biotin) na CO 2.

Mmenyuko huu unapunguza kiwango cha mchakato mzima wa usanisi wa asidi ya mafuta: vianzishaji ni citrate na insulini, vizuizi vinaundwa asidi ya mafuta na glucagon.

3.Urefu wa asidi ya mafuta. Mchakato unafanyika kwa ushiriki tata ya synthase ya multienzyme. Inajumuisha mbili minyororo ya polypeptide. Kila mlolongo wa polipeptidi una vimeng'enya 6 vya usanisi wa asidi ya mafuta. transacylase, ketoacyl synthase, ketoacyl reductase, hydratase, enoyl reductase, thioesterase). Enzymes huunganishwa pamoja na vifungo vya ushirikiano. Protini ya uhamisho wa Acyl (ATP) pia ni sehemu ya mnyororo wa polipeptidi, lakini sio kimeng'enya. Yake kazi inayohusiana tu na uhamishaji acyl radicals. Vikundi vya SH vina jukumu muhimu katika mchakato wa usanisi. Mmoja wao ni wa 4-phosphopantetheine, ambayo ni sehemu ya ACP, na ya pili ni ya cysteine ​​​​ya enzyme ketoacyl synthase. Ya kwanza inaitwa kati, na ya pili pembeni Kikundi cha SH.

Biosynthesis ya mafuta

Inajumuisha biosynthesis ya asidi ya mafuta na triacylglycerides (kweli mafuta).

Biosynthesis ya asidi ya mafuta hutokea kwa viwango vya juu vya glucose katika damu, hasa katika ini na tishu za adipose. Katika kipindi hiki, glycolysis imeamilishwa, kama matokeo ya ambayo substrates za awali ya asidi ya mafuta huundwa: acetyl CoA, ATP, (NADPH + H +) na wengine. Sehemu kuu ya ujenzi wa biosynthesis ya asidi ya mafuta ni asetili CoA, na bidhaa kuu ya mwisho ni asidi ya palmitic C15H31COOH.

Asidi zingine za mafuta huundwa, kama sheria, kwa kurekebisha molekuli ya asidi ya kiganja - ugani wa mnyororo na dehydrogenation. Katika kesi ya mwisho, asidi zisizojaa huundwa.

Mchanganyiko wa asidi ya palmitic haufanyiki katika mitochondria, ambapo catabolism ya asidi ya mafuta hutokea, lakini katika cytosol. Enzyme kuu ya biosynthesis hii ni tata ya multienzyme palmmethyl synthetase. Kwa kuwa utando wa mitochondrial hauwezi kupenyeza kwa asetili CoA, hatua ya awali ya usanisi ni uhamishaji wa asetili CoA kwenye utando wa mitochondria kwa kutumia utaratibu wa kuhama wa sitrati-pyruvate.

Inajulikana kuwa mmenyuko wa kwanza wa mzunguko wa Krebs ni condensation ya acetyl CoA na asidi oxaloacetic (oxaloacetate) ili kuunda citrate (asidi ya citric). Baadhi ya ioni za citrate hazishiriki katika athari zaidi za mzunguko wa Krebs, lakini huhamishwa kupitia membrane ya mitochondrial ndani ya cytosol, ambapo, mbele ya citrate lyase na kwa ushiriki wa ATP na HS-CoA, huunda tena. Acetyl-CoA na AK:

Citrate + HS-CoA + ATP → Oxaloacetate + Acetyl-CoA + ADP + H 3 PO 4

Kurudi kwa oxaloacetate kwa mitochondria hufanywa kwa msaada wa waamuzi wawili - malate na pyruvate.

Kupunguzwa kwa oxaloacetate kwa malate katika cytosol ni sehemu ya utaratibu wa kuhamisha malate-aspartate kwa uhamisho wa kupunguzwa (NAD∙H + H +) kutoka kwa cytosol hadi mitochondria:

Oxaloacetate + NAD∙H + H + ↔ Malate + NAD

Walakini, malate inayosababishwa haihamishwi kutoka/kupitia kwa utando, lakini hutiwa oksidi mara moja na decarboxylation kwa wakati mmoja kuwa pyruvate:

Malate + NADP + → Pyruvate + CO 2 + NADP∙H + H +

Mabadiliko yote yaliyoelezewa yanaonyeshwa kwenye mchoro:

Kwa hivyo, uhamisho wa molekuli moja ya acetyl CoA kutoka kwa mitochondrion hadi cytosol inaambatana na malezi ya molekuli moja ya fomu iliyopunguzwa (NADPH + H +), ambayo ni muhimu kwa biosyntheses nyingi, na pyruvate, ambayo huenea kwenye mitochondria. , basi hutiwa kaboksi na kuunda oxaloacetate.

