Образование малонил-СоА

Лимитирующей стадией в биосинтезе ЖК является образование малонил-СоА из ацетил-СоА и бикарбоната. Реакция карбоксилирования осуществляется в цитозоле, катализируется ацетил-СоА- карбоксилазой и требует затраты одной молекулы АТР. Участвующий в реакции СО₂ образует свободную карбоксильную группу малонил-СоА.

Ацетил-СоА-карбоксилаза − сложный фермент, простетической группой которого служит биотин (рис.23.4).

Рис.23.4. Строение ацетил-СоА-карбоксилазы

Образование малонил-СоА происходит в две стадии. На первой стадии биотинкарбоксилаза осуществляет АТР-зависимое присоединение СО₂ к атому азота биотина; на второй − активированный СО₂ при участии карбоксилтрансферазы переносится с биотина на ацетил-СоА с образованием малонил-СоА (рис.23.4, 23.5).

Рис.23.5. Образование малонил-СоА

Ацетил-СоА-карбоксилаза − регуляторный фермент. Катализируемая этим ферментом реакция является лимитирующей стадией всего процесса биосинтеза ЖК в животных тканях. Ацетил-СоА-карбоксилаза существует в малоактивной протомерной и активной форме (нитевидный полимер). Взаимопревращение этих форм и факторы, влияющие на данный процесс, приведены на рис. 23.6.

Рис. 23.6. Аллостерическая регуляция и ковалентная модификация ацетил-СоА-карбоксилазы

Положительным аллостерическим эффектором, способствующим образованию полимерной молекулы фермента, служит цитрат, отрицательным ‒ пальмитоил-СоА. Фосфорилирование ацетил-СоА-карбоксилазы, осуществляемое АМР-зависимой протеинкиназой, ингибирует фермент. Поэтому клетка при низкой величине энергетического заряда (много АМР, мало АТР) не синтезирует жирные кислоты. Глюкагон и адреналин ингибируют синтез ЖК, а инсулин − стимулирует (эти гормоны оказывают противоположный эффект на деградацию ЖК).

Экспрессия синтазы жирных кислот регулируется гормонами. Инсулин стимулирует синтез фермента в печени, а полиеновые жирные кислоты уменьшают транскрипцию гена синтазы жирных кислот. В адипоцитах экспрессия гена синтазы жирных кислот ингибируется лептином, играющим важную роль в регуляции приема пищи и метаболизме жирных кислот.