Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






В. Реакции, катализируемые синтетазой ВЖК






Биосинтез жирных кислот – циклическое повторение отдельных ферментативных реакций на мультиферментном комплексе, образованном шестью ферментами и ацилпереносящим белком (АПБ), который тоже является ферментом, находящимся в центре. Поэтому часто принимают мультиферментный комплекс (синтетазу высших жирных кислот), состоящий из семи ферментов.

Синтетаза высших жирных кислот (синтаза высших жирных кислот) - полифункциональный комплекс у высокоорганизо­ванных форм имеет молекулярную массу 400 000-560 000 Да. Син­таза высших жирных кислот позвоночных состоит из двух иден­тичных полипептидных цепей, то есть представляет собой димер. Каж­дая из цепей (мономеров) длиной около 2300 аминокислотных остатков образует в третичной структуре три домена и в их соста­ве 7 субдоменов, одним из которых является ацилпереносящий белок (АПБ), а шести остальным присуща определенная фермен­тативная функция (рис.13).

В каждый из двух мономеров в составе соответствующих доменов входят следующие ферменты (субдомены):

1) β -кетоацилсинтаза (конденсирующий фермент);

2) трансацилаза (сочетает две активности: ацилтрансферазы и малонил- трансферазы);

3) β -кетоацилредуктаза;

4) β -оксиацилдегидратаза;

5) еноилредуктаза;

6) тиоэстераза (принимает участие только на заключительной стадии синтеза пальмитиновой кислоты).

Ацилпереносящий белок (АПБ) служит «якорем», к SH-группе кото­рого в ходе удлинения цепи жирной кислоты прикрепляются ацильные промежуточные продукты.

 

Рис.13. Синтетаза ВЖК

Примечание: Комплекс — димер из двух идентичных полипептидных цепей, каждый из которых имеет 7 активных центров и ацилпереносящий белок (АПБ). SH-группы протомеров принадлежат различным радикалам. Одна SH-группа принадлежит цистеину, другая — остатку фосфопантетеиновой кислоты. SH-группа цистеина одного мономера расположена рядом с SH-группой 4-фосфопантетеината другого протомера. Таким обра­зом, протомеры фермента расположены «голова к хвосту». Хотя каждый мономер содержит все каталитические центры, функ­ционально активен комплекс из 2 протомеров. Поэтому реально синтезируются одновременно 2 жирных кислоты. Для упроще­ния в схемах обычно изображают последовательность реакций при синтезе одной молекулы кислоты.

 

Специфи­ческая SH-группа тиоламина АПБ входит в состав 4 /- фосфопантотеновой простетической группы, включающей витамин В3, то есть АПБ снабжен своеобразной вращающей «ручкой», торчащей наружу из центральной части комплекса. Она перемещает промежуточные соединения от одного фермента к другому (рис.14).

 

4 / -Фосфопантотеин

 
 


Пантотеновая кислота

 

Рис.14. Строение «ручки» (простетической группы) АПБ

Каждый из двух мономеров синтетазы хотя и включает все семь субдоменов, участвующих в биосинтезе жирных кислот, однако не является функциональной единицей синтазы. В состав функци­ональной единицы синтазы входят субдомены обоих мономеров: два одного и пять другого, что показано пунктиром на рис.13.

Синтез на мультиферментном комплексе начинается с переноса ацетильной группы CH3CO~SKoA и малонильной группы HOOC-CH2CO ~ SKoA на сульфгидрильную группу АПБ:

 

1) Перенос ацильного остатка из CH3CO ~ SKoA на HS-группу β -кетоацил-синтазы (Еконд) на первом (одном из двух) мономере катализируется ферментом ацетил-КоА-трансферазой (трансацилазы):

 

CH3CO ~ SKoA + HSАПБ → CH3CO ~ SАПБ + HS~KoA

 

2) На следующей стадии «ручка» АПБ второго мономера при­нимает на себя малонил из малонил-КоА под действием фермента малонил-КоА-трансферазы (трансацилазы):

 

HOOC-CH2CO ~ SKoA + HS~АПБ → HOOC-CН2-CO ~ SАПБ + HS~KoA

 

3) Третья стадия является стадией конденсации. Ацетильный и малонильный остатки, связанные каждый с АПБ, взаимодействуют между собой (конденсируются) с выделением углекислого газа и образованием ацетоацетил-SАПБ (β -кетобутирил-SАПБ). Реакция катализируется

β -кетоацил-АПБ-синтетазой. Реакция конденсации является высоко экзергоничной реакцией:

 

CH3CO~SAПБ + HOOC-CH2CO~SAПБ → CO2 + CH3COCH2CO~SAПБ + HS~AПБ β -кетобутирил-SАПБ

 

Ацетил-Еконд и малонил-АПБ на первом мономере реагируют друг с другом таким образом, что ацетильная группа ацетил-Еконд доставляет 3-й и 4-й атомы углерода для ацетоацетильной группы β -кетобутирил-АПБ. В результате этой реакции из свободной кар­боксильной группы малонил-АПБ высвобождается СО2.

Образу­ющаяся молекула СО2 содержит тот же атом углерода, который включился в малонил-АПБ в процессе ацетил-КоА-карбоксилазной реакции. Оксид углерода (IV) в синтезе высших жирных кислот играет роль катализатора, поскольку он удаляется сразу же после того, как встраивается каждая следующая двууглеродная единица. Декарбоксилирование малонила позволяет реакции пройти до кон­ца и является движущей силой биосинтеза жирных кислот.

 

4) На четвертой стадии β -кетобутирил-АПБ восстанавливается. Фермент β -кетоацил-АПБ-редуктаза, коферментом которого является восстановленный НАДФН+Н+, превращает β -кетобутирил-АПБ в β -гидроксибутирил-АПБ (β -оксибутирил-АПБ):

 

β -кетобутирил-АПБ β -гидроксибутирил-АПБ

5) На пятой стадии образующийся β -оксибутирил-АПБ дегид­ратируется на втором мономере. Дегидратация приводит к образованию ненасыщенного кротонил-АПБ (еноил-АПБ) при участии фермента β -гидроксиацил-АПБ-дегидратаза:

 

CH3CH-CH2-CO~S-АПБ → СH3CH=CHCO~S-АПБ + H2O.

 

OH

β -гидроксибутирил-АПБ кротонил-АПБ

6) На шестой стадии происходит восстановление ненасыщенного кротонил-АПБ до бутирил-АПБ, которое катализируется ферментом еноил-АПБ-редуктазой, коферментом которого является НАДФН+Н+:

 

CH3CH=CH-CO~S-АПБ + НАДФН+Н+ → НАДФ+ + CH3CH2CH2CO ~S-АПБ.


Поделиться с друзьями:

mylektsii.su - Мои Лекции - 2015-2024 год. (0.011 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал