वसा का जैवसंश्लेषण

फैटी एसिड और ट्राईसिलग्लिसराइड्स (वास्तव में, वसा) का जैवसंश्लेषण शामिल है।

फैटी एसिड का जैवसंश्लेषण रक्त में ग्लूकोज की उच्च सांद्रता पर होता है, मुख्य रूप से यकृत और वसा ऊतक में। इस अवधि के दौरान, ग्लाइकोलाइसिस सक्रिय होता है, जिसके परिणामस्वरूप फैटी एसिड के संश्लेषण के लिए सब्सट्रेट का निर्माण होता है: एसिटाइल सीओए, एटीपी, (एनएडीपी एच + एच +) और अन्य। फैटी एसिड बायोसिंथेसिस के लिए मुख्य बिल्डिंग ब्लॉक एसिटाइल सीओए है, और मुख्य अंत उत्पाद पामिटिक एसिड C15H31COOH है।

अन्य फैटी एसिड, एक नियम के रूप में, पामिटिक एसिड अणु के संशोधन से बनते हैं - श्रृंखला विस्तार और डीहाइड्रोजनीकरण। बाद के मामले में, असंतृप्त एसिड बनते हैं।

पामिटिक एसिड का संश्लेषण माइटोकॉन्ड्रिया में नहीं होता है, जहां फैटी एसिड अपचय होता है, लेकिन साइटोसोल में। इस जैवसंश्लेषण का मुख्य एंजाइम बहुएंजाइम परिसर है पाल्मेथाइल सिंथेटेस. चूंकि माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली एसिटाइल सीओए के लिए अभेद्य है, आरंभिक चरणबायोसिंथेसिस साइट्रेट-पाइरूवेट शटल तंत्र के माध्यम से माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली में एसिटाइल सीओए का स्थानांतरण है।

यह ज्ञात है कि क्रेब्स चक्र की पहली प्रतिक्रिया एसिटाइल सीओए का ऑक्सालोएसेटिक एसिड (ऑक्सालोसेटेट) के साथ साइट्रेट (साइट्रिक एसिड) बनाने के लिए संघनन है। कुछ गठित साइट्रेट आयन क्रेब्स चक्र की आगे की प्रतिक्रियाओं में शामिल नहीं होते हैं, लेकिन माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली के माध्यम से साइटोसोल में स्थानांतरित हो जाते हैं, जहां साइट्रेट लाइसे की उपस्थिति में और एटीपी और एचएस-कोए की भागीदारी के साथ, यह फिर से बनता है एसिटाइल-सीओए और पीएए:

साइट्रेट + एचएस-कोए + एटीपी → ऑक्सालोसेटेट + एसिटाइल-सीओए + एडीपी + एच 3 आरओ 4

माइटोकॉन्ड्रिया में ऑक्सालोएसेटेट की वापसी दो बिचौलियों - मैलेट और पाइरूवेट की मदद से की जाती है।

साइटोसोल में ऑक्सालोसेटेट का मैलेट में कमी, साइटोसोल से माइटोकॉन्ड्रिया में कम (एनएडी एच + एच +) के हस्तांतरण के लिए मैलेट-एस्पार्टेट शटल तंत्र का हिस्सा है:

ऑक्सालोसेटेट + NAD∙H + H + मालेट + NAD

हालांकि, परिणामी मैलेट को झिल्ली से / के माध्यम से नहीं ले जाया जाता है, लेकिन तुरंत पाइरूवेट के साथ-साथ डीकार्बाक्सिलेशन के साथ ऑक्सीकरण किया जाता है:

मैलेट + एनएडीपी + → पाइरूवेट + सीओ 2 + एनएडीपी∙एच + एच +

सभी वर्णित परिवर्तन आरेख में दिखाए गए हैं:

इस प्रकार, माइटोकॉन्ड्रिया से साइटोसोल में एसिटाइल सीओए के एक अणु का स्थानांतरण कम रूप (एनएडीपी एच + एच +) के एक अणु के गठन के साथ होता है, जो कई जैवसंश्लेषण के लिए आवश्यक होता है, और पाइरूवेट, जो माइटोकॉन्ड्रिया में फैलता है, फिर ऑक्सालोसेटेट बनाने के लिए कार्बोक्सिलेटेड होता है।

पामिटिक एसिड का वास्तविक संश्लेषण एसिटाइल सीओए के कार्बोक्सिलेशन से शुरू होता है। यह प्रतिक्रिया एक एंजाइम की उपस्थिति में होती है जिसका प्रोस्थेटिक समूह बायोटिन है:

यह प्रतिक्रिया फैटी एसिड के संश्लेषण में महत्वपूर्ण है। आगे के परिवर्तनों को छह प्रतिक्रियाओं के चक्रों में जोड़ा जाता है, और प्रत्येक चक्र के पूरा होने के परिणामस्वरूप, भविष्य के अणु की कार्बन श्रृंखला दो कार्बन परमाणुओं द्वारा विस्तारित होती है।

फैटी एसिड संश्लेषण के पहले चक्र में होने वाली प्रतिक्रियाओं पर विचार करें।

पहले दो प्रतिक्रियाओं में, एसिटाइल और मैलोनील टुकड़े को एसाइल-ले जाने वाले प्रोटीन (एसीपी) में स्थानांतरित कर दिया जाता है।

एपीबी एक पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला है जिसमें 77 अमीनो एसिड अवशेष और एक साइड ब्रांच होती है, जो अनिवार्य रूप से कोएंजाइम ए की संरचना को दोहराती है:

एसिटाइल-सीओए (1) और मैलोनील-सीओए (2) के साथ एसिटाइल और मैलोनील अंशों की स्थानांतरण प्रतिक्रियाएं एसाइलट्रांसफेरेज़ द्वारा उत्प्रेरित होती हैं।

तीसरी प्रतिक्रिया में एसिटाइल-एपीबी से एसिटोएसिटाइल-एपीबी का निर्माण होता है और साथ ही साथ डीकार्बाक्सिलेशन के साथ मोनोल-एपीबी होता है।

इसके बाद, तीन चरणों (प्रतिक्रियाओं 4-6) में, परिणामी एसिटोएसिटाइल-एपीबी कम हो जाता है।

चौथी प्रतिक्रिया के दौरान, दो कार्बोनिल समूहों में से एक हाइड्रॉक्सिल में कम हो जाता है और डीहाइड्रॉक्सीब्यूटरील-एपीबी बनता है। यह प्रतिक्रिया NADP-निर्भर है, अर्थात। एनएडीपी का छोटा रूप एक कम करने वाले एजेंट के रूप में कार्य करता है:

5वीं प्रतिक्रिया - निर्जलीकरण प्रतिक्रिया, इस प्रतिक्रिया का एंजाइम हाइड्रॉक्सीएसिल-एसीपी डिहाइड्रेटेज है:

अगली कमी प्रतिक्रिया (6) - हाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रिया - को भी NADP∙H + H + की भागीदारी की आवश्यकता होती है। यह एनॉयल-एपीबी रिडक्टेस द्वारा उत्प्रेरित होता है, प्रतिक्रिया उत्पाद ब्यूटिरिल-एपीबी है:

