Taukskābju sintēze sākas no acetilkoenzīma A un aptuveni atbilst to noārdīšanās virzienam; taukskābju sintēzē sākotnējam acetilkoenzīmam A tiek pievienota virkne bikarbonāta fragmentu.
Taukskābju sintēze ir pilnīgi citoplazmatiska (ti, citoplazmā ir atrodami fermenti, kas katalizē šo sintēzi). Acetilkoenzīms A, ko izmanto citoplazmā taukskābju sintēzei, ir mitohondriju izcelsmes: neliela daļa tiek transportēta caur karnitīnu, iedarbojoties diviem aciltransferāzes enzīmiem (vienam citoplazmatiskajam un vienam mitohondriju) un translokāzes enzīmam. Daļa acetila mitohondriju izcelsmes koenzīmu A iegūst, izmantojot īpašu ceļu: citrāta lāzera (nosaukums cēlies no šī ceļa pirmā fermenta).
Acetilkoenzīms A, kas atrodas mitohondrijās, rodas no glikolīzes pēc piruvāta dehidrogenāzes iedarbības; Acetilkoenzīms A tiek pakļauts citrāta sintāzes enzīma iedarbībai: šis enzīms katalizē citrāta veidošanos, reaģējot ar acetilkoenzīmu A un oksaloacetātu. Ja Krebsa cikls spēj apmierināt enerģijas vajadzības, sākas citrāts (daudzums, kas nav vajadzīgs) Krebsa cikls) var iziet no mitohondrijiem un sasniegt citoplazmu, kur citrāta lizas enzīms, tērējot enerģiju, pārvērš to atpakaļ acetilkoenzīmā A un oksaloacetātā. Tādā veidā citoplazmā ir pieejams acetilkoenzīms A; izveidotais oksaloacetāts tomēr jāatdod mitohondrijās, lai tas atkal būtu pieejams citrāta sintāzes fermentam.
Pēc tam fermenta darbības rezultātā oksaloacetāts tiek pārveidots par malātu malāta dehidrogenāze citoplazmas (tiek iztērēts citoplazmas NADH): malāts ir caurlaidīgs metabolīts un var atkārtoti iekļūt mitohondrijās, kur mitohondriju malāta dehidrogenāzes enzīma ietekmē tas tiek pārveidots par oksaloacetātu (tiek iegūts arī NADH); citoplazmas slimnieks var arī veikt ābolskābes enzīma darbību, kas veic dekarboksilēšanu un dehidrogenēšanu, lai to pārvērstu piruvātā. Ābolskābes enzīms darbojas uz NADP + (tas ir līdzīgs nikotinamīda adenindinukleotīdam, bet atšķirībā no tā tam ir fosfora grupa otrajā hidroksilgrupā vienā no divām ribozes vienībām), tāpēc pārejā no malāta uz piruvātu rodas NADPH ( kas tiek izmantots biosintēzē) Pēc tam piruvāts nonāk mitohondrijās, kur piruvāta karboksilāzes iedarbībā tiek pārveidots par oksaloacetātu vai caur piruvāta dehidrogenāzi - acetilkoenzīmā A.
Apskatīsim piemēru: palmitīnskābes (ķēde ar sešpadsmit oglekļa atomiem) sintezēšanai ir vajadzīgas astoņas acetilkoenzīma A molekulas, bet tikai viena no tām tiek izmantota kā tāda: septiņas acetilkoenzīma A molekulas tiek pārveidotas par malonilkoenzīmu A acetilkoenzīma A karboksilāze (šis ferments izmanto CO2 molekulu, un tā kofaktors ir biotīns).
Acetilkoenzīma A karboksilāzes enzīms var pastāvēt gandrīz neaktīvā izkliedētā veidā un aktīvā agregāta formā (apmēram divdesmit vienības); pāreja no izkliedētās uz agregāta formu notiek, ja citoplazmā ir "augsta citrāta koncentrācija: citrāts pozitīvs acetilkoenzīma A karboksilāzes enzīma modulators.
Acetilkoenzīma A karboksilāzes fermentam ir citi pozitīvi (insulīns) un negatīvi (glikagons, adrenalīns un acilkoenzīms A) modulatori.
