Ang lipogenesis ay ang pangunahing metabolic pathway na kung saan ang mga fatty acid ay mahabang chain na synthesized mula sa mga karbohidrat na natupok nang labis sa diyeta. Ang mga fatty acid ay maaaring isama sa triglycerides sa pamamagitan ng kanilang esterification sa mga molekol ng glycerol.
Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang lipogenesis ay nangyayari sa atay at adipose tissue at itinuturing na isa sa mga pangunahing nag-aambag sa pagpapanatili ng triglyceride homeostasis sa suwero ng dugo.
Istraktura ng human fatty acid synthase (FASN) (Pinagmulan: Emw sa
pamamagitan ng
Wikimedia Commons)
Ang Triglycerides ay pangunahing reservoir ng enerhiya ng katawan at ang enerhiya na nilalaman sa mga ito ay nakuha salamat sa isang proseso na kilala bilang lipolysis, na, salungat sa lipogenesis, ay binubuo ng paghihiwalay at paglabas ng mga glycerol at fatty acid na mga molekula sa daloy ng dugo.
Ang inilabas na gliserol ay nagsisilbing isang substrate para sa landas ng gluconeogenic at ang mga fatty acid ay maaaring maipadala sa iba pang mga compartment na kumplikado ng serum albumin.
Ang mga fatty acid na ito ay kinuha ng halos lahat ng mga tisyu maliban sa utak at erythrocytes, kung gayon ang mga ito ay esterified sa triacylglycerols na muling mai-oxidized bilang gasolina o maiimbak bilang isang reserve ng enerhiya.
Ang mga high-fat diet ay ang pangunahing sanhi ng labis na katabaan, dahil ang labis na calorie ay dapat na naka-imbak at ang adipose tissue ay dapat mapalawak upang mapaunlakan ang kapwa labis na nakakainis na lipid at ang mga endogenously synthesized.
Mga tampok at pag-andar
Sa katawan ng tao, halimbawa, ang mga fatty acid ay lumabas mula sa mga proseso ng biosynthetic mula sa acetyl-CoA o bilang isang produkto ng pagproseso ng hydrolytic ng fats at mga lamad na phospholipids.
Maraming mga mammal ay hindi magagawang synthesize ang ilang mga fatty acid, na ginagawang mga mahahalagang sangkap ng kanilang diyeta.
Ang pangunahing pag-andar ng lipogenesis ay may kinalaman sa pag-iimbak ng enerhiya sa anyo ng mga taba (lipid) na nagaganap kapag kumonsumo ng isang mas malaking halaga ng karbohidrat kaysa sa pangangailangan ng katawan, kahit na lumampas sa mga hepatic na mga kapasidad ng imbakan ng glycogen.
Ang mga lipid na synthesized ng ruta na ito ay naka-imbak sa puting adipose tissue, ang pangunahing site ng imbakan ng lipid sa katawan.
Ang Lipogenesis ay nangyayari sa lahat ng mga cell ng katawan, gayunpaman, ang mga adipose na tisyu at ang atay ay ang pangunahing mga site ng synthesis. Ang landas na ito ay nangyayari sa cell cytoplasm, habang ang fatty acid oxidation ay nangyayari sa mitochondrial compartment.
Ang Lipogenesis at ang kasunod na synthesis ng triglycerides ay sinusundan ng synthesis at pagtatago ng mga mababang partido na lipoprotein na mababang-density na kilala bilang VLDL (Very Low Density Lipoprotein) na mga partikulo, na may kakayahang pumasok sa daloy ng dugo.
Ang parehong mga partikulo ng VLDL at triglycerides ay maaaring i-hydrolyzed sa mga capillary ng mga sobrang hepatic na tisyu, higit sa lahat sa mga tisyu ng kalamnan at adipose para sa pagpapalabas o pag-iimbak ng enerhiya.
Mga reaksyon
Ang daloy ng mga atom ng carbon mula sa glucose na naroroon sa mga karbohidrat hanggang sa mga fatty acid ay na-modulate ng lipogenesis at kasama ang isang serye ng perpektong coordinated na reaksyon ng enzymatic.
1-Ang glycolytic pathway sa cytosol ng mga cell ay may pananagutan sa pagproseso ng glucose na pumapasok mula sa daloy ng dugo upang makabuo ng pyruvate, na napalitan sa acetyl-CoA, na may kakayahang pumasok sa siklo ng Krebs sa mitochondria, kung saan ginawa ang citrate .
2-Ang unang hakbang ng lipogen pathway ay binubuo ng pag-convert ng citrate na nag-iiwan ng mitochondria sa acetyl-CoA sa pamamagitan ng pagkilos ng isang enzyme na kilala bilang ATP-citrate lyase (ACLY).
3-Ang nagreresultang acetyl-CoA ay carboxylated upang mabuo ang malonyl-CoA, isang reaksyon na na-catalyzed ng isang acetyl-CoA carboxylase (ACACA).
4-Ang pangatlong reaksyon ay ang reaksyon na nagpapataw ng limitasyon ng hakbang ng buong ruta, iyon ay, ang pinakamabagal na reaksyon, at binubuo ng pag-convert ng malonyl-CoA upang palmitate ng isang fatty acid synthase (FAS) enzyme.
