Quá trình tổng hợp axit béo bắt đầu từ acetyl coenzyme A và tương ứng với con đường ngược lại của quá trình thoái hóa chúng; trong quá trình tổng hợp axit béo, một loạt các đoạn bicarbonat được thêm vào acetyl coenzyme A. bắt đầu.
Quá trình tổng hợp axit béo là hoàn toàn ở tế bào chất (tức là các enzym xúc tác quá trình tổng hợp này được tìm thấy trong tế bào chất). Acetyl coenzyme A được sử dụng trong tế bào chất để tổng hợp axit béo có nguồn gốc từ ty thể: một phần nhỏ được vận chuyển qua carnitine, nhờ tác động của hai enzyme acyl transferase (một tế bào chất và một ty thể) và một enzyme translocase. Một phần của acetyl coenzyme A từ nguồn gốc ti thể được thu nhận thông qua một con đường chuyên biệt: citrate lyase (tên bắt nguồn từ enzyme đầu tiên của con đường này).
Acetyl coenzyme A hiện diện trong ti thể bắt nguồn từ quá trình đường phân sau tác động của pyruvate dehydrogenase; Acetyl coenzyme A chịu sự tác động của enzyme citrate synthase: enzyme này xúc tác sự hình thành citrate bằng phản ứng của acetyl coenzyme A với oxaloacetate. Nếu chu trình krebs có thể đáp ứng nhu cầu năng lượng, nó sẽ bắt đầu tạo citrate (lượng không cần thiết trong chu trình krebs) có thể rời khỏi ty thể và đến tế bào chất, nơi enzyme citrate lyase, sử dụng năng lượng, chuyển nó trở lại thành acetyl coenzyme A và oxaloacetate. Bằng cách này có thể có sẵn acetyl coenzyme A trong tế bào chất; Tuy nhiên, oxaloacetate được tạo thành phải được quay trở lại ty thể để có sẵn trở lại cho enzyme citrate synthase.
Sau đó oxaloacetate được chuyển thành malate nhờ tác động của enzyme malate dehydrogenase cytoplasmic (một NADH tế bào chất được sử dụng): malate là một chất chuyển hóa có thể thẩm thấu và có thể vào lại ty thể, nơi dưới tác dụng của enzyme malate dehydrogenase của ty thể, nó được chuyển hóa lại thành oxaloacetate (một NADH cũng được thu nhận); Theo cách khác, tế bào chất của bệnh nhân có thể chịu tác động của enzym malic, enzym này thực hiện quá trình khử cacbon và khử hydro, để được chuyển thành pyruvate. Enzyme malic hoạt động trên NADP + (nó tương tự như nicotinamide adenindinucleotide nhưng, không giống như loại này, nó có nhóm phosphoric trên nhóm hydroxyl thứ hai trên một trong hai đơn vị ribose) do đó trong quá trình chuyển từ malate sang pyruvate, NADPH được tạo ra ( được sử dụng trong sinh tổng hợp) Sau đó, pyruvate đi vào ty thể, nơi nó được biến đổi thành oxaloacetate do tác dụng của pyruvate carboxylase hoặc thành acetyl coenzyme A thông qua pyruvate dehydrogenase.
Hãy xem một ví dụ: 8 phân tử axetyl coenzym A cần thiết để tổng hợp axit palmitic (chuỗi có 16 nguyên tử cacbon) nhưng chỉ một trong số chúng được sử dụng như vậy: 7 phân tử axetyl coenzym A được chuyển thành malonyl coenzym A nhờ "enzim" acetyl coenzyme A carboxylase (enzyme này sử dụng một phân tử CO2 và có biotin làm đồng yếu tố).
Enzyme acetyl coenzyme A có thể tồn tại ở dạng phân tán gần như không hoạt động và dạng tập hợp hoạt động (khoảng 20 đơn vị); sự chuyển đổi từ dạng phân tán sang dạng tập hợp xảy ra khi trong tế bào chất có "nồng độ citrat cao: citrat là một chất điều biến tích cực của enzym acetyl coenzyme A carboxylase.
Enzyme acetyl coenzyme A carboxylase có các chất điều biến dương tính (insulin) và âm tính (glucagon, adrenaline và acyl coenzyme A) khác.
Chúng tôi sẽ phân tích sự tổng hợp các axit béo trong vi khuẩn escherichia coli, trong đó sự tổng hợp này xảy ra do tác động của bảy loại protein riêng biệt; ở tế bào nhân thực, cơ chế tổng hợp axit béo diễn ra tương tự như ở vi khuẩn, nhưng ở sinh vật nhân thực, bảy loại enzim chịu trách nhiệm tổng hợp được nhóm lại thành hai phức hợp đa enzim A và B.
