Synthese von Triacylglycerinen (Lipogenese)

Die Lipogenese findet im Cytosol statt. Die Ausgangsstoffe Glycerin und freie Fettsäuren müssen für die Synthese zunächst aktiviert werden.

Schritte der Synthese:

1. Aktivierung der Ausgangsstoffe:
   • Glycerin → Glycerin-3-phosphat:
     • Leber/Niere/Darm: Glycerinkinase, ATP-abhängig (aktiviert freies Glycerin direkt zu Glycerin-3-phosphat)
     • Muskel/Fettgewebe: Glycerin-3-phosphat-Dehydrogenase, NADH-abhängig (Reduktion von Dihydroxyacetonphosphat zu Glycerin-3-phosphat)
   • Fettsäuren → Acyl-CoA:
     • Bildung von Acyladenylat (Acyl-AMP):
       • ATP gibt Pyrophosphat (PPi) ab
       • Es entsteht Acyladenylat, ein Zwischenprodukt
     • Übertragung auf CoA:
       • Die Acylgruppe von Acyl-AMP wird auf die SH-Gruppe von CoA übertragen
       • Produkt: Acyl-CoA (aktivierte Fettsäure) + AMP

• Katalysator:
  • Enzym: Thiokinase (Acyl-CoA-Synthetase)
  • Benötigt Mg²⁺ als Cofaktor

2. Bildung von Phosphatidat (Diacylglycerin-3-phosphat):

• Glycerin-3-phosphat wird nacheinander mit zwei Fettsäuren (Acyl-CoA) verestert:
  • C1: Gesättigte Fettsäure (z. B. Palmitat) durch GPAT (Glycerin-3-phosphat-Acyltransferase)
  • C2: Ungesättigte Fettsäure (z. B. Oleat) durch AGPAT (1-Acylglycerin-3-phosphat-Acyltransferase)
• Ergebnis: Phosphatidat, ein zentraler Vorläufer für Triacylglycerine und Membranlipide

3. Synthese von Triacylglycerinen:

• Schritt 1: Phosphatgruppe am C3 von Phosphatidat wird durch Phosphatidsäurephosphatase abgespalten → 1,2-Diacylglycerin (DAG)
• Schritt 2: Hydroxygruppe am C3 von DAG wird durch DGAT (Diacylglycerin-Acyltransferase) mit einer dritten Fettsäure verestert → Triacylglycerin entsteht

Energiebilanz:

Für die Synthese eines Triacylglycerins in der Leber werden 7 ATP benötigt:

1. Aktivierung von 3 Fettsäuren: 6 ATP (je 2 pro Fettsäure)
2. Aktivierung des Glycerins: 1 ATP