Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Химия arrow Биохимия растительного сырья

Синтез жирных кислот

Структурным предшественником для синтеза ЖК является ацетил-КоА. Ацетил-КоА образуется преимущественно из пирувата в пластидах, которые, как и митохондрии, содержат фермент пируватдегидрогеназу (ФО, ответственный за реакцию его окислительного декарбоксилирования. Затем из ацетил- КоА и С02 с помощью ацетил-КоА-карбоксилазы (Ф2) образуется малонил- КоА:

Ацетил-КоА-карбоксилаза является начальным ферментом в биосинтезе жирных кислот, поэтому скорость его работы определяет скорость синтеза ЖК в целом. В хлоропластах активность ацетил-КоА-карбоксилазы регулируется светом: при хорошем освещении этот фермент активен, а в темноте его активность сильно падает. Это является одной из причин того, что биосинтез ЖК, в котором принимает участие малонил-КоА, происходит в основном в течение дня.

Далее образовавшиеся ацетил-КоА и малонил-КоА вступают в биосинтез жирных кислот, в котором можно выделить два этапа: 1) синтез пальмитиновой кислоты (С1б:о); 2) удлинение углеродной цепи и ее дегидрирование.

1 этап. За синтез пальмитиновой кислоты ответственны 6 ферментов, объединенных в мультиферментный комплекс - синтетазу жирных кислот. В состав синтетазы входит ацилпереносящий белок (АПБ). Реакционной группой АПБ является сульфгидрильная (-БН) группа. Действие этого белка сходно с действием НБ-КоА, и его можно сравнить с рукой, которая последовательно переносит ацильный радикал от одного фермента к другому.

Для проявления синтетазной активности необходимо участие двух сульфгидрильных групп комплекса. Одна реакционная НБ-группа принадлежит НБ-АПБ («цепляет» остаток мало- нила), другая - цистеину, входящему в состав ке- тоацил-АПБ-синтазы, одного из шести ферментов синтетазы ЖК («цепляет» остаток ацетила).

Схема биосинтеза пальмитиновой кислоты. Цифрами обозначены ферменты и номера катализируемых ими реакций

Рис. 10. Схема биосинтеза пальмитиновой кислоты. Цифрами обозначены ферменты и номера катализируемых ими реакций: 1 - ацетил (или ацил)-АПБ-трансфераза; 2 - малонил- АПБ-трансфераза; 3 - Р-кетоацил-АПБ-синтаза (конденсирующий фермент); 4 - Р-кетоацил- АПБ-редуктаза; 5 - р-гидрокси-АПБ-дегидратаза; 6 - еноил-АПБ-редуктаза

Первый цикл синтеза начинается с последовательного присоединения ацетил-КоА и малонил-КоА (рис. 10, реакции 1 и 2). Далее идет реакция конденсации ацетила с -СН2- группой малонила (3), восстановление Р- кетоацильной группы (4), дегидратация (5) и восстановление (6), в результате чего образуется насыщенный ацил-АПБ (бутирил-АПБ). Завершается первый этап синтеза перемещением насыщенного ацильного радикала на свободную БН-группу цистеина (Г), а новая молекула малонил-КоА взаимодействует с НБ-АПБ (2’). Цикл реакций повторяется еще 6 раз, каждый из которых заканчивается удлинением цепи на два атома углерода, до тех пор, пока не образуется 16-углеродный пальмитоил-АПБ. Он уже не может быть удержан «рукой» ацилпереносящего белка, и под действием фермента деацилазы, не входящей в состав комплекса синтетазы ЖК, отделяется пальмитиновая кислота (рис. 10).

Таким образом, суммарная реакция синтеза пальмитиновой кислоты: Ацетил-КоА + 7 Малонил-КоА-? Пальмитиновая кислота + 8 НБКоА + 7 СО2 + 6 НоО

2 этап. Удлинение углеродной цепи пальмитиновой кислоты и ее дегидрирование происходят путем присоединения к карбоксильному концу молекулы двууглеродных единиц: С16-С18—...—С30

Масличные растения имеют две мультиферментные системы, аналогичные синтетазе жирных кислот.

Ферментная система С^-С^ находится в пластидах и осуществляет процесс:

Пальмитоил-АПБ + Малонил-КоА->- Стеароил-АПБ + С02

Удлинение цепи жирных кислот, превышающих С!8, происходит практически по тем же механизмам, как и синтез ЖК, при участии ферментов элонгаз, которые локализованы в мембранах ЭПС.

Внедрение двойных связей осуществляется с помощью ферментов десату- раз. Так, стеароил-АПБ-десатураза, локализованная в хлоропластах или других пластидах, катализирует реакцию превращения стеароил-АПБ (С^о) в ненасыщенный олеил-АПБ (С^ч). Эта растворимая в воде десатураза может внедрить лишь одну двойную связь. Введение дополнительных двойных связей происходит при помощи других десатураз, которые являются мембранными белками ЭПС. В соответствии с субстратом эти ферменты называют ацилли- пи ддесатуразами.

Для действия всех десатураз необходимы кислород и НАДФН (никотина- мидадениндинуклеотидфосфат).

В созревающих семенах подсолнечника синтез С^о, С^о и С^ч происходит в основном днем, а С 18:2 - ночью. Ночью усиливается снабжение тканей семян атмосферным кислородом, и в то же время снижается интенсивность дыхания - образующийся избыток кислорода расходуется в основном на десатурацию жирных кислот. Кроме того, немаловажную роль здесь играет характер работы ацетил-КоА-карбоксилазы (см. с. 54, образование малонил-КоА).

Для растений семейства капустных (горчицы, рапса) существуют два пути синтеза ненасыщенных ЖК. На определенном этапе в семенах этих растений начинают накапливаться эйкозеновая (Сгоа) и эруковая 22л) кислоты:

Биосинтез фосфолипидов и триацилглицеринов протекает в мембранах ЭПС. Для участия в дальнейшем синтезе, молекулы ацил-АПБ, образовавшиеся в пластидах, гидролизуются с образованием свободных жирных кислот (это в основном С 1б:о, С^о и С 18а). Свободные ЖК покидают пластиды и немедленно под действием ацил-КоА-синтетаз превращаются в ацил-КоА.

Таким образом, жирные кислоты с составом С^о, С^о и С^а поступают из пластид, а остатки ЖК с большей длиной или степенью ненасыщенное™ образуются в ЭПС.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы