Sintesis tipe lipid dan mekanisme utamanya

Itu Sintesis lipid Ini terdiri dari serangkaian reaksi enzimatik dengan menggunakan hidrokarbon rantai pendek yang terkondensasi untuk membentuk molekul rantai yang lebih panjang yang kemudian dapat menderita modifikasi kimia yang berbeda.

Lipid adalah jenis biomolekul yang sangat bervariasi yang disintesis oleh semua sel hidup dan khusus dalam berbagai fungsi penting untuk pemeliharaan kehidupan sel.

Beberapa contoh lipid umum: gliserofosfolipid, sterol, gliserolipid, asam lemak, sphingolipid dan prenol (sumber: pengunggah asli adalah LMAP di Wikipedia Inggris. / Gfdl 1.2 (http: // www.gnu.Org/lisensi/lisensi lama/FDL-1.2.html) via commons, diadaptasi oleh raquel parada)

Lipid adalah komponen utama dari membran biologis, fakta yang menjadikannya molekul mendasar untuk keberadaan sel sebagai entitas yang terisolasi dari lingkungan mereka.

Beberapa lipid juga memiliki fungsi khusus seperti pigmen, kofaktor, transporter, deterjen, hormon, utusan intra-ekstraseluler, jangkar kovalen untuk protein membran, dll. Oleh karena itu, kemampuan untuk mensintesis berbagai jenis lipid sangat penting untuk kelangsungan hidup semua organisme hidup.

Kelompok senyawa besar ini secara tradisional diklasifikasikan ke dalam beberapa kategori atau subkelompok: asam lemak (jenuh dan tidak jenuh), lipid kompleks gliserida (lipoprotein).

[TOC]

Jenis lipid dan mekanisme sintesis utama mereka

Semua urutan reaksi rute biosintesis lipid adalah endogonik dan reduktif. Dengan kata lain, mereka semua menggunakan ATP sebagai sumber energi dan pengangkut elektron yang berkurang, seperti NADPH, sebagai daya pereduksi.

Selanjutnya, reaksi utama dari rute biosintetik dari jenis utama lipid akan dijelaskan, yaitu, asam lemak dan eikosanoid, triasilgliserol dan fosfolipid dan sterol (kolesterol) (kolesterol).

- Sintesis asam lemak

Asam lemak adalah molekul yang sangat penting dari sudut pandang lipid, karena mereka adalah bagian dari lipid yang paling relevan dalam sel. Sintesisnya, bertentangan dengan apa yang dipikirkan banyak ilmuwan selama studi pertama, tidak terdiri dari rute terbalik dari β-oksidasi mereka.

Faktanya, rute metabolisme ini terjadi di kompartemen sel yang berbeda dan membutuhkan partisipasi perantara tiga atom karbon yang dikenal sebagai malonyl-CoA, yang tidak diperlukan dalam oksidasi.

Malonyl-Coa. Domain Neuroteker / Pub

Selain itu, ini terkait erat dengan gugus protein sulfhidril yang dikenal sebagai transporter kelompok asil (ACP, bahasa Inggris Protein pembawa asil).

Secara umum, sintesis asam lemak, terutama dari rantai panjang, adalah proses berurutan di mana empat langkah diulang dalam setiap "pengembalian", dan selama setiap pengembalian ada kelompok asam jenuh yang merupakan substrat untuk yang berikutnya, yang berikutnya, yang berikutnya, yang berikutnya, yang berikutnya, yang berikutnya, yang berikutnya, yang berikutnya, yang berikutnya, yang berikutnya, yang berikutnya, yang berikutnya, yang berikutnya, yang berikutnya, yang berikutnya, yang berikutnya, yang berikutnya, yang berikutnya, yang berikutnya, yang berikutnya, yang berikutnya, yang berikutnya, menyiratkan kondensasi lain dengan molekul malonyl-coa baru.

Dalam setiap belokan atau siklus reaksi, rantai asam lemak memperpanjang dua karbon, sampai panjang 16 atom (palmitat) mencapai, setelah itu siklus pergi.

