Sintesis asam lemak di mana itu terjadi, enzim, tahapan dan reaksi

Itu Sintesis asam lemak Ini adalah proses di mana komponen mendasar dari lipid paling penting dari sel (asam lemak), yang berpartisipasi dalam banyak fungsi seluler yang sangat relevan diproduksi.

Asam lemak adalah molekul alifatik, yaitu, pada dasarnya terdiri dari atom karbon dan hidrogen yang disatukan oleh satu sama lain lebih atau kurang linier. Mereka memiliki gugus metil di salah satu ujung terminal mereka dan gugus karboksilat asam di yang lain, di mana mereka disebut "asam lemak".

Ringkasan Sintesis Asam Lemak (Sumber: Mephist.Org/lisensi/by-sa/3.0) Via Wikimedia Commons)

Lipid adalah molekul yang digunakan oleh sistem biosintetik sel yang berbeda untuk pembentukan molekul lain yang lebih kompleks seperti:

• fosfolipid membran
• trigliserida untuk penyimpanan energi dan
• Jangkar beberapa molekul khusus yang ditemukan di permukaan banyak jenis sel (eukariota dan prokariota)

Senyawa ini dapat ada sebagai molekul linier (dengan semua atom karbon yang jenuh dengan molekul hidrogen), tetapi rantai linier juga dapat diamati dan dengan beberapa saturasi, yaitu, dengan ikatan rangkap antara atom karbonnya.

Asam lemak jenuh juga dapat menemukan rantai bercabang, yang strukturnya sedikit lebih kompleks.

Karakteristik molekuler asam lemak sangat penting untuk fungsinya, karena banyak yang bergantung pada sifat fisikokimia molekul yang dibentuk oleh ini, terutama titik lelehnya, tingkat kemasannya dan kapasitasnya untuk pembentukan bicapas mereka.

Dengan demikian, sintesis asam lemak adalah masalah yang sangat diatur, karena itu adalah serangkaian peristiwa sekuensial kritis untuk sel dari banyak sudut pandang.

[TOC]

Di mana sintesis asam lemak terjadi?

Pada sebagian besar organisme hidup, sintesis asam lemak terjadi di kompartemen sitosolik, sedangkan degradasi mereka terjadi terutama antara sitosol dan mitokondria.

Prosesnya tergantung pada energi yang terkandung dalam ikatan ATP, daya pereduksi NADPH (biasanya berasal dari rute Penty Phosphate), kofaktor biotin, ion bikarbonat (ion HCO3-) dan mangan.

Pada hewan mamalia, organ utama sintesis asam lemak adalah hati, ginjal, otak, paru -paru, kelenjar susu dan jaringan adiposa.

Substrat langsung sintesis dari novo Asam lemak adalah asetil-KoA dan produk akhir adalah molekul palmitat.

Dapat melayani Anda: BHI Agar: Apa itu, fondasi, persiapan, penggunaan

Acetyl-CoA berasal langsung dari pemrosesan perantara glukolitik, itulah sebabnya diet tinggi karbohidrat mempromosikan sintesis lipid (lipogenesis) ergo, juga asam lemak.

Enzim yang berpartisipasi

Acetyl-CoA adalah blok sintesis dua karbon yang digunakan untuk pembentukan asam lemak, karena beberapa molekul ini bergabung secara berurutan ke molekul malonyl-CoA, yang dibentuk oleh karboksilasi asetil-KOA.

Enzim pertama dari rute, dan salah satu yang paling penting dari sudut pandang peraturannya, adalah orang yang bertanggung jawab atas karboksilasi asetil-KoA, yang dikenal sebagai asetil-CoA karboksilase (ACC), yang merupakan enzimatik yang kompleks yang kompleks kompleks. dibentuk oleh 4 protein dan menggunakan biotin sebagai kofaktor.

Namun, dan terlepas dari kenyataan bahwa ada perbedaan struktural antara spesies yang berbeda, sintase asam lemak enzim adalah yang bertanggung jawab atas reaksi biosintesis utama.

Enzim ini, pada kenyataannya, merupakan kompleks enzimatik yang terdiri dari monomer yang memiliki 7 aktivitas enzimatik yang berbeda, yang diperlukan untuk perpanjangan asam lemak dalam "kelahiran".

