Синтез высших жирных кислот.

Исходный уровень знаний.

1. Строение жирных кислот, фосфолипидов, стеридов, нуклеотидов.
2. Коферментные функции витаминов (фолиевая кислота, В₁₂).
3. Гидрофильные и гидрофобные свойства биологических макромолекул.
4. Механизмы регуляции каталитической активности ферментов.
5. Механизмы транспорта веществ через мембраны.
6. Метаболизм: фазы и стадии.
7. Реакции окисления-восстановления, переноса функциональных групп и реакции с участием макроэргических соединений в биологических системах.

Синтез высших жирных кислот.

3.1.1.Высшие жирные кислоты могут быть синтезированы в организме из метаболитов углеводного обмена. Исходным соединением для этого биосинтеза является ацетил-КоА, образующийся в митохондриях из пирувата – продукта гликолитического распада глюкозы. Место синтеза жирных кислот – цитоплазма клеток, где имеется мультиферментный комплекс синтетаза высших жирных кислот. Этот комплекс состоит из шести ферментов, связанных с ацилпереносящим белком, который содержит две свободные SH-группы (АПБ-SH). Синтез происходит путём полимеризации двууглеродных фрагментов, конечным продуктом его является пальмитиновая кислота – насыщенная жирная кислота, содержащая 16 атомов углерода. Обязательными компонентами, участвующими в синтезе, являются НАДФН (кофермент, образующийся в реакциях пентозофосфатного пути окисления углеводов) и АТФ.

3.1.2.Ацетил-КоА поступает из митохондрий в цитоплазму при помощи цитратного механизма (рисунок 3.1). В митохондриях ацетил-КоА взаимодействует с оксалоацетатом (фермент – цитратсинтаза), образующийся цитрат переносится через митохондриальную мембрану при помощи специальной транспортной системы. В цитоплазме цитрат реагирует с HS-КоА и АТФ, вновь распадаясь на ацетил-КоА и оксалоацетат (фермент – цитратлиаза).

Рисунок 3.1. Перенос ацетильных групп из митохондрий в цитоплазму.

3.1.3.Начальной реакцией синтеза жирных кислот является карбоксилирование ацетил-КоА с образованием малонил-КоА (рисунок 3.2). Фермент ацетил-КоА-карбоксилаза активируется цитратом и ингибируется КоА-производными высших жирных кислот.

Рисунок 3.2. Реакция карбоксилирования ацетил-КоА.

Затем ацетил-КоА и малонил-КоА взаимодействуют с SH-группами ацилпереносящего белка (рисунок 3.3).

Рисунок 3.3. Взаимодействие ацетил-КоА и малонил-КоА с ацилпереносящим белком.

Далее происходит их конденсация, декарбоксилирование и восстановление образовавшегося продукта (рисунок 3.4).

Рисунок 3.4. Реакции одного цикла биосинтеза жирных кислот.

Продукт реакции взаимодействует с новой молекулой малонил-КоА и цикл многократно повторяется вплоть до образования остатка пальмитиновой кислоты.

3.1.4.Запомните основные особенности биосинтеза жирных кислот по сравнению с β-окислением:

• синтез жирных кислот в основном осуществляется в цитоплазме клетки, а окисление – в митохондриях;
• участие в процессе связывания СО₂ с ацетил-КоА;
• в синтезе жирных кислот принимает участие ацилпереносящий белок, а в окислении – коэнзим А;
• для биосинтеза жирных кислот необходимы окислительно-восстановительные коферменты НАДФН, а для β-окисления – НАД⁺ и ФАД.