20.1.1. Ang mas mataas na mataba acids ay maaaring synthesize sa katawan mula sa metabolites ng carbohydrate metabolismo. Ang panimulang tambalan para sa biosynthesis na ito ay acetyl-CoA, nabuo sa mitochondria mula sa pyruvate, isang produkto ng glycolytic breakdown ng glucose. Ang site ng fatty acid synthesis ay ang cytoplasm ng mga cell, kung saan mayroong isang multienzyme complex mas mataas na fatty acid synthetase. Ang complex na ito ay binubuo ng anim na enzyme na nauugnay sa protina na nagdadala ng acyl, na naglalaman ng dalawang libreng pangkat ng SH (APB-SH). Ang synthesis ay nangyayari sa pamamagitan ng polymerization ng dalawang-carbon fragment, ang huling produkto ay palmitic acid - isang saturated fatty acid na naglalaman ng 16 carbon atoms. Ang mga obligadong sangkap na kasangkot sa synthesis ay NADPH (isang coenzyme na nabuo sa mga reaksyon ng pentose phosphate pathway ng carbohydrate oxidation) at ATP.

20.1.2. Ang Acetyl-CoA ay gumagalaw mula sa mitochondria patungo sa cytoplasm gamit ang mekanismo ng citrate (Larawan 20.1). Sa mitochondria, ang acetyl-CoA ay nakikipag-ugnayan sa oxaloacetate (enzyme - citrate synthase), ang nagreresultang citrate ay dinadala sa mitochondrial membrane gamit ang isang espesyal na sistema ng transportasyon. Sa cytoplasm, ang citrate ay tumutugon sa HS-CoA at ATP, muling bumagsak sa acetyl-CoA at oxaloacetate (enzyme - citrate lyase).

Larawan 20.1. Paglipat ng mga grupo ng acetyl mula sa mitochondria patungo sa cytoplasm.

20.1.3. Ang unang reaksyon ng fatty acid synthesis ay ang carboxylation ng acetyl-CoA upang bumuo ng malonyl-CoA (Larawan 20.2). Ang enzyme acetyl-CoA carboxylase ay isinaaktibo ng citrate at inhibited ng CoA derivatives ng mas mataas na fatty acid.

Larawan 20.2. Reaksyon ng carboxylation ng Acetyl-CoA.

Ang Acetyl-CoA at malonyl-CoA ay nakikipag-ugnayan sa mga pangkat ng SH ng acyl-transporting protein (Larawan 20.3).

Larawan 20.3. Pakikipag-ugnayan ng acetyl-CoA at malonyl-CoA na may acyl-transporting protein.

Larawan 20.4. Mga reaksyon ng isang cycle ng fatty acid biosynthesis.

Ang produkto ng reaksyon ay nakikipag-ugnayan sa isang bagong molekula ng malonyl-CoA at ang pag-ikot ay paulit-ulit nang maraming beses hanggang sa mabuo ang isang residue ng palmitic acid.

20.1.4. Tandaan ang mga pangunahing tampok ng fatty acid biosynthesis kumpara sa β-oxidation:

• ang synthesis ng mga fatty acid ay pangunahing isinasagawa sa cytoplasm ng cell, at oksihenasyon - sa mitochondria;
• pakikilahok sa proseso ng pagbubuklod ng CO2 na may acetyl-CoA;
• Ang acyl-transfer protein ay nakikibahagi sa synthesis ng mga fatty acid, at ang coenzyme A ay nakikibahagi sa oksihenasyon;
• Ang biosynthesis ng mga fatty acid ay nangangailangan ng redox coenzymes NADPH, at ang β-oxidation ay nangangailangan ng NAD+ at FAD.

Ang pagbuo ng acetyl-CoA at ang transportasyon nito sa cytosol

Ang synthesis ng mga fatty acid ay nangyayari sa panahon ng pagsipsip. Ang aktibong glycolysis at kasunod na oxidative decarboxylation ng pyruvate ay nakakatulong sa pagtaas ng konsentrasyon ng acetyl-CoA sa mitochondrial matrix. Dahil ang fatty acid synthesis ay nangyayari sa cytosol ng mga cell, ang acetyl-CoA ay dapat dalhin sa loob ng inner mitochondrial membrane papunta sa cytosol. Gayunpaman, ang panloob na lamad ng mitochondria ay hindi natatagusan ng acetyl-CoA, samakatuwid, sa mitochondrial matrix, ang acetyl-CoA ay kumukuha ng oxaloacetate upang bumuo ng citrate na may partisipasyon ng citrate synthase:

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

Pagkatapos ay dinadala ng translocase ang citrate sa cytoplasm (Larawan 8-35).

Ang paglipat ng citrate sa cytoplasm ay nangyayari lamang kapag ang dami ng citrate sa mitochondria ay tumaas, kapag ang isocitrate dehydrogenase at α-ketoglutarate dehydrogenase ay hinarang ng mataas na konsentrasyon ng NADH at ATP. Ang sitwasyong ito ay nilikha sa panahon ng pagsipsip, kapag ang selula ng atay ay tumatanggap ng sapat na dami ng mga mapagkukunan ng enerhiya. Sa cytoplasm, ang citrate ay pinaghiwa-hiwalay ng enzyme citrate lyase:

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

Ang Acetyl-CoA sa cytoplasm ay nagsisilbing paunang substrate para sa synthesis ng mga fatty acid, at ang oxaloacetate sa cytosol ay sumasailalim sa mga sumusunod na pagbabago (tingnan ang diagram sa ibaba).

Ang pyruvate ay dinadala pabalik sa mitochondrial matrix. Ang NADPH, na nabawasan bilang resulta ng pagkilos ng malik enzyme, ay ginagamit bilang isang hydrogen donor para sa mga kasunod na reaksyon ng fatty acid synthesis. Ang isa pang mapagkukunan ng NADPH ay ang mga oxidative na hakbang ng pentose phosphate pathway ng glucose catabolism.

Pagbuo ng malonyl-CoA mula sa acetyl-CoA - isang regulatory reaction sa biosynthesis ng fatty acids.

Ang unang reaksyon sa fatty acid synthesis ay ang conversion ng acetyl-CoA sa malonyl-CoA. Ang enzyme na nag-catalyze sa reaksyong ito (acetyl-CoA carboxylase) ay inuri bilang isang ligase. Naglalaman ito ng covalently bound biotin (Figure 8-36). Sa unang yugto ng reaksyon, ang CO 2 ay covalently na nagbubuklod sa biotin dahil sa enerhiya ng ATP, sa ikalawang yugto, ang COO ay inililipat sa acetyl-CoA upang bumuo ng malonyl-CoA. Ang aktibidad ng enzyme acetyl-CoA carboxylase ay tumutukoy sa rate ng lahat ng kasunod na reaksyon ng fatty acid synthesis.

Mga reaksyon na na-catalyze ng fatty acid synthase- isang enzyme complex na catalyzes ang synthesis ng palmitic acid, ay inilarawan sa ibaba.

Matapos ang pagbuo ng malonyl-CoA, ang synthesis ng mga fatty acid ay nagpapatuloy sa multienzyme complex - fatty acid synthase (palmitoyl synthetase). Ang enzyme na ito ay binubuo ng 2 magkatulad na protomer, bawat isa ay may istraktura ng domain at, nang naaayon, 7 mga sentro na may iba't ibang catalytic na aktibidad (Larawan 8-37). Ang complex na ito ay sunud-sunod na nagpapalawak ng fatty acid radical ng 2 carbon atoms, ang donor nito ay malonyl-CoA. Ang huling produkto ng complex na ito ay palmitic acid, kaya naman ang dating pangalan ng enzyme na ito ay palmitoyl synthetase.

Ang unang reaksyon ay ang paglipat ng acetyl group ng acetyl-CoA sa thiol group ng cysteine ​​​​sa pamamagitan ng acetyltransacylase center (Fig. 8-38). Ang nalalabi ng malonyl mula sa malonyl-CoA ay inililipat sa sulfhydryl group ng acyl-transfer protein sa pamamagitan ng site ng malonyl transacylase. Pagkatapos nito, handa na ang complex para sa unang cycle ng synthesis.

Ang grupo ng acetyl ay namumuo sa nalalabi ng malonyl sa lugar ng pinaghiwalay na CO 2 . Ang reaksyon ay na-catalyzed ng ketoacyl synthase center. Ang nagresultang acetoacetyl radical

Scheme

kanin. 8-35. Paglipat ng acetyl residues mula sa mitochondria patungo sa cytosol. Mga aktibong enzyme: 1 - citrate synthase; 2 - translocase; 3 - citrate lyase; 4 - malate dehydrogenase; 5 - malik enzyme.

kanin. 8-36. Ang papel ng biotin sa reaksyon ng carboxylation ng acetyl-CoA.

kanin. 8-37. Ang istraktura ng multienzyme complex - fatty acid synthesis. Ang complex ay isang dimer ng dalawang magkaparehong polypeptide chain, bawat isa ay may 7 aktibong sentro at isang acyl transfer protein (ATP). Ang mga pangkat ng SH ng mga protomer ay nabibilang sa iba't ibang mga radikal. Ang isang pangkat ng SH ay nabibilang sa cysteine, ang isa ay sa isang residue ng phosphopantheic acid. Ang cysteine ​​​​SH group ng isang monomer ay matatagpuan sa tabi ng 4-phosphopantetheinate SH group ng isa pang protomer. Kaya, ang mga enzyme protomer ay nakaayos mula ulo hanggang buntot. Bagama't ang bawat monomer ay naglalaman ng lahat ng mga catalytic na site, ang isang complex ng 2 protomer ay gumagana nang aktibo. Samakatuwid, ang 2 fatty acid ay aktwal na na-synthesize nang sabay-sabay. Upang gawing simple, karaniwang inilalarawan ng mga diagram ang pagkakasunud-sunod ng mga reaksyon sa panahon ng synthesis ng isang molekula ng acid.

ay sunud-sunod na binabawasan ng ketoacyl reductase, pagkatapos ay na-dehydrate at muling binabawasan ng enoyl reductase, ang mga aktibong sentro ng complex. Ang unang cycle ng mga reaksyon ay gumagawa ng butyryl radical na nakatali sa isang fatty acid synthase subunit.

Bago ang ikalawang cycle, ang butyryl radical ay inililipat mula sa posisyon 2 hanggang sa posisyon 1 (kung saan ang acetyl ay matatagpuan sa simula ng unang cycle ng mga reaksyon). Ang nalalabi ng butyryl ay sumasailalim sa parehong mga pagbabagong-anyo at pinalawak ng 2 carbon atoms na nagmula sa malonyl-CoA.

Ang mga katulad na siklo ng mga reaksyon ay paulit-ulit hanggang sa mabuo ang isang palmitic acid radical, na, sa ilalim ng pagkilos ng thioesterase center, ay hydrolytically na pinaghihiwalay mula sa enzyme complex, na nagiging libreng palmitic acid (palmitate, Fig. 8-38, 8-39) .

Ang pangkalahatang equation para sa synthesis ng palmitic acid mula sa acetyl-CoA at malonyl-CoA ay ang mga sumusunod:

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 +.

Pangunahing pinagmumulan ng hydrogen para sa fatty acid synthesis

Sa bawat cycle ng palmitic acid biosynthesis, 2 reduction reaction ang nagaganap,

kanin. 8-38. Synthesis ng palmitic acid. Fatty acid synthase: sa unang protomer ang SH group ay kabilang sa cysteine, sa pangalawa sa phosphopantetheine. Matapos ang pagtatapos ng unang cycle, ang butyryl radical ay inilipat sa SH group ng unang protomer. Pagkatapos ang parehong pagkakasunud-sunod ng mga reaksyon ay paulit-ulit tulad ng sa unang ikot. Ang Palmitoyl-E ay isang palmitic acid residue na nauugnay sa fatty acid synthase. Sa synthesized fatty acid, tanging ang 2 distal na carbon atoms, na itinalagang *, ay nagmumula sa acetyl-CoA, ang iba ay mula sa malonyl-CoA.

kanin. 8-39. Pangkalahatang pamamaraan ng mga reaksyon para sa synthesis ng palmitic acid.

ang hydrogen donor kung saan ay ang coenzyme NADPH. Ang pagbawas ng NADP+ ay nangyayari sa mga reaksyon:

dehydrogenation sa oxidative stages ng pentose phosphate pathway ng glucose catabolism;

dehydrogenation ng malate na may malic enzyme;

dehydrogenation ng isocitrate sa pamamagitan ng cytosolic NADP-dependent dehydrogenase.

2. Regulasyon ng fatty acid synthesis

Ang regulatory enzyme para sa fatty acid synthesis ay acetyl-CoA carboxylase. Ang enzyme na ito ay kinokontrol sa maraming paraan.

Pag-uugnay/dissociation ng mga enzyme subunit complex. Sa hindi aktibong anyo nito, ang acetyl-CoA carboxylase ay isang hiwalay na kumplikado, na ang bawat isa ay binubuo ng 4 na mga subunit. Enzyme activator - citrate; pinasisigla nito ang samahan ng mga complex, bilang isang resulta kung saan tumataas ang aktibidad ng enzyme. Inhibitor - palmitoyl-CoA; nagiging sanhi ito ng dissociation ng complex at pagbaba sa aktibidad ng enzyme (Fig. 8-40).