5-Ang iba pang mga reaksyon ng agos sa agos ay tumutulong upang mai-convert ang palmitate sa iba pang mas kumplikadong mga fatty acid, gayunpaman, ang palmitate ay ang pangunahing produkto ng de novo lipogenesis.
Fatntes acid synthesis
Ang synthesis ng mga fatty acid sa mga mammal ay nagsisimula sa kumplikadong fatty acid synthase (FAS), isang multifunctional at multimeric complex sa cytosol na synthesize palmitate (isang puspos 16-carbon fatty acid). Para sa reaksyong ito ay ginagamit, tulad ng nabanggit na, malonyl-CoA bilang carbon donor at NADPH bilang cofactor.
Ang mga subod ng FAS homodimer ay nagpapagana ng synthesis at pagpahaba ng mga fatty acid dalawang carbon atoms sa isang pagkakataon. Ang mga subunits na ito ay may anim na magkakaibang mga aktibidad na enzymatic: acetyl transferase, B-ketoacyl synthase, malonyl transferase, B-ketoacyl reductase, B-hydroxyacyl dehydratase, at enoyl reductase.
Ang iba't ibang mga miyembro ng isang pamilya na napakahabang chain ng fatty acid na pagpapahaba ng protina (Elovl) ay responsable para sa pagpahaba ng mga fatty acid na ginawa ng FAS. Ang pang-agos ay iba pang mga enzyme na responsable para sa pagpapakilala ng dobleng mga bono (desaturation) sa mga tanikala ng mga fatty acid.
Regulasyon
Maraming mga kondisyon ng pathophysiological ang may kinalaman sa may depekto na regulasyon ng lipogen pathway, dahil ang mga iregularidad dito ay nakakagambala sa lipid ng homeostasis ng katawan.
Ang isang diyeta na mayaman sa karbohidrat ay nagpapa-aktibo sa lipogenesis ng atay, ngunit ipinakita na hindi lamang ito ang halaga ng mga karbohidrat na ingested, kundi pati na rin ang uri ng mga karbohidrat.
Ipinakikita ng mga pang-eksperimentong data, na ang mga simpleng asukal tulad ng fructose ay may higit na mabisang epekto sa pag-activate ng lipogenesis ng atay kaysa sa iba pang mas kumplikadong karbohidrat.
Ang glucose na metabolismo ng glucose ay kumakatawan sa isang mahusay na mapagkukunan ng carbon para sa synthesis ng mga fatty acid.
Ginaganyak din ng Glucose ang pagpapahayag ng mga enzymes na kasangkot sa pathogenic lipas sa pamamagitan ng mga protina na nagbubuklod ng mga elemento ng tugon ng karbohidrat.
Ang mga antas ng glucose sa dugo ay nagpapasigla din sa pagpapahayag ng mga enzim na ito sa pamamagitan ng pagpapasigla sa paglabas ng insulin at pagharang sa paglabas ng glucagon sa pancreas. Ang epekto na ito ay kinokontrol sa pamamagitan ng elemento ng regulasyon ng sterol na nagbubuklod ng protina 1 (SREBP-1) sa mga selula ng atay at adipocytes.
Ang iba pang mga landas ng regulasyon ay may kinalaman sa endocrine system at iba't ibang mga hormone nang hindi direktang may kaugnayan sa pagpapahayag ng maraming mga lipogen enzymes.
Mga Sanggunian
- Ameer, F., Scandiuzzi, L., Hasnain, S., Kalbacher, H., & Zaidi, N. (2014). De novo lipogenesis sa kalusugan at sakit. Metabolismo, 0-7.
- Lodhi, IJ, Wei, X., & Semenkovich, CF (2011). Lipoexpediency: de novo lipogenesis bilang isang metabolic signal transmitter. Mga Uso sa Endocrinology & Metabolism, 22 (1), 1–8.
- Mathews, C., van Holde, K., & Ahern, K. (2000). Biochemistry (ika-3 ed.). San Francisco, California: Pearson.
- Nelson, DL, & Cox, MM (2009). Mga Prinsipyo ng Lehninger ng Biochemistry. Mga Edisyon ng Omega (Ika-5 ed.).
- Samuel, VT (2011). Ang fructose sapilitan lipogenesis: mula sa asukal hanggang sa taba hanggang sa resistensya ng insulin. Mga Uso sa Endocrinology & Metabolismo, 22 (2), 60-65.
- Scherer, T., Hare, JO, Diggs-andrews, K., Schweiger, M., Cheng, B., Lindtner, C., … Buettner, C. (2011). Kinokontrol ng Brain Insulin ang Adipose Tissue Lipolysis at Lipogenesis. Metabolismo ng Cell, 13 (2), 183–194.
- Schutz, Y. (2004). Fat taba, lipogenesis at balanse ng enerhiya. Physiology & Pag-uugali, 83, 557-564.
- Mahigpit, MS, & Ntambi, JM (2010). Ang kontrol sa genetic ng de novo lipogenesis: papel sa labis na katabaan sa diyeta. Mga Kritikal na Review sa Biochemistry at Molecular Biology, 45 (3), 199–214.
- Zaidi, N., Lupien, L., Kuemmerle, NB, Kinlaw, WB, Swinnen, J. V, & Smans, K. (2013). Lipogenesis at lipolysis: Ang mga landas na sinamantalahan ng mga selula ng kanser upang makakuha ng mga fatty acid Fatty Acids. Pag-unlad sa Lipid Research, 52 (4), 585-589.