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Fettsäuresynthese

Aus Kefk.

Die biologische Fettsäuresynthese, auch als Lipogenese bezeichnet, verläuft analog zum Abbau durch schrittweisen Anbau von Acetyl-CoA (aktivierte Essigsäure) CH₃CO-CoA. Dies erklärt auch, warum die Fettsäuremoleküle meistens eine geradzahlige Anzahl von Kohlenstoffatomen haben.
Im Gegensatz zum Abbau der Fettsäuren, der β-Oxidation, welcher sich in der Mitochondrienmatrix abspielt, findet deren Aufbau im Cytosol statt.

Bemerkenswert ist, dass die in Bau befindliche Fettsäure bis zur endgültigen Fertigstellung an einen Enzym, der sogenannten Fettsäure-Synthase, gebunden bleibt. Diese besitzt eine (distale) SH-Gruppe und eine (proximale) SH-Gruppe an einer Unterheit des Komplexes, dem Acyl-Carrier-Protein (ACP).

Die Reaktionsfolge läuft wie folgt ab:

Bindung eines Moleküls Acetyl-CoA an der distalen SH-Gruppe durch die Acetyl-Transferase, Coenzym A wird abgespalten
Carboxylierung (Anlagerung von CO₂) von freiem Acetyl-CoA zu Malonyl-CoA außerhalb des Komplexes durch die Acetyl-CoA-Carboxylase (mit der prosthetischen Gruppe Biotin)
Bindung des Malonyl-CoA an die proximale SH-Gruppe des Enzymkomplexes durch die Malonyl-Transferase, Coenzym A wird wieder abgespalten
Acetylrest bindet unter Abspaltung von CO₂ mithilfe der Ketoacyl-Synthase an den Malonylrest, es bildet sich eine Acetoacetylgruppe (C₄) an der proximalen SH-Gruppe; mit jeder der acht "Runden" die die Reaktion durchläuft bekommt dieses Zwischenprodukt mehr C-Atome (hat folglich auch einen anderen Namen)
Reduktion der Keto-Gruppe des Ketoacylrests an C3 durch die Ketoacyl-Reduktase, Produkt ist ein Hydroxyacylrest
Dehydratisierung des Hydroxyacylrests durch die Hydroxyacyl-Dehydratase zwischen C2 und C3
Zweite Reduktion der Doppelbindung durch die Enoyl-Reduktase
Anlagerung von Malonyl-CoA an die distale SH-Gruppe => Wiederholung des Zyklus (6x) und damit Verlängerung des Acylrests an der proximalen SH-Gruppe
Palmitinsäure, C₁₆ wird durch Acy-Hydrolase freigesetzt und dissoziiert sofort zu Palmitat

Dieser Vorgang wiederholt sich bis zur Fertigstellung, wobei meistens Palmitinsäure durch eine Thiolase hydrolytisch abgespalten wird. Hierbei ist zu beachten, dass die Fettsäure zunächst frei vorliegt.

Das Schlüsselenzym der Fettsäuresynthese ist die Acetyl-CoA-Carboxylase, die sowohl allosterisch als auch hormonell reguliert wird.