Phosphorylation/dephosphorylation ng acetyl-CoA carboxylase. Sa postabsorptive state o sa panahon ng pisikal na aktibidad, ang glucagon o epinephrine ay nagpapagana ng protina kinase A sa pamamagitan ng adenylate cyclase system at pinasisigla ang phosphorylation ng acetyl-CoA carboxylase subunits. Ang phosphorylated enzyme ay hindi aktibo at ang fatty acid synthesis ay humihinto. Sa panahon ng pagsipsip, ina-activate ng insulin ang phosphatase, at ang acetyl-CoA carboxylase ay pumapasok sa isang dephosphorylated state (Fig. 8-41). Pagkatapos, sa ilalim ng impluwensya ng citrate, ang polimerisasyon ng mga enzyme protomer ay nangyayari, at ito ay nagiging aktibo. Bilang karagdagan sa pag-activate ng enzyme, ang citrate ay may isa pang function sa synthesis ng mga fatty acid. Sa panahon ng pagsipsip, ang citrate ay naipon sa mitochondria ng mga selula ng atay, kung saan ang acetyl residue ay dinadala sa cytosol.

Induction ng enzyme synthesis. Ang pangmatagalang pagkonsumo ng mga pagkaing mayaman sa carbohydrates at mababa sa taba ay humahantong sa isang pagtaas sa pagtatago ng insulin, na pinasisigla ang induction ng synthesis ng mga enzyme: acetyl-CoA carboxylase, fatty acid synthase, citrate lyase,

kanin. 8-40. Samahan/dissociation ng mga acetyl-CoA carboxylase complex.

kanin. 8-41. Regulasyon ng acetyl-CoA carboxylase.

kanin. 8-42. Pagpahaba ng palmitic acid sa ER. Ang palmitic acid radical ay pinalawak ng 2 carbon atoms, ang donor nito ay malonyl-CoA.

isocitrate dehydrogenase. Dahil dito, ang labis na pagkonsumo ng carbohydrates ay humahantong sa isang acceleration ng conversion ng glucose catabolic products sa fats. Ang pag-aayuno o pagkain ng mga pagkaing mayaman sa taba ay humahantong sa pagbaba sa synthesis ng mga enzyme at, nang naaayon, mga taba.

3. Synthesis ng fatty acids mula sa palmitic acid

Pagpahaba ng mga fatty acid. Sa ER, ang palmitic acid ay pinahaba sa pakikilahok ng malonyl-CoA. Ang pagkakasunud-sunod ng mga reaksyon ay katulad ng nangyayari sa panahon ng synthesis ng palmitic acid, ngunit sa kasong ito ang mga fatty acid ay nauugnay hindi sa fatty acid synthase, ngunit sa CoA. Ang mga enzyme na kasangkot sa pagpahaba ay maaaring gumamit ng hindi lamang palmitic acid, kundi pati na rin ang iba pang mga fatty acid bilang substrates (Fig. 8-42), samakatuwid, hindi lamang stearic acid, kundi pati na rin ang mga fatty acid na may malaking bilang ng mga carbon atom ay maaaring synthesize sa katawan .

Ang pangunahing produkto ng pagpahaba sa atay ay stearic acid (C 18: 0), ngunit sa tisyu ng utak ang isang malaking halaga ng mga fatty acid na may mas mahabang kadena ay nabuo - mula C 20 hanggang C 24, na kinakailangan para sa pagbuo ng mga sphingolipid. at glycolipids.

Ang synthesis ng iba pang mga fatty acid, α-hydroxy acids, ay nangyayari rin sa nervous tissue. Pinaghalong-function na oxidases hydroxylate C22 at C24 acids upang bumuo ng mga lignoceric at cerebronic acid, na matatagpuan lamang sa mga lipid ng utak.

Ang pagbuo ng dobleng bono sa mga radikal na fatty acid. Ang pagsasama ng dobleng bono sa mga radikal na fatty acid ay tinatawag na desaturation. Ang mga pangunahing fatty acid na nabuo sa katawan ng tao bilang resulta ng desaturation (Fig. 8-43) ay palmitoo-leic (C16:1Δ9) at oleic (C18:1Δ9).

Ang pagbuo ng mga dobleng bono sa mga radikal na fatty acid ay nangyayari sa ER sa mga reaksyon na kinasasangkutan ng molekular na oxygen, NADH at cytochrome b 5. Ang fatty acid desaturase enzymes na matatagpuan sa mga tao ay hindi maaaring bumuo ng double bonds sa fatty acid radicals distal sa ika-siyam na carbon atom, i.e. sa pagitan ng ikasiyam at

kanin. 8-43. Ang pagbuo ng mga unsaturated fatty acid.

mga atomo ng methyl carbon. Samakatuwid, ang mga fatty acid ng ω-3 at ω-6 na pamilya ay hindi na-synthesize sa katawan, ay mahalaga at dapat ibigay sa pagkain, habang gumaganap ang mga ito ng mahahalagang tungkulin sa regulasyon.

Ang pagbuo ng double bond sa isang fatty acid radical ay nangangailangan ng molecular oxygen, NADH, cytochrome b 5 at FAD-dependent cytochrome b 5 reductase. Ang mga hydrogen atom na inalis mula sa saturated acid ay inilabas bilang tubig. Ang isang atom ng molecular oxygen ay kasama sa isang molekula ng tubig, at ang isa ay nababawasan din sa tubig na may partisipasyon ng mga NADH electron, na inililipat sa pamamagitan ng FADH 2 at cytochrome b 5.

Ang Eicosanoids ay mga biologically active substance na na-synthesize ng karamihan sa mga cell mula sa polyene fatty acids na naglalaman ng 20 carbon atoms (ang salitang "eicosis" sa Greek ay nangangahulugang 20).

Ang substrate para sa synthesis ng VFA ay acetyl-CoA. Gayunpaman, sa panahon ng synthesis ng fatty acids (FA), sa bawat elongation cycle, hindi acetyl-CoA mismo ang ginagamit, ngunit ang derivative nito, malonyl-CoA.

Ang reaksyong ito ay na-catalyzed ng enzyme acetyl-CoA carboxylase, isang pangunahing enzyme sa multienzyme system ng FA synthesis. Ang aktibidad ng enzyme ay kinokontrol ng negatibong feedback. Ang inhibitor ay isang produkto ng synthesis: mahabang chain acyl-CoA (n=16) - palmitoyl-CoA. Ang activator ay citrate. Ang hindi protina na bahagi ng enzyme na ito ay kinabibilangan ng bitamina H (biotin).

Kasunod nito, sa panahon ng synthesis ng mga fatty acid, ang molekula ng acyl-CoA ay unti-unting pinahaba ng 2 carbon atoms sa bawat yugto dahil sa malonyl-CoA, na nawawalan ng CO 2 sa prosesong ito ng pagpahaba.

Matapos ang pagbuo ng malonyl-CoA, ang mga pangunahing reaksyon ng fatty acid synthesis ay na-catalyzed ng isang enzyme - fatty acid synthetase (naayos sa mga lamad ng endoplasmic reticulum). Ang fatty acid synthetase ay naglalaman ng 7 aktibong site at ACP (acyl transfer protein). Ang site na nagbubuklod ng malonyl-CoA ay naglalaman ng isang sangkap na hindi protina - bitamina B 3 (pantothenic acid). Ang sequence ng isang cycle ng VLC synthesis reactions ay ipinapakita sa Fig. 45.

