Was ist Fettsäuresynthase?
Fettsäuren haben an einem Ende eine saure Gruppe, die mit einer wasserabweisenden Kohlenwasserstoffkette verbunden ist. Sie sind sehr wichtige zelluläre Komponenten, die strukturelle Funktionen als Membrankomponenten, Signalfunktionen als Hormone und als Energiequellen für den Stoffwechsel übernehmen. Der Mensch bezieht viele Arten von Fettsäuren aus seiner Nahrung, aber verschiedene Arten müssen vom Körper synthetisiert werden. Die Fettsäuresynthese wird bei Säugetieren durch ein großes Proteinpaar vermittelt, das eine Reihe verschiedener Enzyme enthält, die zusammenarbeiten und als Fettsäuresynthase (FAS) bekannt sind.
Dieses enzymatische System ist sehr komplex und führt eine Reihe verschiedener biochemischer Reaktionen aus, die alle zur Synthese einer Fettsäure führen. Die grundlegende Reaktion der Fettsäuresynthese besteht darin, Moleküle, die aus zwei Kohlenstoffeinheiten bestehen, zu längeren Ketten zu kombinieren, um Fettsäuren zu bilden. Die von Säugetieren gebildete Fettsäure ist die 16 Kohlenstoffatome lange Verbindung Palmitinsäure, auch bekannt als C16. Palmitinsäure ist eine gesättigte Fettsäure, dh sie enthält keine Doppelbindungen. Die Biosynthese dieser Verbindung findet im Cytosol statt und es besteht keine Assoziation mit Membranen.
Die Synthese von Palmitinsäure erfordert mehr als nur die beiden Kohlenstofffettsäurevorläufer und die Fettsäuresynthase. Es erfordert auch einen Cofaktor, der eine Nicht-Protein-Komponente ist, die lose mit einem Enzym assoziiert ist. Der Cofaktor CoA ist eine schwefelhaltige Verbindung, die jeder der Chemikalien beigefügt ist, die als Kohlenstoffquellen für die Fettsäurekette dienen. Die Quelle der beiden Kohlenstoffeinheiten zur Addition an die wachsende Fettsäurekette ist der Drei-Kohlenstoff-Cofaktor Malonyl-CoA, der aus der Zwei-Kohlenstoff-Verbindung Acetyl-CoA hergestellt wird.
Die Fettsäuresynthase muss zuerst durch Kontakt mit Acetyl-CoA aktiviert werden. Nach dieser Reaktion verlängert FAS nacheinander die entstehende Fettsäurekette unter Verwendung von Kohlenstoffgruppen, die aus Malonyl-CoA stammen. Dieser Prozess erfordert eine Reihe verschiedener chemischer Reaktionen. Während die Kette wächst, wird sie von einem Enzym zum nächsten weitergegeben, bis sie ihre endgültige Länge von 16 Kohlenstoffen erreicht hat. Dann wird es aus dem Protein freigesetzt.
Es gibt zwei Arten von Fettsäuresynthase. FAS Typ I ist der Säugetiertyp, der nur unter Verwendung eines großen Proteinpaares Palmitinsäure produziert, wobei jedes Protein mehrere verschiedene Enzyme enthält. Im Gegensatz dazu wird FAS Typ II von Bakterien und Pflanzen verwendet. Dieser Multi-Enzym-Komplex hat einzelne Enzyme als separate Proteine, die sich zusammenballen. Ein Typ II-Komplex kann zusätzliche Arten von Fettsäuren bilden, ist jedoch nicht so effizient wie das Säuger-Typ I-FAS.