फैटी एसिड का संश्लेषण

फैटी एसिड का संश्लेषण एसिटाइल कोएंजाइम ए से शुरू होता है और मोटे तौर पर उनके क्षरण के विपरीत पथ से मेल खाता है; फैटी एसिड के संश्लेषण में बाइकार्बोनेट टुकड़ों की एक श्रृंखला को एसिटाइल कोएंजाइम ए में जोड़ा जाता है।
फैटी एसिड का संश्लेषण पूरी तरह से साइटोप्लाज्मिक होता है (यानी इस संश्लेषण को उत्प्रेरित करने वाले एंजाइम साइटोप्लाज्म में पाए जाते हैं)। फैटी एसिड के संश्लेषण के लिए साइटोप्लाज्म में उपयोग किया जाने वाला एसिटाइल कोएंजाइम ए माइटोकॉन्ड्रियल मूल का है: एक छोटा सा हिस्सा कार्निटाइन के माध्यम से दो एसाइल ट्रांसफरेज एंजाइम (एक साइटोप्लाज्मिक और एक माइटोकॉन्ड्रियल) और एक ट्रांसलोकेस एंजाइम की क्रिया द्वारा ले जाया जाता है। एसिटाइल का हिस्सा माइटोकॉन्ड्रियल मूल से कोएंजाइम ए एक विशेष मार्ग के माध्यम से प्राप्त किया जाता है: साइट्रेट लाइसेस (नाम इस पथ के पहले एंजाइम से निकला है)।
माइटोकॉन्ड्रिया में मौजूद एसिटाइल कोएंजाइम ए पाइरूवेट डिहाइड्रोजनेज की क्रिया के बाद ग्लाइकोलाइसिस से प्राप्त होता है; एसिटाइल कोएंजाइम ए एंजाइम साइट्रेट सिंथेज़ की क्रिया से गुजरता है: यह एंजाइम ऑक्सालोसेटेट के साथ एसिटाइल कोएंजाइम ए की प्रतिक्रिया से साइट्रेट के निर्माण को उत्प्रेरित करता है। यदि क्रेब्स चक्र ऊर्जा की जरूरतों को पूरा करने में सक्षम है, तो यह साइट्रेट (राशि में अनावश्यक राशि) की शुरुआत करता है क्रेब्स चक्र) माइटोकॉन्ड्रिया को छोड़कर साइटोप्लाज्म तक पहुंच सकता है, जहां साइट्रेट लाइसेज एंजाइम, ऊर्जा खर्च करते हुए, इसे वापस एसिटाइल कोएंजाइम ए और ऑक्सालोसेटेट में परिवर्तित करता है। इस तरह से साइटोप्लाज्म में एसिटाइल कोएंजाइम ए उपलब्ध होना संभव है; हालांकि, जो ऑक्सालोसेटेट बनता है, उसे साइट्रेट सिंथेज़ एंजाइम के लिए फिर से उपलब्ध होने के लिए माइटोकॉन्ड्रिया में वापस किया जाना चाहिए।
ऑक्सालोएसेटेट तब एंजाइम की क्रिया द्वारा मैलेट में बदल जाता है मैलेट डिहाइड्रोजनेज साइटोप्लाज्मिक (एक साइटोप्लाज्मिक एनएडीएच खर्च किया जाता है): मैलेट एक पारगम्य मेटाबोलाइट है और माइटोकॉन्ड्रिया में फिर से प्रवेश कर सकता है, जहां माइटोकॉन्ड्रियल मैलेट डिहाइड्रोजनेज एंजाइम की कार्रवाई के तहत, इसे ऑक्सालोसेटेट (एक एनएडीएच भी प्राप्त किया जाता है) में बदल दिया जाता है; साइटोप्लाज्मिक रोगी, वैकल्पिक रूप से, मैलिक एंजाइम की क्रिया से गुजर सकता है, जो पाइरूवेट में परिवर्तित होने के लिए एक डीकार्बाक्सिलेशन और डिहाइड्रोजनीकरण करता है।