Fig.45. Mga reaksyon ng synthesis ng mas mataas na fatty acid

Pagkatapos ng pagtatapos ng cycle, ang acyl-ACP ay pumapasok sa susunod na cycle ng synthesis. Ang isang bagong molekula ng malonyl-CoA ay idinagdag sa libreng pangkat ng SH ng acyl-transfer protein. Pagkatapos ay ang acyl residue ay inalis, ito ay inilipat sa malonyl residue (na may sabay-sabay na decarboxylation) at ang cycle ng mga reaksyon ay paulit-ulit.

Kaya, ang hydrocarbon chain ng hinaharap na fatty acid ay unti-unting lumalaki (para sa bawat cycle - sa pamamagitan ng dalawang carbon atoms). Nangyayari ito hanggang sa humaba ito sa 16 na carbon atoms (sa kaso ng synthesis ng palmitic acid) o higit pa (ang synthesis ng iba pang mga fatty acid). Kasunod nito, ang thiolysis ay nangyayari at ang aktibong anyo ng fatty acid, acyl-CoA, ay nabuo.

Para sa normal na kurso ng synthesis ng mas mataas na fatty acid, ang mga sumusunod na kondisyon ay kinakailangan:

1) Pag-inom ng carbohydrates, ang oksihenasyon nito ay gumagawa ng mga kinakailangang substrate at NADPH 2.

2) Mataas na singil ng enerhiya ng cell - mataas na nilalaman ng ATP, na nagsisiguro ng paglabas ng citrate mula sa mitochondria papunta sa cytoplasm.

Mga paghahambing na katangian ng b-oxidation at synthesis ng mas mataas na fatty acid:

1 . Ang b-oxidation ay nangyayari sa mitochondria, at ang fatty acid synthesis ay nangyayari sa cytoplasm sa mga lamad ng endoplasmic reticulum. Gayunpaman, ang acetyl-CoA na nabuo sa mitochondria ay hindi maaaring dumaan sa mga lamad nang mag-isa. Samakatuwid, may mga mekanismo para sa transportasyon ng acetyl-CoA mula sa mitochondria patungo sa cytoplasm na may partisipasyon ng Krebs cycle enzymes (Fig. 46).

Fig.46. Ang mekanismo ng transportasyon ng acetyl-CoA mula sa mitochondria patungo sa cytoplasm.

Ang mga pangunahing enzyme ng TCA cycle ay citrate synthase at isocitrate dehydrogenase. Ang pangunahing allosteric regulator ng mga enzyme na ito ay ATP at ADP. Kung mayroong maraming ATP sa cell, ang ATP ay gumaganap bilang isang inhibitor ng mga pangunahing enzyme na ito. Gayunpaman, ang isocitrate dehydrogenase ay pinipigilan ng ATP nang higit sa citrate synthetase. Ito ay humahantong sa akumulasyon ng citrate at isocitrate sa mitochondrial matrix. Kapag naipon, ang citrate ay umalis sa mitochondria sa cytoplasm. Ang cytoplasm ay naglalaman ng enzyme citrate lyase. Binabagsak ng enzyme na ito ang citrate sa PAA at acetyl-CoA.

Kaya, ang kondisyon para sa paglabas ng acetyl-CoA mula sa mitochondria papunta sa cytoplasm ay isang magandang supply ng ATP sa cell. Kung mayroong maliit na ATP sa cell, ang acetyl-CoA ay nahahati sa CO 2 at H 2 O.

2 . Sa panahon ng b-oxidation, ang mga intermediate ay nauugnay sa HS-CoA, at sa fatty acid synthesis, ang mga intermediate ay nauugnay sa isang espesyal na acyl-transfer protein (ACP). Ito ay isang kumplikadong protina. Ang bahaging hindi protina nito ay katulad ng istraktura sa CoA at binubuo ng thioethylamine, pantothenic acid (bitamina B 3) at pospeyt.

3 . Sa b-oxidation, ang NAD at FAD ay ginagamit bilang oxidizing agent. Kapag nag-synthesize ng mga fatty acid, kailangan ang isang reducing agent - NADP*H 2 ang ginagamit.

Sa cell mayroong 2 pangunahing pinagmumulan ng NADP*H 2 para sa synthesis ng mga fatty acid:

a) landas ng pentose phosphate para sa pagkasira ng mga karbohidrat;

Synthesis ng palmitic acid (C16) mula sa Acetyl-CoA.

1) Nangyayari sa cytoplasm ng mga selula ng atay at adipose tissue.

2) Kahalagahan: para sa synthesis ng taba at phospholipids.

3) Nangyayari pagkatapos kumain (sa panahon ng pagsipsip).

4) Nabuo mula sa acetyl-CoA na nakuha mula sa glucose (glycolysis → ODPVK → Acetyl-CoA).

5) Sa proseso, 4 na reaksyon ang inuulit nang sunud-sunod:

condensation → reduction → dehydration → reduction.

Sa dulo ng bawat ikot ng LCD nagpapahaba ng 2 carbon atoms.

Ang Donor 2C ay malonyl-CoA.

6) Ang NADPH + H + ay nakikibahagi sa dalawang reduction reactions (50% ay mula sa PPP, 50% mula sa MALIC enzyme).

7) Tanging ang unang reaksyon ay direktang nangyayari sa cytoplasm (regulatory).

Ang natitirang 4 na cyclic ay batay sa isang espesyal na palmitate synthase complex (synthesis ng palmitic acid lamang)

8) Ang regulatory enzyme ay gumagana sa cytoplasm - Acetyl-CoA carboxylase (ATP, bitamina H, biotin, class IV).

Istraktura ng palmitate synthase complex

Ang palmitate synthase ay isang enzyme na binubuo ng 2 subunits.

Ang bawat isa ay binubuo ng isang PPC, kung saan mayroong 7 aktibong sentro.

Ang bawat aktibong site ay nagpapagana ng sarili nitong reaksyon.

Ang bawat PPC ay naglalaman ng acyl transfer protein (ATP), kung saan nagaganap ang synthesis (naglalaman ng phosphopantetonate).

Ang bawat subunit ay may pangkat ng HS. Sa isa, ang pangkat ng HS ay kabilang sa cysteine, sa kabilang banda, sa phosphopantothenic acid.

Mekanismo

1) Ang Acetyl-Coa, na nakuha mula sa carbohydrates, ay hindi makapasok sa cytoplasm, kung saan nangyayari ang FA synthesis. Lumalabas ito sa pamamagitan ng unang reaksyon ng TCA cycle - ang pagbuo ng citrate.

2) Sa cytoplasm, ang citrate ay nahahati sa Acetyl-Coa at oxaloacetate.

3) Oxaloacetate → malate (TCA cycle reaction sa kabaligtaran ng direksyon).

4) Malate → pyruvate, na ginagamit sa ODPVC.

5) Acetyl-CoA → synthesis ng FA.

6) Ang acetyl-CoA ay binago sa malonyl-CoA ng acetyl-CoA carboxylase.

