Лекция 9. Метаболизм липидов •
Лекция 9. Метаболизм липидов • Катаболизм и анаболизм триацилглицеринов • Катаболизм триацилглицеринов • Расщепление жирных кислот • Альфа-окисление • Бета-окисление • Омега-окисление • Анаболизм жирных кислот
Катаболизм триацилглицеринов Триацилглицерин → глицерин + жирные кислоты (липазы) Глицерин → глицерол-3 -фосфат→дигидроксиацетонфосфат (глицеролкиназа) (дегидрогеназа) Дигидроксиацетонфосфат → глицеральдегид-3 -фосфат (триозофосфатизомераза) Глицеральдегид-3 -фосфат (Гликолиз, глюконеогенез)
Расщепление жирных кислот • Альфа-окисление – преимущественно эукариоты: грибы, растения (в прорастающих семенах) при участии флавиновых ферментов и молекулярного кислорода. Два фермента: 1 – декарбоксилирующая пероксидаза, 2 – НАД-зависимая дегидрогеназа (табл. ) • Бета-окисление – наиболее распространенный путь расщепления жирных кислот, разрывается связь между альфа и бета углеродами с образованием Ацетил. Ко. А • Омега-окисление – омега-окисление концевой метильной группы при участии оксигеназы, что приводит к образованию омега-оксижирной кислоты, которая может быть укорочена путем бета-окисления с любого конца ( у микроорганизмов) Олеиновая (С 18, =между С 9 и С 10) → азелаиновая кислота (НООС-(СН 2)7 -СООН)
Расщепление жирных кислот (бета-окисление – три этапа) Опыты Кноппа – метка фенильной группой омега углерода: четное число С – фенилуксусная, нечетное число – бензойная кислота I. 1. R-COOH + ATФ + Кo. A-SH → Ацил-S-Кo. A +AMФ + ФФн. Ацил-Ко. А-синтетаза (наружная мембрана митохондрии) 2. Ацил-S-Кo. A + карнитин → Ацилкарнитин + Кo. A-SH Перенос через внутреннюю мембрану митохондрии Карнитинацилтрансфераза I 3. Ацилкарнитин + Кo. A-SH → Ацил-S-Кo. A + карнитин Карнитинацилтрансфераза II Регенерация ацил- S-Кo. A на внутренней поверхности внутренней мембраны митохондрии
II. Бета – окисление жирных кислот 1. Последовательное отщепление двухуглеродных фрагментов (в виде ацетил-Ко. А) от карбоксильного конца жирной кислоты 2. Окисление ацетил-Ко. А-остатков через ЦЛК 1. Первая реакция дегидрирования ацил-S-Кo. A + E-ФАД → транс-еноил- S-Кo. A + E-ФАДH (ацил-Со. А-дегидрогеназа) 2. Реакция гидратации транс-еноил- S-Кo. A + H 2 O → гидрокси-ацил- S-Кo. A (еноил- Кo. A-гидратаза) 3. Вторая реакция дегидрирования Гидрокси-ацил- S-Кo. A + НАД → кето-ацил- S-Кo. A + НАДH (3 -окси-ацил-Ко. А-дегидрогеназа) 4. Реакция тиолитического расщепления Кето-ацил- S-Кo. A + Ко. А-SH → ацил-S-Кo. A+ ацетил-Кo. A (ацетил-Ко. А-ацилтрансфераза – тиолаза) Суммарная реакция для пальмитиновой кислоты (С 16) Пальмитоил- S-Кo. A + 7 Ко. А-SH + 7 ФАД + 7 НАД + 7 H 2 O → 8 ацетил-Кo. A + 7 ФАДH + 7 НАДH (35 АТФ)
Расщепление жирных кислот III. Окисление ацетил-Ко. А через ЦЛК 8 ацетил-Ко. А + 16 О 2 + 96 АДФ → 8 Ко. А-SH + 96 ATФ + 104 H 2 O+ 16 CO 2 Выход: 35 ATФ (II стадия) + 96 ATФ (III стадия) → 131 ATФ
Биосинтез жирных кислот • Происходит в цитозоле клеток (печень, почки, жировые ткани, легкие, молочные железы) • Катализируется синтазой жирных кислот, фермент нуждается в затравке (ацетил-Ко. А). Исходная молекула (ацетил-Ко. А) удлиняется 7 раз на С 2 -звено и образуется С 16 кислота (пальмитиновая). Субстратом реакции является малонил-Ко. А (С 3), при этом на каждой стадии конденсации отщепляется карбоксильная группа в виде СО 2. Восстановителем является НАДФН. Суммарная реакция: Ацетил Ко. А + 7 Малонил Ко. А + 14 НАДФН → СН 3(СН 2)14 СООН + +14 НАДФ + 6 Н 2 О + СО 2 + 8 Ко. А
Синтаза жирных кислот • Синтаза жирных кислот состоит из двух пептидных цепей (димер). Каждая цепь катализирует 7 различных реакций • Синтаза связывается с субстратом тиолсложноэфирной связью по двум SH-группам: цистеиновый остаток (Cys-SH) – ацетил- Ко. А фосфо-пантетеиновый (Pan-SH) – малонил-Ко. А Pan-SH связан с доменом синтазы – ацилпереносящим белком (АПБ-белок) и действует как «длинная рука» , которая фиксирует субстрат и передает его от одного реакционного центра к другому
Образование других жирных кислот • В клетках животных пальмитиновая (С 16) кислота служит предшественником других аминокислот: пальмитоолеиновой (С 16=), стеариновой (С 18), олеиновой (С 18=), линолевой (С 18= =), других высших ненасыщенных кислот
