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

Vue d'ensemble de la désaturation de la chaîne carbonée

Les acides gras désaturases (Fatty acid desaturases), sont des oxydases à fonction mixte, introduisant, par déshydrogénation, une double liaison $\ce{C=C}$ dans la chaîne carbonée d'un acide gras.

Ces enzymes sont principalement désignées par la position Δ de l'atome de carbone concerné par la double liaison comptée depuis l'extrémité carboxylique ($\ce{-C(=O)OH}$) ( nomenclature des acides gras).

Quatre désaturases sont retrouvées chez l'homme :

• Δ9 désaturase ou stéaroyl-CoA 9-désaturase (SCD), i.e. EC1.14.19.1,
• Δ6 désaturase ou linoleoyl-CoA désaturase (EC1.14.19.3),
• Δ5 désaturase ou fatty acide désaturase 1 (FADS1),
• Δ4 désaturase.

Premières désaturations

Prenons les exemples les plus courants, i.e. le palmitate (16:0) et le stéarate (18:0) sont les précurseurs des deux acides gras monoinsaturés (MUFA), réactions catalysées par la Δ9 désaturase ou stéaroyl-CoA 9-desaturase (SCD) :

• palmitoléate, 16:1 Δ⁹,
• oléate, 16:1 Δ⁹.

1. La réaction, qui ajoute une simple double liaison entre le C9 et le C10 est l'étape limitante de la synthèse des acides insaturés (Molecular mechanisms of the microsomal mixed function oxidases and biological and pathological implications 2015 et Sequential dynamics of Stearoyl-CoA Desaturase-1(SCD1) /ligand binding and3 unbinding mechanism: A computational study 2020).

$\ce{Stéaryl-CoA + 2 Fe++-[cytochrome b5] + + 2 H(+) + O2}$ $\leftrightharpoons$ $\ce{oléyl-COA + 2 Fe+++-[cytochrome b5] + 2 H2O}$

2. Elle nécessite une série de réactions redox au cours de laquelle deux électrons cheminent par deux intermédiaires qui se trouvent aussi dans le réticulum endoplasmique (RE) :

• le cytochrome B5,
• la cytochrome b5 réductase, une flavoprotéine.

3. Les acides monoinsaturés produits par SDC peuvent servir (Role of stearoyl-coenzyme A desaturase in regulating lipid metabolism 2008) :

• 

  de substrats pour la synthèse d'autres lipides, notamment les phospholipides (PL) et les triglycérides (TG),
• de médiateurs dans la transduction et la différenciation du signal dans les quels ils jouent de multiples rôles, i.e. différenciation cellulaire, sensibilité à l’insuline, syndrome métabolique, athérosclérose, lcancer et obésité.

Oméga-6 et oméga-3

Les mammifères ne peuvent synthétiser l'acide linoléique 18:2(Δ^9,12) et l'acide α-linolénique 18:3(Δ^9,12,15), car ils ne possèdent pas de Δ9 et Δ12 désaturases.

Ces acides gras appelés oméga-6 et oméga-3 ( nomenclature des acides gras) sont donc des acides gras essentiels qui sont produits par les plantes (Distribution of Omega-6 and Omega-3 Polyunsaturated Fatty Acids in the Whole Rat Body and 25 Compartments 2015).

• Ses désaturases, qui introduisent les doubles liaisons aux Δ12 et Δ15, sont localisées dans le réticulum endoplasmique (RE) et les chloroplastes.
• Elles agissent sur un oléate de la phosphatidylcholine (PC), mais pas sur des acides gras libres.
  Elles assurent ainsi la fluidité de la membrane lors de faibles températures.

1. Le linoléate 18:2(Δ^9,12) est le précurseur de la famille des oméga-6, peut être converti en :

• γ-linolénate, 18:3(Δ^6,9,12) ou 18:3(n-6).
• eicosatrienoate ou dihomo-γ-linolénique, 20:3(Δ^8,11,14),
• arachidonate, 20:4(Δ^5,8,11,14) ou 20:4(n-6).

L'acide arachidonique 20:4(Δ^5,8,11,14) ou 20:4(n-6), i.e. acide (5Z,8Z,11Z,14Z)-Icosa-5,8,11,14-tetraénoique, dont le nom dérive du latin arachis (arachide ou cacahuète) dont l'huile n'en contient pas, est le précurseur de nombreuses oxylipines suivant les lipoxygénases (LOX) en cause. Leur synthèse est étudiée dans les chapitres correspondants.

2. L'α-linolénate, 18:3(Δ^9,12,15) est le précurseur de la famille des oméga-3, peut être converti en :

• l'acide eicosapentaénoique (EPA), 20:5(Δ^5,8,11,14,17) ou 20:5(n-3), à l'origine de nombreux oxylipines,
• l'acide docosahexaénoique (DHA), 22:6(Δ^{4,7,10,13,16,19}) ou 22:6(n-3), à l'origine des docosanoïdes, appelées aussi SPM (Specialized Pro-resolving Mediators).

Remarque : les acides gras polyinsaturés (AGPI ou PUFA) à 20 (ou 22 carbones) sont à l'origine des eicosanoïdes.