Pag-activate ng enzyme acetyl-CoA carboxylase:

a) sa pamamagitan ng pagpapahusay ng synthesis ng mga subunit sa ilalim ng impluwensya ng insulin - tatlong tetramer ay pinaghiwalay na synthesize

b) sa ilalim ng impluwensya ng citrate, tatlong tetramer ang pinagsama at ang enzyme ay isinaaktibo

c) sa panahon ng pag-aayuno, pinipigilan ng glucagon ang enzyme (sa pamamagitan ng phosphorylation), hindi nangyayari ang fat synthesis

7) isang acetyl CoA mula sa cytoplasm ay inilipat sa pangkat ng HS (mula sa cysteine) ng palmitate synthase; isang malonyl-CoA bawat pangkat ng HS ng pangalawang subunit. Ang karagdagang sa palmitate synthase ay nangyayari:

8) ang kanilang condensation (acetyl CoA at malonyl-CoA)

9) pagbabawas (donor – NADPH+H + mula sa PPP)

10) dehydration

11) pagbabawas (donor – NADPH + H + mula sa MALIC enzyme).

Bilang resulta, ang acyl radical ay tumataas ng 2 carbon atoms.

Pagpapakilos ng taba

Sa panahon ng pag-aayuno o matagal na pisikal na aktibidad, ang glucagon o adrenaline ay pinakawalan. Ina-activate nila ang TAG lipase sa adipose tissue, na matatagpuan sa adipocytes at tinatawag tissue lipase(sensitibo sa hormone). Pinaghihiwa nito ang mga taba sa adipose tissue sa glycerol at fatty acid. Ang gliserol ay napupunta sa atay para sa gluconeogenesis. Ang mga FA ay pumapasok sa dugo, nagbubuklod sa albumin at naglalakbay sa mga organo at tisyu, na ginagamit bilang pinagkukunan ng enerhiya (ng lahat ng mga organo, maliban sa utak, na gumagamit ng glucose at ketone na katawan sa panahon ng pag-aayuno o matagal na ehersisyo).

Para sa kalamnan ng puso, ang FA ang pangunahing pinagkukunan ng enerhiya.

β-oksihenasyon

β-oksihenasyon– ang proseso ng paghahati ng mga FA upang makakuha ng enerhiya.

1) Tukoy na landas ng FA catabolism patungo sa acetyl-CoA.

2) Nangyayari sa mitochondria.

3) May kasamang 4 na paulit-ulit na reaksyon (i.e. conditionally cyclic):

oksihenasyon → hydration → oksihenasyon → paghahati.

4) Sa dulo ng bawat cycle, ang FA ay pinaikli ng 2 carbon atoms sa anyo ng acetyl-CoA (pagpasok sa TCA cycle).

5) Ang mga reaksyon 1 at 3 ay mga reaksyon ng oksihenasyon at nauugnay sa CPE.

6) Vit. B 2 – coenzyme FAD, vit. PP – NAD, pantothenic acid – HS-KoA.

Ang mekanismo ng paglipat ng FA mula sa cytoplasm patungo sa mitochondrion.

1. Dapat i-activate ang mga FA bago pumasok sa mitochondria.

Ang activated FA = acyl-CoA lamang ang maaaring maihatid sa lipid double membrane.

Ang carrier ay L-carnitine.

Ang regulatory enzyme ng β-oxidation ay carnitine acyltransferase-I (KAT-I).

2. Ang CAT-I ay nagdadala ng mga FA sa intermembrane space.

3. Sa ilalim ng impluwensya ng CAT-I, ang acyl-CoA ay inililipat sa L-carnitine transporter.

Ang acylcarnitine ay nabuo.

4. Sa tulong ng isang translocase na nakapaloob sa panloob na lamad, ang acylcarnitine ay gumagalaw sa mitochondrion.

5. Sa matrix, sa ilalim ng impluwensya ng CAT-II, ang FA ay tinanggal mula sa carnitine at pumapasok sa β-oxidation.

Ang carnitine ay bumalik sa intermembrane space.

mga reaksyon ng β-oxidation

1. Oxidation: Ang FA ay na-oxidize sa partisipasyon ng FAD (acyl-CoA-DG enzyme) → enoyl.

Dumating ang FAD sa Center for Ethics (r/o=2)

2. Hydration: enoyl → β-hydroxyacyl-CoA (enzyme enoyl hydratase)

3. Oxidation: β-hydroxyacyl-CoA → β-ketoacyl-CoA (na may partisipasyon ng NAD, na pumapasok sa CPE at may p/o = 3).

4. Cleavage: β-ketoacyl-CoA → acetyl-CoA (thiolase enzyme, na kinasasangkutan ng HS-KoA).

Acetyl-CoA → TCA cycle → 12 ATP.

Acyl-CoA (C-2) → susunod na β-oxidation cycle.

Pagkalkula ng enerhiya para sa β-oxidation

Paggamit ng meristic acid (14C) bilang isang halimbawa.

· Kalkulahin kung gaano karaming acetyl-CoA ang nahahati sa mga fatty acid

½ n = 7 → TCA cycle (12ATP) → 84 ATP.

· Binibilang namin kung ilang cycle ang kailangan para mabulok ang mga ito

(1/2 n)-1=6 5(2 ATP para sa 1 reaksyon at 3 ATP para sa 3 reaksyon) = 30 ATP

· Ibawas ang 1 ATP na ginugol sa FA activation sa cytoplasm.

Kabuuan – 113 ATP.

Synthesis ng mga katawan ng ketone

Halos lahat ng acetyl-CoA ay pumapasok sa TCA cycle. Ang isang maliit na bahagi ay ginagamit para sa synthesis ng mga katawan ng ketone = mga katawan ng acetone.

Mga katawan ng ketone– acetoacetate, β-hydroxybutyrate, acetone (para sa patolohiya).

Ang normal na konsentrasyon ay 0.03-0.05 mmol/l.

Ay synthesized sa atay lang mula sa acetyl-CoA na ginawa ng β-oxidation.

Ginagamit bilang pinagkukunan ng enerhiya ng lahat ng organo maliban sa atay (walang enzyme).

Sa matagal na pag-aayuno o diabetes, ang konsentrasyon ng mga katawan ng ketone ay maaaring tumaas ng sampu-sampung beses, dahil sa ilalim ng mga kundisyong ito, ang mga FA ang pangunahing pinagkukunan ng enerhiya. Sa ilalim ng mga kundisyong ito, nangyayari ang matinding β-oxidation, at ang lahat ng acetyl-CoA ay walang oras para magamit sa TCA cycle, dahil:

kakulangan ng oxaloacetate (ginagamit sa gluconeogenesis)

· bilang resulta ng β-oxidation, maraming NADH+H+ ang nabuo (sa 3 reaksyon), na pumipigil sa isocitrate-DH.

