การสังเคราะห์กรดไขมันเริ่มต้นจากอะเซทิลโคเอ็นไซม์ A และสอดคล้องกับเส้นทางย้อนกลับของการย่อยสลายโดยประมาณ ในการสังเคราะห์กรดไขมัน ชุดของชิ้นส่วนไบคาร์บอเนตจะถูกเพิ่มไปยังอะเซทิลโคเอ็นไซม์ A เริ่มต้น
การสังเคราะห์กรดไขมันเป็นไซโตพลาสซึมอย่างสมบูรณ์ (เช่น เอ็นไซม์ที่กระตุ้นการสังเคราะห์นี้จะพบได้ในไซโตพลาสซึม) อะเซทิลโคเอ็นไซม์ A ที่ใช้ในไซโตพลาสซึมสำหรับการสังเคราะห์กรดไขมันมีต้นกำเนิดจากไมโตคอนเดรีย: ส่วนเล็ก ๆ ถูกขนส่งผ่านคาร์นิทีนโดยการกระทำของเอ็นไซม์ acyl transferase สองตัว (หนึ่งไซโตพลาสซึมและหนึ่งไมโทคอนเดรีย) และเอนไซม์ทรานสโลเคส ส่วนหนึ่งของ acetyl โคเอ็นไซม์ A จากแหล่งกำเนิดของไมโตคอนเดรียได้ผ่านเส้นทางพิเศษ: the ซิเตรต lyase (ชื่อมาจากเอนไซม์ตัวแรกของเส้นทางนี้)
Acetyl coenzyme A ที่มีอยู่ใน mitochondria เกิดขึ้นจาก glycolysis หลังจากการกระทำของ pyruvate dehydrogenase; Acetyl coenzyme A ผ่านการกระทำของเอนไซม์ citrate synthase: เอนไซม์นี้กระตุ้นการก่อตัวของซิเตรตโดยปฏิกิริยาของ acetyl coenzyme A กับ oxaloacetate หากวัฏจักร krebs สามารถตอบสนองความต้องการพลังงานได้ก็จะเริ่ม citrate (ปริมาณที่ไม่จำเป็นใน วงจรเครบส์) สามารถออกจากไมโทคอนเดรียและไปถึงไซโตพลาสซึม ซึ่งเอนไซม์ซิเตรต ไลเอส ซึ่งใช้พลังงาน แปลงกลับเป็นอะเซทิลโคเอ็นไซม์ A และออกซาโลอะซีเตต ด้วยวิธีนี้ เป็นไปได้ที่จะมีอะเซทิลโคเอ็นไซม์ A ที่มีอยู่ในไซโตพลาสซึม; อย่างไรก็ตาม ออกซาโลอะซีเตตที่ก่อตัวขึ้นจะต้องถูกส่งกลับไปยังไมโตคอนเดรียเพื่อให้มีเอนไซม์ซิเตรตซินเทสอีกครั้ง
จากนั้นออกซาโลอะซิเตตจะเปลี่ยนเป็นมาเลตโดยการกระทำของเอนไซม์ มาเลตดีไฮโดรจีเนส ไซโตพลาสซึม (ใช้ NADH ของไซโตพลาสซึม): malate เป็นสารที่ดูดซึมได้และสามารถกลับเข้าสู่ไมโตคอนเดรียอีกครั้งโดยที่ภายใต้การกระทำของเอนไซม์ malate dehydrogenase ของไมโตคอนเดรีย จะถูกแปลงกลับเป็นออกซาโลอะซีเตต (ได้ NADH ด้วย) ผู้ป่วยไซโตพลาสซึมสามารถได้รับการกระทำของเอนไซม์มาลิกซึ่งดำเนินการ decarboxylation และ dehydrogenation เพื่อเปลี่ยนเป็นไพรูเวต เอนไซม์มาลิกทำงานบน NADP + (คล้ายกับนิโคตินาไมด์อะดีนินไดนิวคลีโอไทด์แต่ต่างจากนี้ มีหมู่ฟอสฟอริกในกลุ่มไฮดรอกซิลที่สองบนหนึ่งในสองหน่วยไรโบส) ดังนั้นในทางเดินจากมาเลตไปยังไพรูเวตจึงสร้าง NADPH ( ซึ่งใช้ในการสังเคราะห์ทางชีวภาพ) จากนั้น Pyruvate จะเข้าสู่ mitochondria ซึ่งจะถูกเปลี่ยนเป็น oxaloacetate โดยการกระทำของ pyruvate carboxylase หรือเป็น acetyl coenzyme A ผ่าน pyruvate dehydrogenase
