Синтез высших жирных кислот

Механизм биосинтеза высших жирных кислот существенно отличается от простого обращения реакций β-окисления.

Установлено что:

1. Лишь сырые (неочищенные) препараты ферментов, ответственные за β-окисление высших жирных кислот, способны ускорять их синтез из ацетил-КоА.

2. Синтез высших жирных кислот требует присутствия СО₂ или малонил-КоА.

3. Найдены и изолированы ферменты, ускоряющие отдельные реакции при новообразовании высших жирных кислот.

В соответствии с новейшими данными схема синтеза высших жирных кислот в организме может быть представлена следующими схемами превращенй:

1. Синтез малонил-КоА

Me²⁺ ацетил-КоА-кокарбоксилаза

СО_{2 +} CH₃-CO---S-KoA + ATФ + H₂O

НООС-СН₂-СО---S-KoA

малонил-КоА

2. Образование ацетил-малонил-КоА

трансацилаза

НООС-СН₂-СО---S-KoA + СН₃-СО---S-KoA

малонил-КоА -Н-S-KoA

CH₃-CO-CH-CO---S-KoA

│

COOH

ацетил-малонил-КоА

3.Восстановление ацетил-малонил-КоА до этанол-малонил-КоА:

CH₃-CO-CH-CO---S-KoA + НАДФН₂ → НАДФ + СН₃-СН – СН-СО-SKoA

│ │ │

COOH OH COOH

ацетил-малонил-КоА

4. Дегидратация с образованием этилиденилмалонилКоА:

дегидратаза

СН₃-СН(ОН)-СН(СООН)-СО---S-KoA H₂O +

CH₃-CH=C(COOH)-CO---S-KoA

этилиденилмалонил-КоА

5. Восстановление с последующим декарбоксилированием до бутирил-КоА:

CH₃-CH=C-CO--S-KoA+НАДФН₂→ НАДФ+СН₃-СН₂-СН-СО-SKoA

│ │

COOH COOH

этилиденилмалонил-КоА

CH₃-CH₂-CH-CO--S-KoA → CO₂ + СН₃-СН₂-СН₂ - СО-SKoA

│ бутирил-КоА

COOH

Образовавшийся бутирил-КоА взаимодействует со следующей молекулой малонил-КоА и процесс полностью повторяется вплоть до образования

СН₃-(СН₂)₄-СО—S-KoA. Таким образом, путем последовательного наращивания ацил-КоА на фрагмент из двух углеродов синтезируются высшие жирные кислоты в виде пальметил- и стеарил-КоА.

Синтез триглицеридов.

В последние годы безспорно доказано, что биосинтез триглицеридов осуществляется из ацил-КоА и фосфоглицерина, т. е. главный путь новообразования триглицеридов заключается в осуществлении реакций трансацилирования.

Исходное вещество 3-фосфатглицерин может возникнуть двумя путями:

а) фосфорилированием глицерина АТФ (фермент – глицерокиназа)

СН₂-ОН СН₂-ОН

│ глицерокиназа │

СН-ОН + АТФ АДФ + СН-ОН

│ │

СН₂-ОН СН₂-О-Р(ОН)₂

║

О

б) восстановление диоксиацетонфосфата

СН₂-ОН СН₂-ОН

│ глицерофосфат- │

С=О + НАДН_{2 ГИДРОГЕНАЗА} НАД + СН-ОН

│ │

СН₂-О-Р(ОН)₂ СН₂-О-Р(ОН)₂

║ ║

О О

Ацетил-КоА образуется по ранее приведенной схеме.

Затем исходные вещества реагируют с образованием фосфатидных кислот:

СН₂-ОН СН₂-О-СО-С₁₅Н₃₁

│ глицерофосфат- │

2С₁₅Н₃₁-СО—S-KoA + CH-OH СН-О-СО-С₁₅Н₃₁ + НОН→

│ ацилтрансфераза │

СН₂-О-РО₃Н СН₂-ОРО₃Н

фосфатидилдипальметат

глицерина

CH₂-O-CO-C₁₅H₃₁ CH₂-O-CO-C₁₅H₃₁

│ │

Н₃РО₄+ СH-О-СО-С₁₅Н₃₁+ С₁₅Н₃₁-СО—S-KoA→ CH-O-CO-C₁₅H₃₁+HSKoA

│ │

CH₂-OH CH₂-O-CO-C₁₅H₃₁

Обмен стеридов

Важной группой простых липидов являются стериды, производные циклопентанпергидрофенантрена.

При распаде стериды сразу же гидролизуются на жирную кислоту и стерол. Так как стериды по химической природе являются сложными эфирами высших жирных кислот и полициклических спиртов, то реакция гидролиза ускоряется ферментом холестеролэстеразой, что можно представить супрощенной схемой:

СН₃

│ -СН(СН₃)-СН₂-СН₂-СН₂-СН(СН₃)₂

СН₃

│

холестеролэстераза

+ НОН С₁₇Н₃₅-СООН +

О

│

СО-С₁₇Н₃₅

стеарохолестерид

СН₃

│ -СН(СН₃)-СН₂-СН₂-СН₂-СН(СН₃)₂

СН₃

│

Н О

холестерол

Высвобождающиеся высшие жирные кислоты подвергаются дальнейшему обмену, т. е. они могут использоваться для ресинтеза липидов или стеридов, или распадаться до ацетил-КоА и в конечном итоге до СО₂ и Н₂О.