Dahil dito, ang acetyl-CoA ay napupunta sa synthesis ng mga katawan ng ketone.

kasi Ang mga katawan ng ketone ay mga acid; nagiging sanhi sila ng pagbabago sa balanse ng acid-base. Nangyayari ang acidosis (dahil sa ketonemia).

Wala silang oras upang magamit at lumitaw sa ihi bilang isang bahagi ng pathological → ketouria. Mayroon ding amoy ng acetone mula sa bibig. Ang kundisyong ito ay tinatawag ketosis.

Ang metabolismo ng kolesterol

Cholesterol Ang (Xc) ay isang monohydric alcohol batay sa isang ring.

27 carbon atoms.

Ang normal na konsentrasyon ng kolesterol ay 3.6-6.4 mmol/l, hindi mas mataas sa 5 ang pinapayagan.

· para sa pagbuo ng mga lamad (phospholipids: Xc = 1:1)

· synthesis ng apdo acid

· synthesis ng steroid hormones (cortisol, progesterone, aldosterone, calcitriol, estrogen)

· sa balat sa ilalim ng impluwensya ng UV ito ay ginagamit para sa synthesis ng bitamina D3 - cholecalciferol.

Ang katawan ay naglalaman ng mga 140 g ng kolesterol (pangunahin sa atay at utak).

Pang-araw-araw na kinakailangan - 0.5-1 g.

Nakapaloob lamang sa mga produktong pinagmulan ng hayop (itlog, mantikilya, keso, atay).

Ang chc ay hindi ginagamit bilang pinagmumulan ng enerhiya, dahil ang singsing nito ay hindi nahahati sa CO 2 at H 2 O at hindi naglalabas ng ATP (walang enzyme).

Ang labis na kolesterol ay hindi pinalabas, hindi idineposito, at idineposito sa dingding ng malalaking daluyan ng dugo sa anyo ng mga plake.

Ang katawan ay nag-synthesize ng 0.5-1 g ng kolesterol. Ang mas maraming ito ay natupok sa pagkain, mas mababa ito ay synthesize sa katawan (normal).

Ang kolesterol sa katawan ay synthesize sa atay (80%), bituka (10%), balat (5%), adrenal glands, at gonads.

Kahit na ang mga vegetarian ay maaaring magkaroon ng mataas na antas ng kolesterol dahil... Ang mga carbohydrates lamang ang kailangan para sa synthesis nito.

Biosynthesis ng kolesterol

Nagaganap sa 3 yugto:

1) sa cytoplasm - bago ang pagbuo ng mevalonic acid (katulad ng synthesis ng mga katawan ng ketone)

2) sa EPR – sa squalene

3) sa ER - sa kolesterol

Mga 100 reactions.

Ang regulatory enzyme ay β-hydroxymethylglutaryl-CoA reductase (HMG reductase). Pinipigilan ng mga statin na nagpapababa ng kolesterol ang enzyme na ito).

Regulasyon ng HMG reductase:

a) Hinahadlangan ng prinsipyo ng negatibong feedback ng labis na dietary cholesterol

b) Ang synthesis ng enzyme ay maaaring tumaas (estrogen) o bumaba (kolesterol at gallstones)

c) Ang enzyme ay isinaaktibo ng insulin sa pamamagitan ng dephosphorylation

d) Kung mayroong maraming enzyme, kung gayon ang labis ay maaaring masira sa pamamagitan ng proteolysis

Ang kolesterol ay synthesized mula sa acetyl-CoA, nagmula sa carbohydrates(glycolysis → ODPVC).

Ang nagreresultang kolesterol sa atay ay nakabalot kasama ng taba sa hindi VLDL. Ang VLDL ay may apoprotein B100, pumapasok sa dugo at, pagkatapos ng pagdaragdag ng apoproteins C-II at E, ay nagiging mature na VLDL, na napupunta sa LP lipase. Ang LP lipase ay nag-aalis ng mga taba mula sa VLDL (50%), na nag-iiwan ng LDL, na binubuo ng 50-70% na mga cholesterol ester.

· nagbibigay ng kolesterol sa lahat ng organ at tissue

· Ang mga cell ay may mga receptor sa B100, kung saan kinikilala nila ang LDL at sinisipsip ito. Kinokontrol ng mga cell ang paggamit ng kolesterol sa pamamagitan ng pagtaas o pagbaba ng bilang ng mga receptor ng B100.

Sa diabetes mellitus, maaaring mangyari ang glycosylation ng B100 (pagdaragdag ng glucose). Dahil dito, hindi nakikilala ng mga selula ang LDL at nangyayari ang hypercholesterolemia.

Ang LDL ay maaaring tumagos sa mga daluyan ng dugo (atherogenic particle).

Mahigit sa 50% ng LDL ang bumabalik sa atay, kung saan ginagamit ang kolesterol para mag-synthesize ng mga acid ng apdo at pigilan ang sarili nitong cholesterol synthesis.

Mayroong isang mekanismo ng proteksyon laban sa hypercholesterolemia:

· regulasyon ng synthesis ng sariling kolesterol ayon sa prinsipyo ng negatibong feedback

kinokontrol ng mga cell ang paggamit ng kolesterol sa pamamagitan ng pagtaas o pagbaba ng bilang ng mga receptor ng B100

· Paggana ng HDL

Ang HDL ay synthesize sa atay. Ito ay hugis disc at naglalaman ng kaunting kolesterol.

Mga function ng LVP:

nag-aalis ng labis na kolesterol mula sa mga selula at iba pang lipoprotein

· nagbibigay ng C-II at E sa iba pang lipoprotein

Ang mekanismo ng paggana ng HDL:

Ang HDL ay may apoprotein A1 at LCAT (lecithin cholesterol acyltransferase enzyme).

Ang HDL ay pumapasok sa dugo at ang LDL ay lumalabas dito.

Kinikilala ng A1 na ang LDL ay naglalaman ng maraming kolesterol at pinapagana ang LCAT.

Tinatanggal ng LCAT ang mga FA mula sa mga HDL phospholipid at inililipat ang mga ito sa kolesterol. Ang mga kolesterol ester ay nabuo.

Ang mga cholesterol ester ay hydrophobic, kaya gumagalaw sila sa loob ng lipoprotein.

PAKSA 8

METABOLISM: PROTEIN METABOLISM

Mga ardilya - Ito ay mga high-molecular compound na binubuo ng α-amino acid residues na konektado sa isa't isa sa pamamagitan ng peptide bond.

Ang mga peptide bond ay matatagpuan sa pagitan ng α-carboxyl group ng isang amino acid at ng amino group ng susunod na α-amino acid.

Mga pag-andar ng mga protina (amino acids):

1) plastik (pangunahing pag-andar) - ang mga protina ng mga kalamnan, tisyu, hiyas, carnitine, creatine, ilang mga hormone at enzyme ay na-synthesize mula sa mga amino acid;

2) enerhiya

a) sa kaso ng labis na paggamit mula sa pagkain (>100 g)

b) sa panahon ng matagal na pag-aayuno

Katangian:

Mga amino acid, hindi katulad ng mga taba at carbohydrates, ay hindi idineposito .

