Acizi grași

Biosinteza acizilor grași saturați monocarboxilici cu catenă dreaptăEdit

Acizi grași saturați cu catenă scurtăEdit

Acizii grași cu catenă scurtă (C4-C11) pot fi biosintetizați prin trei căi alternative:

(a) Prin omologarea α-cetoacizilor din acid piruvic cu decarboxilare oxidativă ulterioară. b) Prin scindarea oxidativă a acizilor Δ9, de exemplu, acidul nonanoic din scindarea oxidativă a acidului oleic. c) Prin sintetazele acizilor grași cu lanț scurt. De exemplu, acidul hexanoic utilizat de multe ciuperci pentru biosinteza aflatoxinelor provine de la o hexanoil-CoA sintetază.

Acizi grași saturați cu lanț mediuEdit

Acizii grași cu lanț mediu (C12-C14) pot fi biosintetizați pe două căi alternative:

a) Prin β-oxidare parțială a acizilor grași standard. b) Prin sintetaze ale acizilor grași cu lanț mediu.

Acizi grași cu catenă imparăEdit

Acizii grași cu catenă impară (C13-C33) pot fi biosintetizați pe trei căi alternative:

a) Prin β-oxidarea parțială a acizilor grași impari cu catenă mai lungă. b) Prin sintetaze ale acizilor grași cu catenă impară, în care propionil-CoA este utilizat în locul acetil-CoA ca inițiator. c) Prin α-oxidare.

Acizi palmiticiEdit

Sintazele standard ale acizilor grași (FAS) sunt cele pentru acidul palmitic. Prima etapă în biosinteza acizilor grași este sinteza acidului palmitic, un acid gras saturat cu 16 atomi de carbon; ceilalți acizi grași sunt obținuți prin modificarea acidului palmitic. Organismul uman poate sintetiza aproape toți acizii grași de care are nevoie din acidul palmitic printr-o combinație de mai multe mecanisme de oxidare și alungire.

Acidul palmitic este sintetizat secvențial în citosolul celulei prin acțiunea polipeptidei polipeptidice multienzimatice sintetază a acizilor grași, prin adăugarea de unități cu două atomi de carbon furnizate de acetil coenzima A; întregul proces consumă 7 ATP și 14 NADPH; reacția globală este următoarea:

8 Acetil-CoA + 14 (NADPH + H+) + 7 ATP → Acid palmitic (C16) + 8 CoA + 14 NADP+ + 7 (ADP + Pi) + 6 H2O

Principala sursă de acetil-CoA provine din citrat (vezi ciclul Krebs) care este transportat din matricea mitocondrială în citosol printr-un transportor specific din membrana internă mitocondrială; Odată ajuns în citosol, citratul este scindat în oxaloacetat și acetil-CoA, o reacție care consumă 1 ATP. Puterea de reducere, sub formă de NADPH, este furnizată de calea pentozei fosfat.

În realitate, unitățile cu două atomi de carbon adăugate secvențial sunt furnizate de malonil-CoA care, la rândul său, este sintetizată de enzima acetil-CoA carboxilaza, care adaugă o grupare carboxil la acetil-CoA.

Acizi grași cu lanț lungEdit

Sunt formați prin acțiunea elongazelor, unde lungimea lanțului de acid palmitic este mărită prin condensarea moleculelor de malonil-CoA (alungire). Prin acest proces, care are loc în reticulul endoplasmatic și în mitocondrii, se adaugă două unități de carbon la lanțul C16 al acidului palmitic, rezultând acizi grași până la C24.

Acizi grași nesaturațiEdit

Acizi grași mononesaturațiEdit

Prin desaturare, care are loc în reticulul endoplasmatic, sunt introduse legături duble cis în lanțul hidrocarbonat al acizilor grași saturați; procesul este complex și implică NADPH, citocrom b5 și diverse enzime (cum ar fi desaturasele). Prima desaturare are loc la poziția 9 pentru a forma izomerul cis. 9-desaturasele sunt universale în organismele vii, în special cea care produce acidul oleic. Acizii grași cu α,β-nesaturație la α,β-carboxil sunt produși prin β-oxidare parțială.

Acizii grași acetileniciEdit

Sunt produși de desaturase speciale numite acetileneze, pentru a produce alchine. Un exemplu de acest tip de acid este acidul tariric.

Acizi grași polinesaturațiEdit

Acizii grași polinesaturați sunt biosintetizați numai de unele organisme (de exemplu, multe animale nu biosintetizează acizi grași polinesaturați și trebuie să fie consumați.). Acidul oleic poate fi nesaturat o dată, de două sau de trei ori, iar acești derivați polinesaturați pot fi alungite în continuare. De exemplu, acidul eicosapentaenoic nu este biosintetizat prin polinesaturarea acidului arahidic, ci prin polinesaturarea acidului oleic, urmată de alungire și de două nesaturări ulterioare.