फैटी एसिड श्रृंखला के बढ़ाव (लंबाई) के चक्र की सभी प्रतिक्रियाएं मल्टीएंजाइम कॉम्प्लेक्स द्वारा उत्प्रेरित होती हैं। इसमें दो पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाएं होती हैं। उनमें से एक (सबयूनिट ए) में एसीपी, ऑक्सोएसिल-एसीपी सिंथेज़ और ऑक्सोएसिल रिडक्टेस शामिल हैं। सबयूनिट बी में 4 अन्य एंजाइम होते हैं। मल्टीएंजाइम कॉम्प्लेक्स का समन्वित कार्य एपीबी अणु में एक बड़े लीवर की उपस्थिति के कारण होता है - पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला के साथ "एंकर" एचएस-समूह को जोड़ने वाले परमाणुओं की एक लचीली और बल्कि लंबी श्रृंखला

पामिटिक एसिड के संश्लेषण में 7 चक्र शामिल हैं। Butyryl-APB (C 4-acyl) एसिटाइल-APB के बजाय दूसरे चक्र में प्रवेश करता है, और परिणामस्वरूप Capryl-APB (C 6 -acyl) बनता है, आदि। (योजना):

पहला चक्र: मैलोनील-एपीबी + एसिटाइल_एपीबी

दूसरा चक्र: मैलोनील-एपीबी + ब्यूटिरिल-एपीबी

तीसरा चक्र: मैलोनील-एपीबी + कैप्रिल-एपीबी

चौथा चक्र: मैलोनील-एपीबी + सी 8-एसाइल-एपीबी

5 वां चक्र: मैलोनील-एपीबी + सी 10-एसाइल-एपीबी

छठा चक्र: मैलोनील-एपीबी + सी 12-एसाइल-एपीबी

सातवां चक्र: मैलोनील-एपीबी + सी 14-एसाइल-एपीबी

पामिटिल-एपीबी

सात चक्रों की प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप एसिटाइल-सीओए से पामिटिक एसिड के जैवसंश्लेषण के लिए समग्र समीकरण निम्नानुसार लिखा गया है:

8 एसिटाइल-सीओए + 7 एटीपी + 14 (एनएडीपी एच + एच +) → पामिटेट + 14 एनएडीपी +

8 एचएस-सीओए + 7 एडीपी + 7 एच 3 आरओ 4

पामिटिक एसिड से, एसिटाइल-सीओए के एक या अधिक अणुओं को जोड़कर, लंबी श्रृंखला वाले अणुओं को संश्लेषित किया जाता है, और डिहाइड्रोजनीकरण द्वारा, असंतृप्त एसिड को संश्लेषित किया जाता है। पामिटिक एसिड अणुओं का "शोधन" एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम के एंजाइमों की मदद से किया जाता है, लेकिन यह माइटोकॉन्ड्रिया में भी हो सकता है। आणविक ऑक्सीजन की क्रिया के तहत एनएडीपी के ऑक्सीकरण के समानांतर एक संतृप्त फैटी एसिड का डिहाइड्रोजनीकरण होता है:

सी 15 एच 31 सीओओ-एस-सीओए + एनएडीपी एच + एच + + ओ 2 → सीएच 3 - (सीएच 2) 5 -सीएच \u003d सीएच- (सीएच 2) 7 -सीओओ-एस-सीओए + एनएडीपी + 2 एच 2 ओ

संतृप्त वसा अम्लों का निर्जलीकरण यकृत और वसा ऊतक की कोशिकाओं में होता है। मानव शरीर में, ऐसे एंजाइम नहीं होते हैं जो -CH 2 -CH 2 के निर्जलीकरण की अनुमति देते हैं - C 9 से आगे स्थित टुकड़े, इसलिए, डायने लिनोलिक एसिड

C 18 H 32 COOH और ट्राइएनिक लिनोलेनिक एसिड C 18 H 30 COOH शरीर में संश्लेषित नहीं होते हैं।

फैटी एसिड का जैवसंश्लेषण राज्य में यकृत, आंतों, वसा ऊतक की कोशिकाओं के साइटोसोल में सबसे अधिक सक्रिय रूप से होता है विश्रामया भोजन के बाद.

परंपरागत रूप से, जैवसंश्लेषण के 4 चरणों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है:

1. ग्लूकोज, अन्य मोनोसेकेराइड या केटोजेनिक अमीनो एसिड से एसिटाइल-एससीओए का निर्माण।

2. एसिटाइल-एससीओए का माइटोकॉन्ड्रिया से साइटोसोल में स्थानांतरण:

• के साथ जोड़ा जा सकता है carnitine, जैसे उच्च फैटी एसिड माइटोकॉन्ड्रिया के अंदर स्थानांतरित हो जाते हैं, लेकिन यहां परिवहन एक अलग दिशा में जाता है,
• आम तौर पर शामिल साइट्रिक एसिडपहली सीटीसी प्रतिक्रिया में गठित।

माइटोकॉन्ड्रिया से आने वाले साइट्रेट को साइटोसोल में विभाजित किया जाता है एटीपी साइट्रेट लाइसेजऑक्सालोसेटेट और एसिटाइल-एससीओए।

साइट्रिक एसिड से एसिटाइल-एससीओए का निर्माण

ऑक्सालोसेटेट को और कम करके मैलेट कर दिया जाता है, और बाद वाला या तो माइटोकॉन्ड्रिया (मैलेट-एस्पार्टेट शटल) में प्रवेश कर जाता है या मैलिक एंजाइम ("मैलिक" एंजाइम) द्वारा पाइरूवेट में डीकार्बोक्सिलेटेड हो जाता है।

3. एसिटाइल-एससीओए से मैलोनील-एससीओए का गठन।

एसिटाइल-एससीओए का कार्बोक्सिलेशन किसके द्वारा उत्प्रेरित होता है एसिटाइल-एससीओए कार्बोक्सिलेज, तीन एंजाइमों का एक बहुएंजाइम परिसर।

एसिटाइल-एससीओए से मैलोनील-एससीओए का गठन

4. पामिटिक एसिड का संश्लेषण।

कार्यान्वित बहुएंजाइमेटिकजटिल " फैटी एसिड सिंथेज़" (पर्याय पामिटेट सिंथेज़) जिसमें 6 एंजाइम और एक एसाइल ले जाने वाला प्रोटीन (एसीपी) शामिल है।

एसाइल ले जाने वाला प्रोटीनपैंटोथेनिक एसिड का व्युत्पन्न शामिल है - 6-फॉस्फोपेंटेथीन(FP) HS-CoA जैसा HS समूह होना। परिसर के एंजाइमों में से एक, 3-केटोएसिल सिंथेज़, सिस्टीन की संरचना में एक HS समूह भी है। इन समूहों की परस्पर क्रिया फैटी एसिड, अर्थात् पामिटिक एसिड के जैवसंश्लेषण की शुरुआत और निरंतरता को निर्धारित करती है। संश्लेषण प्रतिक्रियाओं के लिए NADPH की आवश्यकता होती है।

फैटी एसिड सिंथेज़ के सक्रिय समूह

पहले दो प्रतिक्रियाओं में, मैलोनील-एससीओए क्रमिक रूप से एसाइल-ले जाने वाले प्रोटीन के फॉस्फोपेंटेथिन और एसिटाइल-एससीओए से 3-केटोएसिल सिंथेज़ के सिस्टीन से जुड़ा होता है।

3-केटोएसिल सिंथेज़तीसरी प्रतिक्रिया उत्प्रेरित करता है - कार्बोक्सिल समूह के उन्मूलन के साथ एसिटाइल समूह को सी 2 मैलोनील में स्थानांतरित करना।

इसके अलावा, कमी प्रतिक्रियाओं में कीटो समूह ( 3-केटोएसिल रिडक्टेस), निर्जलीकरण (डिहाइड्रैटेज) और फिर से ठीक होना (एनॉयल रिडक्टेस) एक संतृप्त एसाइल बनाने के लिए मेथिलीन में बदल जाता है, फॉस्फोपेंटेथिन के साथ जुड़ा हुआ है.