Ang dami ng mga libreng amino acid sa katawan ay mga 35 g.

Mga mapagkukunan ng protina para sa katawan:

protina ng pagkain (pangunahing mapagkukunan)

mga protina ng tissue

· synthesize mula sa carbohydrates.

Balanse ng nitrogen

kasi 95% ng kabuuang nitrogen sa katawan ay kabilang sa mga amino acid, kung gayon ang kanilang metabolismo ay maaaring hatulan ng balanse ng nitrogen – ang ratio ng papasok na nitrogen sa ilalabas sa ihi.

ü Positibo – mas kaunti ang nailalabas kaysa iniinom (sa mga bata, mga buntis na kababaihan, sa panahon ng paggaling pagkatapos ng sakit);

ü Negatibo – mas marami ang nailalabas kaysa ibinibigay (katandaan, panahon ng pangmatagalang sakit);

ü Balanse ng nitrogen - sa malusog na tao.

kasi Ang mga protina ng pagkain ay ang pangunahing pinagmumulan ng mga amino acid, pagkatapos ay pinag-uusapan nila ang tungkol sa " pagkakumpleto ng nutrisyon ng protina ».

Ang lahat ng mga amino acid ay nahahati sa:

· mapagpapalit (8) – Ala, Gli, Ser, Pro, Glu, Gln, Asp, Asn;

· bahagyang napapalitan (2) – Arg, Gis (mabagal na na-synthesize);

· may kondisyon na maaaring palitan (2) – Cis, Tyr (maaaring i-synthesize Kung ganoon mga resibo ng mga hindi mapapalitan – Met → Cis, Fen → Tyr);

· hindi mapapalitan (8) – Val, Ile, Lei, Liz, Met, Tre, Fen, Tpf.

Sa bagay na ito, ang mga protina ay pinakawalan:

ü Kumpleto – naglalaman ng lahat ng mahahalagang amino acid

ü Hindi kumpleto – hindi naglalaman ng Met at Tpf.

Pagtunaw ng mga protina

Mga Katangian:

1) Ang mga protina ay natutunaw sa tiyan at maliit na bituka

2) Mga Enzyme - peptidases (nagtanggal ng mga peptide bond):

a) exopeptidases - kasama ang mga gilid mula sa mga dulo ng C-N

b) endopeptidases - sa loob ng protina

3) Ang mga enzyme ng tiyan at pancreas ay ginawa sa isang hindi aktibong anyo - proenzymes(dahil hinuhukay nila ang kanilang sariling mga tisyu)

4) Ang mga enzyme ay isinaaktibo sa pamamagitan ng bahagyang proteolysis (cleavage ng bahagi ng PPC)

5) Ang ilang mga amino acid ay dumaranas ng pagkabulok sa malaking bituka

1. Hindi sila natutunaw sa oral cavity.

2. Sa tiyan ay kumikilos ito sa mga protina pepsin(endopeptidase). Pinaghihiwa nito ang mga bono na nabuo ng mga grupong amino ng mga aromatic na amino acid (Tyr, Fen, Tpf).

Ang pepsin ay ginawa ng mga punong selula bilang hindi aktibo pepsinogen.

Ang mga parietal cells ay gumagawa ng hydrochloric acid.

Mga function ng HCl:

ü Lumilikha ng pinakamainam na pH para sa pepsin (1.5 – 2.0)

ü Pinapagana ang pepsinogen

ü Nagde-denature ng mga protina (nagpapadali sa pagkilos ng enzyme)

ü Baktericidal effect

Pag-activate ng pepsinogen

Ang pepsinogen sa ilalim ng impluwensya ng HCl ay na-convert sa aktibong pepsin sa pamamagitan ng cleavage ng 42 amino acids nang dahan-dahan. Ang aktibong pepsin pagkatapos ay mabilis na ina-activate ang pepsinogen ( autocatalytically).

Kaya, sa tiyan, ang mga protina ay pinaghiwa-hiwalay sa mga maikling peptide, na pumapasok sa mga bituka.

3. Sa bituka, ang pancreatic enzymes ay kumikilos sa peptides.

Pag-activate ng trypsinogen, chymotrypsinogen, proelastase, procarboxypeptidase

Sa bituka, sa ilalim ng impluwensya ng enteropeptidase, ito ay isinaaktibo trypsinogen. Pagkatapos ay na-activate mula dito trypsin pinapagana ang lahat ng iba pang mga enzyme sa pamamagitan ng bahagyang proteolysis (chymotrypsinogen → chymotrypsin, proelastase → elastase, procarboxypeptidase → carboxypeptidase).

Trypsin pinuputol ang mga bono na nabuo ng mga pangkat ng carboxyl na Lys o Arg.

Chymotrypsin– sa pagitan ng mga pangkat ng carboxyl ng mga mabangong amino acid.

Elastase- mga bono na nabuo ng mga carboxyl group ng Ala o Gly.

Carboxypeptidase pinuputol ang mga carboxyl bond mula sa C-terminus.

Kaya, ang maikling di- at ​​tripeptides ay nabuo sa bituka.

4. Sa ilalim ng pagkilos ng mga intestinal enzymes, sila ay nahahati sa mga libreng amino acid.

Mga Enzyme - di-, tri-, aminopeptidases. Hindi sila tiyak na species.

Ang nagreresultang mga libreng amino acid ay nasisipsip ng pangalawang aktibong transportasyon na may Na + (laban sa gradient ng konsentrasyon).

5. Ang ilang mga amino acid ay dumaranas ng pagkabulok.

Nabubulok – isang enzymatic na proseso ng pagkasira ng mga amino acid sa mga produktong mababa ang nakakalason na may paglabas ng mga gas (NH 3, CH 4, CO 2, mercaptan).

Halaga: upang mapanatili ang mahahalagang aktibidad ng bituka microflora (kapag nabubulok, ang Tyr ay bumubuo ng mga nakakalason na produkto na phenol at cresol, Tpf - indole at skatole). Ang mga nakakalason na produkto ay pumapasok sa atay at na-neutralize.

Amino acid catabolism

Pangunahing landas - deaminasyon – ang enzymatic na proseso ng pag-aalis ng amino group sa anyo ng ammonia at pagbuo ng nitrogen-free keto acid.

Oxidative deamination

· Non-oxidizing (Ser, Tre)

Intramolecular (Kanya)

· Hydrolytic

Oxidative deamination (pangunahing)

A) Direktang - para lamang kay Glu, dahil para sa lahat, ang mga enzyme ay hindi aktibo.

Nagaganap sa 2 yugto:

1) Enzymatic

2) Kusang

Bilang isang resulta, ang ammonia at α-ketoglutarate ay nabuo.

Mga function ng transamination:

ü Dahil ang reaksyon ay nababaligtad, nagsisilbi para sa synthesis ng mga di-mahahalagang amino acid;

ü Ang unang yugto ng catabolism (ang transamination ay hindi catabolism, dahil ang bilang ng mga amino acid ay hindi nagbabago);

ü Para sa muling pamamahagi ng nitrogen sa katawan;

ü Nakikilahok sa malate-aspartate shuttle mechanism ng hydrogen transfer sa glycolysis (reaksyon 6).