Mēs analizēsim taukskābju sintēzi baktērijā escherichia coli, kurā šī sintēze notiek, darbojoties septiņiem atšķirīgiem proteīniem; eikariotu šūnās taukskābju sintēzes mehānisms ir līdzīgs baktēriju mehānismam, bet eikariotos septiņi par sintēzi atbildīgie fermenti ir sagrupēti divos multienzīmu kompleksos A un B.
Baktērijās septiņi atšķirīgi gēni kodē:
- ACP (acila nesējproteīns);
- ĀKK-acetil-trancetilāze;
- ĀKK.malonil -trancetilāze;
- β-keto-acil-ACP sintāze (kondensējošais enzīms);
- β-keto-acil-ĀKK reduktāze;
- D-β-hidroksi-acildehidratāze;
- enoil-ACP rediģēts.
Eikariotos divi gēni kodē:
A apakšvienība
ĀKK;
Kondensācijas enzīms
β-keto-acil-ĀKK reduktāze.
B apakšvienība
ĀKK-acetil-trancetilāze;
ĀKK-malonil-trancetilāze;
D-β-hidroksi-acildehidratāze;
enoil-ACP rediģēts.
Septiņi Escherichia coli proteīni ir sakārtoti tā, lai būtu centrālais (ĀKK) un pārējie seši ap to.
Tās fermentatīvajā darbībā ir iesaistītas divas sulfhidrilgrupas: viena pieder cisteīnam un otra - fosfopantetīna garai rokai; ACP saistās ar substrātu, kas caur fosfopantetīna roku nonāk saskarē ar citiem fermentiem, kas tādējādi spēj veikt savu fermentatīvo darbību.
Acetilkoenzīms A (ar ĀKK acetil-trancilāzes palīdzību) saistās ar ĀKK enzīmu (precīzāk, ar cisteīna sēru, kas veido cisteila atvasinājumu) un atbrīvojas koenzīms A; tad iejaucas ĀKK-malonil-transilāze, kas katalizē malfonilu uz fosfopantetheīna (arī šajā procesā tiek atbrīvots koenzīms A, kas sākotnēji bija saistīts ar malililu).
Nākamais solis ietver β-keto-acil-ACP sintāzi, kas ir kondensējošs enzīms: tas ļauj saplūst starp diviem skeletiem; malonils ir viegli dekarboksilēts un veidojas acetila atvasinājuma cisteīna karbonils: izdalās cisteīns un veidojas β-keto (acetilacetil) fosfopantetīna atvasinājums.
Pēc tam iejaucas β-keto-acil-ACP reduktāze, kas reducē karbonilu tālāk līdz ĀKK enzīmam (NADPH veido hidroksīdu, kas tiek reducēts līdz NADP +).
Tagad darbojas 3-hidroksi-acil-ĀKK dehidratāze (notiek dehidratācija), kā rezultātā veidojas nepiesātināta sistēma (alkēns).
Nākamais process ietver enoil-ĀKK-reduktāzi (tā veic hidrogenēšanu: veidojas alkāns un NADPH tiek reducēts līdz NADP +).
Pēdējā fāzē acilprodukts, kas iegūts no pirmā cikla, tiek pārvērsts savienojumā, kas spēj sākt otro ciklu. malonils.
Β-oksidācijas procesā tiek izmantota FAD molekula, lai dehidrogenējot iegūtu nepiesātinātu α-β metabolītu trans enoilkoenzīmu A; taukskābju sintēzē tā vietā tiek izmantota NADPH molekula, lai izraisītu pretēju reakciju.
Parasti tiek sintezētas taukskābes ar sešpadsmit oglekļa atomiem, bet var ražot arī taukskābes ar astoņpadsmit, divdesmit vai divdesmit diviem oglekļa atomiem; taukskābes pēc tam esterificē, veidojot triglicerīdus ar aktivētu glicerīnu (ti, glicerīna 3-fosfātu). Pēdējo var iegūt no dihidroksi acetona fosfāta, iedarbojoties uz fermentu glicerīna fosfāta dehidrogenāze vai no glicerīna caur fermentu glicerīna kināze.
Sintezētās taukskābes jānosūta uz taukaudiem; tie tiek transportēti asinsritē triglicerīdu veidā vai daļēji kā tādi, izmantojot transportētāja proteīnu, kas ir albumīns.
