10 Дәріс АЦЕТИЛ Ко А-ның ПАЙДАЛАНУ ЖОЛДАРЫ БОС

№ 10 Дәріс АЦЕТИЛ–Ко. А-ның ПАЙДАЛАНУ ЖОЛДАРЫ. БОС МАЙ ҚЫШҚЫЛДАРЫ, КЕТОН ДЕНЕЛЕРІНIҢ ЖӘНЕ ХОЛЕСТЕРОЛДЫҢ СИНТЕЗI.

ЛЕКЦИЯ ЖОСПАРЫ: 1. Ацетил-Ко. А пайдаланылу жолдары. 2. БМҚ синтезі. 3. Кетон денелерінің синтезі. 4. Холестерол синтезі. 5. Холестерол алмасуы. 6. Липидтер алмасуының соңғы өнімдері.

Активті сірке қышқылының түзілу және пайдаланылу жолдары

90%ҮҚЦ АСҚ 2 СО 2+3 НАДН 2+ФПН 2+АТФ Катаболикалық реакциялар кезінде АСҚ ҮҚЦ, БТ және ТФ процестерінде тотығып, 12 АТФ түзеді.

БМҚ БИОСИНТЕЗІ 1964 жылы Линен мен Блох БМҚ және ХС синтезін ашқаны үшін Нобель сыйлығына ие болды. Май қышқылдары бауыр, бүйрек, май тiнi, өкпе, сүт бездерiнде синтезделедi. Цитоплазмада АТФ, Mg 2+, биотин, НСО 3 -, НАДФН 2 -нің қатысуымен мультиферменттік комплекстің катализі арқылы іске асады.

БМҚ биосинтезi 3 сатыдан тұрады. Адам организмiнде ацетил~SКo. A субстрат ретiнде пайдаланылып, С саны 16 тең пальмитин қышқылы түзiледi. Сондықтан осы реакцияны катализдейтін ферменттік комплекс пальмитатсинтетаза деп аталады.

І. Ацетил~SКо. А-ның митохондриядан цитоплазмаға тасымалдануы. Ацетил~SКo. A митохондрияда түзiледi, ол өз бетiмен митохондрия мембранасынан өте алмайды. Сол себепті АСҚ митохондрияда цитратсинтетаза ферментінің әсерінен қымыздық сірке қышқылымен конденсацияланып, цитратқа айналады (реакцияны ҮҚЦ-н білесіздер!).

Цитрат митохондриядан цитоплазмаға тасымалданып, қайтадан ҚСҚ және АСҚ-ға (цитратлиаза қатысуымен) ыдырайды. Цитоплазмада ацетил~SКo. A ІІ сатыға жұмсалады, ал ҚСҚ қайтадан митохондрияға өтеді: митохондрия мб цитоплазма АСҚ +ҚСҚ цитрат НSКo. A

ІІ. Малонил~SКo. A-ның түзiлуi. Ацетил~SКo. A цитоплазмада НСО 3(СО 2) және биотиннiң қатысуымен АТФ энергиясын пайдалана отырып, малонил~SКo. A-ға айналады. Реакция карбоксилдену деп аталады, бұл реакцияны ацетил~SКo. A-карбоксилаза ферментi (Ко – биотин витамині) катализдейдi:

і

ІІІ. Май қышқылы тізбегінің ұзаруы. Май қышқылының тізбегінің ұзаруы үшін пальмитатсинтетаза деп аталатын 7 ферменттен тұратын мультиферменттiк комплекс қажет. Бұл комплексте ацил тасымалдаушы белок (АТБ) негізгі орын алады. АТБ-ң 2 тио (-SH) тобы бар. Осы тиотоптарға ацетил~SКо. А мен малонил~SКо. А қалдығы кезекпен байланысады. SН АТБ SН

1 -реакция: ацетил~SКо. А АТБ-ның 1 тио-тобымен (-SH) байланысып, ацетил -АТБ түзіледі. 2 -реакция: малонил~SКо. А АТБ-дағы 2 -ші -SH-пен байланысып, ацетилмалонил-АТБ түзіледі.