एसाइलट्रांसफेरेज़परिणामी एसाइल को सिस्टीन में स्थानांतरित करता है 3-केटोएसिल सिंथेसिसमैलोनील-एससीओए फॉस्फोपेंटेथिन से जुड़ा होता है और पामिटिक एसिड अवशेष बनने तक चक्र को 7 बार दोहराया जाता है। इसके बाद, पामिटिक एसिड को कॉम्प्लेक्स, थियोएस्टरेज़ के छठे एंजाइम द्वारा साफ किया जाता है।

फैटी एसिड संश्लेषण प्रतिक्रियाएं

फैटी एसिड श्रृंखला बढ़ाव

संश्लेषित पामिटिक एसिड, यदि आवश्यक हो, एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम में प्रवेश करता है। यहाँ के साथ मैलोनील-एस-सीओएतथा एनएडीपीएचश्रृंखला सी 18 या सी 20 तक लंबी हो जाती है।

असंतृप्त फैटी एसिड (ओलिक, लिनोलिक, लिनोलेनिक) भी ईकोसैनोइक एसिड डेरिवेटिव (सी 20) के गठन के साथ बढ़ सकते हैं। लेकिन दोहरा बंधन पशु कोशिकाओं द्वारा पेश किया जाता है 9 से अधिक कार्बन परमाणु नहीं, इसलिए, 3- और ω6-पॉलीअनसेचुरेटेड फैटी एसिड केवल संबंधित अग्रदूतों से संश्लेषित होते हैं।

उदाहरण के लिए, एराकिडोनिक एसिड केवल लिनोलेनिक या लिनोलिक एसिड की उपस्थिति में कोशिका में बन सकता है। इस मामले में, लिनोलेइक एसिड (18:2) को γ-लिनोलेनिक एसिड (18:3) में डीहाइड्रोजनीकृत किया जाता है और ईकोसोट्रिएनोइक एसिड (20:3) तक बढ़ाया जाता है, बाद वाले को एराकिडोनिक एसिड (20:4) में डीहाइड्रोजनीकृत किया जाता है। इस प्रकार ω6-श्रृंखला फैटी एसिड बनते हैं

3-श्रृंखला फैटी एसिड के निर्माण के लिए, उदाहरण के लिए, टिमनोडोनिक एसिड (20:5), α-लिनोलेनिक एसिड (18:3) की उपस्थिति आवश्यक है, जो निर्जलित (18:4), लम्बी (20:4 है) ) और फिर से निर्जलित (20:5)।

एसिटाइल-सीओए का निर्माण और साइटोसोल में इसका परिवहन

फैटी एसिड का संश्लेषण अवशोषण अवधि के दौरान होता है। सक्रिय ग्लाइकोलाइसिस और पाइरूवेट के बाद के ऑक्सीडेटिव डिकार्बोजाइलेशन माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स में एसिटाइल-सीओए की एकाग्रता में वृद्धि में योगदान करते हैं। चूंकि फैटी एसिड संश्लेषण कोशिकाओं के साइटोसोल में होता है, एसिटाइल-सीओए को आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली में साइटोसोल में ले जाया जाना चाहिए। हालांकि, आंतरिक माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली एसिटाइल-सीओए के लिए अभेद्य है, इसलिए, माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स में, एसिटाइल-सीओए साइट्रेट सिंथेज़ की भागीदारी के साथ साइट्रेट बनाने के लिए ऑक्सालोसेटेट के साथ संघनित होता है:

एसिटाइल-सीओए + ऑक्सालोसेटेट -> साइट्रेट + एचएस-सीओए।

तब ट्रांसलोकेस साइट्रेट को साइटोप्लाज्म (चित्र। 8-35) तक पहुँचाता है।

साइटोप्लाज्म में साइट्रेट का स्थानांतरण केवल माइटोकॉन्ड्रिया में साइट्रेट की मात्रा में वृद्धि के साथ होता है, जब आइसोसाइट्रेट डिहाइड्रोजनेज और α-ketoglutarate डिहाइड्रोजनेज NADH और ATP की उच्च सांद्रता से बाधित होते हैं। यह स्थिति अवशोषण अवधि में बनाई जाती है, जब यकृत कोशिका को पर्याप्त मात्रा में ऊर्जा स्रोत प्राप्त होते हैं। साइटोप्लाज्म में, साइट्रेट एंजाइम साइट्रेट लाइसेज द्वारा क्लीव किया जाता है:

साइट्रेट + एचएसकेओए + एटीपी → एसिटाइल-सीओए + एडीपी + पाई + ऑक्सालोसेटेट।

साइटोप्लाज्म में एसिटाइल-सीओए फैटी एसिड के संश्लेषण के लिए प्रारंभिक सब्सट्रेट के रूप में कार्य करता है, और साइटोसोल में ऑक्सालोसेटेट निम्नलिखित परिवर्तनों से गुजरता है (नीचे चित्र देखें)।

पाइरूवेट को वापस माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स में ले जाया जाता है। मेनिक एंजाइम की कार्रवाई के परिणामस्वरूप कम हो गया, एनएडीपीएच फैटी एसिड के संश्लेषण में बाद की प्रतिक्रियाओं के लिए हाइड्रोजन दाता के रूप में प्रयोग किया जाता है। एनएडीपीएच का एक अन्य स्रोत ग्लूकोज अपचय के पेंटोस फॉस्फेट मार्ग में ऑक्सीडेटिव चरण है।

मैलोनील-सीओए का गठनएसिटाइल-सीओए से - फैटी एसिड के जैवसंश्लेषण में एक नियामक प्रतिक्रिया।

फैटी एसिड के संश्लेषण में पहली प्रतिक्रिया एसिटाइल-सीओए का मैलोनील-सीओए में रूपांतरण है। इस प्रतिक्रिया को उत्प्रेरित करने वाला एंजाइम (एसिटाइल-सीओए कार्बोक्सिलेज) लिगैस के वर्ग से संबंधित है। इसमें सहसंयोजी रूप से बाध्य बायोटिन होता है (चित्र 8-36)। प्रतिक्रिया के पहले चरण में, सीओ 2 सहसंयोजक एटीपी की ऊर्जा के कारण बायोटिन से बांधता है, दूसरे चरण में, सीओओ को एसिटाइल-सीओए में मैलोनील-सीओए के गठन के साथ स्थानांतरित किया जाता है। एसिटाइल-सीओए कार्बोक्सिलेज एंजाइम की गतिविधि बाद के सभी फैटी एसिड संश्लेषण प्रतिक्रियाओं की दर निर्धारित करती है।

फैटी एसिड सिंथेज़ द्वारा उत्प्रेरित प्रतिक्रियाएं- पामिटिक एसिड संश्लेषण की प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करने वाला एक एंजाइम कॉम्प्लेक्स, नीचे वर्णित है।