Upang matukoy ang aktibidad ng ALT at AST Sa klinika, ang de Ritis coefficient ay sinusukat upang masuri ang mga sakit sa puso at atay:

Sa 0.6 - hepatitis,

1 - cirrhosis,

10 - myocardial infarction.

Decarboxylation amino acids - ang enzymatic na proseso ng pag-alis ng carboxyl group sa anyo ng CO 2 mula sa amino acids.

Bilang isang resulta, ang mga biologically active substance ay nabuo - biogenic amines.

Mga enzyme - decarboxylase.

Coenzyme – pyridoxal phosphate ← vit. SA 6.

Matapos maisagawa ang kanilang epekto, ang mga biogenic na amin ay neutralisado sa 2 paraan:

1) Methylation (pagdaragdag ng CH 3; donor - SAM);

2) Oxidation na may pag-aalis ng amino group sa anyo ng NH 3 (MAO enzyme - monoamine oxidase).

Noong nakaraan, ipinapalagay na ang mga proseso ng cleavage ay ang pagbaliktad ng mga proseso ng synthesis, kabilang ang synthesis ng mga fatty acid ay itinuturing na isang proseso na bumalik sa kanilang oksihenasyon.

Naitatag na ngayon na ang mitochondrial system ng fatty acid biosynthesis, kabilang ang isang bahagyang binagong pagkakasunud-sunod ng reaksyon ng β-oxidation, ay nagsasagawa lamang ng pagpahaba ng mga medium-chain na fatty acid na mayroon na sa katawan, habang ang kumpletong biosynthesis ng palmitic acid. mula sa acetyl-CoA aktibong nagpapatuloy sa labas ng mitochondria sa isang ganap na naiibang landas.

Tingnan natin ang ilang mahahalagang katangian ng fatty acid biosynthesis pathway.

1. Ang synthesis ay nangyayari sa cytosol, sa kaibahan sa pagkasira, na nangyayari sa mitochondrial matrix.

2. Ang mga fatty acid synthesis intermediate ay covalently linked sa sulfhydryl groups ng acyl transfer protein (ATP), habang ang fatty acid degradation intermediate ay naka-link sa coenzyme A.

3. Maraming mga enzyme para sa fatty acid synthesis sa mas mataas na mga organismo ay isinaayos sa isang multienzyme complex na tinatawag na fatty acid synthetase. Sa kabaligtaran, ang mga enzyme na nag-catalyze sa pagkasira ng mga fatty acid ay hindi lumilitaw na nag-uugnay.

4. Ang lumalaking fatty acid chain ay pinahaba sa pamamagitan ng sunud-sunod na pagdaragdag ng dalawang-carbon na bahagi na nagmula sa acetyl-CoA. Ang activated donor ng dalawang-carbon na bahagi sa yugto ng pagpahaba ay malonyl-ACP. Ang reaksyon ng pagpahaba ay na-trigger ng paglabas ng CO 2 .

5. Ginagampanan ng NADPH ang papel na ginagampanan ng reducing agent sa synthesis ng fatty acids.

6. Nakikilahok din ang Mn 2+ sa mga reaksyon.

7. Ang pagpahaba sa ilalim ng impluwensya ng fatty acid synthetase complex ay humihinto sa yugto ng pagbuo ng palmitate (C 16). Ang karagdagang pagpahaba at pagpapakilala ng mga dobleng bono ay isinasagawa ng iba pang mga sistema ng enzyme.

Ang pagbuo ng malonyl coenzyme A

Ang fatty acid synthesis ay nagsisimula sa carboxylation ng acetyl-CoA sa malonyl-CoA. Ang hindi maibabalik na reaksyon na ito ay isang mahalagang hakbang sa synthesis ng mga fatty acid.

Ang synthesis ng Malonyl-CoA ay na-catalyze acetyl-CoA carboxylase at isinasagawa gamit ang enerhiya ng APR. Ang pinagmulan ng CO 2 para sa carboxylation ng acetyl-CoA ay bikarbonate.

kanin. Synthesis ng Malonyl-CoA

Ang Acetyl-CoA carboxylase ay naglalaman bilang isang prosthetic group biotin.

kanin. Biotin

Binubuo ang enzyme ng isang variable na bilang ng magkaparehong mga subunit, na ang bawat isa ay naglalaman ng biotin, biotin carboxylase, carboxybiotin transfer protein, transcarboxylase, pati na rin ang isang regulatory allosteric center, i.e. kumakatawan multienzyme complex. Ang carboxyl group ng biotin ay covalently na nakakabit sa ε-amino group ng lysine residue ng carboxybiotin transfer protein. Ang carboxylation ng biotin component sa nabuong complex ay na-catalyzed ng pangalawang subunit, biotin carboxylase. Ang ikatlong bahagi ng system, ang transcarboxylase, ay nagpapagana sa paglipat ng activated CO 2 mula sa carboxybiotin patungo sa acetyl-CoA.

Biotin enzyme + ATP + HCO 3 - ↔ CO 2 ~Biotin enzyme + ADP + Pi,

CO 2 ~Biotin-enzyme + Acetyl-CoA ↔ Molonyl-CoA + Biotin-enzyme.

Ang haba at flexibility ng bono sa pagitan ng biotin at ang transport protein nito ay ginagawang posible para sa activated carboxyl group na lumipat mula sa isang aktibong site ng enzyme complex patungo sa isa pa.

Sa mga eukaryote, ang acetyl-CoA carboxylase ay umiiral bilang isang protomer na walang aktibidad na enzymatic (450 kDa) o bilang isang aktibong filamentous polymer. Ang kanilang interconversion ay kinokontrol ng allosterically. Ang pangunahing allosteric activator ay citrate, na naglilipat ng ekwilibriyo patungo sa aktibong fibrous na anyo ng enzyme. Ang pinakamainam na oryentasyon ng biotin na may kaugnayan sa mga substrate ay nakamit sa fibrous form. Sa kaibahan sa citrate, inililipat ng palmitoyl-CoA ang equilibrium patungo sa hindi aktibong protomer na anyo. Kaya, ang palmitoyl-CoA, ang huling produkto, ay humahadlang sa unang kritikal na hakbang sa fatty acid biosynthesis. Ang regulasyon ng acetyl-CoA carboxylase sa bakterya ay naiiba nang husto mula sa mga eukaryotes, dahil sa kanila ang mga fatty acid ay pangunahing mga precursor ng phospholipids, at hindi nagrereserba ng gasolina. Dito, ang citrate ay walang epekto sa bacterial acetyl-CoA carboxylase. Ang aktibidad ng bahagi ng transcarboxylase ng system ay kinokontrol ng guanine nucleotides, na nag-coordinate sa synthesis ng mga fatty acid sa paglaki at paghahati ng bakterya.