Formasi Malonyl-CoA

Perantara tiga atom karbon ini terbentuk dari asetil-CoA berkat aksi enzim asetil-CoA karboksilase, yang memiliki kelompok prostat biotin yang secara kovalen terkait dengan enzim dan yang berpartisipasi dalam katalisis ini dalam katalisis ini dalam dua langkah ini dalam dua langkah ini.

Dalam reaksi ini, gugus karboksil yang berasal dari molekul bikarbonat (HCO3-) ditransfer ke biotin pada bentuk yang bergantung pada ATP, di mana gugus biotinil memenuhi fungsi "konveyor sementara" dari molekul sementara transfer ke asetil-KOA, Memproduksi Malonyl-CoA.

Dapat melayani Anda: uji oksidase: fondasi, prosedur dan penggunaan

Dalam urutan sintesis asam lemak, zat pereduksi yang digunakan adalah NADPH dan gugus pengaktif adalah dua gugus Tiol (-sh) yang merupakan bagian dari kompleks multienzimatic yang disebut asam lemak sintase, yang merupakan yang paling penting dalam katalisis sintetis sintetis katalisis sintetis yang katalisis katalisis katalisis katalisis.

Pada vertebrata, kompleks asam lemak sintase adalah bagian dari rantai polipeptida besar tunggal, di mana 7 karakteristik aktivitas enzimatik dari rute sintesis diwakili, serta aktivitas hidrolitik yang diperlukan untuk melepaskan perantara pada akhir sintesis.

Sintasa Struktur Enzim Asam Lemak Sintasa (Sumber: Boehringer Ingelheim/CC BY-SA (https: // CreativeCommons.Org/lisensi/by-sa/4.0) Via Wikimedia Commons)

7 aktivitas enzimatik kompleks ini adalah: Acilo Group Transport Protein (ACP), Acetyl-CoA-ACP Transacetilas Cetoacil-ACP reductase (KR), β-hydroxyacil-ACP dehydratasa (HD) dan amarah-ACP reduktase (ER)).

Sebelum reaksi kondensasi dapat terjadi untuk merakit rantai asam lemak, dua gugus Tiol dalam kompleks enzimatik "dimuat" dengan gugus asil: pertama -tama, asetil -COA ditransfer ke kelompok -sh dari sistein Dalam sintase β-cethoacyl-ACP dari kompleks, reaksi yang dikatalisis oleh enzim transacethyla asetil-COA-ACP (AT) (AT).

Selanjutnya, kelompok malonik ditransfer dari molekul malonyl -CoA ke kelompok -SH dari konveyor kelompok acilo (ACP) adalah bagian dari sintase kompleks asam lemak.

Urutan empat reaksi untuk setiap "pengembalian" siklus reaksi adalah sebagai berikut:

1. Kondensasi: Kelompok asetil dan malonil "dimuat" dalam enzim dikondensasi untuk membentuk molekul acetoacetyl -aCP, yang terkait dengan bagian ACP melalui grup -sh. Pada langkah ini ada molekul CO2 dan dikatalisis oleh β-zoacyl-ACP synthase (gugus asetil menempati posisi "metil terminal" dari kompleks acetoacetyl-ACP).
2. Pengurangan Kelompok Karbonil: Kelompok Karbonil Dalam posisi C3 dari Acetoacetyl-ACP dikurangi untuk membentuk D-β-hydroxibutiril-ACP, reaksi yang dikatalisis oleh reduktase β-cethoacyl-ACP, yang digunakan NADPH sebagai donor elektron sebagai elektron sebagai elektron donor elektron sebagai elektron sebagai elektron sebagai elektron sebagai elektron donor elektron sebagai elektron sebagai elektron sebagai elektron sebagai elektron sebagai elektron 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 donor sebagai elektron sebagai elektron.
3. Dehidrasi: Karbon C2 dan C3 dari D-β-Hydroxibutiril-ACP tidak memiliki molekul air, membentuk ikatan rangkap yang berakhir dengan produksi senyawa baru trans-∆2-butenoil-ACP. Proses ini dimediasi oleh enzim β-hydroxyacyl-ACP dehydratase (HD) (HD).
4. Pengurangan ikatan rangkap: Ikatan rangkap senyawa yang terbentuk dalam langkah dehidrasi jenuh (dikurangi) untuk menimbulkan butiril-ACP oleh reaksi yang dikatalisis oleh enzim kemarahan-ACP reductase (ER), yang juga menggunakan NADPH sebagai zat pereduksi.