มาดูตัวอย่างกัน: ต้องใช้อะเซทิลโคเอ็นไซม์เอแปดโมเลกุลเพื่อสังเคราะห์กรดปาลมิติก (สายโซ่ที่มีอะตอมคาร์บอนสิบหกอะตอม) แต่มีเพียงโมเลกุลเดียวเท่านั้นที่ใช้ในลักษณะนี้: เจ็ดโมเลกุลของอะเซทิลโคเอ็นไซม์ A จะถูกแปลงเป็นมาโลนิลโคเอ็นไซม์ A โดย "เอนไซม์" อะเซทิล โคเอ็นไซม์ เอ คาร์บอกซิเลส (เอนไซม์นี้ใช้โมเลกุล CO2 และมีไบโอตินเป็นปัจจัยร่วม)
เอนไซม์อะซิติลโคเอ็นไซม์ A คาร์บอกซิเลสสามารถมีอยู่ในรูปแบบที่เกือบจะกระจายตัวไม่ได้ใช้งานและรูปแบบการรวมตัวที่ออกฤทธิ์ (ประมาณยี่สิบหน่วย) การเปลี่ยนจากแบบกระจายไปเป็นรูปแบบรวมเกิดขึ้นเมื่อในไซโทพลาสซึมมี "ความเข้มข้นสูงของซิเตรต: ซิเตรตคือ โมดูเลเตอร์เชิงบวกของเอนไซม์อะซิติลโคเอ็นไซม์เอเอนไซม์คาร์บอกซิเลส
เอนไซม์อะซิติลโคเอ็นไซม์เอคาร์บอกซิเลสมีโมดูเลเตอร์ที่เป็นบวก (อินซูลิน) และลบ (กลูคากอน อะดรีนาลีน และเอซิลโคเอ็นไซม์ A) อื่นๆ
เราจะวิเคราะห์การสังเคราะห์กรดไขมันในแบคทีเรีย escherichia coli ซึ่งการสังเคราะห์นี้เกิดขึ้นจากการกระทำของโปรตีนที่แตกต่างกันเจ็ดชนิด ในเซลล์ยูคาริโอต กลไกการสังเคราะห์กรดไขมันเกิดขึ้นคล้ายกับกลไกของแบคทีเรีย แต่ในยูคาริโอต เอ็นไซม์เจ็ดชนิดที่รับผิดชอบในการสังเคราะห์ถูกจัดกลุ่มเป็นคอมเพล็กซ์มัลติเอนไซม์สองชนิด A และ B
ในแบคทีเรีย ยีนที่แตกต่างกันเจ็ดรหัสสำหรับ:
- ACP (โปรตีนพาหะนำโรค);
- ACP-อะเซทิลทรานส์อะเซทิเลส;
- ACP.มาโลนิลทรานส์อะเซทิเลส;
- β-keto-acyl-ACP synthase (เอนไซม์ควบแน่น);
- β-keto-acyl-ACP รีดักเตส;
- D-β-ไฮดรอกซี-เอซิลดีไฮเดรต;
- enoil-ACP ถูกแก้ไข
ในยูคาริโอต ยีนสองรหัสสำหรับ:
หน่วยย่อย A
เอซีพี;
เอนไซม์ควบแน่น
เบต้า-คีโต-เอซิล-ACP รีดักเตส
หน่วยย่อย B
ACP-อะเซทิลทรานส์อะเซทิเลส;
ACP-มาโลนิลทรานส์อะเซทิเลส;
D-β-ไฮดรอกซี-เอซิลดีไฮเดรต;
enoil-ACP ถูกแก้ไข
โปรตีนเจ็ดชนิดของ Escherichia coli ถูกจัดเรียงในลักษณะที่มีโปรตีนตรงกลาง (ACP) และอีกหกชนิดที่อยู่รอบๆ
ซัลไฟดริลสองกลุ่มมีส่วนร่วมในการกระทำของเอนไซม์: กลุ่มหนึ่งเป็นของซิสเทอีนและอีกกลุ่มหนึ่งอยู่ในแขนยาวของฟอสโฟแพนธีทีน ACP จับกับซับสเตรตซึ่งโดยผ่านแขนฟอสโฟแพนธีอีน จะถูกสัมผัสกับเอ็นไซม์อื่นๆ ซึ่งสามารถทำหน้าที่ของเอนไซม์ได้
