загрузка...
 
ДЕСАТУРАЗЫ
Повернутись до змісту

ДЕСАТУРАЗЫ

Название свое ферменты этой группы получили по способности превращать насыщенные жирные кислоты в ненасыщенные (и далее

Рис. 5-36. Образование олеиновой кислоты под действием стеароил-КоА-десатуразы.

в полиненасыщенные). Образование двойной связи они обеспечивают путем отнятия двух атомов водорода у соседних углеродных атомов. При этом отнимаемый водород передается прямо на кислород. Но, в отлнчие от оксидаз- ных реакций, здесь происходит не двухэлектронное восстановление молекулы кислорода, а четырехэлектронное. Поэтому образуется не перекись водорода, а две молекулы воды. Недостающую пару электронов (и протонов) де- сатуразы получают от НАД(Ф)-//г- Схематически реакция представлена на рис. 5-37 (с учетом того, что формируемая двойная связь имеет, как правило, ^с-конфигурацию).

Полнота восстановления 02 обеспечивается тем, что десатураза (несущая 1 атом неге- мового железа) - это не одиночный белок, а составная часть комплексов, встроенных в мембрану ЭР. В такой комплекс входят также цитохром Ь5 и цитохром(Ь$)-редуктаза, которая содержит ФАД и использует НАД(Ф)Я2 для восстановления железа цитохрома Ъ5_

Важная роль десатураз обусловлена тем, что биосинтез любой жирной кислоты протекает путем поэтапной конденсации двухуглеродных фрагментов (происходящих из ацетил- КоА), приводя к образованию полностью насыщенной углеводородной цепи (с группой -СООН на одном из концов). И только затем возможно внедрение двойных связей, что и осуществляют десатуразы. Жирные кислоты вступают в реакцию только в активированном состоянии, т.е., в форме соединения с коферментом А (ацил-КоА).

В отличие от растений клетки животного организма имеют очень ограниченную способность формировать двойную связь в молекулах жирных кислот. В отношении насыщенных известен только один фермент - стеарош- КоА -десатураза. открытая в печени как интегральный белок мембраны ЭР. Она относится к Д9-десатуразам, ибо внедряет двойную связь в положении 9 (т.е., между 9-м и 10-м атомами углерода, считая от карбоксильной группы). При этом стеариновая кислота С(18):0 превращается в олеиновую С(18):1 (рис. 5-38). Аналогичным образом стеароил-КоА-десатураза действует и на ряд других насыщенных жирных кислот, преобразуя их в моноеновые. В частности, она превращает пальмитиновую кислоту С(16):0 в пальмитолеиновую С(16):1 (см. табл.

3.1).

Рис. 5-39. Роль десатураз в биогенезе полиеновых производных эйкозановой кислоты.

Полиеновые кислоты должны поступать в организм животных извне. Точнее, из всех жирных кислот незаменимыми компонентами пищн являются линолевая и а-линоленовая (содержащие по 18 углеродных атомов). Как отмечено в табл. 3.1, первая содержит две двойных связи (в позициях 9 и 12), а вторая - три (в положениях 9, 12 и 15). Обе они служат материалом для создания еще более ненасыщенных жирных кислот, которые необходимы для построения липидов биологических мембран и, кроме того, для образования сигнальных молекул из группы эйкозаноидов.

Как показывает схема на рис. 5-39, сначала линолевая и а-линоленовая кислоты подвергаются десатурации в положении 6, что превращает их соответственно в триеновую у-линоленовую кислоту и в ее тетраеновый аналог. В обоих случаях процесс катализирует линолеош-КоА-десатураза. По строению, локализации и механизму действия она очень близка стеароил-КоА-десатуразе, но специализирована на внедрении двойной связи в позиции 6 (т.е., является Дб~десатуразой). Образовавшиеся продукты могут подвергаться удлинению специальной системой ЭР, обозначаемой как элонгаза. Как и при биосинтезе насыщенных жирных кнслот, это происходит путем наращивания карбоксильного конца молекулы двухуглеродным фрагментом, происходящим из ацетил-КоА. Такое удлинение отодвигает от группы -СООН (на два номера) положение тех двойных связей, которые уже имелись в молекуле. В итоге С 18-кислоты преобразуются в 20-углеродные (эйкозано- вые), а двойные связи смещаются из положений 6, 9, 12... в позиции 8, 11, 14—, соответственно. Последующая десатурация по 5-му углеродному атому приводит к превращению исходной линолевой кислоты в 5,8,11,14-эйко- затетраеновую (арахидоновую кислоту), а а-линоленовой - в 5,8,11,14,17-эйкозапента- еновую. Пути превращения последних в биологически активные молекулы будут рассмотрены в разделах 5.4.5 н 5.4.6.



загрузка...