การสังเคราะห์กรดไขมัน (ที่อยู่นอก Mitochondria) Fatty Acid Synthesis การสังเคราะห์กรดไขมัน (ที่อยู่นอก Mitochondria)

ปฏิกิริยาเริ่มต้นจาก Acetyl-CoA เปลี่ยนเป็น Malonyl-CoA ATP ADP + Pi โดยอาศัย Enzyme ชื่อ Acetyl-CoA carboxylase และมี Coenzyme ชื่อ Biotin

O CH3 C~S•CoA (Acetyl-CoA)

O HOOC CH2 C~S•CoA (Malonyl-CoA)

O O CH3 C~S•CoA HOOC CH2 C~S•CoA (Acetyl-CoA) (Malonyl-CoA) Biotin Acetyl-CoA carboxylase (Acetyl-CoA) (Malonyl-CoA)

การสังเคราะห์กรดไขมัน อาศัยการเปลี่ยนแปลงของ Multi-enzyme Complex ที่ทำหน้าที่เป็น Acyl protein carrier (ACP)

โครงสร้างของ Coenzyme A เขียนโดยย่อว่า CoA•SH

Fatty Acid synthase multienzyme complex Pan SH Cys SH Fatty Acid synthase multienzyme complex

ขั้นตอนการสังเคราะห์กรดไขมัน

4, 5, 6 เป็นขั้นตอนที่ใช้ enzyme ชนิดต่างๆ ในขั้นตอนที่ 4 และ6 ใช้ NADPH ที่มาจาก Pentose Phosphate Pathway

เมื่อจบขั้นตอนที่ 7 จะกลับไปที่ขั้นตอนที่ 2 ใหม่ จำนวน Carbon atom จะเพิ่มขึ้นจนกระทั่งได้ Palmitate (C16)

Enzyme ที่เป็นตัวเริ่มต้นในการสังเคราะห์ Fatty Acid จะประกบเป็น 2 ฝา เรียกว่า Dimer ส่วนที่ทำให้เกิด Palmitate อยู่ที่ปลาย Pant-SH

Fatty Acid Synthesis เริ่มจากปฏิกิริยาที่ใช้ Acetyl-CoA รวมกับ Complex Enzyme Pan Cys O + CH3 C~S•CoA SH SH Step 1 / Cycle 1

Pan Cys CH3 C O HS•CoA CoA.SH + ~S•CoA SH S H C=O CH3 (Coenzyme A) Step 1 / Cycle 1

Malonyl-CoA Pan Cys O SH S + HOOC CH2 C~S•CoA C=O CH3 (Malonyl-CoA) Step 2 / Cycle 1

Pan Cys CH2 C~S•CoA O HOOC S H S C=O CH2 COOH C=O CH3 (Malonyl-CoA) HOOC S H S C=O CH2 COOH C=O CH3 Acetyl-malonyl enzyme Step 2 / Cycle 1

Pan Cys S S C=O C=O CH2 CH3 COOH Acetyl-malonyl enzyme Step 2 / Cycle 1

Pan Cys S S H C=O CH3 C=O CH2 CO2 COOH + Condensing Enzyme (Ketoacyl synthase) C=O CH3 C=O CH2 CO2 COOH Acetoacetyl Enzyme Step 3 / Cycle 1

Pan Cys S S H C=O CH2 C=O CH3

Enzyme นี้ ทำให้เกิด OH group ที่ C ตัวที่ 3 Pan Cys S S H C=O CH2 CH OH 3-Ketoacyl reductase CH3 Enzyme นี้ ทำให้เกิด OH group ที่ C ตัวที่ 3 3-Hydroxyacyl enzyme Step 4 / Cycle 1

Dehydratase Pan Cys S S H C=O CH−H CH OH CH3 3-Hydroxyacyl enzyme Step 5 / Cycle 1

Dehydratase Pan Cys S S H C=O CH H2O CH CH3 2,3 Unsaturated acyl enzyme Step 5 / Cycle 1

Pan Cys S S H C=O CH + Enoyl Reductase CH CH3 Step 6 / Cycle 1

Pan Cys S S H C=O CH2 CH2 CH3 Acyl enzyme Step 6 / Cycle 1

Pan Cys S H S H CH2 CH3 C=O + Condensing Enzyme Step 7 / Cycle 1

กลับไปที่เริ่มต้น ทำซ้ำอีก 6 รอบ แต่ละรอบจะได้ C เพิ่มอีก 2 ตัว Pan Pan Cys S H S CH2 CH3 C=O กลับไปที่เริ่มต้น ทำซ้ำอีก 6 รอบ แต่ละรอบจะได้ C เพิ่มอีก 2 ตัว Step 7 / Cycle 1

Pan H S Cys S CH2 CH3 C=O + Malonyl-CoA Step 2 / Cycle 2

+ Pan Pan Cys CH2 C~S•CoA O HOOC S H S C=O CH2 COOH CH2 CH3 C=O (Malonyl-CoA) HOOC + S H S C=O CH2 COOH CH2 CH3 C=O Step 2 / Cycle 2

Pan Pan Cys S S CH2 CH3 C=O C=O CO2 CH2 + 3-Ketoacyl synthase COO H Step 3 / Cycle 2

Pan Pan Cys S S H C=O CH2 + 3-Ketoacyl reductase C=O CH2 CH2 CH3 Step 4 / Cycle 2

Pan Pan Cys S S H C=O CH2 + 3-Ketoacyl reductase HC−OH CH2 CH2 CH3 3-Hydroxyacyl enzyme Step 4 / Cycle 2

