Fedtsyre

Biosyntese af monokarboxyliske mættede fedtsyrer med lige kædeRediger

Kortkædede mættede fedtsyrerRediger

Kortkædede fedtsyrer (C4-C11) kan biosyntetiseres ad tre alternative veje:

(a) Ved homologering af α-ketosyrer fra pyrubrinsyre med efterfølgende oxidativ decarboxylering. b) Ved oxidativ spaltning af Δ9-syrer, f.eks. nonansyre fra oxidativ spaltning af oliesyre. c) Ved kortkædede fedtsyresyntaser. F.eks. kommer hexansyre, der anvendes af mange svampe til aflatoksinbiosyntese, fra en hexanoyl-CoA-syntase.

Mellemkædede mættede fedtsyrerRediger

Mediumkædede fedtsyrer (C12-C14) kan biosynteseres ad to alternative ruter:

a) Ved β-oxidation af standard fedtsyrepartialoxidation. b) Ved mellemkædede fedtsyresyntaser.

Ulige kædefedtsyrerRediger

Ulige kædefedtsyrer (C13-C33) kan biosynteseres ad tre alternative veje:

a) Ved delvis β-oxidation af ulige fedtsyrer med længere kæde. b) Ved ulige kædefedtsyresyntaser, hvor propionyl-CoA anvendes i stedet for acetyl-CoA som initiator. c) Ved α-oxidation.

PalmitinsyrerRediger

Standardfedtsyresyntaser (FAS) er dem for palmitinsyre. Det første trin i biosyntesen af fedtsyrer er syntesen af palmitinsyre, en 16-carbon mættet fedtsyre; de andre fedtsyrer fås ved modifikationer af palmitinsyre. Menneskekroppen kan syntetisere næsten alle de fedtsyrer, den har brug for, fra palmitinsyre ved hjælp af en kombination af flere oxidations- og forlængelsesmekanismer.

Palmitinsyre syntetiseres sekventielt i cellens cytosol ved hjælp af det multienzyme polypeptid fedtsyresyntase ved tilsætning af to-kulstofenheder, der leveres af acetylcoenzym A; hele processen forbruger 7 ATP og 14 NADPH; den samlede reaktion er som følger:

8 Acetyl-CoA + 14 (NADPH + H+) + 7 ATP → Palmitinsyre (C16) + 8 CoA + 14 NADP+ + 7 (ADP + Pi) + 6 H2O

Den vigtigste kilde til acetyl-CoA kommer fra citrat (se Krebs-cyklus), som transporteres fra mitokondriens matrix til cytosolen af en specifik transportør i mitokondriens indre membran; Når citrat er i cytosolen, spaltes det til oxaloacetat og acetyl-CoA, en reaktion, der forbruger 1 ATP. Reduktionskraften i form af NADPH leveres af pentosephosphatvejen.

I virkeligheden leveres de sekventielt tilføjede to-kulstofenheder af malonyl-CoA, som igen syntetiseres af enzymet acetyl-CoA-carboxylase, der tilføjer en carboxylgruppe til acetyl-CoA.

Langkædede fedtsyrerRediger

De dannes ved hjælp af elongaser, hvor kædelængden af palmitinsyre øges ved kondensation af malonyl-CoA-molekyler (elongation). Ved denne proces, som finder sted i det endoplasmatiske retikulum og mitokondrier, tilføjes der to kulstofenheder til C16-kæden af palmitinsyre, hvorved der dannes fedtsyrer op til C24.

Uumættede fedtsyrerRediger

Uumættede fedtsyrerRediger

Gennem desaturering, som finder sted i det endoplasmatiske retikulum, indføres cis-dobbeltbindinger i kulbrintekæden af mættede fedtsyrer; processen er kompleks og involverer NADPH, cytochrom b5 og forskellige enzymer (såsom desaturaser). Den første desaturering sker i 9-positionen for at danne cis-isomeren. 9-desaturaser er universelle i levende organismer, især den, der producerer oliesyre. Fedtsyrer med α,β-umættelser ved α,β-carboxyl fremstilles ved delvis β-oxidation.

Acetyleniske fedtsyrerRediger

De fremstilles af særlige desaturaser kaldet acetylenaser for at fremstille alkyner. Et eksempel på denne type syre er taririnsyre.

Flerumættede fedtsyrerRediger

Polyumættede fedtsyrer biosynteseres kun af nogle organismer (f.eks. kan mange dyr ikke biosyntetisere flerumættede fedtsyrer og skal indtages.). Oliesyre kan være umættet én, to eller tre gange, og disse polyumættede derivater kan forlænges yderligere. Eicosapentaensyre biosynteseres f.eks. ikke ved polyumættet arachidinsyre, men ved polyumættet oliesyre efterfulgt af forlængelse og to efterfølgende umættelser.

