Lipides
Acides gras
Synthèse des acides gras : allongement de la chaîne carbonée

Chez les mammifères, la FAS I cytoplasmique arrête sa synthèse à l'acide palmitique (16:0).

Pour obtenir des acides gras à longue chaîne (LCFA) comme le stéarate (18:0) ou plus, et à très longue chaîne (VLCFA), elle fait appel à deux organites (Mammalian Fatty Acid Elongases 2009) :

• la partie microsomale du réticulum endoplasmique (RE),
• les mitochondries.

Les acides gras à très longue chaîne (VLCFA) sont des éléments constitutifs essentiels à la synthèse :

• des sphingolipides et des glycérolipides,
• des eicosanoïdes.

Partie microsomale du réticulum endoplasmique

La partie microsomale du réticulum endoplasmique (RE), i.e. du coté cytosolique, contient des enzymes appelées élongases, quelquefois appelées FAS III, qui catalysent l'ajout d'unités de malonyl-CoA, en C2, aux acides gras préformés, sous forme d'acyl-CoA, sans utiliser l'ACP (Acyl Carrier Protein).

1. Sept ELOVL (ELOngation of Very-Long-chain fatty acid) chez les mammifères peuvent catalyser la réaction de condensation dans le cycle d'allongement ( Membres de la famille ELOVL, emplacement de leurs tissus ou organes et fonction).

Élongases	Substrats	Tissus
ELOVL1	Acides gras saturés C18-C24 Acides gras monoinsaturés C18-C24	Ubiquitaire, forte dans le cerveau
ELOVL2	Acides gras polyinsaturés C18-C22	Foie, testicules, glande parathyroïde, placenta
ELOVL3	Acides gras saturés C18-C24 Acides gras monoinsaturés C18:1	Testicules, peau, faible expression ubiquitaire
ELOVL4	Acides gras saturés et polyinsaturés C24 et > C24	Thymus, peau, testicules intestin, ovaires, prostate
ELOVL5	Acides gras polyinsaturés C18-C22	Ubiquitaire
ELOVL6	Acides gras saturés, monoinsaturés et polyinsaturés	Ubiquitaire
ELOVL7	Acides gras saturés C18-C22	Ubiquitaire (sauf foie et muscles)

a. ELOVL 1, 3, 6 et 7 sont impliqués dans la production d'acides gras saturés (SFA) et monoinsaturés (MUFA), i.e. à une seule double liaison, à chaîne plus longue,

b. ELOVL 2, 4 et 5 sont des élongases d'acides gras polyinsaturés (PUFA) des groupes n-6 et n-3.

Elovl8 est trouvée chez les poissons (Evolution and Functional Characteristics of the Novel elovl8 That Play Pivotal Roles in Fatty Acid Biosynthesis 2021).

2. Les réactions utilisent les mêmes réactions que dans FAS I, i.e. 3 à 6, mais à partir d'un acyl-CoA, ici le palmitoyl-CoA avec le malonyl-CoA, à savoir :

• condensation par l'ELVOL, i.e. β-cétoacyl-CoA synthase (EC 2.3.1.199), i.e. KS ou KAS proprement dite pour obtenir un 3-céto-acyl-CoA,
• réduction par la very-long-chain 3-cétoacyl-CoA réductase (EC 1.1.1.330), i.e. KR ou KAR, avec NADPH pour obtenir un 3-hydroxyacyl-CoA,

• 

  déshydratation par la very-long-chain (3R)-3-hydroxyacyl-CoA déshydratase (EC 4.2.1.134), i.e. DH pour obtenir un trans-2,3-acyl-CoA,
• 2^ème réduction par la very-long-chain énoyl-CoA réductase (EC 1.3.1.93), i.e. ER ou ERT, pour donner un acide gras de 2 carbones plus longs que la molécule de départ.

3. Les ELOVL jouent un rôle dans de nombreuses pathologies ( tableau), en particulier dans les maladies neurologiques (Therapeutic Role of ELOVL in Neurological Diseases 2023).

Mitochondrie

L'allongement des acides gras au niveau mitochondrial, système mineur, implique paradoxalement certaines enzymes de la bêta-oxydation (β-oxydation ou FAO, fatty Acid β-Oxydation) qui sont réversibles (Fatty acid desaturation and chain elongation in eukaryotes 2002).

1. Cet allongement mitochondrial nécessite des acides gras à partir de 16 carbones synthétisés par le système cytoplasmique pour conduire à des acides en C18, C20, C22 saturés ou non…

• L’acyle gagne la mitochondrie grâce à la navette carnitine.
• CoA prend la place de l’ACP comme transporteur d’acyle.

2. Les trois premières réactions utilisent la réversibilité des étapes 2 à 4 de la β-oxydation.

a. L'inverse de la scission (étape 4 de la β-oxydation) par la 3-acétoacatyl-CoA thiolase.

b. L'inverse de l'oxydation (étape 3 de la β-oxydation), i.e. réduction par la 3-hydroxyacyl-CoA-déshydrogénase.

c. L'inverse de l'hydratation de la double liaison (étape 2 de la β-oxydation) par la 2-énoyl-CoA hydratase (ECH) ou crotonase.

3. La dernière étape est réalisée par une réductase à NADPH, la 2-trans-énoyl-CoA réductase (EC 1.3.1.38), qui n'appartient pas à la bêta-oxydation, pour obtenir un acyl-CoA à 2 carbones supplémentaires.

Désaturation de la chaîne carbonée