21.3. Синтазная система, катализирующая образование жирных кислот, имеет семь активных центров

В тканях животных семь ферментов, участвующих в биосинтезе жирных кислот, объединены в кластер, или комплекс, получивший название синтазной системы для жирных кислот; суммарная молекулярная масса этого комплекса, находящегося в цитоплазме клетки, составляет около 400000. Объединение семи ферментов понадобилось, вероятно, для того, чтобы ускорить последовательные этапы синтеза жирных кислот.

Центральное место в этой системе занимает ацилпереносящий белок (АПБ), с которым ковалентно связываются промежуточные продукты биосинтеза жирных кислот. АПБ - сравнительно небольшой термостабильный белок с молекулярной массой 9000. Роль простетической группы в АПБ играет 4-фосфопантетеин (рис. 21-5), который входит также и в состав кофермента А. В молекуле фосфопантетеина содержатся витамин пантотеновая кислота (разд. 10.7) и сульфгидрильная группа. Фосфопантетеин ковалентно связывается через фосфатную группу с гидроксильной группой остатка серина в молекуле АПБ.

Рис. 21-5. Простетическую группу ацилпереносящего белка образует 4-фосфопантетеин, ковалентно связанный с гидроксильной группой остатка серина полипептндной цепи. Фосфопантетенн, в состав которого входит витамин В (пантотеновая кислота), содержится в молекуле СоА (разд. 10.7). Во время синтеза жирных кислот SH-группа фосфопантетеина служит местом связывания малонильных групп.

Функция АПБ в биосинтезе жирных кислот аналогична функции кофермента А в окислении жирных кислот. В процессе построения цепи жирной кислоты промежуточные продукты образуют эфирные связи с АПБ, тогда как при окислении жирных кислот промежуточные продукты образуют эфирные связи с коферментом А.

Рис. 21-6. Схематическое изображение синтазного комплекса, катализирующего образована жирных кислот. В животных тканях ферменты, участвующие в синтезе жирных кислот, сгруппированы вокруг ацилпереносящего белка (АПБ). 4-фосфопантетеиновая простетическая группа (Фп) связана с остатком серина (рис. 21-5). Она образует как бы «подвижную руку» (длиной 2,0 нм), которая переносит остатки жирных кислот от активного центра одного фермента к активному центру другого (на схеме против часовой стрелки). В клетках бактерий и растений ферменты синтазной системы жирных кислот существуют не в форме кластера, а в виде отдельных полипептидов.

Предполагают, что 4-фосфопантетеиновая простетическая группа АПБ вместе с остатком серина, к которому она присоединена, служит «подвижной рукой», переносящей в правильной последовательности ковалентно связанные остатки жирных кислот от одного активного центра фермента к другому (рис. 21-6), подобно тому как это имеет место в пируватдегидрогеназном комплексе митохондрий (разд. 16.2). Синтаза жирных кислот содержит существенные для ее активности сульфгидрильные группы двух типов (рис. 21-7).

Рис. 21-7. В молекуле синтазы жирных кислот имеются две существенные для катализа SH-группы. Одна SH-группа принадлежит простетической группе 4-фосфопантетеина (Фп),, а другая - активному остатку цистеина (Cys).

Обе SH-группы участвуют в синтезе жирных кислот. Сульфгидрильная группа фосфопантетеина в молекуле АПБ служит местом связывания малонильных групп. Буква Е обозначает весь сннтазный комплекс для жирных кислот.

Одна —-группа принадлежит 4-фосфопантетеиновой простетической группе АПБ, а другая - специфическому остатку цистеина в молекуле 3-кетоацил-АПБ—синтазы (разд. 21.5, а). Обе эти —-группы участвуют в биосинтезе жирных кислот.