Reaksi sintesis terjadi sampai molekul palmitat (16 atom karbon) terbentuk, yang dihidrolisis dari kompleks enzimatik dan dilepaskan sebagai prekursor yang mungkin untuk asam lemak dengan rantai panjang yang lebih besar, yang diproduksi oleh sistem perpanjangan asam lemak yang terletak di dalam halus Bagian retikulum endoplasma dan di mitokondria.

Itu bisa melayani Anda: fauna dan flora laut Peru

Modifikasi lain yang dapat diderita molekul -molekul ini seperti dauturations, misalnya, dikatalisis oleh enzim yang berbeda, yang umumnya terjadi pada retikulum endoplasma halus yang halus.

- Sintesis eikosanoid

Eikosanoid adalah lipid sel yang memiliki fungsi seperti molekul messenger "pendek -range", yang diproduksi oleh beberapa kain untuk berkomunikasi dengan kain tetangga mereka. Molekul -molekul ini disintesis dari asam lemak tak jenuh ganda dari 20 atom karbon.

Prostaglandin

Menanggapi stimulus hormonal, enzim fosfolipase menyerang fosfolipid membran dan melepaskan araquidonato dari gliserol karbon 2. Senyawa ini dikonversi menjadi prostaglandin berkat enzim retikulum endoplasma halus dengan aktivitas bifungsional: siklooksigenase (COX) atau prostaglandin H2 synthase.

Tromboxan

Prostaglandin dapat dikonversi menjadi tromboksi berkat tromboxan sintasif dalam trombosit darah (trombosit). Molekul -molekul ini berpartisipasi dalam langkah awal koagulasi darah.

- Sintesis triasilgliserol

Asam lemak adalah molekul mendasar untuk sintesis senyawa lain yang lebih kompleks dalam sel, seperti trigasillgliserol atau membran lipid gliserofosfolipid lipid (proses yang bergantung pada kebutuhan metabolisme seluler).

Hewan menghasilkan triasilgliserol dan glikofosfalipid dari dua prekursor umum: asil lemak-koa dan 3-fosfat L-gliserol. Asil lemak-koa diproduksi oleh asil-koa synthesas yang berpartisipasi dalam β-oksidasi, sedangkan 3-fosfat L-gliserol diperoleh dari glikolisis dan dengan aksi dua enzim alternatif: 3-fosfat gliserol dehidrogenase dan kinase gliserol kinase gliserol dan gliserol kinase gliserol glikerol 3-fosfat fosfat dan kinase gliserol fosfat dan kinase gliserol fosfat fosfat dan kinase glikerol fosfat fosfat dan kinase fosfat glikerol 3-fosfat glikerol.

Triacylglyceroles dibentuk oleh reaksi antara dua molekul FLO-COA acil dan molekul 3-fosfat diasilgliserol; Reaksi transfer ini dikatalisis oleh transferase spesifik.

Dalam reaksi ini, pada awalnya, ada asam fosfatidat, yang didefosforilasi oleh asam enzim fosfatida fosfatase untuk menghasilkan 1,2-diasilgliserol, yang mampu, sekali lagi, menerima molekul ketiga uji-koa-koa, menghasilkan triacilglyceroll.

- Sintesis fosfolipid

Fosfolipid adalah molekul yang sangat bervariasi, karena banyak yang berbeda dapat terbentuk dengan kombinasi asam lemak dan kelompok "kepala" dengan kerangka gliserol (glyceophospholipid) atau sphinosine (sphingolipid) yang menjadi ciri mereka.

Perakitan umum dari molekul -molekul ini membutuhkan sintesis kerangka gliserol atau bola, dari penyatuan dengan asam lemak yang sesuai, baik dengan sterifikasi atau di tengah, penambahan kelompok “kepala” hidrofilik melalui ikatan fosfodi dan, jika perlu , perubahan atau pertukaran kelompok terakhir ini.

Dalam eukariota, proses ini terjadi pada retikulum endoplasma halus dan juga dalam membran mitokondria internal, di mana mereka dapat tetap tanpa batas atau dari mana mereka dapat ditranslokasi ke tempat lain.

