Модульная единица 2 биосинтез высших жирных кислот и жиров

ТЕМА 8.4. БИОСИНТЕЗ ВЫСШИХ ЖИРНЫХ КИСЛОТ И ЕГО РЕГУЛЯЦИЯ

Образование субстратов для биосинтеза высших жирных кислот.

Субстратами для синтеза жирных кислот являются продукты катаболизма глюкозы, поэтому синтез жирных кислот происходит при высокой концентрации глюкозы в крови в абсорбтивный период, в основном, в печени. С меньшей активностью синтез жирных кислот идет в жировой ткани. В период лактации синтез жирных кислот активно происходит в молочных железах и жирные кислоты включаются в жиры молока. В клетках, где происходит синтез жирных кислот, активируются гликолиз и пентозофосфатный путь катаболизма глюкозы, в результате которых образуются субстраты для синтеза жирных кислот: ацетил-КоА, NADPH, ATФ. Синтезированные жирные кислоты быстро включаются в состав других молекул: жиров и фосфолипидов. Синтез жирных кислот и жиров называется липогенезом.

Образование ацетил-КоА в результате окислительного декарбоксилирования пирувата - конечного продукта гликолиза - происходит в матриксе митохондрий, но ацетил-КоА не проникает через мембрану митохондрий в цитоплазму, где идет синтез жирных кислот. Поэтому ацетил-КоА конденсируется с оксалоацетатом, образуя цитрат, который с помощью транслоказы переносится в цитоплазму (рис. 8.7). В цитоплазме под действием фермента цитратлиазы идет реакция:

Рис. 8.7. Перенос ацетильных остатков из митохондрий в цитозоль.

Ацетил-КоА, образующийся под действием пируватдегидрогеназного комплекса (1), не проникает через мембрану митохондрий в цитоплазму, где происходит синтез жирных кислот. Поэтому ацетил-КоА конденсируется ферментом цитратсинтазой с оксалоацетатом (2), образуя цитрат, который с помощью транслоказы переносится в цитоплазму, где он расщепляется под действием цитратлиазы (3), и ацетил-КоА используется как субстрат для синтеза жирных кислот. Реакция, катализируемая малик-ферментом (4), является одним из источников NADPH для синтеза жирных кислот

Ацетил-КоА, перенесенный в цитоплазму, является исходным субстратом для синтеза жирных кислот, а оксалоацетат подвергается следующим превращениям:

Пируват возвращается в матрикс митохондрий, a NADPH, восстановленный в результате действия малик-фермента, используется как донор водорода для последующих реакций синтеза жирных кислот. Другой источник NADPH - реакция, катализируемая ферментом пентозофосфатного пути - глюкозо-6-фосфатдегидрогеназой.

2. Первая реакция синтеза жирных кислот - это превращение ацетил-КоА в малонил-КоА:

Фермент, катализирующий эту реакцию, ацетил-КоА-карбоксилаза,является регуляторным в биосинтезе жирных кислот. Он относится к классу лигаз и в качестве кофермента использует биотин.