Rasvahappojen synteesi alkaa asetyylikoentsyymistä A ja vastaa suunnilleen niiden hajoamispolkua; rasvahappojen synteesissä asetyylikoentsyymi A: han lisätään sarja bikarbonaattifragmentteja.
Rasvahappojen synteesi on täysin sytoplasmaa (ts. Tätä synteesiä katalysoivat entsyymit löytyvät sytoplasmasta). Sytoplasmassa rasvahappojen synteesissä käytetty asetyylikoentsyymi A on mitokondrioista peräisin: pieni osa kuljetetaan karnitiinin läpi kahden asyylitransferaasientsyymin (yksi sytoplasminen ja yksi mitokondrio) ja translokaasientsyymin vaikutuksesta. Osa asetyyliä mitokondrioista peräisin oleva koentsyymi A saadaan erikoistunutta reittiä: sitraattilyaasi (nimi on peräisin tämän polun ensimmäisestä entsyymistä).
Mitokondrioissa läsnä oleva asetyylikoentsyymi A on peräisin glykolyysistä pyruvaattidehydrogenaasin vaikutuksen jälkeen; Asetyylikoentsyymi A käy läpi sitraattisyntaasientsyymin vaikutuksen: tämä entsyymi katalysoi sitraatin muodostumista reaktiolla asetyylikoentsyymi A: n kanssa oksaloasetaatin kanssa.Jos krebs -sykli pystyy tyydyttämään energiantarpeen, osa sitraatista (krebs -syklille tarpeeton määrä) voi poistua mitokondrioista ja saavuttaa sytoplasman, jossa sitraattilyaasientsyymi, kuluttamalla energiaa, muuttaa sen takaisin asetyylikoentsyymi A: ksi Tällä tavalla on mahdollista, että asetyylikoentsyymi A on saatavilla sytoplasmassa, mutta muodostunut oksaloasetaatti on palautettava mitokondrioihin, jotta se on jälleen saatavilla sitraattisyntaasientsyymille.
Oksaloasetaatti muutetaan sitten malaatiksi entsyymin vaikutuksesta malaattidehydrogenaasi sytoplasminen (sytoplasminen NADH kuluu): malaatti on läpäisevä metaboliitti ja voi palata mitokondrioihin, missä se muuttuu mitokondrioiden malaattidehydrogenaasientsyymin vaikutuksesta oksaloasetaatiksi (saadaan myös NADH); sytoplasmapotilas voi vaihtoehtoisesti käydä läpi omenaentsyymin, joka suorittaa dekarboksyloinnin ja dehydrauksen, muuntamisen pyruvaatiksi. Omenaentsyymi toimii NADP +: lla (se on samanlainen kuin nikotiiniamidiadenindinukleotidi, mutta toisin kuin tällä, sillä on fosforiryhmä toisessa hydroksyyliryhmässä yhdessä kahdesta riboosiyksiköstä), joten malaatista pyruvaattiin muodostuessa NADPH muodostuu ( Pyruvaatti siirtyy sitten mitokondrioihin, missä se muuttuu pyruvaattikarboksylaasin vaikutuksesta oksaloasetaatiksi tai pyruvaattidehydrogenaasin kautta asetyylikoentsyymi A: ksi.
Katsotaanpa esimerkkiä: palmitiinihapon (ketju, jossa on 16 hiiliatomia) syntetisointiin tarvitaan kahdeksan asetyylikoentsyymi A -molekyyliä, mutta vain yhtä niistä käytetään sellaisenaan: seitsemän asetyylikoentsyymi A -molekyyliä muutetaan "entsyymin" malonyylikoentsyymiksi A asetyylikoentsyymi A -karboksylaasi (tämä entsyymi käyttää CO2 -molekyyliä ja sillä on biotiini kofaktorina).
Asetyylikoentsyymi A -karboksylaasientsyymi voi esiintyä lähes inaktiivisena dispergoituna ja aktiivisena aggregaattimuodossa (noin kaksikymmentä yksikköä); siirtyminen dispergoidusta aggregaattimuodosta tapahtuu, kun sytoplasmassa on "korkea sitraattipitoisuus: sitraatti on asetyylikoentsyymi A -karboksylaasientsyymin positiivinen modulaattori.
Asetyylikoentsyymi A -karboksylaasientsyymissä on muita positiivisia (insuliini) ja negatiivisia (glukagonin, adrenaliinin ja asyylikoentsyymi A) modulaattoreita.
Analysoimme rasvahappojen synteesiä escherichia coli -bakteerissa, jossa tämä synteesi tapahtuu seitsemän erillisen proteiinin vaikutuksesta; eukaryoottisoluissa rasvahappojen synteesimekanismi on samanlainen kuin bakteerien, mutta eukaryooteissa seitsemän synteesistä vastaavaa entsyymiä on ryhmitelty kahteen monientsyymikompleksiin A ja B.