7 kegiatan enzim ini dapat terdaftar sebagai berikut:

- ACP: Acilo Group Conveyor Protein

- Acetyl-CoA-ACP Transacetilasa (PADA)

- β-Cetoacil-ACP synthase (KS)

- Transferase Malonyl-CoA-ACP (MT)

- reduktase β-cethoacil-ACP (KR)

- β-hydroxyacil-ACP dehydratase (HD)

- Enoil-ACP Redtase (ER)

Dalam beberapa organisme seperti bakteri, misalnya, kompleks asam lemak sintase dibentuk oleh protein independen yang berhubungan satu sama lain, tetapi dikodekan oleh gen yang berbeda (sistem asam lemak sintase tipe II).

Synthesa asam lemak ragi (Sumber: Xiong, dan., Lomakin, i.B., Steitz, t.KE. / Domain publik, melalui Wikimedia Commons)

Namun, dalam banyak eukariota dan beberapa bakteri, multienzim mengandung beberapa aktivitas katalitik yang dipisahkan menjadi domain fungsional yang berbeda, dalam satu atau lebih polipeptida, tetapi yang dapat dikodekan oleh gen yang sama (sistem asam lemak sintase tipe I).

Tahapan dan reaksi

Sebagian besar penelitian yang dilakukan sehubungan dengan sintesis asam lemak melibatkan temuan yang dibuat dalam model bakteri, namun, mekanisme sintesis organisme eukariotik juga telah dipelajari dengan kedalaman beberapa kedalaman.

Penting untuk menyebutkan bahwa sistem asam asam lemak tipe II ditandai bahwa semua perantara asil lemak secara kovalen bergabung dengan protein asam berukuran kecil yang dikenal sebagai protein transport asil (ACP), yang mengangkutnya dari satu enzim ke enzim berikutnya.

Dapat melayani Anda: ABO SYSTEM: ketidakcocokan, warisan dan bukti

Dalam eukariota, sebaliknya, aktivitas ACP adalah bagian dari molekul yang sama, pemahaman bahwa enzim itu sendiri memiliki tempat khusus untuk penyatuan perantara dan transportasi mereka melalui domain katalitik yang berbeda.

Penyatuan antara protein atau bagian ACP dan lekuk lemak.

1. Awalnya enzim Acetyl-CoA carboxylase (ACC) bertanggung jawab untuk mengkatalisasi langkah pertama "komitmen" dalam sintesis asam lemak yang, seperti yang disebutkan, menyiratkan karboksilasi molekul asetil-KoA untuk membentuk perantara dari 3 atom karbon yang diketahui yang diketahui yang diketahui diketahui suatu molekul asetil-CoA untuk membentuk perantara 3 karbon yang diketahui yang diketahui yang diketahui diketahui suatu molekul untuk membentuk perantara 3 karbon yang diketahui yang diketahui 3 karbon yang diketahui membentuk perantara 3 karbon yang diketahui sebagai Malonyl-Coa.

Kompleks asam lemak sintase menerima gugus asetil dan malonil, yang harus dengan benar mengisi situs "TIOL" dari ini.

Ini awalnya terjadi untuk transfer asetil-KOA ke kelompok Cisteína SH dalam β-Zo-Beaksil-ACP synthase, reaksi yang dikatalisis oleh Acetyl-CoA-ACP transacetilas.

Kelompok malonyl ditransfer dari malonyl-CoA ke kelompok SH protein ACP, suatu peristiwa yang dimediasi oleh enzim transferase malonyl-CoA-ACP, membentuk malonyl-ACP.

2. Inisiasi perpanjangan asam lemak saat lahir terdiri dari kondensasi Malonil-ACP dengan molekul asetil-CoA, reaksi yang diarahkan oleh enzim dengan aktivitas β-cethoacyl-ACP sintase. Dalam reaksi ini, Acetoacethyl-ACP terbentuk dan molekul CO2 dilepaskan.
3. Reaksi perpanjangan terjadi dalam siklus di mana 2 atom karbon ditambahkan pada saat yang sama, bahwa setiap siklus terdiri dari kondensasi, pengurangan, dehidrasi dan peristiwa reduksi kedua:

- Kondensasi: Kelompok asetil dan malonyl dikondensasi untuk membentuk acetoacetyl-acp

- Pengurangan Kelompok Karbonil: Kelompok Karbon Karbon 3 dari Acetoacetyl-ACP berkurang, membentuk D-β-hydroxybuteril-ACP, reaksi yang dikatalisis oleh β-cethoacyl-ACP-reductase, yang digunakan NADPH sebagai donor elektron sebagai elektron donor sebagai elektron sebagai elektron donor sebagai elektron sebagai elektron donor sebagai elektron sebagai elektron donor sebagai elektron sebagai elektron donor sebagai elektron sebagai elektron sebagai elektron sebagai elektron sebagai elektron sebagai elektron sebagai elektron sebagai elektron sebagai elektron sebagai elektron sebagai elektron sebagai elektron sebagai elektron sebagai elektron sebagai elektron sebagai elektron sebagai elektron sebagai elektron sebagai elektron sebagai elektron sebagai elektron sebagai elektron sebagai elektron sebagai elektron.