Langkah reaksi

Langkah-langkah pertama dari reaksi sintesis gliserofosfolipid setara dengan produksi triasilgliserol, karena molekul gliserol 3-fosfat diesterifikasi menjadi dua molekul asam lemak dalam karbon 1 dan 2, membentuk asam fosfatidat. Adalah umum untuk menemukan fosfolipid yang memiliki asam lemak jenuh dalam C1 dan tidak jenuh dalam C2 gliserol.

Dapat melayani Anda: resistina

Asam fosfatidik juga dapat diproduksi dengan fosforilasi molekul diasilgliserol yang sudah disintesis atau "didaur ulang".

Kelompok kutub "kepala" dari molekul -molekul ini dibentuk melalui tautan fosfodiéster. Hal pertama yang harus terjadi untuk proses ini untuk dengan benar adalah "aktivasi" dari salah satu kelompok hidroksil yang berpartisipasi dalam proses dengan cara hidroksil yang berpartisipasi dalam reaksi.

Jika molekul ini berikatan dengan diacylgliserol, maka CDP-diacylglycerol terbentuk (bentuk "diaktifkan" asam fosfatidat), tetapi ini juga dapat terjadi pada gugus hidroksil dari kelompok "kepala" kelompok tersebut.

Dalam kasus fosfatidilserin, misalnya, diasilgliserol diaktifkan oleh kondensasi molekul asam fosfatida dengan molekul sitidin trif-sitidin (CTP), membentuk CDP-diacylgliserol dan menghilangkan pirofosfat.

Jika molekul MMP (sitidin monofosfat) bergerak melalui serangan nukleofilik serin atau hidroksil hidroksil dalam karbon 1 gliserol 3-fosfat.

Kedua molekul yang diproduksi dengan cara ini berfungsi sebagai prekursor untuk lipid membran lainnya, yang sering berbagi rute biosintetik satu sama lain.

- Sintesis kolesterol

Kolesterol adalah molekul penting untuk hewan yang dapat disintesis oleh sel -selnya, sehingga tidak penting dalam diet sehari -hari. Molekul 27 atom karbon ini diproduksi dari prekursor: asetat.

Molekul kompleks ini terbentuk dari asetil-CoA dalam empat tahap utama:

1. Kondensasi tiga unit asetat untuk membentuk mevalonato, molekul perantara dari 6 karbon (pertama molekul asetoacetyl-CoA dibentuk dengan dua asetil-KoA (enzim tiolase) dan kemudian β-hidroksi-β-methylglutar-coA (HMG- COA) (enzim HMG-CoA syntheta). Mevalonato dibentuk dari HMG-CoA dan berkat enzim HMG-CoA reductase.
2. Konversi mevalonato menjadi unit isoprene. 3 gugus fosfat pertama ditransfer dari 3 molekul ATP ke mevalonato. Salah satu fosfat hilang bersama dengan kelompok karbonil yang berdekatan dan terbentuk
3. Polimerisasi atau kondensasi 6 unit isoprene 5 atom karbon untuk membentuk 30 -karbon (molekul linier) pencukur (molekul linier).
4. Kikrasi Escualean untuk membentuk 4 cincin inti steroid kolesterol dan perubahan kimia berikutnya: oksidasi, migrasi dan eliminasi gugus metil, dll., Apa yang menghasilkan kolesterol.

Referensi

1. Garrett, r. H., & Grisham, C. M. (2001). Prinsip Biokimia: Dengan Fokus Manusia. Perusahaan Penerbitan Brooks/Cole.
2. Murray, r. K., Granner, d. K., Mayes, p. KE., & Rodwell, v. W. (2014). Biokimia Illustrated Harper. McGraw-Hill.
3. Nelson, d. L., Lehninger, a. L., & Cox, m. M. (2008). Prinsip -prinsip biokimia lehninger. Macmillan.
4. Jacquemyn, J., Cascaho, a., & GoodChild, R. DAN. (2017). Seluk beluk retikulum endoplasma - biosintesis lipid yang dikendalikan. EMBO Reports, 18 (11), 1905-1921.
5. Ohlrogge, J., & Jelajahi, J. (sembilan belas sembilan puluh lima). Biosintesis lipid. Sel tanaman, 7 (7), 957.