Biosintesi dei lipidi

Biosintesi dei lipidi

I lipidi ricoprono diversi ruoli nella cellula: sono la principale forma di conservazione dell’energia nella maggior parte degli organismi viventi e i principali costituenti delle membrane cellulari. Alcuni lipidi specializzati servono come cofattori (vitamina K), detergenti (sali biliari), trasportatori, ormoni messaggeri intracellulari ed extracellulari. Quindi è essenziale per un organismo possedere la capacità di sintetizzare una vasta gamma di lipidi diversi.

Biosintesi degli acidi grassi

La formazione del malonil-CoA dall’acetil-CoA è un processo irreversibile, catalizzato dalla acetil-CoA carbossilasi. L’acetil-CoA carbossilasi contiene come gruppo prostetico la biotina [legata covalentemente al gruppo amminico di un residuo di lisina di una delle tre subunità della molecola enzimatica]. Il gruppo carbossilico, che deriva dal bicarbonato (HCO₃), viene prima trasferito alla biotina in una reazione che richiede ATP. La biotina serve come trasportatore temporaneo della CO₂, che nella seconda tappa viene trasferita all’acetil-CoA, producendo malonil-CoA.

Gli acidi grassi vengono sintetizzati mediante una sequenza di reazioni ripetute

In tutti gli organismi, le lunghe catene carboniose degli acidi grassi vengono sintetizzate mediante la ripetizione di quattro tappe, catalizzate da un sistema multienzimatico, chiamato acido grasso sintasi, che consiste in una singola catena polipeptidica caratterizzata da sette domini che agiscono come enzimi distinti pur essendo legati l’uno all’altro in sequenza; le proteine agiscono insieme per catalizzare la formazione dell’acido grasso partendo da una molecola di Acetil-CoA e una di Malonil-CoA.

L’agente riducente nella via di biosintesi è il NADPH e i gruppi attivatori sono due differenti gruppi –SH legati a due proteine enzimatiche.

• Uno dei due gruppi –SH è di un residuo di cisteina di uno dei domini del complesso, esattamente la β-chetoacil-ACP sintasi.
• L’altro appartiene all’ACP (acyl-carrier-protein), la proteina trasportatrice di acili, un dominio separato dal polipeptide, con il quale l’intermedio della sintesi fa un legame tioestere.

Escherichia coli

L’ACP (la proteina trasportatrice di acili) è una piccola proteina che porta legata la fosfopanteteina: a questo gruppo prostetico viene legato l’intermedio della sintesi e la sua idrolisi del legame tioestere, che è molto esoergonica, serve a rendere termodinamicamente favoriti i due passaggi di condensazione della sintesi degli acidi grassi.

L'acido grasso sintasi lega gruppi acetilici e malonilici

Prima che abbiano inizio le reazioni di condensazione che portano alla sintesi dell’acido grasso, i due gruppi tiolici del complesso multienzimatico devono essere caricati con i substrati. Dapprima il gruppo acetilico dell’acetil-CoA viene trasferito all’ACP in una reazione catalizzata dal dominio del polipeptide multifunzionale acetil-CoA-ACP trasferasi (AT). Il gruppo acetilico viene quindi trasferito al gruppo Cys-SH della β-chetoacil-ACP-sintasi (KS). Anche la seconda reazione, il trasferimento del gruppo...