मैलोनील-सीओए के गठन के बाद, फैटी एसिड का संश्लेषण एक मल्टीएंजाइम कॉम्प्लेक्स - फैटी एसिड सिंथेज़ (पामिटॉयल सिंथेटेज़) पर जारी रहता है। इस एंजाइम में 2 समान प्रोटोमर्स होते हैं, जिनमें से प्रत्येक में एक डोमेन संरचना होती है और तदनुसार, विभिन्न उत्प्रेरक गतिविधियों के साथ 7 केंद्र होते हैं (चित्र 8-37)। यह परिसर क्रमिक रूप से 2 कार्बन परमाणुओं द्वारा फैटी एसिड रेडिकल को लंबा करता है, जिसका दाता मैलोनील-सीओए है। इस परिसर का अंतिम उत्पाद पामिटिक एसिड है, इसलिए इस एंजाइम का पूर्व नाम पामिटॉयल सिंथेटेस है।

पहली प्रतिक्रिया एसिटाइल-सीओए के एसिटाइल-सीओए के एसिटाइल समूह को एसिटाइलट्रांससिलेज़ सेंटर (छवि 8-38) द्वारा सिस्टीन के थियोल समूह में स्थानांतरित करना है। मैलोनील अवशेष को मैलोनील-सीओए से एसाइल-ले जाने वाले प्रोटीन के सल्फहाइड्रील समूह में मैलोनीलट्रांससाइलेज केंद्र द्वारा स्थानांतरित किया जाता है। उसके बाद, परिसर संश्लेषण के पहले चक्र के लिए तैयार है।

एसिटाइल समूह अलग किए गए सीओ 2 के स्थल पर शेष मैलोनील के साथ संघनित होता है। प्रतिक्रिया एक केटोएसिल सिंथेज़ केंद्र द्वारा उत्प्रेरित होती है। परिणामी एसिटोएसिटाइल रेडिकल

योजना

चावल। 8-35. एसिटाइल अवशेषों का माइटोकॉन्ड्रिया से साइटोसोल में स्थानांतरण।सक्रिय एंजाइम: 1 - साइट्रेट सिंथेज़; 2 - ट्रांसलोकेस; 3 - साइट्रेट लाइसेस; 4 - मैलेट डिहाइड्रोजनेज; 5 - मलिक-एंजाइम।

चावल। 8-36. एसिटाइल-सीओए के कार्बोक्सिलेशन की प्रतिक्रिया में बायोटिन की भूमिका।

चावल। 8-37. मल्टीएंजाइम कॉम्प्लेक्स की संरचना फैटी एसिड का संश्लेषण है।कॉम्प्लेक्स दो समान पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं का एक डिमर है, जिनमें से प्रत्येक में 7 सक्रिय साइट और एक एसाइल-वाहक प्रोटीन (एसीपी) है। प्रोटोमर्स के एसएच समूह विभिन्न मूलकों से संबंधित हैं। एक एसएच समूह सिस्टीन से संबंधित है, दूसरा फॉस्फोपेंटेथिक एसिड अवशेष से संबंधित है। एक मोनोमर का सिस्टीन एसएच समूह दूसरे प्रोटोमर के 4-फॉस्फोपेंटेथेनेट एसएच समूह के बगल में स्थित होता है। इस प्रकार, एंजाइम के प्रोटोमर्स को सिर से पूंछ तक व्यवस्थित किया जाता है। यद्यपि प्रत्येक मोनोमर में सभी उत्प्रेरक स्थल होते हैं, 2 प्रोटोमर्स का एक परिसर कार्यात्मक रूप से सक्रिय होता है। इसलिए, 2 फैटी एसिड वास्तव में एक साथ संश्लेषित होते हैं। सादगी के लिए, योजनाएं आमतौर पर एक एसिड अणु के संश्लेषण में प्रतिक्रियाओं के अनुक्रम को दर्शाती हैं।

केटोएसिल रिडक्टेस द्वारा क्रमिक रूप से कम किया जाता है, फिर निर्जलित किया जाता है और फिर से एनॉयल रिडक्टेस द्वारा कम किया जाता है, जो परिसर के सक्रिय केंद्र हैं। प्रतिक्रियाओं के पहले चक्र के परिणामस्वरूप, एक ब्यूटिरिल रेडिकल बनता है, जो फैटी एसिड सिंथेज़ के एक सबयूनिट से जुड़ा होता है।

दूसरे चक्र से पहले, ब्यूटिरिल रेडिकल को स्थिति 2 से स्थिति 1 में स्थानांतरित किया जाता है (जहां एसिटाइल प्रतिक्रियाओं के पहले चक्र की शुरुआत में स्थित था)। फिर ब्यूटिरिल अवशेष समान परिवर्तनों से गुजरते हैं और 2 कार्बन परमाणुओं द्वारा विस्तारित होते हैं, जो मैलोनील-सीओए से उत्पन्न होते हैं।

प्रतिक्रियाओं के समान चक्र तब तक दोहराए जाते हैं जब तक कि एक पामिटिक एसिड रेडिकल नहीं बन जाता है, जो थायोएस्टरेज़ केंद्र की कार्रवाई के तहत, एंजाइम कॉम्प्लेक्स से हाइड्रोलाइटिक रूप से अलग हो जाता है, मुक्त पामिटिक एसिड (पामिटेट, अंजीर। 8-38, 8-39) में बदल जाता है।

एसिटाइल-सीओए और मैलोनील-सीओए से पामिटिक एसिड के संश्लेषण के लिए समग्र समीकरण इस प्रकार है:

CH 3 -CO-SKoA + 7 HOOC-CH 2 -CO-SKoA + 14 (NADPH + H +) → C 15 H 31 COOH + 7 CO 2 + 6 H 2 O + 8 HSkoA + 14 NADP +।

फैटी एसिड के संश्लेषण के लिए हाइड्रोजन के मुख्य स्रोत

पामिटिक अम्ल जैवसंश्लेषण के प्रत्येक चक्र में 2 अपचयन अभिक्रियाएँ होती हैं,

चावल। 8-38. पामिटिक एसिड का संश्लेषण।फैटी एसिड सिंथेज़: पहले प्रोटोमर में, एसएच-समूह सिस्टीन से संबंधित होता है, दूसरे में, फॉस्फोपेन्टेथिन से। पहले चक्र के अंत के बाद, ब्यूटिरिल रेडिकल को पहले प्रोटोमर के एसएच समूह में स्थानांतरित कर दिया जाता है। फिर प्रतिक्रियाओं का वही क्रम दोहराया जाता है जैसे पहले चक्र में। पामिटॉयल-ई फैटी एसिड सिंथेज़ से जुड़ा एक पामिटिक एसिड अवशेष है। संश्लेषित फैटी एसिड में, केवल 2 डिस्टल कार्बन, चिह्नित *, एसिटाइल-सीओए से आते हैं, बाकी मैलोनील-सीओए से।

चावल। 8-39. सामान्य योजनापामिटिक एसिड के संश्लेषण के लिए प्रतिक्रियाएं।

जिसमें कोएंजाइम एनएडीपीएच हाइड्रोजन डोनर के रूप में कार्य करता है। NADP + की रिकवरी प्रतिक्रियाओं में होती है:

ग्लूकोज अपचय के पेंटोस फॉस्फेट मार्ग के ऑक्सीडेटिव चरणों में निर्जलीकरण;

मैलिक एंजाइम के साथ मैलेट का निर्जलीकरण;