Mchanganyiko halisi wa asidi ya palmitic huanza na carboxylation ya acetyl CoA. Mmenyuko huu hutokea mbele ya kimeng'enya ambacho kikundi chake cha bandia ni biotini:

Mmenyuko huu ni muhimu katika usanisi wa asidi ya mafuta. Mabadiliko zaidi yanajumuishwa katika mizunguko ya athari sita, na kama matokeo ya kukamilika kwa kila mzunguko, mnyororo wa kaboni wa molekuli ya baadaye hupanuliwa na atomi mbili za kaboni.

Hebu tuchunguze athari zinazotokea katika mzunguko wa kwanza wa awali ya asidi ya mafuta.

Katika athari mbili za kwanza, sehemu ya asetili na malonyl huhamishiwa kwa protini ya uhamisho ya acyl (ATP).

ACP ni mnyororo wa polipeptidi unaojumuisha mabaki 77 ya asidi ya amino na tawi la kando, kimsingi linalorudia muundo wa coenzyme A:

Athari za uhamisho wa vipande vya asetili na malonyl na acetyl-CoA (1) na malonyl-CoA (2) huchochewa na acyltransferases.

Mwitikio wa 3 unajumuisha uundaji wa acetoacetyl-ACP kutoka kwa asetili-ACP na maonyl-ACP na decarboxylation ya wakati mmoja.

Baadaye, acetoacetyl-ACP inayosababishwa inarejeshwa katika hatua tatu (athari 4-6).

Wakati wa majibu ya 4, moja ya vikundi viwili vya kabonili hupunguzwa hadi hidroksili na dehydroxybuteryl-ACP huundwa. Mwitikio huu unategemea NADP, i.e. Wakala wa kupunguza ni aina iliyopunguzwa ya NADP:

Mmenyuko wa 5 ni mmenyuko wa upungufu wa maji mwilini, enzyme ya mmenyuko huu ni hydroxyacyl-ACP dehydratase:

Mmenyuko unaofuata wa kupunguza (6) - mmenyuko wa hidrojeni - pia unahitaji ushiriki wa NADP∙H + H +. Huchochewa na enoyl-ACP reductase, bidhaa ya majibu ni butyryl ACP:

Athari zote za mzunguko wa kurefusha mnyororo wa asidi ya mafuta huchochewa na tata ya multienzyme. Inajumuisha minyororo miwili ya polypeptide. Mmoja wao (subuniti A) ni pamoja na ACP, oxoacyl-ACP synthase na oxoacyl reductase. Subuniti B ina vimeng'enya vingine 4. Uendeshaji ulioratibiwa wa tata ya multienzyme ni kwa sababu ya uwepo katika molekuli ya ACP ya lever kubwa - mnyororo unaobadilika na mrefu wa atomi unaounganisha kikundi cha "nanga" HS na mnyororo wa polypeptide.

Mchanganyiko wa asidi ya palmitic ni pamoja na mizunguko 7. Katika mzunguko wa pili, badala ya acetyl-ACP, butyryl-ACP (C 4 -acyl) huingia, na kwa sababu hiyo, capryl-ACP (C 6 -acyl) huundwa, nk. (mpango):

Mzunguko wa 1: malonyl-ACP + asetili_APB

Mzunguko wa 2: malonyl-APB + butyryl-APB

Mzunguko wa 3: malonyl-APB + capryl-APB

Mzunguko wa 4: malonyl-ACP + C 8-acyl-ACP

Mzunguko wa 5: malonyl-ACP + C 10-acyl-ACP

Mzunguko wa 6: malonyl-ACP + C 12-acyl-ACP

Mzunguko wa 7: malonyl-ACP + C 14-acyl-ACP

Palmityl-APB

Equation ya jumla ya biosynthesis ya asidi ya palmitic kutoka kwa asetili-CoA kama matokeo ya athari saba za mzunguko imeandikwa kama ifuatavyo:

8 asetili-Coa + 7 ATP + 14 (NADP∙H + H +) → kiganja + 14 NADP +

8 NS-CoA + 7 ADP + 7 H 3 PO 4

Kutoka kwa asidi ya kiganja, molekuli zilizo na minyororo ndefu huunganishwa kwa kuongeza molekuli moja au zaidi ya acetyl-CoA, na asidi zisizojaa hutengenezwa na dehydrogenation. "Uboreshaji" wa molekuli ya asidi ya palmitic hufanyika kwa msaada wa enzymes ya reticulum endoplasmic, lakini pia inaweza kufanyika katika mitochondria. Utoaji wa hidrojeni wa asidi iliyojaa mafuta hutokea sambamba na uoksidishaji wa NADP chini ya hatua ya oksijeni ya molekuli:

