Fettsyra

Biosyntes av monokarboxyliska raka mättade fettsyrorEdit

Mättade mättade fettsyror med kort kedjaEdit

Mättade fettsyror med kort kedja (C4-C11) kan biosyntetiseras på tre alternativa sätt:

(a) Genom homologering av α-ketosyror från pyruvsyra med efterföljande oxidativ dekarboxylering. b) Genom oxidativ klyvning av Δ9-syror, t.ex. nonansyra från oxidativ klyvning av oljesyra. c) Genom kortkedjiga fettsyrasyntaser. Hexansyra som används av många svampar för biosyntes av aflatoxin kommer t.ex. från ett hexanoyl-CoA-syntas.

Medelkedjiga mättade fettsyrorRedigera

Mediumkedjiga fettsyror (C12-C14) kan biosyntetiseras på två alternativa vägar:

a) Genom β-oxidation av standardfettsyrapartiell oxidation. b) Genom medelkedjiga fettsyrasyntaser.

Oddkedjiga fettsyrorRedigera

Oddkedjiga fettsyror (C13-C33) kan biosyntetiseras genom tre alternativa vägar:

a) Genom partiell β-oxidation av oddkedjiga fettsyror med längre kedja. b) Genom synteser av oddkedjiga fettsyror, där propionyl-CoA används i stället för acetyl-CoA som initiativtagare. c) Genom α-oxidation.

PalmitinsyrorRedigera

De vanliga fettsyrasynteserna (FAS) är de för palmitinsyra. Det första steget i biosyntesen av fettsyror är syntesen av palmitinsyra, en mättad fettsyra med 16 karboner, och de andra fettsyrorna erhålls genom modifiering av palmitinsyra. Människokroppen kan syntetisera nästan alla de fettsyror den behöver från palmitinsyra genom en kombination av flera oxidations- och förlängningsmekanismer.

Palmitinsyra syntetiseras sekventiellt i cellens cytosol av den multienzymatiska polypeptiden fettsyrasyntas genom tillsats av två kolenheter som tillhandahålls av acetylkoenzym A. Hela processen förbrukar 7 ATP och 14 NADPH:

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

Huvudkällan till acetyl-CoA kommer från citrat (se Krebs-cykeln), som transporteras från mitokondriernas matris till cytosolen med hjälp av en specifik transportör i mitokondriernas inre membran; I cytosolen klyvs citratet till oxaloacetat och acetyl-CoA, en reaktion som förbrukar 1 ATP. Reducerande kraft, i form av NADPH, tillförs genom pentosfosfatvägen.

I verkligheten tillförs de sekventiellt tillsatta två kolenheterna av malonyl-CoA, som i sin tur syntetiseras av enzymet acetyl-CoA-karboxylas, som lägger till en karboxylgrupp till acetyl-CoA.

Långkedjiga fettsyrorRedigera

De bildas genom verkan av elongaser, där kedjelängden hos palmitinsyra ökar genom kondensation av malonyl-CoA-molekyler (elongation). Genom denna process, som äger rum i det endoplasmatiska retikulumet och mitokondrierna, läggs två kolenheter till C16-kedjan i palmitinsyra, vilket ger fettsyror upp till C24.

Omättade fettsyrorRedigera

Monoomättade fettsyrorRedigera

Genom desaturering, som sker i det endoplasmatiska retikulumet, införs cis-dubbelbindningar i kolvätekedjan hos mättade fettsyror; processen är komplicerad och involverar NADPH, cytokrom b5 och olika enzymer (t.ex. desaturaser). Den första desatureringen sker i 9-positionen för att bilda cis-isomeren. 9-desaturaser är universella i levande organismer, särskilt den som producerar oljesyra. Fettsyror med α,β-omaturering vid α,β-karboxyl framställs genom partiell β-oxidation.

Acetyleniska fettsyrorRedigera

De framställs av särskilda desaturaser, s.k. acetylenaser, för att producera alkyner. Ett exempel på denna typ av syra är tarronsyra.

Fleromättade fettsyrorRedigera

Polymättade fettsyror biosyntetiseras endast av vissa organismer (t.ex. många djur biosyntetiserar inte fleromättade fettsyror och måste konsumeras). Oljesyra kan vara omättad en, två eller tre gånger och dessa derivat med flera omättnader kan förlängas ytterligare. Eikosapentaensyra biosyntetiseras till exempel inte genom polyomvandling av arakidinsyra, utan genom polyomvandling av oljesyra, följt av förlängning och två efterföljande omättningar.

