BIOSINTESI DEGLI ACIDI GRASSI.
Dopo i pasti, gli amminoacidi e gli zuccheri vengono degradati attraverso la via glicolitica e la decarbossilazione ossidativa del piruvato, a produrre acetil-CoA. Tale molecola è il principale substrato in ingresso del ciclo di Krebs, con il fine ultimo di produrre ATP, molecole ad alta energia, utili alle attività della cellula stessa.
In quale situazione e dove vengono sintetizzati gli acidi grassi?
Quando la cellula ha sufficiente quantità di ATP, l'acetil-CoA viene utilizzato per produrre acidi grassi, da intendere come vere e proprie macromolecole di riserva. Il processo di sintesi avviene nel citoplasma delle cellule del fegato e del tessuto adiposo. Dal momento che l'acetil-CoA viene sintetizzato all'interno del mitocondrio, la cellula deve attivare prima meccanismi in grado di trasportare la molecola all'esterno del mitocondrio stesso (in condizioni normali l'acetil-CoA non è in grado di attraversare spontaneamente la doppia membrana mitocondriale). Allo stesso modo, la cellula deve garantire il reclutamento presso il citoplasma anche di molecole sufficienti di NADPH, necessarie per la biosintesi.
In quale situazione e dove vengono sintetizzati gli acidi grassi?
Quando la cellula ha sufficiente quantità di ATP, l'acetil-CoA viene utilizzato per produrre acidi grassi, da intendere come vere e proprie macromolecole di riserva. Il processo di sintesi avviene nel citoplasma delle cellule del fegato e del tessuto adiposo. Dal momento che l'acetil-CoA viene sintetizzato all'interno del mitocondrio, la cellula deve attivare prima meccanismi in grado di trasportare la molecola all'esterno del mitocondrio stesso (in condizioni normali l'acetil-CoA non è in grado di attraversare spontaneamente la doppia membrana mitocondriale). Allo stesso modo, la cellula deve garantire il reclutamento presso il citoplasma anche di molecole sufficienti di NADPH, necessarie per la biosintesi.
Come avviene la biosintesi degli acidi grassi?.
L'acetil-CoA viene convertito in malonil-CoA ( grazie all'aggiunta di una molecola CO2 ) tale conversione é irreversibile.
Per formare il malonil-CoA e l’enzima ha bisogno di un cofattore: una vitamina chiamata biotina, unica denominazione internazionale ammissibile secondo la
IUPAC mentre in passato era nota anche come vitamina H, oppure
vitamina B7.
Il processo di biosintesi vero e proprio, consta dell'aggiunta progressiva di molecole di malonil-CoA all'estremità carbossilica della catena nascente.
Com'é la reazione complessiva?
La reazione complessiva di sintesi del palmitato è la seguente:
8 acetil-CoA + 7 ATP + 14 NADPH + 6 H+ → palmitato + 8 CoA + 7 ADP + 7 Pi + 6 H20 + 14 NADP+
Essa comprende la prima reazione di conversione di sette molecole di acetil-CoA ad altrettante di malonil-CoA
7 acetil-CoA + 7 CO2 + 7 ATP → 7 malonil-CoA + 7 ADP + 7 Pi + 14 H+
ed i cicli di elongazione successiv iacetil-CoA + 7 malonil-CoA + 14 NADPH + 20 H+ → palmitato + 8 CoA + 6 H20 + 14 NADP+ + 7 CO2
Come avviene nel dettaglio?
La biosintesi degli acidi grassi avviene principalmente nel citoplasma delle cellule del fegato(epatociti) a partire dai gruppi acetile (acetil CoA) generati all'interno del fegato. Dato che tali gruppi possono derivare dal glucosio è possibile convertire i carboidrati in grassi. Tuttavia non è possibile convertire i grassi in carboidrati poiché l'organismo umano non possiede quegli enzimi necessari per convertire l'Acetiil-SCoA derivato dalla β-ossidazione in precursori della gluconeogenesi.
Come abbiamo detto nella parte introduttiva mentre la β-ossidazione avviene all'interno della matrice mitrocondriale, la biosintesi degli acidi grassi avviene nel citosol. Abbiamo altresì affermato che per formare un acido grasso occorrono gruppi acetili che vengono prodotti all'interno della matrice mitocondriale.
Occorre pertanto un sistema specifico in grado di trasferire l'acetil CoA dal mitocondrio al citoplasma. Questo sistema, ATP dipendente, utilizza il citrato come un trasportatore di acetile. Il citrato dopo aver trasportato i gruppi acetili nel citoplasma li trasferisce al CoASH formando l'acetil-SCoa.
