Биохимия - Химические реакции в живой клетке Том 2 - Д. Мецлер 1980

Биосинтез; как образуются новые молекулы
Использование энергии АТР
Карбоксилирование и декарбоксилирование; синтез жирных кислот

Четвертый способ, при помощи которого расщепление АТР может быть сопряжено с биосинтетическими реакциями, стал известен только несколько лет назад, когда Уакил (Wakil) с сотрудниками показал, что синтез жирных кислот в цитоплазме животных клеток стимулируется двуокисью углерода. Однако при использовании в эксперименте ¹⁴СО₂ в образующихся жирных кислотах радиоактивность не обнаруживается. После этого было установлено, что ацетил-СоА карбоксилируется до малонил-СоА, причем этот процесс требует присутствия АТР и биотина [уравнение (11-5); см также гл. 8, разд В]. Образующаяся в этой реакции карбоксильная группа затем в результате декарбоксилирования превращается снова в СО₂.

Теперь мы знаем, что как ацетильная группа ацетил-СоА, так и малонильная группа малонил-СоА переносятся на атомы серы фосфопантетеновых групп низкомолекулярного белка, осуществляющего перенос ацильных групп (АПБ; см. гл. 8, разд. Б,3). Далее малонильная группа малонилпереносящего белка (малонил-АПБ) конденсируется с ацетил-АПБ Образующаяся неустойчивая ß-кетокислота, взятая в квадратные скобки в уравнении (11-6), судя по всему, декарбоксилируется или конденсирующим ферментом, или в ходе дальнейших реакций. Сум марный результат декарбоксилирования состоит в том, что оно приводит к завершению реакции, а также к образованию связи С—С с расщеплением АТР, необходимым для стадии карбоксилирования.

Другая функция цикла карбоксилирование — декарбоксилирование также более или менее ясна. Она состоит в том, что присоединенная карбоксильная группа в малонил-СоА способствует активации метиленовых атомов водорода и их отщеплению в виде Н⁺ и тем самым облегчает конденсацию. По-видимому, оба этих процесса важны для синтеза жирных кислот через малонил-СоА. Как уже упоминалось выше, часто бывает трудно точно установить, какой путь играет более важную роль в эволюции конкретного метаболического процесса.

Карбоксилирование с последующим декарбоксилированием является важной стадией также и некоторых других биосинтетических процессов. Иногда декарбоксилирование, следующее за карбоксилированием, происходит не через одну, а через несколько стадий, как это имеет место, например, в случае превращения пирувата (или РЕР) в уридиловую кислоту [уравнение (11-7); детали см. на рис. 14-9].