18 biosintesi acidi grassi
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11
BIOSINTESI DEGLI ACIDI BIOSINTESI DEGLI ACIDI GRASSIGRASSI
22
Mitocondri
Perossisomi/Gliossisomi
CitoplasmaPlastidi
33
Regola
La biosintesi degli acidi grassi è l’assemblaggiodi unità di acetilCoA (precisamente di malonil-CoA) fino a formare il palmitato (C16 saturo)
La biosintesi degli acidi grassi è l’assemblaggiodi unità di acetilCoA (precisamente di malonil-CoA) fino a formare il palmitato (C16 saturo)
Attivazione
Allungamento
Termine
3 Fasi
44
CH3C~SCoA
O
ATTIVAZIONE
-OOC-CH2C~SCoAO
HCO3-
NN
O
SCH2CH2CH2CH2CO
HH
LYS
NHCH2CH2CH2CH2 ENZYME
NN
O
SCH2CH2CH2CH2CO
HC
O
O
Carbossibiotina
Biotin
carbonio attivo
Acetil-CoA carbossilasi
CO2
Cofattore
ATP
ADP + Pi
55
I tappa I tappa –– attivazione dellattivazione dell’’acetilacetil CoACoA a a malonilmalonil CoACoA nel citoplasmanel citoplasma
66
77
88
Complesso dellComplesso dell’’acido grasso acido grasso sintasisintasi
Complesso multienzimatico costituito da sette catene proteiche e da almeno altre tre proteine associate ad un singolo complesso proteico altamente organizzato
99
1010
Braccio flessibile: àncorale catene di acido grasso in crescita sulla superficie del complesso dell’acido grasso sintasi e trasporta gli intermedi delle reazioni da un sito all’altro
1111
Reazione totale
CH3C~SCoA
O
CH3C-
O
CH2C~S-O
ACP
HS-CoACO2
NOTE:Malonil-CoA diventa il COOH terminaleLa catena nascente è legata all’ACP
Acyl CarrierProtein
CO2, HS-CoA sono rilasciati ad ogni reazionedi condensazione
Malonyl-CoA + ACP
-OOC-CH2C~S-O
ACP + HS-CoA
Iniziazione
1212
Acil carrier proteina10 kDa
Cisteamina
Fosfopanteteina
HS-CH2-CH2-N-C-CH2-CH2-N-C-C-C-CH2-O-P-O-P-O-CH2O O O
OH H
H
HO CH3
H
O
OO Adenine
O-P-OO
OHOH
H
Coenzima A
Acil carrier proteinaAcil carrier proteina
HS-CH2-CH2-N-C-CH2-CH2-N-C-C-C-CH2-O-P-O-CH2-Ser-O O O
OH H
H
HO CH3
H
ACP
1313
ACP – proteina che trasporta acili
Residuo di cisteina della β-chetoacil-ACP-sintasi
I reazione: acetilCoA trasferito sul residuo di cisteina dalla acetil CoA –ACPtransacetilasi(AT)
1414
II reazione: malonilCoA trasferito sul residuo di fosfopanteteinadell’ACP dalla maloniltransferasi (MT)
1515
III reazione: condensazione di acetilCoA e malonil CoA tramite la β-chetoacil ACP sintasi(KS)
Viene eliminata la molecola di CO2 che èservita per sintetizzare il malonil CoA dalla acetilCoA carbossialsi
1616
IV reazione: riduzione a β-idrossibutirril-ACP da parte di β-chetoacil-ACP reduttasi (KR)
1717
V reazione: perdita di una molecola di H2O con formazione del trans-Δ2-butenil-ACP da parte di β-idrossiacil-ACP deidratasi (HD)
1818
VI reazione: riduzione del doppio legame con formazione del butirril-ACP da parte di enoil-ACP reduttasi (ER)
1919
VII reazione: trasferimento del gruppo butirrile dal residuo di fosfopanteteina dell’ACP al residuo di cisteina del KS reazione catalizzata dall’AT
2020
2121
CH3C-
O
CH2C~S-O
ACP
NADPH
CH3CH2CH2C~S-
O
ACP
CH3C-CH2C~S-O
ACPHO
H
CH3C-= C- C~S-O
ACPH
H
-H2O
NADPH
β-Carbonio Allungamento
D isomero
Riduzione
Deidratazione
Riduzione
β-chetoacil-ACP reduttasi
β -idrossiacil- ACP deidratasi
Enoil-ACP reduttasi
2222
-KS
CO2
-S-ACP
Terminazione Chetoacil ACPsintasi
Libero di legare ilMalonil-CoA
Trasferimento a KS
Uscita CO2
Trasferimento al malonilCoA
-CH2CH2CH2C~S-
O
ACP
Quando è raggiunto lo stadio C16, invece di trasferirsi al KSinterviene una molecola di H2O e l’acido grasso è rilasciato
2323
Acetil-CoA + 7 malonil-CoA + 14NADPH + 14H+
Palmitato + 7CO2 + 14NADP+ + 8 HSCoA + 6H2O
7 Acetil-CoA + 7CO2 + 7ATP 7 malonil-CoA +7ADP + 7Pi + 7H+
8 Acetil-CoA + 14NADPH + 7H+ + 7ATP Palmitato + 14NADP+ + 8 HSCoA + 6H2O + 7ADP + 7Pi
7H+
Reazione complessivaReazione complessiva
2424
SintesiSintesi deglidegli acidiacidi grassigrassi
8Acetil CoA + 7ATP + 14NADPH
Palmitato (C16) + 7ADP + 14NADP+
2525
Produzione di NADPHProduzione di NADPH
2626
2727
2828
Fase Fase ossidativaossidativa
2929
Fase Fase ossidativaossidativa
3030
Fase Fase ossidativaossidativa
3131
ACETIL ACETIL CoACoA
CELLULE ANIMALI
CELLULE VEGETALI
PDH mitocondriale PDH mitocondriale
PDH plastidiale
3232
Acetil CoA
Glucosio
Piruvato
Degradazione di aminoacidi
mitocondri
Acetil CoA citoplasma?