Derivați de reducereEdit

Prin reducerea grupării carboxil sau prin decarbonatare se pot produce:

– Alcooli grași și aldehide

Derivați de oxidareEdit

(a) Catabolism prin β-oxidare

Una dintre principalele funcții ale acizilor grași este aceea de a furniza energie celulei; din depozitele de trigliceride, lipazele eliberează acizi grași care, în matricea mitocondrială, vor fi scindați în unități cu două atomi de carbon sub formă de acetil-CoA, proces cunoscut sub numele de β-oxidare; acetil-CoA intră în ciclul Krebs, iar NADH și FADH2 intră în lanțul respirator.

(b) Produse de hidroxilare și peroxilare

Se formează prin acțiunea 5-lipoxigenazelor și hidroxilazelor, de exemplu leucotriene, hepoxiline, neuroproteine, alcooli acetilenici și resolvine.

(c) Produse de epoxidare

Formate prin acțiunea monooxigenazelor asupra insaturărilor, cum ar fi acidul vernolic.

(d) Acizi (alchilfuranil)acilcarboxilici

Formați prin acțiunea lipoxigenazelor în sisteme dialilice neconjugate. De exemplu, wyerona, acizii grași și acizii urofanici.

(e) Lactoane

Mulți acizi grași sunt hidroxilați cu esterificare intramoleculară, formând astfel lactone, cum ar fi lactonele volatile și cucujolidele.

(f) Spirocetale

Mulți acizi grași sunt reduși și formează structuri complicate de tip spirocetal. Aceștia acționează adesea ca feromoni de insecte, de exemplu calcogranele.

(g) Produse de clivaj oxidativ

Acțiunea lipoxigenazelor poate provoca clivaje în lanțurile de acizi grași pentru a forma hidrocarburi ciclice (hormosiren), aldehide (aldehide folice) sau acizi dicarboxilici (acid traumatic).

Acizi grași ramificațiEdit

Acizii grași ramificați pot avea diverse origini biosintetice:

(a) Acizi izoalchilici și anteizoalchilcarboxilici: Aceștia folosesc ca unități de inițiere acidul izobutiric, acidul 2-metilbutiric și acidul izovaleric, provenite din catabolismul valinei, izoleucinei și, respectiv, leucinei. b) Acizii metilcarboxilici: Aceștia sunt formați prin metilarea SAMe a acizilor nesaturați. De exemplu, acidul tuberculostearic. c) Acizi polimetilici: formați prin condensări succesive ale metilmalonil CoA, obținute din propionil Coenzima A.

Produse de condensare a acizilor grașiEdit

a) Alchiltetronați și anhidride alchilsuccinice: Canadensolid. (b) Nonadridele, cum ar fi rubratoxina; (c) Acilonele și acizii 2-alchil-2-acilacetici, cum ar fi palmitona și acidul corinomicolic; (d) Macrocetonele, cum ar fi civetona; (e) Acizii alchiltricarboxilici, cum ar fi acidul agaric; (f) Sfingoidele, cum ar fi sfingosina; (g) Lipstatina.

Acetogenine anonaceeEdit

Acetogeninele anonacee sunt derivate din formarea acizilor tetronici din polideoxiacizi. De exemplu, uvaricina

Acizi grași ω-cicliciEdit

a) acizi grași ω-ciclopentenilalchilcarboxilici, cum ar fi acidul hidnocarpic. b) acizi grași ω-ciclociclohexilalchilcarboxilici. c) acizi grași ω-cicloheptilalchilcarboxilici. d) acizi grași ω-arylalchilalchilcarboxilici. (e) Hachijodine

Acizi grași endocicliciEdit

(a) Acizi (alchilciclopropil)alchilcarboxilici, cum ar fi acidul malvalic. (b) Produse ale reacțiilor periciclice, cum ar fi acidul endiandric. (c) Prostanoizi, formați prin ciclizare endociclică sub acțiunea ciclooxigenazelor. – prostaglandine – jasmonoizi. – Eclonialactones. – Tromboxani.

Esteri ai acizilor grașiEdit

(a) esteri simpli (b) esteri ai acizilor grași hidroxilați (c) esteri ai glicerolului

– Acilgliceride – Fosfatidați – Plasmalogeni

d) Amidele grase e) Acilhomoserinlactonele f) Sfingolipidele

– Ceramidele- Gangliozidele- Cerebrosidele- Capnozidele

g) Cianolipidele