Acetyl coenzyme A (โดย ACP acetyl transacylase) จับกับ ACP-enzyme (แม่นยำยิ่งขึ้นกับกำมะถันของ cysteine ที่ก่อตัวเป็น cysteyl-derivative) และปล่อย coenzyme A; ACP-malonyl transacylase แล้วเข้าไปแทรกแซงซึ่งกระตุ้นการโจมตีของ malonyl บน phosphopantheine (เช่นเดียวกับในกระบวนการนี้ coenzyme A ซึ่งในตอนแรกจับกับ malonyl จะถูกปล่อยออกมา)
ขั้นตอนต่อไปเกี่ยวข้องกับการสังเคราะห์ β-keto-acyl ACP ซึ่งเป็นเอนไซม์ควบแน่น: ช่วยให้เกิดการหลอมรวมระหว่างโครงกระดูกทั้งสอง malonyl ถูก decarboxylated ได้ง่ายและมีการสร้าง carbonyl ของ acetyl อนุพันธ์ cysteine : cysteine ถูกปล่อยออกมาและเกิดอนุพันธ์ของ phosphopantethin β-keto (acetyl acetyl)
ต่อจากนั้น β-keto-acyl-ACP reductase จะเข้าไปแทรกแซงซึ่งลดคาร์บอนิลลงไปที่เอนไซม์ ACP (ไฮดรอกไซด์เกิดขึ้นจาก NADPH ซึ่งลดลงเป็น NADP +)
ตอนนี้ 3-hydroxy-acyl ACP dehydratase ทำหน้าที่ (เกิดภาวะขาดน้ำ) ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของระบบที่ไม่อิ่มตัว (อัลคีน)
กระบวนการต่อไปเกี่ยวข้องกับอีโนอิล-ACP-รีดักเตส (ดำเนินการไฮโดรจิเนชัน: เกิดอัลเคนและ NADPH ถูกรีดิวซ์เป็น NADP +)
ขั้นตอนสุดท้ายเกี่ยวข้องกับการแปลงผลิตภัณฑ์ acyl ที่ได้จากวัฏจักรแรกไปเป็นสารประกอบที่สามารถเริ่มรอบที่สองได้: เอนไซม์ทรานส์ไซเลสจะถ่ายโอน acyl ไปยัง cysteine โดยปล่อยให้พื้นที่ของแพนทีนว่างซึ่งขณะนี้ยินดีที่จะผูกมัดอีกอันหนึ่ง มาโลนิล
ใน β-ออกซิเดชัน โมเลกุลของ FAD ถูกใช้เพื่อให้ได้ α-β metabolite trans enoyl coenzyme A ที่ไม่อิ่มตัวโดยการดีไฮโดรจีเนชัน ในการสังเคราะห์กรดไขมันแทนที่จะใช้โมเลกุลของ NADPH เพื่อทำให้เกิดปฏิกิริยาตรงกันข้าม
โดยปกติกรดไขมันที่มีอะตอมของคาร์บอนสิบหกอะตอมจะถูกสังเคราะห์ แต่สามารถผลิตกรดไขมันที่มีอะตอมของคาร์บอนสิบแปด ยี่สิบหรือยี่สิบสองอะตอมได้ จากนั้นกรดไขมันจะถูกทำให้เป็นเอสเทอร์เพื่อสร้างไตรกลีเซอไรด์ด้วยกลีเซอรอลที่กระตุ้น (เช่น กลีเซอรอล 3-ฟอสเฟต) หลังสามารถหาได้จากไดไฮดรอกซีอะซิโตนฟอสเฟตโดยการกระทำของเอนไซม์ กลีเซอรอลฟอสเฟตดีไฮโดรจีเนส หรือจากกลีเซอรอลผ่านทางเอนไซม์ กลีเซอรอลไคเนส.
กรดไขมันสังเคราะห์ต้องถูกส่งไปยังเนื้อเยื่อไขมัน พวกมันถูกขนส่งในกระแสเลือดในรูปของไตรกลีเซอไรด์หรือบางส่วนด้วยการใช้โปรตีนขนย้ายซึ่งเป็นอัลบูมิน