Bakteereissa seitsemän erilaista geeniä koodaa:
- ACP (asyylikantajaproteiini);
- ACP-asetyyliasetrasylaasi;
- ACP. Malonyylitransetylelaasi;
- β-ketoasyyli-ACP-syntaasi (kondensoiva entsyymi);
- p-ketoasyyli-ACP-reduktaasi;
- D-p-hydroksiasyylidehydrataasi;
- enoil-AKT-versio.
Eukaryooteissa kaksi geeniä koodittaa:
Alayksikkö A
AKT;
Kondensoiva entsyymi
β-keto-asyyli-ACP-reduktaasi.
Alayksikkö B
ACP-asetyyliasetrasylaasi;
ACP-malonyylitransetylelaasi;
D-p-hydroksiasyylidehydrataasi;
enoil-AKT-versio.
Escherichia colin seitsemän proteiinia on järjestetty siten, että niiden keskellä on yksi (ACP) ja kuusi muuta.
Kaksi sulfhydryyliryhmää osallistuu sen entsymaattiseen toimintaan: toinen kuuluu kysteiiniin ja toinen fosfopantheteiinin pitkään käsivarteen; ACP sitoutuu substraattiin, joka joutuu fosfopanteetiinivarren kautta kosketuksiin muiden entsyymien kanssa, jotka kykenevät siten suorittamaan entsymaattisen vaikutuksensa.
Asetyylikoentsyymi A (ACP-asetyylitransylaasilla) sitoutuu ACP-entsyymiin (tarkemmin kysteiinin rikkiin, joka muodostaa kysteyylijohdannaisen) ja koentsyymi A vapautuu; ACP-malonyylitransyklaasi puuttuu sitten, mikä katalysoi hyökkäyksen malonyyli fosfopantetheiinilla (myös tässä prosessissa vapautuu alun perin malonyyliin sitoutunut koentsyymi A).
Seuraava vaihe käsittää β-keto-asyyli-ACP-syntaasin, joka on kondensoiva entsyymi: se mahdollistaa fuusion kahden luuranon välillä; malonyyli dekarboksyloituu helposti ja asetyylijohdannaisen kysteiinin karbonyyli muodostuu: kysteiini vapautuu ja muodostuu β-keto (asetyyliasetyyli) fosfopantetiinijohdannainen.
Tämän jälkeen P-ketoasyyli-ACP-reduktaasi puuttuu asiaan, mikä pelkistää karbonyylin edelleen ACP-entsyymiksi (NADPH muodostaa hydroksidin, joka pelkistetään NADP +: ksi).
Nyt 3-hydroksiasyyli-ACP-dehydrataasi toimii (dehydraatio tapahtuu), mikä johtaa tyydyttymättömän järjestelmän (alkeenin) muodostumiseen.
Seuraava prosessi sisältää enoyyli-ACP-reduktaasin (se suorittaa hydrauksen: muodostuu alkaani ja NADPH pelkistetään NADP +: ksi).
Viimeiseen vaiheeseen kuuluu ensimmäisestä syklistä saadun asyylituotteen muuntaminen yhdisteeksi, joka kykenee aloittamaan toisen syklin: transasylaasientsyymi siirtää asyylin kysteiinille jättäen vapaan pantetiinin paikan, joka on nyt valmis sitomaan toisen malonyyli.
Β-hapetuksessa käytetään FAD-molekyyliä tyydyttymättömän a-β-metaboliitin trans-enoyylikoentsyymi A: n saamiseksi dehydraamalla; rasvahappojen synteesissä sen sijaan käytetään NADPH -molekyyliä aiheuttamaan päinvastainen reaktio.
Yleensä syntetisoidaan kuusitoista hiiliatomia sisältäviä rasvahappoja, mutta voidaan tuottaa myös kahdeksantoista, kaksikymmentä tai kaksikymmentäkaksi hiiliatomia sisältäviä rasvahappoja; rasvahapot esteröidään sitten muodostamaan triglyseridejä aktivoidun glyserolin (eli glyseroli-3-fosfaatin) kanssa. Jälkimmäinen voidaan saada dihydroksiasetonifosfaatista entsyymin vaikutuksesta glyserolifosfaattidehydrogenaasi tai glyserolista entsyymin kautta glyserolikinaasi.
Syntetisoidut rasvahapot on lähetettävä rasvakudokseen; ne kuljetetaan verenkiertoon triglyseridien muodossa tai osittain sellaisenaan käyttämällä kuljetusproteiinia, joka on albumiini.