साइटोसोलिक एनएडीपी-आश्रित डिहाइड्रोजनेज द्वारा आइसोसाइट्रेट का निर्जलीकरण।

2. फैटी एसिड संश्लेषण का विनियमन

फैटी एसिड संश्लेषण के लिए नियामक एंजाइम एसिटाइल-सीओए कार्बोक्सिलेज है। इस एंजाइम को कई तरह से नियंत्रित किया जाता है।

एंजाइम सबयूनिट परिसरों का संघ / पृथक्करण।अपने निष्क्रिय रूप में, एसिटाइल-सीओए कार्बोक्सिलेज एक अलग परिसर है, जिनमें से प्रत्येक में 4 सबयूनिट होते हैं। एंजाइम उत्प्रेरक - साइट्रेट; यह परिसरों के जुड़ाव को उत्तेजित करता है, जिसके परिणामस्वरूप एंजाइम की गतिविधि बढ़ जाती है। अवरोधक - पामिटॉयल-सीओए; यह कॉम्प्लेक्स के पृथक्करण और एंजाइम गतिविधि में कमी का कारण बनता है (चित्र। 8-40)।

एसिटाइल-सीओए कार्बोक्सिलेज का फॉस्फोराइलेशन / डीफॉस्फोराइलेशन।पश्चात की अवस्था में या शारीरिक कार्य के दौरान, एडिनाइलेट साइक्लेज सिस्टम के माध्यम से ग्लूकागन या एड्रेनालाईन प्रोटीन किनेज ए को सक्रिय करता है और एसिटाइल-सीओए कार्बोक्सिलेज सबयूनिट्स के फॉस्फोराइलेशन को उत्तेजित करता है। फॉस्फोराइलेटेड एंजाइम निष्क्रिय होता है और फैटी एसिड संश्लेषण बंद हो जाता है। अवशोषण अवधि के दौरान, इंसुलिन फॉस्फेट को सक्रिय करता है, और एसिटाइल-सीओए कार्बोक्सिलेज डीफॉस्फोराइलेटेड हो जाता है (चित्र 8-41)। फिर, साइट्रेट की कार्रवाई के तहत, एंजाइम प्रोटोमर्स का पोलीमराइजेशन होता है, और यह सक्रिय हो जाता है। एंजाइम को सक्रिय करने के अलावा, फैटी एसिड के संश्लेषण में साइट्रेट का एक और कार्य है। अवशोषण अवधि के दौरान, साइट्रेट यकृत कोशिकाओं के माइटोकॉन्ड्रिया में जमा हो जाता है, जिसमें एसिटाइल अवशेषों को साइटोसोल में ले जाया जाता है।

एंजाइम संश्लेषण की प्रेरण।कार्बोहाइड्रेट से भरपूर और वसा में खराब भोजन के लंबे समय तक सेवन से इंसुलिन स्राव में वृद्धि होती है, जो एंजाइमों के संश्लेषण को उत्तेजित करता है: एसिटाइल-सीओए कार्बोक्सिलेज, फैटी एसिड सिंथेज़, साइट्रेट लाइज़,

चावल। 8-40. एसिटाइल-सीओए कार्बोक्सिलेज परिसरों का संघ / पृथक्करण।

चावल। 8-41. एसिटाइल-सीओए कार्बोक्सिलेज का विनियमन।

चावल। 8-42. ईआर में पामिटिक एसिड का बढ़ाव।पामिटिक एसिड रेडिकल 2 कार्बन परमाणुओं द्वारा बढ़ाया जाता है, जिसका दाता मैलोनील-सीओए है।

आइसोसाइट्रेट डिहाइड्रोजनेज। इसलिए, कार्बोहाइड्रेट के अत्यधिक सेवन से ग्लूकोज अपचय उत्पादों के वसा में रूपांतरण में तेजी आती है। भुखमरी या वसा से भरपूर भोजन से एंजाइमों के संश्लेषण में कमी आती है और, तदनुसार, वसा।

3. पामिटिक एसिड से फैटी एसिड का संश्लेषण

फैटी एसिड का बढ़ाव।ईआर में, मैलोनील-सीओए की भागीदारी के साथ पामिटिक एसिड बढ़ाया जाता है। प्रतिक्रियाओं का क्रम उसी के समान है जो पामिटिक एसिड के संश्लेषण के दौरान होता है, हालांकि, इस मामले में, फैटी एसिड फैटी एसिड सिंथेज़ के साथ नहीं, बल्कि सीओए से जुड़े होते हैं। बढ़ाव में शामिल एंजाइम न केवल पामिटिक, बल्कि अन्य फैटी एसिड (छवि 8-42) के रूप में सब्सट्रेट के रूप में उपयोग कर सकते हैं, इसलिए, न केवल स्टीयरिक एसिड, बल्कि बड़ी संख्या में कार्बन परमाणुओं वाले फैटी एसिड को भी शरीर में संश्लेषित किया जा सकता है।

जिगर में बढ़ाव का मुख्य उत्पाद स्टीयरिक एसिड (С 18:0) है, हालांकि, मस्तिष्क के ऊतकों में यह बनता है एक बड़ी संख्या कीलंबी श्रृंखला के साथ फैटी एसिड - सी 20 से सी 24 तक, जो स्फिंगोलिपिड्स और ग्लाइकोलिपिड्स के निर्माण के लिए आवश्यक हैं।

तंत्रिका ऊतक में, अन्य फैटी एसिड, α-हाइड्रॉक्सी एसिड का संश्लेषण भी होता है। ऑक्सीडेज सह मिश्रित कार्यलिग्नोसेरिक और सेरेब्रोनिक एसिड के निर्माण के साथ हाइड्रॉक्सिलेट सी 22 और सी 24 एसिड, केवल मस्तिष्क के लिपिड में पाए जाते हैं।

फैटी एसिड रेडिकल्स में डबल बॉन्ड का निर्माण।फैटी एसिड रेडिकल्स में डबल बॉन्ड का समावेश डिसेचुरेशन कहलाता है। मानव शरीर में डीसैचुरेशन (चित्र 8-43) के परिणामस्वरूप बनने वाले मुख्य फैटी एसिड पामिटू-लेइक (C16:1Δ9) और ओलिक (C18:1Δ9) हैं।

फैटी एसिड रेडिकल्स में डबल बॉन्ड का निर्माण ईआर में आणविक ऑक्सीजन, एनएडीएच, और साइटोक्रोम बी 5 से जुड़ी प्रतिक्रियाओं में होता है। मानव शरीर में मौजूद फैटी एसिड डेसट्यूरेज़ एंजाइम नौवें कार्बन परमाणु से बाहर के फैटी एसिड रेडिकल्स में दोहरे बंधन नहीं बना सकते हैं, अर्थात। नौवें और के बीच

चावल। 8-43. असंतृप्त वसीय अम्लों का निर्माण।

मिथाइल कार्बन परमाणु। इसलिए, -3 और ω-6 परिवारों के फैटी एसिड शरीर में संश्लेषित नहीं होते हैं, अपरिहार्य हैं और भोजन के साथ आपूर्ति की जानी चाहिए, क्योंकि वे महत्वपूर्ण नियामक कार्य करते हैं।