3333
COO
COOHO-C-COO
CH2
CH2
COO
COOHO-C-COO
CH2
CH2
Citrato liasiAcetil-CoA
COO
COOCH2
C=O
COO
COOCH2
HO-C-H
NADH
OAA
L-malato
C=OCOO
CH3
NADP+
NADPH + H+
L-malate
mitocondrio
CytosolPyruvate
Enzima malicoOAA
Acetyl-CoACO2
PyrCO2
MalatoDeidrogenasi
HS-CoA
3434
Trasferimento di acetil CoA dai mitocondri al citosol
3535
3636
3737
Biosintesi degli acidi grassi nelle pianteBiosintesi degli acidi grassi nelle piante
ha luogo all’interno dei plastidi;
Elevato consumo di NADPH: nei cloroplasti esposti alla luce NADPH deriva dalla fotosintesi, al buio e nei tessuti privi di cloroplasti NADPH deriva dalla via dei pentoso fosfati;
I mitocondri forniscono intermedi ai plastidi come malato e piruvato che sono convertiti in acetil CoAper la sintesi di acidi grassi
3838
3939
Regolazione della biosintesi degli acidi grassiRegolazione della biosintesi degli acidi grassi
4040
AcetilAcetil CoACoA carbossilasicarbossilasi
attivato da citrato;
inibito da glucagone
Cellule animaliCellule animali
4141
Inibitore della CAT1 (carnitinaaciltransferasi I)
Degradazione acidi grassi
Attivatore della acetil CoAcarbossilasi
Biosintesi acidi grassi
Sintesi di malonil CoA
Inibitore della PFK1 fosfofrutto chinasi 1
4242
Acidi grassi liberi Acidi grassi liberi
ββ--ossidazioneossidazione
AcetilAcetil CoACoAcarbossilasicarbossilasi
AcetilAcetil CoACoAcarbossilasicarbossilasi
P
Inibizione della biosintesi degli acidi grassi
4343
4444
4545
4646
AcetilAcetil CoACoA carbossilasicarbossilasi
Cellule vegetaliCellule vegetali
attivato da Mg2+;
attivato da pH basico
4747
Palmitato (16:0)
Acidi grassi saturi a catena lunga
Sistema di allungamento degli acidi grassi
Acidi grassi insaturi
Sistema di insaturazione
Acil CoAdesaturasiElongasi
4848
SINTESI ACIDI GRASSI
8:0 ACP
12:0 ACP
14:0 ACP
16:0 ACP
18:0 ACP
18:1Δ9 ACP
10:0 ACP
18:1Δ9Trovati in molti tessuti di tutte le specie
16:0
10:0
12:0
14:0
FatBFatB
FatBFatB
FatAFatA
CLOROPLASTI CITOSOL
4949
Acil CoA saturo-ACP (acido stearico(18:0))
Acil CoAmonoinsaturo-ACP
(acido oleico(18:1Δ9))
2 Feredossina ridotta
2 Feredossina ossidata
O2
H2OΔΔ99 ΔΔ1212 ΔΔ1515
ACIL ACIL CoACoA DESATURASIDESATURASI
STEARIL ACP ΔΔ9 DESATURASI9 DESATURASI
Esistono altre desaturasi in grado di formare doppi legami in posizione 12 e 15. Inoltre esistono enzimi in grado di formare più insaturazioni. Localizzazione sia plastidiale sia nel reticolo endoplasmatico
5050
5151
acido grasso
acido grasso
acido grasso
glic
erol
o
fosfato
acido grasso
acido grasso
glic
erol
o
base fosfato
acido grasso
sfin
gosi
na
base
sfingolipidi
monoglicerididigliceriditrigliceridi glicerofosfolipidi
fosfolipidi glicolipidi
lipidi polarilipidi polarilipidi neutrilipidi neutri
gliceridi steroli
acido grasso
sfin
gosi
na
zucchero
5252
5353
5454
5555
Biosintesi del colesteroloBiosintesi del colesterolo
HO
1
2
3
45
67
89
10
11
12
13
14 15
1617CH3
CH3
H3C CH3
CH3
5656
5757
5858