Rasvahappo

Yksikarboksyylien suoraketjuisten tyydyttyneiden rasvahappojen biosynteesi Muokkaa

Lyhytketjuiset tyydyttyneet rasvahapot Muokkaa

Lyhytketjuisia rasvahappoja (C4-C11) voidaan biosyntetisoida kolmella vaihtoehtoisella reitillä:

a) Homologoimalla α-ketohappoja pyrulihaposta ja sitä seuraavalla oksidatiivisella dekarboksylaatiolla. b) Δ9-happojen oksidatiivisella pilkkomisella, esim. nonaanihappo öljyhapon oksidatiivisesta pilkkomisesta. c) Lyhytketjuisten rasvahapposyntaasien avulla. Esimerkiksi heksaanihappo, jota monet sienet käyttävät aflatoksiinin biosynteesissä, on peräisin heksaanyyli-CoA-syntaasista.

Keskipitkäketjuiset tyydyttyneet rasvahapot Muokkaa

Keskipitkäketjuisia rasvahappoja (C12-C14) voidaan biosyntetisoida kahta vaihtoehtoista reittiä:

a) Normaalien rasvahappojen osittaisen hapettumisen β-oksidaatiolla. b) Keskipitkäketjuisten rasvahappojen syntaasien avulla.

Parittoman ketjun rasvahapotEdit

Parittoman ketjun rasvahappoja (C13-C33) voidaan biosyntetisoida kolmella vaihtoehtoisella reitillä:

a) Pitempiketjuisten parittomien rasvahappojen osittaisella β-oksidaatiolla. b) Parittoman ketjun rasvahapposyntaasien avulla, jolloin aloittajana käytetään propionyyli-CoA:ta asetyyli-CoA:n sijaan. c) α-oksidaation avulla.

PalmitiinihapotMuokkaa

Vakiomuotoiset rasvahapposyntaasit (FAS) ovat palmitiinihapon syntaaseja. Rasvahappojen biosynteesin ensimmäinen vaihe on palmitiinihapon synteesi, joka on 16-hiilinen tyydyttynyt rasvahappo; muut rasvahapot saadaan palmitiinihapon muunnoksilla. Ihmiskeho pystyy syntetisoimaan palmitiinihaposta lähes kaikki tarvitsemansa rasvahapot useiden hapettumis- ja venytysmekanismien yhdistelmällä.

Palmitiinihappo syntetisoidaan peräkkäin solun sytosolissa multientsymaattisen polypeptidirasvahapposyntaasin vaikutuksesta lisäämällä asetyylikoentsyymi A:n tuottamia kahden hiilen yksiköitä; koko prosessi kuluttaa 7 ATP:tä ja 14 NADPH:ta; kokonaisreaktio on seuraava:

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

Pääasiallinen asetyyli-CoA:n lähde on peräisin sitraatista (vrt. Krebsin kiertokulku), joka kuljetetaan mitokondrion matriisista sytosoliin erityisellä siirtimellä mitokondrioiden sisemmässä kalvossa; Sytosoliin päästyään sitraatti pilkkoutuu oksaloasetaatiksi ja asetyyli-CoA:ksi, mikä kuluttaa 1 ATP:tä. Pelkistävä voima NADPH:n muodossa saadaan pentoosifosfaattireitiltä.

Todellisuudessa peräkkäin lisätyt kaksi hiiliyksikköä saadaan malonyyli-CoA:sta, jonka puolestaan syntetisoi asetyyli-CoA-karboksylaasientsyymi, joka lisää karboksyyliryhmän asetyyli-CoA:han.

Pitkäketjuiset rasvahapot Muokkaa

Ne muodostuvat elongaasien vaikutuksesta, jolloin palmitiinihapon ketjun pituutta kasvatetaan kondensoimalla malonyyli-CoA-molekyylejä (elongaatio). Tässä endoplasmisessa retikulumissa ja mitokondrioissa tapahtuvassa prosessissa palmitiinihapon C16-ketjuun lisätään kaksi hiiliyksikköä, jolloin saadaan rasvahappoja C24-ketjuun asti.

Tyydyttymättömät rasvahapot Muokkaa

Monityydyttymättömät rasvahapot Muokkaa

Tyydyttyneiden rasvahappojen hiilivetyketjuun lisätään cis-kaksoissidoksia endoplasmisessa retikulumissa tapahtuvan desaturaation avulla; prosessi on monimutkainen, ja siihen osallistuu NADPH:ta, sytokromi b5:tä ja erilaisia entsyymejä (kuten desaturaaseja). Ensimmäinen desaturaatio tapahtuu 9-asennossa, jolloin muodostuu cis-isomeeri. 9-desaturaasit ovat yleisiä elävissä organismeissa, erityisesti se, joka tuottaa öljyhappoa. Rasvahapot, joilla on α,β-karboksyylin kohdalla α,β-kyllästymättömyys, syntyvät osittaisella β-hapettumisella.

AsetyleenirasvahapotEdit

Ne tuotetaan erityisten desaturaasien, joita kutsutaan asetyleenilaaseiksi, avulla alkyyneiksi. Esimerkki tämäntyyppisestä haposta on tarriinihappo.

