Біосинтез вищих жирних кислот: реакції біосинтезу насичених жирних кислот (пальмітату) та регуляція процесу.

Синтетаза жирних кислот є мультиензимним комплексом, до складу якого входять декілька ферментних білків із каталітичною активністю, що забезпечує послідовне подовження вуглецевого ланцюга (С2 С4, С6...)до утворення спеціацильного ■залишку з необхідною кількістю вуглецевих атомів (переважно C16). Сукупність ферментних реакцій біосинтезу пальмітинової кислоти називається циклом Лінена. Центральне місце у ферментному комплексі синтетази жирних кислот посідає ацилтранспортуючий протеїн. Із молекулою АСР сполучені ферментні білки, що каталізують окремі реакції синтезу жирних кислот С16та С18. АСР має два SH-вмісних центри зв’язування: 1 -й центр —залишок цистеїну поліпептидного ланцюга АСР, який служить для акцептування ацетильного радикалу (СН3-СО-) від ацетил-КоА; 2-й центр — фосфорильоване похідне вітаміну пантотенової кислоти — 4'- фосфопантетеїн, що є структурою, SH-групи якої акцептують малонільний радикал (НООС-СН2-СО-) від малоніл-КоА. 4'-Фосфоиантетеїн (Фи) ковалентно сполучений із залишком серину в 36-му положенні поліпептидного ланцюга АСР.стр204 формула

1. Регуляція на рівні ацетил-Ко А –карбоксилази. Ацетил-КоА-карбокслаазна реакція, в якій утворюється малоніл-КоА, є лімітуючою стадією в контролі швидкості біосинтезу жирних кислот. Регуляція перебігу реакції здійснюється за двома механізмами:

1.1. Шляхам алостеричноїрегуляції активності ацетил- КоА-карбоксилази позитивними та негативними модуляторами: а) позитивним модулятором (активатором) ферменту є цитрат. Збільшення концентрації лимонної кислоти в мітохондріях внаслідок ―перевантаження‖ ЦТК метаболічним паливом (після споживання вуглеводів, секреції в кров інсуліну, тощо) означає створення біохімічних умов для активації анаболічних процесів, тобто запасання надлишків ацетил-КоА у вигляді жирів. Підвищений у цих умовах вихід цитрату в цитозоль активує ацетил-КоА-карбоксилазу (малоактивну за відсутності позитивного модулятора) і спричиняє утворення малоніл-КоА

— джерела двовуглецевих радикалів для біосинтезу жирних кислот; б) негативними модуляторами (алостеричними інгібіторами) ацетил-КоА-карбоксилази є пальмітоїл-КоА та стеароїл-КоА — кінцеві метаболіти біосинтетичного шляху. Накопичення в цитозолі продуктів біосинтезу за принципом негативного зворотного зв’язку гальмує швидкість їх утворення.

1.2. Шляхам ковалентної модифікації ацетил-КоА-карбоксилази за рахунок її цАМФ-залежного фосфорилювання (утворення неактивної форми ферменту) та дефосфорилювання (утворення активної форми ферменту). Слід зауважити реципрокний характер зміни активності процесів ліпогонезу та ліполізу в умовах дії на клітини жирової тканини та печінки фізіологічних стимулів, що позитивно (адреналін, норадреналін, глюкагон) та негативно (інсулін) впливають на активність аденілатциклази і внутрішньоклітинний рівень цАМФ.

1.3. Шляхам зміни активності синтезу; ацетил-КоА-карбоксилази: а) збільшення активності синтезу ферменту (ферментна індукція) спричиняється додатковим надходженням в організм та в клітини відповідних органів глюкози (споживання високовуглеводної дієти) та зменшенням вмісту в продуктах харчування жирів; б) пригнічення активності синтезу ферменту спостерігається в умовах голодування або споживання дієти, збагаченої жирами.

2. Регуляція на рівні комплексу синтезу жирних кислот

Активність синтетазного комплексу (циклу Лінена) регулюється також як механізмами алостеричного контролю, так і механізмами ферментної індукції.

2.1. Алостерична активація окремих ферментів мультиензимного комплексу здійснюється за рахунок позитивного впливу фосфорильованих моносахаридів. Збільшення концентрації цукрофосфатів є метаболічним сигналом, що свідчить про високу активність гліколізу та створює біохімічні умови для спрямування обміну речовин у напрямку анаболічних процесів.

2.2. Зміни в активності процесів синтезу окремих ферментів синтетазного комплексу відбуваються в напрямках і метаболічних умовах, зазначених для ацетил-КоА-карбоксилази.