Ở vi khuẩn, bảy gen khác biệt mã cho:
- ACP (protein mang acyl);
- ACP-acetyl transacetylase;
- ACP.malonyl transacetylase;
- β-keto-acyl-ACP synthase (enzym ngưng tụ);
- β-keto-acyl-ACP reductase;
- D-β-hydroxy-acyl khử nước;
- enoil-ACP đã được biên tập lại.
Ở sinh vật nhân thực, hai gen mã cho:
Đơn vị con A
ACP;
Enzyme ngưng tụ
β-keto-acyl-ACP reductase.
Đơn vị con B
ACP-acetyl transacetylase;
ACP-malonyl transacetylase;
D-β-hydroxy-acyl khử nước;
enoil-ACP đã được biên tập lại.
Bảy protein của Escherichia coli được sắp xếp theo cách có một protein trung tâm (ACP) và sáu protein khác xung quanh nó.
Hai nhóm sulfhydryl tham gia vào hoạt động enzym của nó: một nhóm thuộc cysteine và một nhóm thuộc nhánh dài của phosphopantheteine; ACP liên kết với chất nền, thông qua nhánh phosphopanthetheine, được đưa vào tiếp xúc với các enzym khác, do đó có thể thực hiện tác dụng enzym của chúng.
Acetyl coenzyme A (nhờ ACP acetyl transacylase) liên kết với ACP-enzyme (chính xác hơn là với lưu huỳnh của cysteine tạo thành dẫn xuất cysteyl) và coenzyme A được giải phóng; ACP-malonyl transacylase sau đó can thiệp, xúc tác cuộc tấn công của malonyl trên phosphopanthetheine (cũng trong quá trình này coenzyme A ban đầu được liên kết với malonyl được giải phóng).
Bước tiếp theo liên quan đến tổng hợp β-keto-acyl ACP là một enzym ngưng tụ: nó cho phép hợp nhất giữa hai bộ xương; malonyl dễ dàng bị khử carboxyl và một cacbonyl của cysteine dẫn xuất acetyl được hình thành: cysteine được giải phóng và một dẫn xuất β-keto (acetyl acetyl) phosphopantethin được hình thành.
Sau đó, β-keto-acyl-ACP reductase can thiệp làm giảm carbonyl tiếp tục thành ACP-enzyme (một hydroxit được tạo thành bởi NADPH và bị khử thành NADP +).
Bây giờ, 3-hydroxy-acyl ACP khử nước hoạt động (mất nước xảy ra) dẫn đến sự hình thành của một hệ thống không bão hòa (anken).
Quá trình tiếp theo liên quan đến enoyl-ACP-reductase (nó thực hiện quá trình hydro hóa: ankan được hình thành và NADPH bị khử thành NADP +).
Giai đoạn cuối cùng liên quan đến việc chuyển đổi sản phẩm acyl thu được từ chu kỳ đầu tiên thành một hợp chất có khả năng bắt đầu chu kỳ thứ hai: enzyme transacylase chuyển acyl vào cysteine, để lại vị trí của pantethine mà bây giờ sẽ sẵn sàng liên kết với một chất khác. malonyl.
Trong quá trình oxy hóa β, một phân tử FAD được sử dụng để thu được chất chuyển hóa α-β không bão hòa là trans enoyl coenzyme A bằng cách dehydro hóa; trong quá trình tổng hợp axit béo, thay vào đó, một phân tử NADPH được sử dụng để gây ra phản ứng ngược lại.
Thông thường, các axit béo có mười sáu nguyên tử cacbon được tổng hợp, nhưng cũng có thể tạo ra các axit béo có mười tám, hai mươi hoặc hai mươi hai nguyên tử cacbon; các axit béo sau đó được este hóa để tạo thành chất béo trung tính với glyxerol hoạt hóa (tức là glyxerol 3-photphat). Sau này có thể thu được từ dihydroxy axeton photphat nhờ tác dụng của enzym glycerol phosphat dehydrogenase hoặc từ glycerol thông qua enzyme glycerol kinase.
Các axit béo tổng hợp phải được gửi đến mô mỡ; chúng được vận chuyển trong máu dưới dạng triglycerid hoặc một phần như vậy với việc sử dụng protein vận chuyển là albumin.
