Основы биохимии Том 2 - А. Ленинджер 1985

Биоэнергетика и метаболизм
Биосинтез липидов
Синтазная система, катализирующая образование жирных кислот, имеет семь активных центров

В тканях животных семь ферментов, участвующих в биосинтезе жирных кислот, объединены в кластер, или комплекс, получивший название синтазной системы для жирных кислот; суммарная молекулярная масса этого комплекса, находящегося в цитоплазме клетки, составляет около 400000. Объединение семи ферментов понадобилось, вероятно, для того, чтобы ускорить последовательные этапы синтеза жирных кислот.

Центральное место в этой системе занимает ацилпереносящий белок (АПБ), с которым ковалентно связываются промежуточныепродукты биосинтеза жирных кислот. АПБ-сравнительно небольшой термостабильный белок с молекулярной массой 9000. Роль простетической группы в АПБ играет 4'-фосфопантетеин (рис. 21-5), который входит также и в состав кофермента А. В молекуле фосфопантетеина содержатся витамин пантотеновая кислота (разд. 10.7) и сульфгидрильная группа. Фосфопантетеин ковалентно связывается через фосфатную группу с гидроксильной группой остатка серина в молекуле АПБ.

Рис. 21-5. Простетическую группу ацилпереносящего белка образует 4'-фосфопантетеин, ковалентно связанный с гидроксильной группой остатка серина поли пептидной цепи. Фосфопантетеин, в состав которого входит витамин В (пантотеновая кислота), содержится в молекуле СоА (разд, 10.7). Во время синтеза жирных кислот SH-группа фосфопантетеина служит местом связывания малонильных групп.

Функция АПБ в биосинтезе жирных кислот аналогична функции кофермента А в окислении жирных кислот. В процессе построения цепи жирной кислоты промежуточные продукты образуют эфирные связи с АПБ, тогда как при окислении жирных кислот промежуточные продукты образуют эфирные связи с коферментом А. Предполагают, что 4'-фосфопантетеиновая простетическая группа АПБ вместе с остатком серина, к которому она присоединена, служит «подвижной рукой», переносящей в правильной последовательности ковалентно связанные остатки жирных кислот от одного активного центра фермента к другому (рис. 21-6), подобно тому как это имеет место в пируватдегидрогеназном комплексе митохондрий (разд. 16.2). Синтаза жирных кислот содержит существенные для ее активности сульфгидрильные группы двух типов (рис. 21-7). Одна —SH-группа принадлежит 4-фосфопантетеиновой простетической группе АПБ, а другая-специфическому остатку цистеина в молекуле 3-кетоацил-АПБ—синтазы (разд. 21.5, а). Обе эти —SH-группы участвуют в биосинтезе жирных кислот.

Рис. 21-6. Схематическое изображение синтазного комплекса, катализирующего образование жирных кислот. В животных тканях ферменты, участвующие в синтезе жирных кислот, сгруппированы вокруг ацил переносящего белка (АПБ). 4'-фосфопантетеиновая простетическая группа (Фп) связана с остатком серина (рис. 21-5). Она образует как бы «подвижную руку» (длиной 2,0 нм), которая переносит остатки жирных кислот от активного центра одного фермента к активному центру другого (на схеме против часовой стрелки). В клетках бактерий и растений ферменты синтазной системы жирных кислот существуют не в форме кластера, а в виде отдельных полипептидов.

Рис. 21-7. В молекуле синтазы жирных кислот имеются две существенные для катализа SH-группы. Одна SH-группа принадлежит простетической группе 4'-фосфопантетеина (Фп), а другая - активному остатку цистеина (Cys).

Обе —SH-группы участвуют в синтезе жирных кислот. Сульфгидрильная группа фосфопантетеина в молекуле АПБ служит местом связывания малонильных групп. Буква Е обозначает весь синтазный комплекс для жирных кислот.