Monityydyttymättömät rasvahapotEdit

Polytyydyttymättömiä rasvahappoja syntetisoivat biosynteettisesti vain jotkin organismit (esim. monet eläimet eivät syntetisoi biosynteettisesti monityydyttymättömiä rasvahappoja, vaan ne on syötävä). Öljyhappo voi olla tyydyttymätön kerran, kahdesti tai kolmesti, ja näitä monityydyttymättömyysjohdannaisia voidaan edelleen pidentää. Esimerkiksi eikosapentaeenihappoa ei syntetisoida arakidihapon monityydyttymättömyydellä vaan öljyhapon monityydyttymättömyydellä, jota seuraa venytys ja kaksi seuraavaa tyydyttymättömyyttä.

Pelkistysjohdannaiset Muokkaa

Karboksyyliryhmän pelkistämisellä tai dekarbonyloimalla voidaan tuottaa:

– Rasva-alkoholit ja aldehydit

Hapettumisjohdannaiset Muokkaa

a) Katabolia β-oksidaatiolla

Yksi rasvahappojen tärkeimmistä tehtävistä on tuottaa energiaa solulle; triglyseridikerrostumista lipaasit vapauttavat rasvahappoja, jotka pilkkoutuvat mitokondriomatriisissa kahden hiilen yksiköiksi asetyyli-CoA:ksi, prosessia kutsutaan β-oksidaatioksi; asetyyli-CoA siirtyy Krebsin kiertokulkuun ja NADH ja FADH2 siirtyvät hengitysketjuun.

b) Hydroksylaatio- ja peroksylaatiotuotteet

Näitä muodostuu 5-lipoksygenaasien ja hydroksylaasien vaikutuksesta, esim. leukotrieenit, hepoksyliinit, neuroprotektiinit, asetyleeniset alkoholit ja resolviinit.

(c) Epoksidaatiotuotteet

Muodostuvat monooksygenaasien vaikutuksesta tyydyttymättömyyksiin, kuten vernolihappo.

(d) (Alkyylifuranyyli)asyylikarboksyylihapot

Muodostuvat lipoksygenaasien vaikutuksesta ei-konjugoituneissa diallyylijärjestelmissä. Esim. wyeroni, rasvahapot ja urofaanihapot.

e) Laktonit

Monet rasvahapot hydroksyloidaan intramolekulaarisella esteröitymisellä, jolloin muodostuu laktoneja, kuten haihtuvat laktonit ja kurkkujolidit.

f) Spirosetaalit

Monet rasvahapot pelkistyvät ja muodostavat monimutkaisia spirosetaalityyppisiä rakenteita. Nämä toimivat usein hyönteisten feromonina, esim. kalsogranit.

g) Oksidatiiviset pilkkoutumistuotteet

Lipoksigenaasien toiminta voi aiheuttaa rasvahappoketjujen pilkkoutumista syklisiksi hiilivedyiksi (hormosyreeni), aldehydeiksi (folialdehydit) tai dikarboksyylihapoiksi (traumaattinen happo).

Haarautuneet rasvahapot Muokkaa

Haarautuneilla rasvahapoilla voi olla erilaisia biosynteettisiä lähtökohtia:

a) Isoalkyyli- ja anteisoalkyylikarboksyylihapot: Näissä käytetään aloitusyksikköinä isobutaanihappoa, 2-metyylivoihappoa ja isovaleria, jotka ovat peräisin vastaavasti valiinin, isoleusiinin ja leusiinin kataboliasta. b) Metyylikarboksyylihapot: Nämä muodostuvat tyydyttymättömien happojen SAMe-metylaatiosta. Esim. tuberkulosteariinihappo. c) Polymetyloidut hapot: muodostuvat propionyylikoentsyymi A:sta saadun metyylimalonyyli-CoA:n peräkkäisten kondensaatioiden tuloksena.

Rasvahappojen kondensaatiotuotteetEdit

a) Alkyylitetronaatit ja alkyylimalonyyli-amppelsiinihappoanhydridit: Canadensolide. (b) nonadridit, kuten rubratoksiini; c) asylonit ja 2-alkyyli-2-asyylietikkahapot, kuten palmitoni ja korinomykolihappo; d) makroketonit, kuten siviletoni; e) alkyltrikarboksyylihapot, kuten agarihappo; f) sfingoidit, kuten sfingosiini; g) lipstatiini.

Annonaceous acetogeninsEdit

Annonaceous acetogenins are derived from the formation of tetronic acids from polydeoxy acids. Esim. uvarisiini

ω-sykliset rasvahapot Muokkaa

a) ω-syklopentyylialkyylikarboksyylirasvahapot, kuten hydnokarpiinihappo. b) ω-sykloheksyylialkyylikarboksyylirasvahapot. c) ω-sykloheptyylialkyylikarboksyylirasvahapot. d) ω-aryylialkyylialkyylikarboksyylirasvahapot. (e) Hachijodiinit

Endosykliset rasvahapotEdit

(a) (Alkyylisyklopropyyli)alkyylikarboksyylihapot, kuten malvaliinihappo. (b) Perisyklisten reaktioiden tuotteet, kuten endiandriinihappo. (c) Prostanoidit, jotka muodostuvat endosyklisellä syklisaatiolla syklooksygenaasien vaikutuksesta. – Prostaglandiinit. – jasmonoidit. – Eklonialaktonit. – Tromboxaanit.

Rasvahappoesterit Muokkaa

a) yksinkertaiset esterit b) hydroksirasvahappoesterit c) glyseroliesterit

– Asyyliglyseridit- fosfatidaatit-. Plasmalogeenit

d) Rasvaamidit e) Asyylihomoseriinilaktonit f) Sfingolipidit

– Keramidit- Gangliosidit- Cerebrosidit- Kapnoidit

g) Syanolipidit