کار تحقیقی خانم مهین صفری …
سنتز و تجزيهي اسيدهاي چرب فرآيندهاي نسبتاً سادهاي هستند كه اساساً معكوس يكديگرند. در فرآيند تجزيه يك تركيب آليفاتيك به واحدهاي استيل فعال (استيل CoA) تبديل ميگردد كه به وسيلهي چرخهي اسيد سيتريك نيز پردازش ميشود. اسيد چرب فعال اكسايش يافته و پيوندي دو گانه تشكيل ميگردد،جهت وارد كردن يك اكسيژن پيوند دو گانه هيدراته ميشود، الكل حاصل به كتون اكسايش مييابد و سرانجام قسمت چهاركربني توسط كوآنزيم A شكسته شده استيل CoA و يك زنجيرهي اسيد چربي به وجود ميآيد كه به اندازهي دو كربن كوتاهتر شده است. اگر تعداد اتمهاي كربن اسيد چرب زوج و اسيد چرب اشباع باشد فرآيند به سادگي تكرار ميشود تا به طور كامل به واحدهاي استيل تبديل گردد.
سنتز اسيدهاي چرب الزاماً عكوس اين فرآيند ميباشد. از آنجا كه نتيجة كار يك پليمر است فرآيند با مونومرها در اين حالت با گروه آسيل (به عبارت سادهتر، يك واحد استيل) و واحدهاي مالونيل – آغاز ميگردد. واحد مالونيل با واحد استيل متراكم ميشود تا يك قطعة چهار كربني ايجاد گردد. براي تشكيل زنجيرهي هيدروكربني مورد نياز گروه كربونيل بايد احيا شود. جهت رساندن گروه كربونيل به سطح گروه متيل به همراه تشكيل بوتيريل CoA اين قطعه احيا، دهيدراته و مجدداً احيا ميگردد كه دقيقاً عكس مسير تجزيه است. يك واحد مالونيل فعال ديگر نيز با واح بوتريل متراكم ميشود و فرآيند تا سنتز اسيد چرب C16 تكرار ميگردد.
تري آسيل گليسرولها ذخاير بسيار تغليظ شده انرژي هستند
اسيدهاي چرب به عنوان اجزا فسفوليپيدها و گليكوليپيدها، تغيير دهندههاي آبدوست پروتئينها[1] مولكولهاي سوختي و هورمونها و پيامبرهاي بين سلولي، از نظر فيزيولوژيك حائز اهميت ميباشند. اسيدهاي چرب به صورت تري آسيل گليسرول (چربي خنثي) در بافت چربي ذخيره ميشوند.
استفاده از اسيدهاي چرب به عنوان سوخت مستلزم سه مرحله از پردازش است
تري آسيل گليسرولها توسط فعاليت هيدروليزي ليپازها كه تحت كنترل هورموني هستند ماده ميشوند. اسيدهاي چرب با تبديل به آسيل چرب CoA فعال ميشوند و توسط كارنيتين از غشا داخلي ميتوكندري عبور مينمايند و در ماتريكس ميتوكندري توسط يك سري تكراري از چهار واكنش، تجزيه ميگردند:اكسايش توسط FAD، آبگيري، اكسايش توسط NAD+ و تيوليز توسط CoA NADH , FADH2. به وجود آمده در واكنشهاي اكسايشي الكترونهايشان را توسط زنيجرهي انتقال الكترون به O2 انتقال ميدهند، در حالي كه استيل CoA به وجود آمده در مرحلهي تيوليز به طور طبيعي بواسطه تركيب با اگزالواستات وارد چرخي اسيد سيتريك ميشود. پستانداران قادر به تبديل اسيدهاي چرب به گلوكز نميباشند به دليل آنكه فاقد مسيري هستند كه به صورت خالص اگزلواستات، پيرووات و يا ساير حد واسطههاي گلوكونئوژنيك را از استيل CoA به وجود آورند.
