БИОХИМИЯ - Л. Страйер - 1984

ТОМ 2

ЧАСТЬ II ГЕНЕРИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ МЕТАБОЛИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

ГЛАВА 17. ОБМЕН ЖИРНЫХ КИСЛОТ

17.23. Элонгация и десатурация жирных кислот осуществляются добавочными ферментными системами

Основным продуктом реакции, катализируемой синтетазой жирных кислот, является пальмитат. У эукариот жирные кислоты с более длинной цепью образуются путем реакций элонгации, которые катализируются ферментными системами, связанными с мембранами эндоплазматического ретикулума (известными также как микросомные системы). Двухуглеродные фрагменты присоединяются к карбоксильному концу и насыщенных, и ненасыщенных жирных кислот. Микросомные системы катализируют также введение двойной связи в СоА-производные жирных кислот с длинной цепью. Например, при превращении стеароил-СоА в олеоил-СоА введение двойной цис-∆⁹-связи осуществляется оксидазой, использующей молекулярныйкислород и NADH (или NADPH):

Стеароил-СоА + NADH + Н⁺ + O₂ → Олеоил-СоА + NAD⁺ + 2Н₂O.

Из олеата в результате сочетания реакций элонгации и десатурации могут быть образованы различные ненасыщенные жирные кислоты. Например, олеат может быть удлинен до 20 :1 цис-∆¹¹ -кислоты. Вместо этого возможно введение второй двойной связи с образованием 18:2 цис-∆⁶, ∆⁹-кислоты. Точно так же пальмитат (16:0) может подвергнуться окислению до пальмитолеата (16:1 цис-∆⁹), который может далее быть удлинен до цис-вакцената (18:1 цис-∆¹¹).

У млекопитающих нет ферментов, катализирующих введение двойных связей в цепь жирной кислоты далее 9-го углеродного атома. Поэтому у них не могут синтезироваться линолеат (18 ;2 цис-∆⁹, ∆¹²) и линоленат (18 :3 цис-∆⁹, ∆¹², ∆¹⁵). Линолеат и линоленат-две незаменимые жирные кислоты. Термин «незаменимые» означает, что они необходимы организму, но не могут быть синтезированы эндогенно и поэтому должны поступать в него с пищей. Линолеат и линоленат, поступающие с пищей, служат исходными соединениями для синтеза ряда других ненасыщенных жирных кислот. Ненасыщенные жирные кислоты у млекопитающих являются производными пальмитолеата (16:1), олеата (18:1), линолеата (18 :2) или линолената (18 :3). По числу метиленовых углеродов между ω-СН₃-группой ненасыщенной жирной кислоты и ближайшей двойной связью можно определить ее предшественника.

17.24. Регуляция синтеза жирных кислот

Синтез жирных кислот достигает максимального уровня в условиях избытка углеводов и низкого содержания жирных кислот. При этом большую роль играют как механизмы кратковременного контроля, так и механизмы долговременного контроля. Наиболее важным кратковременным регулятором синтеза жирных кислот является концентрация цитрата в цитозоле. Как уже упоминалось, цитрат стимулирует ацетил- СоА—карбоксилазу, фермент, катализирующий решающий этап в синтезе жирных кислот. Содержание цитрата находится на высоком уровне, когда и ацетил-СоА, и АТР присутствуют в избытке. Напомним, что изоцитрат-дегидрогеназа ингибируется высоким энергетическим зарядом (разд. 13.18). Следовательно, высокое содержание цитрата говорит о доступности двухуглеродных фрагментов и АТР для синтеза жирных кислот. Пальмитоил-СоА, который накапливается при избытке жирных кислот, является антагонистом цитрата в его действии на ацетил-СоА -карбоксилазу. Кроме того, пальмитоил-СоА подавляет функцию переносчика, осуществляющего транспорт цитрата из митохондрий в цитозоль, а также ингибирует генерирование NADPH под действием глюкозо-6-фосфат - дегидрогеназы.

Долговременная регуляция опосредуется изменениями скорости синтеза и деградации ферментов, участвующих в синтезе жирных кислот. Этот тип регуляции известен также как адаптивный контроль. У животных, получающих в течение нескольких дней после голодания богатую углеводами и бедную жиром диету, наблюдается резкое увеличение количества ацетил-СоА-карбоксилазы и синтетазы жирных кислот в печени.