Лекция 19 Обмен глицерина и жирных кислот
План лекции • • • Обмен глицерина β-окисление жирных кислот. Ход реакций, регуляция, энергетическое значение. Биосинтез жирных кислот, ход реакций, регуляция. Пути образования и использования ацетил. Со. А. Регуляция. Синтез и окисление кетоновых тел
Обмен глицерина • В зависимости от типа ткани глицерин: – окисляется до СО 2 и Н 2 О с образованием 21 молекул АТФ – используется в синтезе липидов (триацилглицеролы и фосфолипиды) – используется в синтезе глюкозы в глюконеогенезе
Окисление глицерина • Фосфорилирование глицерина с участием АТФ до глицерофосфата (3 -фосфоглицерол). • Окисление до глицеральдегид-3 -фосфата под действием НАД-зависимой глицерофосфатдегидрогеназы. • Окисление глицеральдегид-3 -фосфата до пировиноградной и молочной кислоты путем гликолиза.
Активация жирных кислот RCOOH + HSKo. A + АТФ → RCO ~ Ко. А + АМФ + Н 4 Р 2 О 7 Пирофосфат гидролизуется пирофосфатазой: Н 4 Р 2 О 7 + Н 2 О → 2 Н 3 РО 4
Транспорт жирных кислот через митохондриальные мембраны
β-окисление жирных кислот
Итоговое уравнение β-окисление жирных кислот С 15 Н 31 СО-Ко. А + 7 ФАД + 7 НАД+ + 7 HSKo. A → → 8 СН 3 -СО-SКо. А + 7 ФАДH 2 + 7(НАДH + H+) Сколько АТФ образуется при окислении жирной кислоты (пальмитиновой), имеющей 15 атомов С?
Регуляция β-окисления жирных кислот • Ключевой процесс – поступление жирных кислот в митохондрию. • Карнитинацилтрансфераза-1 – аллостерический фермент, ингибитор – малонил-Ко. А. • Активаторы β-окисления жирных кислот: – КА – СТГ • Ингибитор β-окисления жирных кислот: – инсулин
Синтез жирных кислот происходит в цитозоле. Ацетил-Ко. А не проходит через мембрану митохондрий. Переносится в виде цитрата транслоказой: Ацетил-Ко. А + Оксалоацетат → Цитрат + HS-Ко. А В цитоплазме Ацетил-Ко. А отщепляется цитратлиазой: Цитрат + HSKo. A + АТФ → Ацетил-Ко. А + АДФ + Pi + Оксалоацетат
Перенос ацетильных остатков из митохондрий в цитозоль. Действующие ферменты: 1 - цитратсинтаза; 2 - транслоказа; 3 - цитратлиаза; 4 - малатдегидрогеназа; 5 - малик-фермент
Образование малонил-Ко. А • регуляторная реакция в биосинтезе жирных кислот, определяет скорость всех последующих реакций синтеза жирных кислот. • Первая реакция синтеза жирных кислот превращение ацетил-Ко. А в малонил-Ко. А. • Фермент, катализирующий эту реакцию (ацетил-Ко. Акарбоксилаза), содержит ковалентно связанный биотин и относится к классу лигаз. • В первой стадии реакции СО 2 ковалентно связывается с биотином за счёт энергии АТФ, во второй стадии СОО- переносится на ацетил-Ко. А с образованием малонил-Ко. А.
Биосинтез жирных кислот
Общая схема синтеза пальмитиновой кислоты
Синтез пальмитиновой кислоты
Итоговое уравнение синтеза жирных кислот CH 3 -CO-SKo. A + 7 HOOC-CH 2 -CO-SKo. A + 14(NADPH + H+) → C 15 H 31 COOH + 7 СО 2 + 6 Н 2 О + 8 HSKo. A + 14 NADP+
Регуляция синтеза жирных кислот • Лимитирующий фермент – ацетил-Ко. Акарбоксилаза • Аллостерические активаторы фермента: –АТФ –цитрат • Аллостерические ингибиторы фермента: –Жирные кислоты с длинной цепью. • Активаторы синтез жирных кислот – инсулин, эстрогены • Ингибиторы синтеза жирных кислот – КА, стресс
Пути образования и использования ацетил. Ко. А
Кетоновые тела • Ацетоацетат, β-гидроксибутират, ацетон Значение кетоновых тел: – Энергетическое. Скелетные и сердечные мышцы, мозг и другие внепеченочные ткани окисляют кетоновые тела. – Синтетическое. Кетоновые тела необходимы для образования миелиновых оболочек нервов и белого вещества головного мозга. КА, СТГ увеличивают образование кетоновых тел. Инсулин снижает образование кетоновых тел.
Синтез кетоновых тел
Регуляция синтеза кетоновых тел • Ключевой фермент синтеза кетоновых тел - ГМГ-Ко. А синтаза (3 -гидрокси, 3 метил-глутарил-Ко. А синтаза). • ГМГ-Ко. А-синтаза - индуцируемый фермент; его синтез увеличивается при повышении концентрации жирных кислот в крови. Концентрация жирных кислот в крови увеличивается при мобилизации жиров из жировой ткани под действием глюкагона, адреналина, т. е. при голодании или физической работе. • ГМГ-Ко. А-синтаза ингибируется высокими концентрациями свободного кофермента А. • Когда поступление жирных кислот в клетки печени увеличивается, Ко. А связывается с ними, концентрация свободного Ко. А снижается, и фермент становится активным. • Если поступление жирных кислот в клетки печени уменьшается, то увеличивается концентрация свободного Ко. А, ингибирующего фермент. • Скорость синтеза кетоновых тел в печени зависит от поступления жирных кислот.
Окисление кетоновых тел в тканях
Кетоз – накопление кетоновых тел. Сопровождается кетонурией и кетонемией • В норме концентрация кетоновых тел в крови составляет 0, 2 м. М, но при голодании значительно увеличивается. • Увеличение концентрации кетоновых тел в крови называют кетонемией, выделение кетоновых тел с мочой - кетонурией. • Накопление кетоновых тел приводит к кетоацидозу уменьшению щелочного резерва (компенсированному ацидозу), а в тяжёлых случаях к сдвигу р. Н (некомпенсированному ацидозу)