फैटी एसिड रेडिकल में दोहरे बंधन के निर्माण के लिए आणविक ऑक्सीजन, एनएडीएच, साइटोक्रोम बी 5 और एफएडी-निर्भर साइटोक्रोम बी 5 रिडक्टेस की आवश्यकता होती है। संतृप्त अम्ल से विभाजित हाइड्रोजन परमाणु जल के रूप में मुक्त होते हैं। एक आणविक ऑक्सीजन परमाणु पानी के अणु में शामिल होता है, और दूसरा भी एनएडीएच इलेक्ट्रॉनों की भागीदारी के साथ पानी में कम हो जाता है, जिसे एफएडीएच 2 और साइटोक्रोम बी 5 के माध्यम से स्थानांतरित किया जाता है।

Eicosanoids जैविक रूप से सक्रिय पदार्थ हैं जो 20 कार्बन परमाणुओं वाले पॉलीन फैटी एसिड से अधिकांश कोशिकाओं द्वारा संश्लेषित होते हैं (ग्रीक में "ईकोसा" शब्द का अर्थ 20 है)।

एसिटाइल-सीओए वीएफए के संश्लेषण के लिए सब्सट्रेट है। हालांकि, फैटी एसिड (एफए) के संश्लेषण के दौरान, प्रत्येक बढ़ाव चक्र में एसिटाइल-सीओए का उपयोग नहीं किया जाता है, बल्कि इसके व्युत्पन्न, मैलोनील-सीओए का उपयोग किया जाता है।

यह प्रतिक्रिया एंजाइम एसिटाइल-सीओए कार्बोक्सिलेज द्वारा उत्प्रेरित होती है, जो एफए संश्लेषण की बहुएंजाइम प्रणाली में एक प्रमुख एंजाइम है। एंजाइम गतिविधि को नकारात्मक प्रतिक्रिया के प्रकार द्वारा नियंत्रित किया जाता है। अवरोधक एक संश्लेषण उत्पाद है: एसाइल-सीओए एक लंबी श्रृंखला (एन = 16) के साथ - पामिटॉयल-सीओए। उत्प्रेरक साइट्रेट है। इस एंजाइम के गैर-प्रोटीन भाग में विटामिन एच (बायोटिन) होता है।

इसके बाद, फैटी एसिड के संश्लेषण के दौरान, मैलोनील-सीओए के कारण एसाइल-सीओए अणु धीरे-धीरे प्रत्येक चरण के लिए 2 कार्बन परमाणुओं द्वारा बढ़ाया जाता है, जो इस बढ़ाव प्रक्रिया में सीओ 2 खो देता है।

मैलोनील-सीओए के गठन के बाद, फैटी एसिड संश्लेषण की मुख्य प्रतिक्रियाएं एक एंजाइम - फैटी एसिड सिंथेटेस (एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की झिल्लियों पर तय) द्वारा उत्प्रेरित होती हैं। फैटी एसिड सिंथेटेस में 7 सक्रिय साइट और एक एसाइल-कैरिंग प्रोटीन (एसीपी) होता है। मैलोनील-सीओए बाध्यकारी साइट में एक गैर-प्रोटीन घटक, विटामिन बी 3 (पैंटोथेनिक एसिड) होता है। एचएफए के संश्लेषण के लिए प्रतिक्रियाओं के एक चक्र का क्रम चित्र 45 में दिखाया गया है।

चित्र.45. उच्च फैटी एसिड के संश्लेषण के लिए प्रतिक्रियाएं

चक्र के अंत के बाद, एसाइल-एपीबी संश्लेषण के अगले चक्र में प्रवेश करता है। एक नया मैलोनील-सीओए अणु एसाइल-वाहक प्रोटीन के मुक्त एसएच-समूह से जुड़ा हुआ है। फिर एसाइल अवशेषों को हटा दिया जाता है, इसे मैलोनील अवशेष (एक साथ डीकार्बाक्सिलेशन के साथ) में स्थानांतरित कर दिया जाता है और प्रतिक्रियाओं का चक्र दोहराया जाता है।

इस प्रकार, भविष्य के फैटी एसिड की हाइड्रोकार्बन श्रृंखला धीरे-धीरे बढ़ती है (प्रत्येक चक्र के लिए दो कार्बन परमाणुओं द्वारा)। यह तब तक होता है जब तक कि यह 16 कार्बन परमाणुओं (पामिटिक एसिड के संश्लेषण के मामले में) या अधिक (अन्य फैटी एसिड के संश्लेषण) तक लंबा नहीं हो जाता। इसके बाद, थायोलिसिस होता है और फैटी एसिड का सक्रिय रूप, एसाइल-सीओए, तैयार रूप में बनता है।

उच्च फैटी एसिड के संश्लेषण के सामान्य पाठ्यक्रम के लिए, निम्नलिखित शर्तें आवश्यक हैं:

1) कार्बोहाइड्रेट का सेवन, जिसके ऑक्सीकरण के दौरान आवश्यक सब्सट्रेट और एनएडीपीएच 2 बनते हैं।

2) कोशिका का उच्च ऊर्जा आवेश - एटीपी की एक उच्च सामग्री, जो माइटोकॉन्ड्रिया से साइट्रेट को साइटोप्लाज्म में मुक्त करना सुनिश्चित करती है।

तुलनात्मक विशेषताएंबी-ऑक्सीकरण और उच्च फैटी एसिड का संश्लेषण:

1 . बी-ऑक्सीकरण माइटोकॉन्ड्रिया में होता है, और फैटी एसिड संश्लेषण एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम की झिल्लियों पर साइटोप्लाज्म में होता है। हालाँकि, माइटोकॉन्ड्रिया में बनने वाला एसिटाइल-सीओए स्वयं झिल्ली से नहीं गुजर सकता है। इसलिए, क्रेब्स चक्र एंजाइम (चित्र 46) की भागीदारी के साथ माइटोकॉन्ड्रिया से साइटोप्लाज्म तक एसिटाइल-सीओए के परिवहन के लिए तंत्र हैं।

चित्र.46. माइटोकॉन्ड्रिया से साइटोप्लाज्म तक एसिटाइल-सीओए के परिवहन का तंत्र।

TCA के प्रमुख एंजाइम साइट्रेट सिंथेज़ और आइसोसाइट्रेट डिहाइड्रोजनेज हैं। इन एंजाइमों के मुख्य एलोस्टेरिक नियामक एटीपी और एडीपी हैं। यदि कोशिका में बहुत अधिक एटीपी होता है, तो एटीपी इन प्रमुख एंजाइमों के अवरोधक के रूप में कार्य करता है। हालांकि, आइसोसाइट्रेट डिहाइड्रोजनेज साइट्रेट सिंथेटेस से अधिक एटीपी द्वारा बाधित होता है। यह माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स में साइट्रेट और आइसोसाइट्रेट के संचय की ओर जाता है। संचय के साथ, साइट्रेट माइटोकॉन्ड्रिया को छोड़ देता है और साइटोप्लाज्म में प्रवेश करता है। साइटोप्लाज्म में एंजाइम साइट्रेट लाइसेज होता है। यह एंजाइम साइट्रेट को पीएए और एसिटाइल-सीओए में तोड़ देता है।

इस प्रकार, माइटोकॉन्ड्रिया से साइटोप्लाज्म में एसिटाइल-सीओए की रिहाई की स्थिति कोशिका को एटीपी की अच्छी आपूर्ति है। यदि कोशिका में थोड़ा एटीपी होता है, तो एसिटाइल-सीओए को सीओ 2 और एच 2 ओ में विभाजित किया जाता है।