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

Utoaji wa hidrojeni wa asidi ya mafuta yaliyojaa hutokea katika seli za ini na tishu za adipose. Katika mwili wa binadamu hakuna vimeng'enya vinavyoruhusu dehydrogenation ya vipande -CH 2 -CH 2 - iko zaidi ya C 9, kwa hivyo asidi ya linoleic ya dienoic.

C 18 H 32 COOH na asidi ya trienoic linolenic C 18 H 30 COOH haijasanisishwa mwilini.

Mchanganyiko wa asidi ya mafuta

UTANGULIZI WA ASIDI ZA MAFUTA

1. De novo biosynthesis (awali ya C16 palmitic asidi).

1. Mfumo wa kurekebisha asidi ya mafuta:

 michakato ya kuongeza muda wa asidi ya mafuta (kurefusha kwa atomi 2 za kaboni),

 desaturation (kuundwa kwa dhamana isiyojaa).

Sehemu kubwa ya asidi ya mafuta hutengenezwa kwenye ini, na kwa kiasi kidogo katika tishu za adipose na tezi ya kunyonyesha.

de novo SYNTHESIS

 Nyenzo ya kuanzia ni acetyl-CoA.

Acetyl-CoA, iliyoundwa kwenye tumbo la mitochondrial kama matokeo ya decarboxylation ya oksidi ya pyruvate, bidhaa ya mwisho ya glycolysis, lazima isafirishwe kupitia utando wa mitochondrial hadi kwenye saitozoli ambapo awali ya asidi ya mafuta hutokea.

HATUA YA I. USAFIRI WA ACETYL-COA KUTOKA MITOCHONDRIA HADI CYTOSOLE

1. Utaratibu wa Carnitine.

2. Katika muundo wa citrate iliyoundwa katika athari ya kwanza ya mzunguko wa TCA:

			OXALOACETATE
mitochondria		ACETYL-CoA		HS-CoA 1

saitoplazimu							ACETYL-CoA

MALATE OXALOACETATE

NAD+ 3

1 - synthase ya citrate; 2 - citrate lyase;

3 - malate dehydrogenase;

4 - enzyme ya malik; 5 - pyruvate carboxylase

HATUA YA II. KUUNDA KWA MALONYL-CoA

CH3 -C- KoA	COOH-CH2 - C-KoA

acetyl-CoA asetili-CoA carboxylase, malonyl-CoA yenye biotini

Inafanywa na tata ya multienzyme "fatty acid synthase", ambayo inajumuisha enzymes 6 na protini ya uhamisho wa acyl (ATP). ACP inajumuisha derivative ya asidi ya pantotheni 6-phosphopantetheine, ambayo ina kundi la SH, sawa na HS-CoA.

HATUA YA III. KUTENGENEZWA KWA ASIDI YA KITENDE

HATUA YA III. KUTENGENEZWA KWA ASIDI YA KITENDE

Baada ya hayo, acyl-ACP inaingia katika mzunguko mpya wa awali. Molekuli mpya ya malonyl-CoA huongezwa kwa kikundi cha bure cha SH cha ACP. Kisha mabaki ya acyl hutolewa, na huhamishiwa kwenye mabaki ya malonyl na decarboxylation wakati huo huo, na mzunguko wa athari hurudiwa. Kwa hivyo, mlolongo wa hidrokaboni wa asidi ya mafuta ya baadaye inakua hatua kwa hatua (kwa kila mzunguko - kwa atomi mbili za kaboni). Hii hutokea mpaka urefu wake hadi atomi 16 za kaboni.

Biosynthesis ya asidi ya mafuta hutokea kikamilifu katika cytosol ya seli za ini, matumbo, na tishu za adipose katika jimbo. amani au baada ya chakula.

Kimsingi, hatua 4 za biosynthesis zinaweza kutofautishwa:

1. Uundaji wa acetyl-SCoA kutoka kwa glucose, monosaccharides nyingine au ketogenic amino asidi.

2. Uhamisho wa asetili-SCoA kutoka mitochondria hadi cytosol:

• inaweza kuwa pamoja na carnitine, kama vile asidi ya juu ya mafuta husafirishwa ndani ya mitochondria, lakini hapa usafiri huenda kwa njia tofauti,
• kawaida hujumuishwa asidi ya citric, iliyoundwa katika majibu ya kwanza ya TCA.

