2.5. Анаболическая фаза обмена липидов
2.5.1. Синтез высших жирных кислот
Анаболизм жирных кислот осуществляется в трех различных компонентах клетки. Основные этапы собственно синтеза протекают в цитозоле. В митохондриях и эндоплазматической сети происходит дальнейшее наращивание длины цепи ЖК, а также её превращение в ненасыщенную.
Регистрирются следующие цитоплазматические особенности конденсации
ацетил-КоА в пальмитат:
Образование ВЖК идет во всех клетках, но наиболее интенсивно в печени, жировой ткани и лактирующей молочной железе.
Ацетил-КоА – единственный субстрат в синтезе ЖК, является продуктом распада, главным образом, глюкозо-6-фосфата.
Обязательным условием инициации процесса служит наличие малонил-КоА, предварительно образующегося из ацетил-КоА с использованием карбоксибиотина (витамина Н).
Синтез осуществляется с помощью мультиферментного комплекса – синтазы жирных кислот, где центральную роль играет ацил-переносящий белок (АПБ).
Редуктаза этого комплекса в качестве кофермента использует НАДФН+Н+, источником которого является пентозофосфатный путь окисления глюкозы.
Ключевая реакция синтеза ВЖК:
От скорости течения этой реакции зависит интенсивность процесса в целом.
Мультиферментная система (рис. 23) принимает на себя оба соединения ацетил-КоА и малонил-КоА (1, 2). С помощью специфической синтазы (3) происходит конденсация данных ацилов с предварительным декарбоксилированием. Получившийся 3-кетоацил, который связан с АПБ-
1 – АПБ-ацетилтрансфераза
2 – АПБ-малонилтрансфераза
3 – 3-кетоацил-АПБ-синтаза
4 –
3-кетоацил-АПБ-редуктаза
5 –
3-гидроксиацил-АПБ-дегидратаза
6 – еноил-АПБ-редуктаза
7 – АПБ
(4-фосфопантетеин (В3))
8 – тиоэстераза
Рис. 23. Строение синтазы высших жирных кислот
участком, в дальнейшем последовательно восстанавливается и дегидратируется с участием соответствующих субъединиц (4, 5, 6). Образованный бутирил под действием АПБ-ацилтрансферазы после переноса связывается с HS-группой, а на освобожденный АПБ-фрагмент вновь садится малонил-КоА (Приложение, рис. 8).
Процесс конденсации повторяется до тех пор, пока не будет синтезирован пальмитоил-АПБ, которая гидролизуется тиоэстеразой до свободной кислоты, преобладающей в организме и служащей предшественником других длинноцепочечных ЖК.
Наращивание цепи жирной кислоты происходит в митохондриях путем присоединения двух атомов углерода, донором которых является ацетил-КоА, а в эндоплазматической сети (ЭПС) – малонил-КоА. Последний органоид содержит мультимолярную ферментативную систему – десатуразу ЖК, центральное место в которой занимает цитохром b5. С ее помощью идет превращение насыщенной жирной кислоты в ненасыщенную, за исключением линолевой и α-линоленовой, которые не способны синтезироваться и должны поступать в организм с пищей (в виде витамина F).
Регуляция синтеза жирных кислот
Субстрат процесса – ацетил-КоА образуется в митохондриях, а их мембраны для него непроницаемы. Проблема перемещения данного соединения решается при помощи челночного механизма. Ацетил-КоА реагирует с оксалоацетатом (ОА), образуется цитрат, который с помощью специфических транспортных белков переносится в цитозоль, где распадается на составные компоненты.
Данное явление провоцируется накоплением в митохондриях этой трикарбоновой кислоты из-за угнетения ЦТК. Выходя из органоида цитрат выступает одновременно в роли предшественника цитозольного ацетил-КоА и положительного модулятора (активатора) ацетил-КоА-карбоксилазы – ключевого фермента биосинтеза ЖК. Когда же жирные кислоты образуются в избытке, они сами становятся аллостерическими ингибиторами данного энзима.
В норме у взрослого человека процессы распада и синтеза жирных кислот сбалансированы. Если калорийность поступающих с пищей углеводов, липидов и белков превышает энергозатраты организма, ЖК, неиспользованные в качестве энергоисточников, депонируются в виде нейтральных жиров в печени и жировой ткани.