2 . बी-ऑक्सीकरण के दौरान, मध्यवर्ती एचएस-सीओए से जुड़े होते हैं, और फैटी एसिड के संश्लेषण के दौरान, मध्यवर्ती एक विशिष्ट एसाइल-वाहक प्रोटीन (एसीपी) से जुड़े होते हैं। यह एक जटिल प्रोटीन है। इसका गैर-प्रोटीन हिस्सा सीओए की संरचना के समान है और इसमें थियोएथिलामाइन, पैंटोथेनिक एसिड (विटामिन बी 3) और फॉस्फेट शामिल हैं।

3 . बी-ऑक्सीकरण में, एनएडी और एफएडी का उपयोग ऑक्सीडेंट के रूप में किया जाता है। फैटी एसिड के संश्लेषण में एक कम करने वाले एजेंट की आवश्यकता होती है - एनएडीपी * एच 2 का उपयोग किया जाता है।

फैटी एसिड के संश्लेषण के लिए कोशिका में एनएडीपी * एच 2 के 2 मुख्य स्रोत हैं:

ए) कार्बोहाइड्रेट के टूटने का पेंटोस फॉस्फेट मार्ग;

कोशिका के साइटोसोल में फैटी एसिड के संश्लेषण के लिए बिल्डिंग ब्लॉक एसिटाइल-सीओए है, जो दो तरह से बनता है: या तो पाइरूवेट के ऑक्सीडेटिव डीकार्बाक्सिलेशन के परिणामस्वरूप। (अंजीर देखें। 11, चरण III), या फैटी एसिड के बी-ऑक्सीकरण के परिणामस्वरूप (चित्र 8 देखें)।

चित्र 11 - कार्बोहाइड्रेट को लिपिड में बदलने की योजना

याद रखें कि ग्लाइकोलाइसिस के दौरान बनने वाले पाइरूवेट का एसिटाइल-सीओए में परिवर्तन और फैटी एसिड के बी-ऑक्सीकरण के दौरान इसका गठन माइटोकॉन्ड्रिया में होता है। फैटी एसिड का संश्लेषण साइटोप्लाज्म में होता है। माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली एसिटाइल-सीओए के लिए अभेद्य है। साइटोप्लाज्म में इसका प्रवेश साइट्रेट या एसिटाइलकार्निटाइन के रूप में सुगम प्रसार के प्रकार से होता है, जो साइटोप्लाज्म में एसिटाइल-सीओए, ऑक्सालोसेटेट या कार्निटाइन में परिवर्तित हो जाते हैं। हालांकि, एसिटाइल-सीओए को माइटोकॉन्ड्रिया से साइटोसोल में स्थानांतरित करने का मुख्य मार्ग साइट्रेट है (चित्र 12 देखें)।

प्रारंभ में, इंट्रामाइटोकॉन्ड्रियल एसिटाइल-सीओए ऑक्सालोसेटेट के साथ बातचीत करता है, जिसके परिणामस्वरूप साइट्रेट बनता है। प्रतिक्रिया एंजाइम साइट्रेट सिंथेज़ द्वारा उत्प्रेरित होती है। परिणामी साइट्रेट को एक विशेष ट्राइकारबॉक्साइलेट परिवहन प्रणाली का उपयोग करके माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली में साइटोसोल में ले जाया जाता है।

साइटोसोल में, साइट्रेट एचएस-सीओए और एटीपी के साथ प्रतिक्रिया करता है, फिर से एसिटाइल-सीओए और ऑक्सालोसेटेट में विघटित हो जाता है। यह अभिक्रिया एटीपी-साइट्रेट लाइसेज द्वारा उत्प्रेरित होती है। पहले से ही साइटोसोल में, ऑक्सालोसेटेट, साइटोसोलिक डाइकारबॉक्साइलेट-ट्रांसपोर्टिंग सिस्टम की भागीदारी के साथ, माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स में लौटता है, जहां इसे ऑक्सालोसेटेट में ऑक्सीकृत किया जाता है, जिससे तथाकथित शटल चक्र पूरा होता है:

चित्र 12 - माइटोकॉन्ड्रिया से साइटोसोल में एसिटाइल-सीओए के स्थानांतरण की योजना

संतृप्त फैटी एसिड का जैवसंश्लेषण उनके बी-ऑक्सीकरण के विपरीत दिशा में होता है, फैटी एसिड की हाइड्रोकार्बन श्रृंखलाओं का विकास दो-कार्बन टुकड़े (सी 2) - एसिटाइल-सीओए के अनुक्रमिक जोड़ के कारण होता है। (अंजीर देखें। 11, चरण IV।)।

फैटी एसिड बायोसिंथेसिस की पहली प्रतिक्रिया एसिटाइल-सीओए का कार्बोक्सिलेशन है, जिसके लिए सीओ 2, एटीपी, एमएन आयनों की आवश्यकता होती है। यह प्रतिक्रिया एंजाइम एसिटाइल-सीओए - कार्बोक्सिलेज द्वारा उत्प्रेरित होती है। एंजाइम में प्रोस्थेटिक समूह के रूप में बायोटिन (विटामिन एच) होता है। प्रतिक्रिया दो चरणों में होती है: 1 - एटीपी और II की भागीदारी के साथ बायोटिन का कार्बोक्सिलेशन - एसिटाइल-सीओए में कार्बोक्सिल समूह का स्थानांतरण, जिसके परिणामस्वरूप मैलोनील-सीओए का निर्माण होता है:

मैलोनील-सीओए फैटी एसिड बायोसिंथेसिस का पहला विशिष्ट उत्पाद है। एक उपयुक्त एंजाइम प्रणाली की उपस्थिति में, मैलोनील-सीओए तेजी से फैटी एसिड में परिवर्तित हो जाता है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि फैटी एसिड जैवसंश्लेषण की दर कोशिका में शर्करा की सामग्री से निर्धारित होती है। मनुष्यों, जानवरों के वसा ऊतक में ग्लूकोज की एकाग्रता में वृद्धि और ग्लाइकोलाइसिस की दर में वृद्धि फैटी एसिड के संश्लेषण को उत्तेजित करती है। यह इंगित करता है कि वसा और कार्बोहाइड्रेट चयापचय एक दूसरे के साथ निकटता से जुड़े हुए हैं। एसिटाइल-सीओए कार्बोक्सिलेज द्वारा उत्प्रेरित मैलोनील-सीओए में इसके परिवर्तन के साथ एसिटाइल-सीओए के कार्बोक्सिलेशन की प्रतिक्रिया द्वारा यहां एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाई जाती है। उत्तरार्द्ध की गतिविधि दो कारकों पर निर्भर करती है: साइटोप्लाज्म में उच्च आणविक भार फैटी एसिड और साइट्रेट की उपस्थिति।

फैटी एसिड के संचय का उनके जैवसंश्लेषण पर निरोधात्मक प्रभाव पड़ता है; कार्बोक्सिलेज की गतिविधि को रोकें।

साइट्रेट को एक विशेष भूमिका दी जाती है, जो एसिटाइल-सीओए कार्बोक्सिलेज का उत्प्रेरक है। साइट्रेट एक ही समय में कार्बोहाइड्रेट और . के बीच एक कड़ी की भूमिका निभाता है वसा के चयापचय. साइटोप्लाज्म में, साइट्रेट का फैटी एसिड संश्लेषण को उत्तेजित करने में दोहरा प्रभाव होता है: पहला, एसिटाइल-सीओए कार्बोक्सिलेज एक्टिवेटर के रूप में और दूसरा, एसिटाइल समूहों के स्रोत के रूप में।