मैलिक एंजाइम NADP + पर काम करता है (यह निकोटीनैमाइड एडेनिनडिन्यूक्लियोटाइड के समान है, लेकिन इसके विपरीत, इसमें दो राइबोज इकाइयों में से एक पर दूसरे हाइड्रॉक्सिल समूह पर एक फॉस्फोरिक समूह होता है) इसलिए मैलेट से पाइरूवेट के मार्ग में, NADPH का उत्पादन होता है ( जो जैवसंश्लेषण में उपयोग किया जाता है) पाइरूवेट फिर माइटोकॉन्ड्रिया में प्रवेश करता है जहां यह पाइरूवेट कार्बोक्सिलेज की क्रिया द्वारा या पाइरूवेट डिहाइड्रोजनेज के माध्यम से एसिटाइल कोएंजाइम ए में ऑक्सालोसेटेट में बदल जाता है।
आइए एक उदाहरण देखें: पामिटिक एसिड (सोलह कार्बन परमाणुओं के साथ श्रृंखला) को संश्लेषित करने के लिए एसिटाइल कोएंजाइम ए के आठ अणुओं की आवश्यकता होती है, लेकिन उनमें से केवल एक का उपयोग इस प्रकार किया जाता है: एसिटाइल कोएंजाइम ए के सात अणु "एंजाइम" द्वारा मैलोनील कोएंजाइम ए में परिवर्तित हो जाते हैं। एसिटाइल कोएंजाइम ए कार्बोक्सिलेज (यह एंजाइम एक CO2 अणु का उपयोग करता है और इसमें बायोटिन एक सहकारक के रूप में होता है)।
एसिटाइल कोएंजाइम एक कार्बोक्सिलेज एंजाइम लगभग निष्क्रिय बिखरे हुए रूप और एक सक्रिय समुच्चय रूप (लगभग बीस इकाइयों) में मौजूद हो सकता है; छितरी हुई से कुल रूप में संक्रमण तब होता है जब साइटोप्लाज्म में "साइट्रेट की उच्च सांद्रता होती है: साइट्रेट है एसिटाइल कोएंजाइम का एक सकारात्मक न्यूनाधिक ए कार्बोक्सिलेज एंजाइम।
एसिटाइल कोएंजाइम ए कार्बोक्सिलेज एंजाइम में अन्य सकारात्मक (इंसुलिन) और नकारात्मक (ग्लूकागन, एड्रेनालाईन और एसाइल कोएंजाइम ए) मॉड्यूलेटर होते हैं।
हम एस्चेरिचिया कोलाई जीवाणु में फैटी एसिड के संश्लेषण का विश्लेषण करेंगे जिसमें यह संश्लेषण सात अलग-अलग प्रोटीनों की क्रिया से होता है; यूकेरियोटिक कोशिकाओं में, जिस तंत्र द्वारा फैटी एसिड का संश्लेषण होता है, वह बैक्टीरिया के समान होता है, लेकिन यूकेरियोट्स में, संश्लेषण के लिए जिम्मेदार सात एंजाइमों को दो मल्टीएंजाइम कॉम्प्लेक्स ए और बी में वर्गीकृत किया जाता है।
बैक्टीरिया में, सात अलग-अलग जीन कोड के लिए:

1. एसीपी (एसाइल कैरियर प्रोटीन);
2. एसीपी-एसिटाइल ट्रांससेटाइलेज़;
3. ACP.malonyl transacetylase;
4. β-कीटो-एसाइल-एसीपी सिंथेज़ (संघनक एंजाइम);
5. β-कीटो-एसाइल-एसीपी रिडक्टेस;
6. डी-β-हाइड्रॉक्सी-एसाइल डिहाइड्रैटेज;
7. एनोइल-एसीपी संशोधित।

यूकेरियोट्स में, दो जीन कोड के लिए:

सबयूनिट ए

एसीपी;

संघनक एंजाइम

β-कीटो-एसाइल-एसीपी रिडक्टेस।

सबयूनिट बी

एसीपी-एसिटाइल ट्रांससेटाइलेज़;

एसीपी-मैलोनील ट्रांससेटाइलेज़;

डी-β-हाइड्रॉक्सी-एसाइल डिहाइड्रैटेज;

एनोइल-एसीपी संशोधित।

एस्चेरिचिया कोलाई के सात प्रोटीन इस तरह से व्यवस्थित होते हैं कि एक केंद्रीय (एसीपी) और अन्य छह इसके आसपास होते हैं।
इसकी एंजाइमी क्रिया में दो सल्फहाइड्रील समूह शामिल होते हैं: एक सिस्टीन से संबंधित होता है और एक फॉस्फोपेंथेटीन की लंबी भुजा से संबंधित होता है; एसीपी सब्सट्रेट से बांधता है, जो फॉस्फोपेंथेथिन बांह के माध्यम से अन्य एंजाइमों के संपर्क में आता है जो इस प्रकार अपनी एंजाइमेटिक क्रिया को पूरा करने में सक्षम होते हैं।
एसिटाइल कोएंजाइम ए (एसीपी एसिटाइल ट्रांसएसिलेज़ के माध्यम से) एसीपी-एंजाइम से बांधता है (सिस्टीन के सल्फर के लिए अधिक सटीक रूप से सिस्टेल-डेरिवेटिव बनाता है) और कोएंजाइम ए जारी किया जाता है; एसीपी-मैलोनील ट्रांसएसिलेज तब हस्तक्षेप करता है जो हमले को उत्प्रेरित करता है फॉस्फोपेंथेथिन पर मैलोनील (इस प्रक्रिया में भी कोएंजाइम ए जो शुरू में मैलोनील से बंधा हुआ था) जारी किया जाता है।
अगले चरण में β-keto-acyl ACP सिंथेज़ शामिल है जो एक संघनक एंजाइम है: यह दो कंकालों के बीच संलयन की अनुमति देता है; मैलोनील आसानी से डीकार्बोक्सिलेटेड होता है और एसिटाइल व्युत्पन्न सिस्टीन का एक कार्बोनिल बनता है: सिस्टीन जारी होता है और एक β-कीटो (एसिटाइल एसिटाइल) फॉस्फोपेंटेथिन व्युत्पन्न बनता है।
इसके बाद, β-कीटो-एसाइल-एसीपी रिडक्टेस हस्तक्षेप करता है जो कार्बोनिल को एसीपी-एंजाइम में और कम कर देता है (एनएडीपीएच द्वारा एक हाइड्रॉक्साइड बनता है जो एनएडीपी + तक कम हो जाता है)।
अब, 3-हाइड्रॉक्सी-एसाइल एसीपी डिहाइड्रैटेज कार्य करता है (निर्जलीकरण होता है) जो एक असंतृप्त प्रणाली (एल्केन) के गठन की ओर जाता है।
अगली प्रक्रिया में एनॉयल-एसीपी-रिडक्टेस शामिल है (यह एक हाइड्रोजनीकरण करता है: एल्केन बनता है और एनएडीपीएच एनएडीपी + तक कम हो जाता है)।
अंतिम चरण में पहले चक्र से प्राप्त एसाइल उत्पाद का दूसरा चक्र शुरू करने में सक्षम यौगिक में रूपांतरण शामिल है: ट्रांसएसिलेज़ एंजाइम एसाइल को सिस्टीन पर स्थानांतरित करता है, जिससे पेंटेथिन की साइट मुक्त हो जाती है जो अब दूसरे को बांधने के लिए तैयार होगी। मैलोनील
β-ऑक्सीकरण में, डीहाइड्रोजनीकरण द्वारा असंतृप्त α-β मेटाबोलाइट ट्रांस एनॉयल कोएंजाइम ए प्राप्त करने के लिए एफएडी के एक अणु का उपयोग किया जाता है; फैटी एसिड के संश्लेषण में, इसके बजाय, एनएडीपीएच के एक अणु का उपयोग विपरीत प्रतिक्रिया होने के लिए किया जाता है।
आमतौर पर, सोलह कार्बन परमाणुओं वाले फैटी एसिड को संश्लेषित किया जाता है, लेकिन अठारह, बाईस या बाईस कार्बन परमाणुओं वाले फैटी एसिड का भी उत्पादन किया जा सकता है; फैटी एसिड को सक्रिय ग्लिसरॉल (यानी ग्लिसरॉल 3-फॉस्फेट) के साथ ट्राइग्लिसराइड्स बनाने के लिए एस्ट्रिफ़ाइड किया जाता है। उत्तरार्द्ध एंजाइम की क्रिया द्वारा डाइहाइड्रॉक्सी एसीटोन फॉस्फेट से प्राप्त किया जा सकता है ग्लिसरॉल फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज या ग्लिसरॉल से एंजाइम के माध्यम से ग्लिसरॉल किनसे.
संश्लेषित फैटी एसिड को वसा ऊतक में भेजा जाना चाहिए; उन्हें रक्तप्रवाह में ट्राइग्लिसराइड्स के रूप में ले जाया जाता है या, आंशिक रूप से, एक ट्रांसपोर्टर प्रोटीन के उपयोग के साथ जो एल्ब्यूमिन होता है।