- Dehidrasi: Hidrogen antara karbon 2 dan 3 dari molekul sebelumnya dihilangkan, membentuk ikatan rangkap yang diakhiri dengan produksi trans-∆2-butenoil-ACP. Reaksi dikatalisis oleh β-hydroxyacil-acp dehydratase.

- Pengurangan tautan ganda: ikatan rangkap trans-∆2-butenoil-ACP dikurangi untuk membentuk butiril-ACP dengan aksi reduktase kemarahan-ACP, yang juga digunakan NADPH sebagai agen pereduksi.

Ini dapat melayani Anda: Chiapas Flora dan Fauna: Spesies Perwakilan

Untuk melanjutkan perpanjangan, molekul malonyl baru harus bergabung dengan bagian ACP dari sintase kompleks asam lemak dan dimulai dengan kondensasi ini dengan gugus butirus yang terbentuk dalam siklus sintesis pertama.

Struktur Palmitato (Sumber: Edgar181 / Domain Publik, via Wikimedia Commons)

Dalam setiap langkah perpanjangan, molekul malonyl-CoA baru digunakan untuk menumbuhkan rantai dalam 2 atom karbon dan reaksi ini diulangi sampai panjang yang tepat tercapai (16 atom karbon), setelah itu enzim liberase thioesterase asam lemak penuh dengan hidrasi.

Palmitate selanjutnya dapat diproses oleh berbagai jenis enzim yang memodifikasi karakteristik kimianya, yaitu, mereka dapat memperkenalkan ketidakjenuhan, memperpanjang panjangnya, dll.

Peraturan

Seperti banyak rute biosintetik atau degradasi, sintesis asam lemak diatur oleh faktor yang berbeda:

- Itu tergantung pada keberadaan ion bikarbonat (HCO3-), vitamin B (biotin) dan asetil-KoA (selama lewatnya awal rute, yang menyiratkan karboksilasi molekul asetil-KOA dengan cara perantara karboksyary dari biotiner biotiner asetil-CoA dengan menggunakan kotak kotak karbotiner biotiner biotiner asetil-CoA dengan menggunakan kotak kotak karbotiner biotiner biotiner ACETYL-COA dengan menggunakan kotak kotak karboksyarer biotiner biotinary untuk membentuk Malonyl-CoA).

- Ini adalah rute yang terjadi sebagai respons terhadap karakteristik energi seluler, karena ketika ada jumlah "bahan bakar metabolisme" yang cukup, kelebihan dikonversi menjadi asam lemak yang disimpan untuk oksidasi kemudian pada saat -saat defisit energi.

Dalam hal regulasi enzim asetil-CoA karboksilase, yang mewakili langkah pembatas dari seluruh rute, ini dihambat oleh Palmitail-CoA, produk utama sintesis.

Aktivator Toostal, di sisi lain, adalah sitrat, yang mengarahkan metabolisme dari oksidasi menjadi sintesisnya untuk penyimpanan.

Saat konsentrasi mitokondria asetil-CoA dan ATP meningkat, sitrat diangkut ke sitosol, di mana ia menjadi prekursor untuk sintesis sitosolik asetil-COA dan sinyal aktivasi alkalis untuk asetil-CoA karboksilase karboksilase.

Enzim ini juga dapat diatur dengan fosforilasi, peristiwa yang ditembakkan oleh aksi hormonal glukagon dan epinefrin.

Referensi

1. McGenity, t., Van der Meer, J. R., & De lorenzo, v. (2010). Buku Pegangan Mikrobiologi Hidrokarbon dan Lipid (P. 4716). K. N. Timmis (ed.). Berlin: Springer.
2. Murray, r. K., Granner, d. K., Mayes, p. KE., & Rodwell, v. W. (2014). Biokimia Illustrated Harper. McGraw-Hill.
3. Nelson, d. L., & Cox, m. M. (2009). Prinsip Biokimia Lehninger (PP. 71-85). New York: WH Freeman.
4. Numa, s. (1984). Metabolisme asam lemak dan regulasi. Elsevier.
5. Rawn, J. D. (1989). Edisi Biokimia-Internasional. North Carolina: Neil Patterson Publishers, 5.