تجزيه برخي اسيدهاي چرب مستلزم مراحل اضافي است
تجزيهي اسيدهاي چرب حاوي پيوندهاي دو گانه يا داراي تعداد اتمهاي كربن فرد مستلزم مراحل ديگري است. در اكسايش اسيدهاي چرب غير اشباع يك ايزومرازويك ردوكتاز مورد نياز ميباشد، در حالي كه پروپيونيل CoA حاصل از زنجيرههاي داراي تعداد اتمهاي كربن فرد براي تبديل به سوكسينيل CoA به يك آنزيم وابسته به ويتامين B12 نياز دارد.
اسيدهاي چرب طي مسيرهاي متفاوتي سنتز و تجزيه ميشوند
اسيدهاي چرب در سيتوزول توسط مسيري متفاوت از مسير -b اكسايش سنتز ميشوند. سنتز با كربوكسيله شدن استيل CoA به مالونيل CoA كه مرحلهي الزامي است، آغاز ميگردد. اين واكنش كه به كمك ATP پيش ميرود. توسط استيل CoA كربوكسيلاز، يك آنزيم بيوتيندار، كاتاليز ميگردد. در سنتز اسيدهاي چرب حد واسطهها به پروتئين حامل آسيل متصل هستند. استيل ACP از استيل CoA و مالونيل ACP از مالونيل CoA توليد ميشود. استيل ACP و مالونيل ACP با هم متراكم شده استواستيل ACP ايجاد ميگردد، واكنشي كه بواسطه آزاد شدن CO2 از واحد مالونيل فعال شده پيش برده ميشود به دنبال آن، يك احيا، يك آبگيري و يك احياي ديگر انجام ميگيرد. در اين مراحل NADPH نقش اجيا كننده را ايفا ميكند. بدين ترتيب بوتيريل ACP براي دور دوم طويل شدن آماده ميگردد كه با اضافه شدن يك واحد دو كربنه از مالونيل ACP شروع ميشود. انجام هفت دور از طويل شدن باعث توليد پالميتويل ACP ميگردد كه به پالميتات هيدروليز ميشود. در موجودات عاليتر، آنزيمهايي كه سنتز اسيدهاي چرب را كاتاليز ميكنند به صورت يك كمپلكس آنزيمي چند كاره از طريق پيوندهاي كووالان در اتصال با يكديگر ميباشند. يك چرخه واكنشي مبتني برتشكيل و تجزيهي سيترات، گروههاي استيل را از ميتوكندري به سيتوزول انتقال ميهد. با انتقال اكي والانهاي احيايي از ميتوكندري توسط حامل رفت و برگشتي مالات – پيروات و مسير پنتوز فسفات،NADPH مورد نياز براي سنتز توليد ميگردد.
استيل كوآنزيم كربوكسيلاز نقشي كليدي را در كنترل متابوليسم اسيدهاي چرب ايفا ميكند.
سنتز و تجزيه اسيدهاي چرب به صورت متقابل تنظيم ميگردد به طوريي كه هر دو به طور همزمان فعال نيستند. اسيتل CoA كربوكسيلاز، جايگاه تنظيمي اصلي، توسط انسولين تحريك و بوسيله گلوكاگون و اپي نفرين مهار ميگردد. اين اثرات هورموني به واسطهي تغييرات مقادير حالت دفسفريله فعال و فسفريلهي غير فعال آنزيم كربوكسيلاز صورت ميگيرد. سيترات كه علامت فراواني واحدهاي ساختار و انرژي است، به طور آلوستريكي كربوكسيلاز را تحريك مينمايد. گلوكاگون و اپي نفرين با فعال كردن ليپاز شكسته شدن تري آسيل گليسرولها را تحريك ميكنند. در مقابل، انسولين ليپوليز را مهار ميكند. در مواقع فراواني انرژي به دليل مهار كارنيتن آسيل ترانسفراز I توسط مالونيل CoA آسيل چرب CoAها وارد ماتريكس ميتوكندري نميشوند.