ReduktionsderivatRedigera

Med reduktion av karboxylgruppen eller genom dekarbonylering kan följande framställas:

– Fettalkoholer och aldehyder

OxidationsderivatRedigera

(a) Katabolism genom β-oxidation

En av fettsyrornas viktigaste funktioner är att ge energi till cellen; från triglyceriddepåer frigör lipaser fettsyror som i mitokondriematrisen klyvs till två kolenheter i form av acetyl-CoA, en process som kallas β-oxidation; acetyl-CoA går in i Krebscykeln och NADH och FADH2 går in i andningskedjan.

(b) Produkter av hydroxylering och peroxylering

Dessa bildas genom verkan av 5-lipoxygenaser och hydroxylaser, t.ex. leukotriener, hepoxyliner, neuroprotektiner, acetylenalkoholer och resolviner.

(c) Epoxideringsprodukter

Bildas genom monooxygenasers verkan på insatureringar, t.ex. vernolsyra.

(d) (Alkylfuranyl)acylkarboxylsyror

Bildas genom lipoxygenasers verkan i icke-konjugerade diallyliska system. T.ex. wyeron, fettsyror och uropansyror.

e) Laktoner

Många fettsyror hydroxyleras med intramolekylär förestring och bildar på så sätt laktoner, t.ex. flyktiga laktoner och cucujolider.

f) Spirocetaler

Många fettsyror reduceras och bildar invecklade strukturer av spirocetal-typ. Dessa fungerar ofta som feromoner för insekter, t.ex. kalcograner.

(g) Oxidativa klyvningsprodukter

Lipoxygenasernas verkan kan orsaka klyvningar i fettsyrekedjorna för att bilda cykliska kolväten (hormosyren), aldehyder (folsyraaldehyder) eller dikarboxylsyror (traumasyra).

Fettsyraförgrenade fettsyrorRedigera

Fettsyraförgrenade fettsyror kan ha olika biosyntetiska ursprung:

(a) Isoalkyl- och anteisoalkylkarboxylsyror: Dessa använder isobutyrsyra, 2-metylsmörsyra och isovalersyra, som härrör från katabolismen av valin, isoleucin och leucin respektive, som initieringsenheter. b) Metylkarboxylsyror: Dessa bildas genom SAMe-metylering av omättade syror. T.ex. tuberkulostearinsyra. c) Polymetylerade syror: bildas genom successiva kondensationer av metylmalonyl-CoA, som erhålls från propionylcoenzym A.

FettsyrakondensationsprodukterRedigera

a) Alkyltetronater och alkylbärnstenssyraanhydrider: Kanadensolid. (b) Nonadrider, t.ex. rubratoxin. c) Acyloner och 2-alkyl-2-acylacetat-syror, t.ex. palmiton och korynomykolsyra. d) Makroketoner, t.ex. civeton. e) Alkyltrikarboxylsyror, t.ex. agarsyra. f) Sfingoider, t.ex. sfingosin. g) Lipstatin.

Acetogeniner från annonaceerRedigera

Acetogeniner från annonaceer härrör från bildandet av tetronsyror från polydeoxisyror. T.ex. uvaricin

ω-cykliska fettsyrorRedigera

a) ω-cyklopenylalkylkarboxylfettsyror, t.ex. hydnokarpsyra. b) ω-cyklocyklohexylalkylkarboxylfettsyror. c) ω-cykloheptylalkylkarboxylfettsyror. d) ω-arylalkylalkylkarboxylfettsyror. (e) Hachijodiner

Endocykliska fettsyrorRedigera

(a) (Alkylcyklopropyl)alkylkarboxylsyror, t.ex. malvalinsyra. (b) Produkter av pericykliska reaktioner, t.ex. endiandrinsyra. (c) Prostanoider, som bildas genom endocyklisk cyklisering under inverkan av cyklooxygenaser. – Prostaglandiner. – jasmonoider. – Eklonialaktoner. – Tromboxaner.

FettsyraestrarRedigera

(a) enkla estrar (b) hydroxifettsyraestrar (c) glycerolestrar

– Acylglycerider- Fosfatidater- Plasmalogener

d) Fett amider e) Acylhomoserinlaktoner f) Sfingolipider

– Ceramider- Gangliosider- Cerebrosider- Capnoider

g) Cyanolipider