Sinteza maščobnih kislin se začne iz acetil koencima A in približno ustreza obratni poti njihove razgradnje; pri sintezi maščobnih kislin se izhodiščnemu acetil koencimu A doda vrsta fragmentov bikarbonata.
Sinteza maščobnih kislin je popolnoma citoplazmatska (tj. Encimi, ki katalizirajo to sintezo, se nahajajo v citoplazmi). Acetil koencim A, ki se uporablja v citoplazmi za sintezo maščobnih kislin, je mitohondrijskega izvora: majhen del se transportira skozi karnitin z delovanjem dveh encimov acil transferaze (enega citoplazmatskega in enega mitohondrijskega) in encima translokaze. Del acetila koencim A iz mitohondrijskega izvora pridobivamo po posebni poti: citratna liza (ime izvira iz prvega encima te poti).
Acetil koencim A, prisoten v mitohondrijih, izhaja iz glikolize po delovanju piruvat dehidrogenaze; Acetil koencim A deluje pod vplivom encima citrat sintaze: ta encim katalizira nastanek citrata z reakcijo acetil koencima A z oksaloacetatom. krebsov cikel) lahko zapustijo mitohondrije in dosežejo citoplazmo, kjer jih encim citratna liza, ki porabi energijo, pretvori nazaj v acetil koencim A in oksaloacetat. Na ta način je v citoplazmi na voljo acetil koencim A; nastali oksaloacetat pa je treba vrniti v mitohondrije, da bo spet na voljo za encim citrat sintazo.
Oksaloacetat se nato z delovanjem encima pretvori v malat malat dehidrogenaza citoplazemski (porabljen je citoplazemski NADH): malat je prepustni presnovek in lahko ponovno vstopi v mitohondrije, kjer se pod delovanjem encima mitohondrijske maladehidrogenaze pretvori v oksaloacetat (pridobi se tudi NADH); citoplazemski bolnik lahko alternativno deluje na jabolčni encim, ki izvaja dekarboksilacijo in dehidrogenacijo, da se pretvori v piruvat. Jabolčni encim deluje na NADP + (podoben je nikotinamid adenindinukleotidu, vendar ima za razliko od tega fosforno skupino na drugi hidroksilni skupini na eni od dveh enot riboze), zato se pri prehodu iz malata v piruvat proizvaja NADPH ( ki se uporablja pri biosintezi) Piruvat nato vstopi v mitohondrije, kjer se z delovanjem piruvat karboksilaze ali v acetil koencim A s pomočjo piruvat dehidrogenaze pretvori v oksaloacetat.
Poglejmo primer: osem molekul acetil koencima A je potrebno za sintezo palmitinske kisline (veriga s šestnajstimi atomi ogljika), vendar se kot ena uporablja le ena od njih: sedem molekul acetil koencima A se z encimom pretvori v malonil koencim A acetil koencim A karboksilaza (ta encim uporablja molekulo CO2 in ima kot kofaktor biotin).
Encim acetil koencima A karboksilaze lahko obstaja v skoraj neaktivni dispergirani obliki in aktivni agregatni obliki (približno dvajset enot); prehod iz razpršene v agregatno obliko se pojavi, ko je v citoplazmi "visoka koncentracija citrata: citrat je pozitiven modulator encima acetil koencima A karboksilaze.
Encim acetil koencima A karboksilaze ima druge pozitivne (insulin) in negativne (glukagon, adrenalin in acil koencim A) modulatorje.
Analizirali bomo sintezo maščobnih kislin v bakteriji escherichia coli, v kateri ta sinteza poteka z delovanjem sedmih različnih proteinov; v evkariontskih celicah je mehanizem, po katerem poteka sinteza maščobnih kislin, podoben bakterijskemu, vendar je pri evkariontih sedem encimov, odgovornih za sintezo, združeno v dva multiencimska kompleksa A in B.
Pri bakterijah kodira sedem različnih genov za:
- ACP (beljakovina nosilca acila);
- ACP-acetil transacetilaza;
- ACP.malonil transacetilaza;
- β-keto-acil-ACP sintaza (kondenzacijski encim);
- β-keto-acil-ACP reduktaza;
- D-β-hidroksi-acil dehidratazo;
- enoil-ACP redigirano.
Pri evkariontih kodirata dva gena za:
Podenota A
AKP;
Kondenzacijski encim
β-keto-acil-ACP reduktaza.
Podenota B
ACP-acetil transacetilaza;
ACP-malonil transacetilaza;
D-β-hidroksi-acil dehidratazo;
enoil-ACP redigirano.
Sedem beljakovin Escherichia coli je razporejenih tako, da obstaja osrednji (ACP), ostalih šest pa okoli njega.
V njegovo encimsko delovanje sodelujeta dve skupini sulfhidrilnih skupin: ena pripada cisteinu in ena pripada dolgi roki fosfopanteina; ACP se veže na substrat, ki je preko fosfopanteteinskega kraka v stiku z drugimi encimi, ki tako lahko izvajajo svoje encimsko delovanje.
Acetil koencim A (s pomočjo ACP acetil transacilaze) se veže na encim ACP (natančneje na žveplo cisteina, ki tvori derivat cisteila) in se sprošča koencim A; nato posreduje ACP-malonil transakcilaza, ki katalizira napad malonila na fosfopanteteinu (tudi v tem procesu se sprošča koencim A, ki je bil sprva vezan na malonil).
Naslednji korak vključuje β-keto-acil ACP sintazo, ki je kondenzacijski encim: omogoča fuzijo med obema okostjema; malonil se zlahka dekarboksilira in nastane karbonil acetilnega derivata cisteina: cistein se sprosti in nastane derivat β-keto (acetil acetil) fosfopantetina.
Nato se vmeša β-keto-acil-ACP reduktaza, ki dodatno reducira karbonil v encim ACP (hidroksid tvori NADPH, ki se reducira na NADP +).
Zdaj deluje 3-hidroksi-acil ACP dehidrataza (pride do dehidracije), kar vodi v nastanek nenasičenega sistema (alken).
Naslednji postopek vključuje enoil-ACP-reduktazo (izvede hidrogeniranje: nastane alkan in NADPH se reducira na NADP +).
Zadnja faza vključuje pretvorbo acil produkta, pridobljenega iz prvega cikla, v spojino, ki je sposobna začeti drugi cikel: encim transacilaza prenese acil na cistein, pri čemer ostane prosto mesto pantetina, ki bo zdaj pripravljen vezati drugega malonil.
Pri β-oksidaciji se molekula FAD uporablja za pridobivanje nenasičenega presnovka α-β presnovka trans enoil koencima A z dehidriranjem; pri sintezi maščobnih kislin se namesto tega uporabi molekula NADPH, ki povzroči nasprotno reakcijo.
Običajno se sintetizirajo maščobne kisline s šestnajstimi atomi ogljika, lahko pa nastanejo tudi maščobne kisline z osemnajstimi, dvajsetimi ali dvaindvajsetimi atomi ogljika; maščobne kisline se nato esterificirajo v tvorbo trigliceridov z aktiviranim glicerolom (tj. glicerol 3-fosfat). Slednje je mogoče pridobiti iz dihidroksi aceton fosfata z delovanjem encima glicerol fosfat dehidrogenaza ali iz glicerola preko encima glicerol kinaza.
Sintetizirane maščobne kisline je treba poslati v maščobno tkivo; v krvnem obtoku se prenašajo v obliki trigliceridov ali deloma kot taki z uporabo transportnega proteina, ki je albumin.
