Wat is vetzuursynthase?
Vetzuren hebben een zure groep aan het ene uiteinde, verbonden met een koolwaterstofketen die water afstoot. Het zijn zeer belangrijke cellulaire componenten, die structurele rollen vervullen als membraancomponenten, signaalrollen als hormonen en als energiebronnen voor het metabolisme. Mensen halen veel soorten vetzuren uit hun voeding, maar verschillende soorten moeten door het lichaam worden gesynthetiseerd. Vetzuursynthese wordt bij zoogdieren gemedieerd door een groot paar eiwitten die een aantal verschillende enzymen bevatten die samenwerken en die bekend staan als vetzuursynthase (FAS).
Dit enzymatische systeem is zeer complex en voert een aantal verschillende biochemische reacties uit, die allemaal leiden tot de synthese van een vetzuur. De basisreactie van vetzuursynthese is om moleculen die bestaan uit twee koolstofeenheden te combineren in langere ketens om vetzuren te vormen. Het vetzuur gevormd door zoogdieren is het 16-koolstof lange samengestelde palmitinezuur, ook bekend als C16. Palmitinezuur is een verzadigd vetzuur, wat betekent dat het geen dubbele bindingen bevat. De biosynthese van deze verbinding vindt plaats in het cytosol en er is geen associatie met membranen.
De synthese van palmitinezuur vereist meer dan alleen de twee koolstofvetzuurvoorlopers en vetzuursynthase. Het vereist ook een cofactor, een niet-eiwitcomponent die losjes is geassocieerd met een enzym. De co-factor CoA is een zwavelhoudende verbinding die elk van de chemicaliën vergezelt die als koolstofbronnen voor de vetzuurketen dienen. De bron van de twee koolstofeenheden die aan de groeiende vetzuurketen moeten worden toegevoegd, is de cofactor malonyl-CoA met drie koolstofatomen, die wordt geproduceerd uit de twee-koolstofverbinding acetyl-CoA.
Vetzuursynthase moet eerst worden geactiveerd door contact met acetyl-CoA. Na deze reactie verlengt FAS achtereenvolgens de ontluikende vetzuurketen met behulp van koolstofgroepen gedoneerd uit malonyl-CoA. Dit proces vereist een reeks verschillende chemische reacties. Naarmate de keten groeit, wordt deze van het ene enzym naar het andere doorgegeven, totdat het zijn uiteindelijke lengte van 16 koolstofatomen heeft bereikt. Daarna komt het vrij uit het eiwit.
Er zijn twee soorten vetzuursynthase. FAS Type I is het zoogdiertype dat alleen palmitinezuur produceert door een groot paar eiwitten te gebruiken die elk verschillende enzymen bevatten. FAS Type II wordt daarentegen gebruikt door bacteriën en planten. Dit multi-enzymcomplex heeft afzonderlijke enzymen als afzonderlijke eiwitten die samen clusteren. Een Type II-complex kan extra soorten vetzuren maken, maar is niet zo efficiënt als het zoogdier Type I FAS.