3 -реакция: малонил қалдығындағы -көмiртегiнен СООН тобы СО 2 түрiнде бөлiнiп кетедi, ацетил қалдығындағы макроэргиялық байланыс (~) үзіліп, Н бос қалған S-ке қосылады. Ацетил қалдығы карбоксил тобының орнына келіп байланысып, ацетоацетил-АТБ түзіледi.

4 -реакция: Ацетоацетил–АТБ НАДФН 2 – ден 2 Н қосып алып, -гидрокси-бутирил. АТБ-ға айналады. Бұл май қышқылы синтезінің әрбір цикліндегі алғашқы тотықсыздану реакциясы болып есептеледі. 5 -реакция: -гидрокси-бутирил-АТБ дегидратацияланып, бұл кезде қос байланысы бар 2, 3 -дегидробутирил-АТБ (кротонил–АТБ) түзіледі.

6 -реакция: Кротонил–АТБ НАДФН 2 арқылы тотықсызданып, бутирил–АТБ түзеді. Бұл циклдегі 2 -ші тотықсыздану реакциясы. Түзілген бутирил-АТБ 3 -ші реакцияға қайта түседі, цикл 7 рет қайталанады, нәтижесінде пальмитоил. АТБ түзіледі.

Ацил тасымалдаушы белок АТБ

АТБ ацетил-АТБ Ацетилмалонил -АТБ

АТБ Ацетоацетил-АТБ -гидрокси бутирил-АТБ

АТБ Кротонил-АТБ Бутирил-АТБ Қайтадан 3 реакцияға түсіп, 7 циклден соң Пальмитоил-АТБ

Ең соңғы циклде пальмитил қалдығы АТБ-дан деацилаза арқылы гидролизденіп, бөлінеді де, пальмитин қышқылы (пальмитат) түзіледі. Басқа май қышқылдары пальмитаттан синтезделеді.

Пальмитин қышқылы синтезінің жиынтық теңдеуін 2 түрде жазуға болады: 8 АСҚ+7 АТФ+14 НАДФН 2 → С 15 Н 31 СООН+ +14 НАДФ+8 НSКо. А+7 АМФ+7 Н 3 РО 4+6 Н 2 О немесе АСҚ+7 малонил-Ко. А+7 АТФ+14 НАДФН 2→ → С 15 Н 31 СООН + 14 НАДФ + 8 НSКо. А + +7 АМФ +7 Н 3 РО 4+ 7 СО 2+ 6 Н 2 О

БМҚ синтезі мен β-тотығуының айырмашылықтары: БМҚ β-тотығуы БМҚ синтезі v митохондрияда; v өнiм НSКо. А-мен байланысады; v Ко НАД, ФАД болатын дегидрогеназалар; v 2 С ацетил- Ко. А түрiнде бөлiнiп, тiзбек қысқарады; v май қышқылдарының оксидазалары Цитоплазмада; аралық өнiмдер АТБмен байланысады; Тотықсыздандырғыш НАДФН 2; малонил-Ко. А есебінен тiзбек 2 С-ке ұзарады; пальмитатсинтетаза

КЕТОГЕНЕЗ – КЕТОН ДЕНЕЛЕРIНIҢ БИОСИНТЕЗI 3 Кетон денесі (КД) бар: І - АЦЕТОН ІІ -АЦЕТОАЦЕТАТ (ацетосiрке қышқылы ) ІІІ - β−ГИДРОКСИБУТИРАТ (β-гидроксимай қышқылы)

КД-ң қандағы қалыпты мөлшері <0, 2 м. Моль/л. КД негiзiнен бауырда, аз мөлшерде бүйректе синтезделедi. Кетогенез митохондрияда өтедi, төмендегі реакциялардан тұрады:

2 Ацетил~SКo. A 3 -кетотиолаза НSКo. A Ацетоацетил~SКo. A ГМГ-SКо. А-синтаза НSКo. A -гидрокси- -метилглутарил~SКo. A (ГМГ~SКо. А) ацетил~SКo. A

ГМГ~SКo. A-лиаза Ацетоацетат 24 АТФ НАДН 2 НАД -гидроксибутират 27 АТФ СО 2 Ацетон(өте аз) Соңғы өнім, өкпе арқылы бөлінеді

1 -реакция: 2 молекула ацетил~SКo. A өзара конденсацияланып (3 -кетотиолаза), НSКo. A бөлiніп шығып, ацетоацетил~SКo. A түзедi. 2 -реакция: ацетоацетил~SКo. A арнайы синтаза әсерінен ( -гидрокси- метилглутарил~SКo. A синтаза) тағы 1 АСҚмен конденсацияланып -гидрокси- метилглутарил~SКo. A-ға (ГМГ~SКo. A) айналады (бiрiншi қайтымсыз реакция).

3 -реакция: ГМГ~SКo. A лиазаның әсерiнен АСқ-н бөлiп шығарып, ацетоацетат (ацетосiрке қышқылы) деп аталатын І КД-н түзедi. 4 -реакция: ацетоацетат НАДН 2 арқылы тотықсызданып, ІІ КД – гидроксибутиратқа ( -гидроксимай қышқылы) айналады. Ацетоацетаттың декарбоксилденуі нәтижесінде ІІІ КД – ацетон түзіледі.

Кетогенездің артуы ашыққан кезде, қант диабетінде байқалады. КД-ң қанда көбеюі гиперкетонемия деп аталады. Бұл кетоацидозға (қанның р. Н-ң төмендеуіне) және КД-ң зәрде пайда болуына (кетонурияға) әкеп соғады.

Бұл реакция ферментсіз қайтымсыз жүретiндiктен, ацетонның түзiлуi тек ацетоацетат ерекше көп түзiлгенде ғана байқалады. Ацетон адам организмiнде энергетикалық субстрат ретiнде пайдаланылмай, өзгерiссiз өкпе арқылы ауаға бөлiнедi. Сол себептi қантты диабеттiң ауыр түрiнде науқастың демiнен алмұрт иiсi шығады.

КД -ң МАҢЫЗЫ: ЭНЕРГИЯ КӨЗІ (кантты диабет пен аштық) Бауырда кетон денелері тотықпайды. Тотығу бұлшық етте, миокардте, бүйректе жүредi. Ацетоацетат тотыққанда → 24 АТФ β-гидроксибутират тотыққанда→ 27 АТФ түзіледі.

-Гидроксимай қышқылы тіндерде тотығып, НАДН 2 мен ацетоацетат түзеді. НАДН 2 тотыққанда 3 АТФ түзеді. Ацетоацетат НSКо. А-мен әрекеттесіп, ацетоацетил-Ко. А түзеді. Ацетоацетил-Ко. А 2 АСҚ-ға дейін ыдырайды, оның 1 молекуласы тотыққанда 12 АТФ түзетіні белгілі, ал 2 молекуласы 24 АТФ береді.

КД –ң тотығуы:

ХОЛЕСТЕРОЛ БИОСИНТЕЗІ ХС синтезі бауыр, тері, ішек, бүйрекүсті бездерінің қыртыс қабаты, жыныс бездерінде қарқынды жүреді.

ХС синтезі 3 сатыдан тұрады. 1 -сатысы. Мевалон қышқылының түзілуі. -ГМГ- SКо. А түзілгенге дейінгі реакция тізбегі КД-ң синтезімен ұқсас.

Түзілген ГМГ-SКо. А цитоплазмадан микросомаға түсіп, мевалонатредуктаза (Ко – НАДФН 2) әсерінен мевалон қышқылына (-СН 2– ОН тобы бар) айналады, реакция қайтымсыз:

2

2 – сатысы: aктивті изопреннің және одан скваленнің түзілуі. Мевалон қышқылы фосфорланып (АТФ арқылы) және декарбоксилденіп, құрамында 5 көміртек атомы бар активті изопренге (изопентинилпирофосфатқа) айналады, Оның 6 молекуласы конденсацияланып, құрамында 30 «С» атомы бар қанықпаған қосылыс сквален түзіледі.