Citrate inayotoka kwa mitochondria imevunjwa katika cytosol ATP citrate lyase kwa oxaloacetate na acetyl-SCoA.

Uundaji wa acetyl-SCoA kutoka kwa asidi ya citric

Oxaloacetate hupunguzwa zaidi kuwa malate, na ya mwisho hupita kwenye mitochondria (shuttle ya malate-aspartate) au hutenganishwa kuwa pyruvate na kimeng'enya cha malic ("malic" enzyme).

3. Uundaji wa malonyl-SCOA kutoka kwa acetyl-SCoA.

Carboxylation ya acetyl-SCoA imechochewa acetyl-SCoA carboxylase, tata ya multienzyme ya enzymes tatu.

Uundaji wa malonyl-SCoA kutoka kwa acetyl-SCoA

4. Mchanganyiko wa asidi ya palmitic.

Imetekelezwa multienzyme tata" asidi ya mafuta synthase" (sawe palmitate synthase) ambayo inajumuisha vimeng'enya 6 na acyl-transfer protini (APP).

Uhamisho wa protini ya Acyl ni pamoja na derivative ya asidi ya pantotheni - 6-phosphopantetheine(FP), ambayo ina kikundi cha HS, kama HS-CoA. Moja ya muundo wa enzyme, 3-ketoacyl synthase, pia ina kundi la HS katika cysteine. Uingiliano wa makundi haya huamua mwanzo na kuendelea kwa biosynthesis ya asidi ya mafuta, yaani asidi ya palmitic. Athari za usanisi zinahitaji NADPH.

Vikundi vilivyo hai vya synthase ya asidi ya mafuta

Katika athari mbili za kwanza, malonyl-SCoA huongezwa kwa mlolongo kwa phosphopantetheine ya protini ya uhamishaji wa acyl na acetyl-SCoA kwa cysteine ​​​​ya 3-ketoacyl synthase.

3-Ketoacyl synthase huchochea mmenyuko wa tatu - uhamishaji wa kikundi cha asetili hadi C 2 malonyl na uondoaji wa kikundi cha carboxyl.

Ifuatayo, kikundi cha keto katika athari za kupunguza ( 3-ketoacyl reductase), upungufu wa maji mwilini (dehydratase) na urejesho tena (Enoyl reductase) inabadilishwa kuwa methylene kuunda acyl iliyojaa, inayohusiana na phosphopantetheine.

Acyltransferase huhamisha acyl kusababisha kwa cysteine 3-ketoacyl synthase, malonyl-SCoA huongezwa kwa phosphopantetheine na mzunguko unarudiwa mara 7 hadi mabaki ya asidi ya palmitic yatengenezwe. Kisha asidi ya Palmiti hukatwa na kimeng'enya cha sita cha thioesterase changamano.

Athari za awali za asidi ya mafuta

Urefu wa mnyororo wa asidi ya mafuta

Asidi ya palmitic iliyounganishwa, ikiwa ni lazima, huingia kwenye retikulamu ya endoplasmic. Hapa na ushiriki malonyl-S-CoA Na NADPH mnyororo hurefuka hadi C 18 au C 20.

Asidi zisizojaa mafuta (oleic, linoleic, linolenic) pia zinaweza kurefushwa na kuunda derivatives ya asidi ya eicosanoic (C 20). Lakini dhamana mbili huletwa na seli za wanyama si zaidi ya atomi 9 za kaboni, kwa hiyo, ω3- na ω6-polyunsaturated asidi ya mafuta huunganishwa tu kutoka kwa watangulizi wanaofanana.

Kwa mfano, asidi ya arachidonic inaweza kuundwa katika kiini tu mbele ya asidi linolenic au linoleic. Katika kesi hii, asidi linoleic (18: 2) hutolewa hidrojeni hadi γ-linolenic asidi (18: 3) na kupanuliwa hadi asidi eicosotrienoic (20: 3), mwisho huo hutolewa tena kwa asidi arachidonic (20: 4). Hivi ndivyo asidi ya mafuta ya ω6-mfululizo huundwa

Kwa ajili ya malezi ya ω3-mfululizo wa asidi ya mafuta, kwa mfano, timnodonic asidi (20: 5), uwepo wa asidi α-linolenic (18: 3) ni muhimu, ambayo ni dehydrogenated (18: 4), kurefushwa (20: 4). ) na kutolewa tena haidrojeni ( 20:5 ).