ReduktionsderivaterRediger

Gennem reduktion af carboxylgruppen eller ved decarbonylering kan der fremstilles:

– Fedtalkoholer og aldehyder

OxidationsderivaterRediger

(a) Katabolisme ved β-oxidation

En af fedtsyrernes vigtigste funktioner er at levere energi til cellen; fra triglyceridaflejringer frigør lipaser fedtsyrer, som i mitokondriernes matrix spaltes til to kulstofenheder i form af acetyl-CoA, en proces, der er kendt som β-oxidation; acetyl-CoA indgår i Krebs-cyklus og NADH og FADH2 indgår i respirationskæden.

(b) Produkter af hydroxylering og peroxylering

Disse dannes ved virkningen af 5-lipoxygenaser og hydroxylaser, f.eks. leukotriener, hepoxyliner, neuroprotectiner, acetyleniske alkoholer og resolviner.

(c) Epoxidationsprodukter

Formet ved monooxygenasers virkning på insatureringer, f.eks. vernolsyre.

(d) (Alkylfuranyl)acylcarboxylsyrer

Formet ved lipoxygenasers virkning i ikke-konjugerede diallyliske systemer. F.eks. wyeron, fedtsyrer og urophansyrer.

(e) Lactoner

Mange fedtsyrer hydroxyleres med intramolekylær esterificering og danner derved lactoner, såsom de flygtige lactoner og cucujoliderne.

(f) Spirocetaler

Mange fedtsyrer reduceres og danner indviklede strukturer af spirocetal-typen. Disse virker ofte som feromoner til insekter, f.eks. chalcograner.

(g) Oxidative spaltningsprodukter

Lipoxygenaser kan forårsage spaltninger i fedtsyrekæderne til dannelse af cykliske kulbrinter (hormosyren), aldehyder (folialdehyder) eller dicarboxylsyrer (traumatisk syre).

Grenede fedtsyrerRediger

Grenede fedtsyrer kan have forskellige biosyntetiske oprindelser:

(a) Isoalkyl- og anteisoalkylcarboxylsyrer: Disse bruger isobuttersyre, 2-methylsmørsyre og isovalerinsyre, fra katabolismen af henholdsvis valin, isoleucin og leucin, som initieringsenheder. b) Methylcarboxylsyrer: De dannes ved SAMe-methylering af umættede syrer. F.eks. tuberkulostearinsyre. c) Polymethylsyrer: dannet ved successive kondensationer af methylmalonyl-CoA, fremstillet af propionyl-Coenzym A.

FedtsyrekondensationsprodukterRediger

a) Alkyltetronater og alkylsuccinsyreanhydrider: Canadensolid. (b) Nonadrider, f.eks. rubratoxin c) Acyloner og 2-alkyl-2-acylacetat-syrer, f.eks. palmiton og corynomycolsyre d) Makroketoner, f.eks. civeton e) Alkyltricarboxylsyrer, f.eks. agarinsyre f) Sphingoider, f.eks. sfingosin g) Lipstatin.

Acetogeniner fra anonaceerRediger

Acetogeniner fra anonaceer stammer fra dannelsen af tetronsyrer fra polydeoxysyrer. F.eks. uvaricin

ω-cykliske fedtsyrerRediger

a) ω-cyclopentenylalkylcarboxylfedtsyrer, f.eks. hydnocarpinsyre. b) ω-cyclocyclohexylalkylcarboxylfedtsyrer. c) ω-cycloheptylalkylcarboxylfedtsyrer. d) ω-arylalkylalkylalkylcarboxylfedtsyrer. (e) Hachijodiner

Endocykliske fedtsyrerRediger

(a) (Alkylcyclopropyl)alkylcarboxylsyrer, såsom malvalinsyre. (b) Produkter af pericykliske reaktioner, såsom endiandronsyre. (c) Prostanoider, der dannes ved endocyklisk cyclisering under påvirkning af cyclooxygenaser. – prostaglandiner – jasmonoider. – Eklonialaktoner. – Thromboxaner.

FedtsyreestereRediger

(a) simple estere (b) hydroxyfedtsyreestere (c) glycerolestere

– Acylglycerider- Phosphatidater- Plasmalogener

d) Fedtamider e) Acylhomoserinlactoner f) Sphingolipider

– Ceramider- Gangliosider- Cerebrosider- Capnoider

g) Cyanolipider