फैटी एसिड संश्लेषण की एक बहुत महत्वपूर्ण विशेषता यह है कि सभी संश्लेषण मध्यवर्ती सहसंयोजी रूप से एसाइल वाहक प्रोटीन (HS-ACP) से जुड़े होते हैं।

HS-ACP एक कम आणविक भार प्रोटीन है जो थर्मोस्टेबल है, इसमें एक सक्रिय HS-समूह होता है और इसके प्रोस्थेटिक समूह में पैंटोथेनिक एसिड (विटामिन B3) होता है। HS-ACP का कार्य फैटी एसिड के b-ऑक्सीकरण में एंजाइम A (HS-CoA) के कार्य के समान है।

फैटी एसिड श्रृंखला के निर्माण के दौरान, मध्यवर्ती एबीपी के साथ एस्टर बांड बनाते हैं (चित्र 14 देखें):

फैटी एसिड श्रृंखला बढ़ाव चक्र में चार प्रतिक्रियाएं शामिल हैं: 1) एसिटाइल-एपीबी (सी 2) का मैलोनील-एपीबी (सी 3) के साथ संक्षेपण; 2) वसूली; 3) निर्जलीकरण; और 4) फैटी एसिड की दूसरी वसूली। अंजीर पर। 13 फैटी एसिड के संश्लेषण के लिए एक योजना दिखाता है। फैटी एसिड श्रृंखला विस्तार के एक चक्र में लगातार चार प्रतिक्रियाएं शामिल हैं।

चित्र 13 - फैटी एसिड के संश्लेषण की योजना

पहली प्रतिक्रिया में (1) - संक्षेपण प्रतिक्रिया - एसिटाइल और मैलोनील समूह एक दूसरे के साथ बातचीत करके एसिटोएसिटाइल-एबीपी बनाते हैं, साथ ही साथ सीओ 2 (सी 1) भी निकलते हैं। यह प्रतिक्रिया संघनक एंजाइम b-ketoacyl-ABP सिंथेटेस द्वारा उत्प्रेरित होती है। मैलोनील-एपीबी से विच्छेदित सीओ 2 वही सीओ 2 है जिसने एसिटाइल-एपीबी कार्बोक्सिलेशन प्रतिक्रिया में भाग लिया था। इस प्रकार, संक्षेपण प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, दो-(सी 2) और तीन-कार्बन (सी 3) घटकों से चार-कार्बन यौगिक (सी 4) का निर्माण होता है।

दूसरी प्रतिक्रिया (2) में, बी-केटोएसिल-एसीपी रिडक्टेस, एसीटोएसिटाइल-एसीपी द्वारा उत्प्रेरित एक कमी प्रतिक्रिया को बी-हाइड्रॉक्सीब्यूट्रील-एसीबी में बदल दिया जाता है। कम करने वाला एजेंट एनएडीपीएच + एच + है।

निर्जलीकरण चक्र की तीसरी प्रतिक्रिया (3) में, एक पानी का अणु बी-हाइड्रॉक्सीब्यूट्रील-एपीबी से अलग होकर क्रोटोनील-एपीबी बनाता है। प्रतिक्रिया b-hydroxyacyl-ACP dehydratase द्वारा उत्प्रेरित होती है।

चक्र की चौथी (अंतिम) प्रतिक्रिया (4) क्रोटोनिल-एपीबी की ब्यूटिरिल-एपीबी में कमी है। प्रतिक्रिया एनॉयल-एसीपी रिडक्टेस की कार्रवाई के तहत आगे बढ़ती है। यहाँ अपचायक की भूमिका दूसरे अणु NADPH + H + द्वारा निभाई जाती है।

फिर प्रतिक्रियाओं का चक्र दोहराया जाता है। मान लीजिए कि पामिटिक एसिड (C 16) को संश्लेषित किया जा रहा है। इस मामले में, ब्यूटिरिल-एसीबी का गठन केवल 7 चक्रों में से पहले द्वारा पूरा किया जाता है, जिनमें से प्रत्येक में शुरुआत मोलोनील-एसीबी अणु (सी 3) - प्रतिक्रिया (5) के कार्बोक्सिल अंत में होती है। बढ़ती फैटी एसिड श्रृंखला। इस मामले में, कार्बोक्सिल समूह को सीओ 2 (सी 1) के रूप में साफ किया जाता है। इस प्रक्रिया को निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है:

सी 3 + सी 2 ® सी 4 + सी 1 - 1 चक्र

सी 4 + सी 3 ® सी 6 + सी 1 - 2 चक्र

सी 6 + सी 3 ® सी 8 + सी 1 -3 चक्र

सी 8 + सी 3 ® सी 10 + सी 1 - 4 चक्र

सी 10 + सी 3 ® सी 12 + सी 1 - 5 चक्र

सी 12 + सी 3 ® सी 14 + सी 1 - 6 चक्र

सी 14 + सी 3 ® सी 16 + सी 1 - 7 चक्र

न केवल उच्च संतृप्त फैटी एसिड को संश्लेषित किया जा सकता है, बल्कि असंतृप्त भी। मोनोअनसैचुरेटेड फैटी एसिड एसाइल-सीओए ऑक्सीजनेज द्वारा उत्प्रेरित ऑक्सीकरण (desaturation) के परिणामस्वरूप संतृप्त लोगों से बनते हैं। पौधों के ऊतकों के विपरीत, जानवरों के ऊतकों में संतृप्त फैटी एसिड को असंतृप्त में बदलने की बहुत सीमित क्षमता होती है। यह स्थापित किया गया है कि दो सबसे आम मोनोअनसैचुरेटेड फैटी एसिड, पामिटोलिक और ओलिक, पामिटिक और स्टीयरिक एसिड से संश्लेषित होते हैं। मनुष्यों सहित स्तनधारियों के शरीर में, लिनोलिक (सी 18:2) और लिनोलेनिक (सी 18:3) एसिड, उदाहरण के लिए, स्टीयरिक एसिड (सी 18:0) से नहीं बन सकते हैं। इन अम्लों को आवश्यक फैटी एसिड के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। आवश्यक फैटी एसिड में एराकिडिक एसिड (सी 20:4) भी शामिल है।

फैटी एसिड (डबल बॉन्ड का निर्माण) के विलुप्त होने के साथ-साथ उनका लंबा होना (बढ़ाव) भी होता है। इसके अलावा, इन दोनों प्रक्रियाओं को जोड़ा और दोहराया जा सकता है। फैटी एसिड श्रृंखला का विस्तार मैलोनील-सीओए और एनएडीपीएच + एच + की भागीदारी के साथ संबंधित एसाइल-सीओए में दो-कार्बन अंशों के क्रमिक जोड़ से होता है।

चित्र 14 डीसैचुरेशन और बढ़ाव प्रतिक्रियाओं में पामिटिक एसिड के परिवर्तन पथ दिखाता है।

चित्र 14 - संतृप्त वसीय अम्लों के परिवर्तन की योजना

असंतृप्त में

किसी भी फैटी एसिड का संश्लेषण डेसीलेस एंजाइम के प्रभाव में एसाइल-एसीबी से एचएस-एसीपी की दरार से पूरा होता है। उदाहरण के लिए:

परिणामी एसाइल-सीओए है सक्रिय रूपवसा अम्ल।