3 -сатысы: Холестеролдың түзілуі. Сквален циклденіп, ланостеролға, ол холестеролға айналады, бұл – көпсатылы процесс.

ХС түзілуіндегі барлық реакцияларды схема түрінде былай көрсетуге болады: 2 Ацетил-SКо. А → ацетоацетил-SКо. А → ГМГ-SКо. А→ мевалон қышқылы → активті изопрен → сквален → ланостерол → холестерол

СН 2 СН 3 СН 2 СН 3 Н Н СН 3

ХОЛЕСТЕРОЛ АЛМАСУЫ. ТАҒАММЕН тәулігіне 500 мг холестерол жануар тектес тағаммен түсiп тұруы керек. холестеролэстераза ХЭ Холестерин+БМҚ 30 % Холестерин мицелла түрiнде сiңiріледi.

ХС ТАСЫМАЛДАНУЫ: IШЕКТЕН БАУЫРҒА ХОЛЕСТЕРОЛ ХИЛОМИКРОН ТҮРІНДЕ ТАСЫМАЛДАНАДЫ БАУЫРДАН ШЕТКI ОРГАНДАРҒА ТЫҒЫЗДЫҒЫ ТӨМЕН ЛИПОПРОТЕИН (β-ЛП) ШЕТКI ОРГАНДАРДАН БАУЫРҒА ТЫҒЫЗДЫҒЫ ЖОҒАРЫ ЛИПОПРОТЕИН (α-ЛП) ТҮРIНДЕ ТАСЫМАЛДАНАДЫ.

ХС синтезі келесі жағдайларда артады: 1)организмде КД энергия көзі ретінде жұмсалмағанда; 2) ГМГ-редуктазаның активтілігі жоғарылағанда; 3) ХС өт қышқылдарына айналмай қалғанда. Өт жолдары бітеліп қалғанда, ХС қанға өтеді, қандағы ХС мөлшерінің артуы гиперхолестеролемия деп аталады.

ХС синтезінің реттелуі: 1) бауыр жақсы жұмыс істеу керек; 2) көп қимылдау керек; 3) өт жолдары бітелмеуі керек; 4) ХС организмнен бөлінуі керек: А) КҚМҚ-мен байланысқанда жақсы бөлінеді, өсімдік майларында кездеседі; Б)пектиндер (жеміс-жидектер) түскенде, ХС оларға адсорбцияланады.

ЛИПИДТЕР АЛМАСУЫНЫҢ СОҢҒЫ ӨНІМДЕРІ: v v v СУ СО 2 АЦЕТОН

Әдебиеттер: 1. Березов Т. Т. , Коровкин Б. Ф. «Биологическая химия» , 1998 — С. 188 -200, 363 -406. 2. Плешкова С. М. Өмірзақова К. Қ. Заттар алмасуы 2006 ж. 4. Верболович П. А. , Аблаев Н. Р. «Лекции по отдельным разделам биохимии» 1985 - С. 41 -56. 5. Сеитов З. С. «Биохимия» , 2000 - С. 523 -566. 6. Зайчик А. Ш. , Чурилов Л. П. «Основы патохимии» 2000 - С. 132209. 7. Бышевский А. Ш. , Терсенов О. А. «Биохимия для врача» 1994 С. 313 -322, 231, 94 -105. 8. Harper's Biochemistry - R. K. Murray, D. K. Grainier, P. A. Mayes, V. W. Rodwell - APPLETON&LANGE, Stamford, Connecticut, 2000

НАЗАРЛАРЫҢЫЗҒА РАХМЕТ !!!

Қорытынды сұрақтар: 1. Ацетил-Ко. А қандай реакцияларда түзіледі? 2. АСҚ-ның 10%-ы қандай процеске жұмсалады? 3. БМҚ синтезіндегі негізгі ферментті атаңыз. 4. Кетогенез қайда өтеді? 5. Холестерол синтезі қандай органдарда өтеді?