Sintesis Asam Lemak dan Lipid

Sintesis asam lemak, atau lipogenesis de novo, adalah jalur anabolik sitosolik yang membangun asam lemak rantai panjang dari asetil-KoA, menggunakan NADPH sebagai kekuatan pereduksi. Asam lemak kemudian diesterifikasi menjadi gliserol untuk membentuk triasilgliserol dan fosfolipid yang disimpan tubuh untuk energi dan digunakan untuk membangun membran; jalur ini paling aktif di hati dan jaringan adiposa dalam kondisi kenyang dan kaya insulin.

Definition

Sintesis asam lemak adalah jalur reduktif sitosolik di mana asetil-KoA pertama-tama dikarboksilasi menjadi malonil-KoA oleh asetil-KoA karboksilase dan kemudian dirakit menjadi asam lemak jenuh rantai panjang (biasanya palmitat) oleh sintase asam lemak multifungsional, mengonsumsi NADPH; produk-produknya diesterifikasi menjadi gliserol-3-fosfat untuk membentuk triasilgliserol dan lipid kompleks lainnya.

Scope

Entri ini mencakup karboksilasi asetil-KoA menjadi malonil-KoA yang terikat, kimia pemanjangan rantai berulang dari sintase asam lemak, pasokan blok bangunan dan NADPH, perakitan triasilgliserol selanjutnya, dan kontrol transkripsional serta alosterik jalur tersebut. Ini adalah referensi biokimia dan tidak membahas penanganan penyakit metabolik.

Core questions

• Reaksi mana yang mengikat karbon pada sintesis asam lemak dan bagaimana pengaturannya?
• Bagaimana sintase asam lemak memperpanjang rantai dua karbon sekaligus?
• Dari mana asetil-KoA dan NADPH untuk sintesis berasal?
• Bagaimana lipogenesis diaktifkan dalam kondisi kenyang dan dimatikan selama puasa?

Key concepts

• Asetil-KoA karboksilase dan malonil-KoA
• Sintase asam lemak (FAS) dan protein pembawa asil
• Pasokan NADPH dari jalur pentosa fosfat dan enzim malat
• Shuttle sitrat untuk asetil-KoA sitosolik
• Perakitan triasilgliserol dan fosfolipid
• SREBP-1c dan pensinyalan insulin
• Pemanjangan rantai dan desaturasi

Key theories

Asetil-KoA karboksilase sebagai langkah yang terikat dan diatur

Asetil-KoA karboksilase mengkatalisis pembentukan malonil-KoA yang ireversibel dan membatasi laju serta dikendalikan oleh aktivasi sitrat, penghambatan asil-KoA rantai panjang, dan fosforilasi inaktivasi oleh protein kinase yang diaktifkan AMP, menjadikannya sakelar utama untuk lipogenesis.

Program transkripsional yang digerakkan SREBP

Insulin dan ketersediaan karbohidrat tinggi mengaktifkan protein pengikat elemen pengatur sterol-1c, yang secara transkripsional menginduksi enzim sintesis asam lemak, mengoordinasikan jalur dengan status nutrisi.

Mechanisms

Asetil-KoA sitosolik, yang diekspor dari mitokondria melalui shuttle sitrat, dikarboksilasi oleh asetil-KoA karboksilase menjadi malonil-KoA pada langkah yang terikat. Sintase asam lemak, enzim multifungsional besar, kemudian melakukan putaran kondensasi, reduksi, dehidrasi, dan reduksi kedua secara berulang, masing-masing menambahkan unit dua karbon dan mengonsumsi dua NADPH, hingga palmitat (16 karbon) dilepaskan. NADPH sebagian besar dipasok oleh jalur pentosa fosfat dan enzim malat. Palmitat dapat diperpanjang dan didesaturasi lebih lanjut, kemudian diesterifikasi menjadi gliserol-3-fosfat untuk membangun triasilgliserol untuk penyimpanan atau fosfolipid untuk membran. Jalur ini secara timbal balik terkait dengan oksidasi karena malonil-KoA yang dihasilkannya menghambat CPT1, dan diatur secara akut oleh protein kinase yang diaktifkan AMP dan dalam jangka panjang oleh program transkripsional SREBP-1c yang digerakkan insulin.

Clinical relevance

Lipogenesis de novo adalah pusat bagaimana tubuh mengubah kelebihan karbohidrat makanan menjadi lemak yang disimpan dan dipelajari dalam konteks hati berlemak, obesitas, dan efek metabolik insulin. Entri ini menjelaskan jalur biosintetik normal dan regulasinya untuk referensi dan pendidikan dan bukan merupakan dasar untuk keputusan klinis.

History

Penjelasan sintesis asam lemak pada tahun 1950-an dan 1960-an, termasuk penemuan asetil-KoA karboksilase dan jalur malonil-KoA oleh Salih Wakil serta karakterisasi protein pembawa asil oleh Vagelos, menetapkan bahwa sintesis secara kimiawi berbeda dari kebalikan beta-oksidasi. Identifikasi SREBP-1c selanjutnya oleh Goldstein, Brown, dan Horton menjelaskan bagaimana insulin dan status nutrisi secara transkripsional mendorong program lipogenik.

Key figures

• Salih Wakil
• Feodor Lynen
• P. Roy Vagelos
• Jay Horton

Seminal works

• wakil-2009
• horton-2002

Frequently asked questions

Apakah sintesis asam lemak hanyalah kebalikan dari beta-oksidasi?

Tidak. Meskipun keduanya menambah atau menghilangkan unit dua karbon, sintesis terjadi di sitosol pada sintase asam lemak menggunakan malonil-KoA dan NADPH, sedangkan oksidasi terjadi di mitokondria dengan enzim terpisah menggunakan NAD+ dan FAD; menjaga keduanya berbeda memungkinkan regulasi independen.

Dari mana karbon untuk asam lemak baru berasal?

Sebagian besar dari asetil-KoA yang berasal dari glukosa dan bahan bakar lainnya, diekspor ke sitosol sebagai sitrat; inilah mengapa kelebihan karbohidrat makanan dapat diubah menjadi lemak melalui lipogenesis de novo.