L'inizio della biosintesi degli acidi grassi avviene grazie ad una reazione chiave di condensazione dell'acetil-SCoA con l'anidride carbonica a formare Malonil-SCoA.
La carbossilazione dell'acetil CoA avviene ad opera di un enzima importantissimo l'acetil CoA carbossilasi. Questo enzima, ATP dipendente, è pesantemente regolato da attivatori allosterici (insulina e glucagone).
La sintesi di acidi grassi non si serve del CoA ma di una proteina trasportatrice di gruppi aciclici detta ACP che trasporterà, appunto, tutti gli intermedi della biosintesi degli acidi grassi.
Esiste un complesso multienzimatico chiamato acido grasso sintasi che attraverso una serie di reazioni porta alla formazione di acidi grassi a non più di 16 atomi di carbonio. Gli acidi grassi a catena più lunga ed alcuni acidi grassi insaturi vengono sintetizzati a partire dal palmitato per azione di enzimi chiamati elongasi e desaturasi.
Per formare il malonil-CoA e l’enzima ha bisogno di un cofattore: una vitamina chiamata biotina, unica denominazione internazionale ammissibile secondo la
IUPAC mentre in passato era nota anche come vitamina H, oppure
vitamina B7.
Il processo di biosintesi vero e proprio, consta dell'aggiunta progressiva di molecole di malonil-CoA all'estremità carbossilica della catena nascente.
Com'é la reazione complessiva?
La reazione complessiva di sintesi del palmitato è la seguente:
8 acetil-CoA + 7 ATP + 14 NADPH + 6 H+ → palmitato + 8 CoA + 7 ADP + 7 Pi + 6 H20 + 14 NADP+
Essa comprende la prima reazione di conversione di sette molecole di acetil-CoA ad altrettante di malonil-CoA
7 acetil-CoA + 7 CO2 + 7 ATP → 7 malonil-CoA + 7 ADP + 7 Pi + 14 H+
ed i cicli di elongazione successiv iacetil-CoA + 7 malonil-CoA + 14 NADPH + 20 H+ → palmitato + 8 CoA + 6 H20 + 14 NADP+ + 7 CO2
Come avviene nel dettaglio?
La biosintesi degli acidi grassi avviene principalmente nel citoplasma delle cellule del fegato(epatociti) a partire dai gruppi acetile (acetil CoA) generati all'interno del fegato. Dato che tali gruppi possono derivare dal glucosio è possibile convertire i carboidrati in grassi. Tuttavia non è possibile convertire i grassi in carboidrati poiché l'organismo umano non possiede quegli enzimi necessari per convertire l'Acetiil-SCoA derivato dalla β-ossidazione in precursori della gluconeogenesi.
Come abbiamo detto nella parte introduttiva mentre la β-ossidazione avviene all'interno della matrice mitrocondriale, la biosintesi degli acidi grassi avviene nel citosol. Abbiamo altresì affermato che per formare un acido grasso occorrono gruppi acetili che vengono prodotti all'interno della matrice mitocondriale.
Occorre pertanto un sistema specifico in grado di trasferire l'acetil CoA dal mitocondrio al citoplasma. Questo sistema, ATP dipendente, utilizza il citrato come un trasportatore di acetile. Il citrato dopo aver trasportato i gruppi acetili nel citoplasma li trasferisce al CoASH formando l'acetil-SCoa.
L'inizio della biosintesi degli acidi grassi avviene grazie ad una reazione chiave di condensazione dell'acetil-SCoA con l'anidride carbonica a formare Malonil-SCoA.
La carbossilazione dell'acetil CoA avviene ad opera di un enzima importantissimo l'acetil CoA carbossilasi. Questo enzima, ATP dipendente, è pesantemente regolato da attivatori allosterici (insulina e glucagone).
La sintesi di acidi grassi non si serve del CoA ma di una proteina trasportatrice di gruppi aciclici detta ACP che trasporterà, appunto, tutti gli intermedi della biosintesi degli acidi grassi.
Esiste un complesso multienzimatico chiamato acido grasso sintasi che attraverso una serie di reazioni porta alla formazione di acidi grassi a non più di 16 atomi di carbonio. Gli acidi grassi a catena più lunga ed alcuni acidi grassi insaturi vengono sintetizzati a partire dal palmitato per azione di enzimi chiamati elongasi e desaturasi.