Pan Pan Cys S S H C=O HC −H + Dehydratase HC −OH CH2 CH2 CH3 3-Hydroxyacyl enzyme Step 5 / Cycle 2

Pan Pan Cys S S H C=O C−H H2O C−H CH2 CH2 CH3 2,3-Unsaturated acyl enzyme

Pan Pan Cys S S H C=O C−H + Enoyl Reductase C−H CH2 CH2 CH3 2,3-Unsaturated acyl enzyme Step 6 / Cycle 2

กลับไปเริ่มต้นใหม่โดยการเติม Malonyl-CoA Pan Pan Cys S H S H CH2 CH3 C=O + Condensing Enzyme กลับไปเริ่มต้นใหม่โดยการเติม Malonyl-CoA Acyl enzyme Step 7 / Cycle 2

Pan Pan Cys CH2 C~S•CoA O HOOC S H S C=O CH2 CH2 CH2 CH2 CH3 (Malonyl-CoA) HOOC S H S C=O CH2 CH2 CH2 CH2 CH3 Step 2 / Cycle 3

Pan Pan Cys CH2 C~S•CoA O HOOC S H S C=O CH2 COOH CH3 C=O (CH2)4 (Malonyl-CoA) HOOC S H S C=O CH2 COOH CH3 C=O (CH2)4 + 3-Ketoacyl synthase Step 2 / Cycle 3

ดึงเอา ออก Pan Pan Cys S S H CH3 C=O (CH2)4 CO2 C=O CH2 COO H ดึงเอา ออก CH3 C=O (CH2)4 CO2 C=O CH2 COO H + 3-Ketoacyl synthase Step 3 / Cycle 3 Step 4 / Cycle 3

Pan Pan Cys S S H C=O CH2 CH3 C=O (CH2)4 + 3-Ketoacyl reductase

Pan Pan Cys S S H C=O CH2 + 3-Ketoacyl reductase HC−OH (CH2)4 CH3 3-Hydroxyacyl enzyme

Pan Pan Cys S S H C=O HC −H + Dehydratase HC −OH (CH2)4 CH3 3-Hydroxyacyl enzyme Step 5/ Cycle 3

Pan Pan Cys S S H C=O CH H2O + Enoyl reductase CH (CH2)4 CH3 Step 6/ Cycle 3

รอบแรก ได้ C 4 ตัว รอบ 2 ได้อีก 2 ตัว = C 6 ตัว Pan Pan Cys S S H C=O รอบแรก ได้ C 4 ตัว CH2 รอบ 2 ได้อีก 2 ตัว = C 6 ตัว CH2 รอบ 3 ได้อีก 2 ตัว = C 8 ตัว (CH2)4 CH3 Step 7/ Cycle 3

รอบแรก ได้ C 4 ตัว รอบ 2 ได้อีก 2 ตัว = C 6 ตัว Pan Pan Cys S S H C=O รอบแรก ได้ C 4 ตัว CH2 รอบ 2 ได้อีก 2 ตัว = C 6 ตัว CH2 รอบ 3 ได้อีก 2 ตัว = C 8 ตัว รอบ 4 ได้อีก 2 ตัว = C 10 ตัว (CH2)6 CH3 Step 7/ Cycle 4

รอบแรก ได้ C 4 ตัว รอบ 2 ได้อีก 2 ตัว = C 6 ตัว Pan Pan Cys S S H C=O รอบแรก ได้ C 4 ตัว CH2 รอบ 2 ได้อีก 2 ตัว = C 6 ตัว CH2 รอบ 3 ได้อีก 2 ตัว = C 8 ตัว รอบ 4 ได้อีก 2 ตัว = C 10 ตัว (CH2)8 รอบ 5 ได้อีก 2 ตัว = C 12 ตัว CH3 Step 7/ Cycle 5

รอบแรก ได้ C 4 ตัว รอบ 2 ได้อีก 2 ตัว = C 6 ตัว Pan Pan Cys S S H C=O รอบแรก ได้ C 4 ตัว CH2 รอบ 2 ได้อีก 2 ตัว = C 6 ตัว CH2 รอบ 3 ได้อีก 2 ตัว = C 8 ตัว รอบ 4 ได้อีก 2 ตัว = C 10 ตัว (CH2)10 รอบ 5 ได้อีก 2 ตัว = C 12 ตัว CH3 รอบ 6 ได้อีก 2 ตัว = C 14 ตัว Step 7/ Cycle 6

รอบแรก ได้ C 4 ตัว รอบ 2 ได้อีก 2 ตัว = C 6 ตัว Pan Pan Cys S S H C=O รอบแรก ได้ C 4 ตัว CH2 รอบ 2 ได้อีก 2 ตัว = C 6 ตัว CH2 รอบ 3 ได้อีก 2 ตัว = C 8 ตัว รอบ 4 ได้อีก 2 ตัว = C 10 ตัว (CH2)12 รอบ 5 ได้อีก 2 ตัว = C 12 ตัว CH3 รอบ 6 ได้อีก 2 ตัว = C 14 ตัว รอบ 7 ได้อีก 2 ตัว = C 16 ตัว Step 7/ Cycle 7

Pan Pan Cys S S H C=O CH2 Thioesterase + H2O CH2 (CH2)12 CH3

Palmitic Acid Pan Pan Cys S S H CH3 (CH2)12 C=O CH2 H - OH CH3(CH2)14COOH (C15H31COOH)