Acido grasso sintasi

La biosintesi degli acidi grassi avviene nel citosol ad è un processo utile per produrre acidi grassi da immagazzinare come riserva nel tessuto adiposo, ma anche lipidi con funzione strutturale o di segnalazione.

Le reazioni sono molto simili a quelle della β-ossidazione, le principali differenze sono che: il coenzima di ossidoriduzione è il NADPH e il trasportatore di acili è una proteina (ACP)

Il NADPH è alimentato dalla PPP (Via dei pentoso fosfati) e dall’enzima malico presente nel ciclo de citrato.

Il complesso multienzimatico che catalizza le reazioni è l’acido grasso sintasi I (FAS I). Gli intermedi della sintesi non abbandonano mai questo complesso e rimangono ancorati come tioesteri alla fosfopanteteina ancorata ad un residuo di serina dell’ACP fino a che non si raggiunge il prodotto finale: il palmitato (C16:0). I 7 domini di questo complesso agiscono come enzimi distinti nelle varie fasi della biosintesi e sono:

KS (β-chetoacil-CoA sintasi)
MAT (Malonil/Acetil-CoA transferasi)
DH (β-idrossiacil-ACP deidratasi)
ER (enoil-ACP reduttasi)
KR (β-chetoacil-ACP reduttasi)
TE (tioesterasi)
ACP (proteina trasportatice di acili)

Fatty Acid Synthase (FAS) revised model with positions of polypeptides, three catalytic domains and their corresponding reactions, visualization by Kosi Gramatikoff. Note that FAS is only active as a homodimer rather than the monomer pictured. (Public Domain; Kosigrim)

L’inizio della sintesi si ha con il trasferimento di un gruppo acetilico dall’Aceti-CoA all’ACP e successivamente al KS grazie al dominio MAT. Sempre questo domini ha il compito di trasferire un Malonil-CoA all’ACP permettendo così l’inizio del ciclo.

Tappa 1: condensazione (KS)

In questa reazione il Malonil-ACP e il gruppo acetilico si condensano per formare l’acetoacetil-ACP (β-chetoacil-ACP). Il gruppo carbossilico terminale del malonile viene eliminato sotto forma di CO₂.

Tappa 2: riduzione (KR)

In questa reazione si ha una riduzione del carbonile presente sul C-3 formando il β-idrossiacil-ACP. Il donatore di elettroni è il NADPH che si ossida a NADP⁺.

Tappa 3: deidratazione (DH)

Nella terza tappa il dominio DH disidrata l’idrossiacile per ottenere il trans-Δ²-enoil-ACP liberando una molecola di H₂O.

Tappa 4: riduzione (ER)

In questa tappa il doppio legame viene ridotto dal NADPH per ottenere un acil-ACP dal complesso ER.

Tappa 5: trasferimento (KS)

Ora è necessario liberare l’ACP per renderlo disponibile ad una nuova molecola di Malonil-CoA. L’acil-ACP formato dal ciclo viene trasferito dall’ACP al KS.

Tappa 6: ricarica (MAT)

In questa tappa, il dominio MAT trasferisce un nuovo malonile all’ACP. In questo modo è possibile ripetere nuovamente il ciclo fino ad ottenere il palmitato.