Метаболизм липидов 2. Метаболизм триацилглицеридов (ТАГ). 1. Синтез (депонирование ТАГ). 2. Синтез высших жирных кислот (ВЖК). 3. Тканевой липолиз. Регуляция. 4. Окисление глицерина. 5. Бета-окисление ВЖК. Значение. 6. Кетогенез.
Депонирование нейтрального жира (ТАГ) • Жиры и гликоген – формы депонирования энергетического материала. • Жиры – наиболее долговременные и более эффективные источники энергии. При голодании запасы жира у человека истощаются за несколько недель, а гликоген почти полностью расходуются за сутки. • Если поступление пищи ( главным образом , жиры и углеводы) превышают потребности организма в энергии, то ТАГ синтезируются в адсорбтивный период. • Синтез происходит в основном в жировой ткани и печени.
Локализация синтеза ТАГ • В печени и жировой ткани (преимущественно, а также в др). • В жировой ткани – жиры синтезируются и депонируются. • В печени – жир синтезируется из углеводов, затем в составе ЛПОНП (формируются в печени) секретируется в кровь и доставляется в другие ткани( в первую очередь в жировую). • Синтез жира в печени и жировой ткани протекает по единому механизму через образование фосфатидной кислоты из Ацил- Ко. А и глицерол-3 фосфата!!!! Пути образования глицерол-3 -фосфата в этих тканях разные
Пути образования глицерол -3 -фосфата в печени и жировой ткани СН 2 - ОН I СН 2 – О - Р глицерол-3 -фосфат В печени: а) из дигидроксиацетонфосфата – метаболита гликолитического этапа окисления углеводов; б) из глицерина – путем фосфорилирования АТФ ферментом глицеролкиназой В жировой ткани: а) из дигидроксиацетонфосфата – метаболита гликолитического этапа окисления углеводов – единственный путь; б) не возможно. Отсутствует глицеролкиназа
Образование фосфатидной кислоты (последовательная этерификация глицерол-3 -фосфата СН 2 – ОН I СН – ОН + I СН 2 – О – Р СН 2 – О – СО – R 1 CO- Кo. A R 2 CO- Кo. A I СН – О – СО – R 2 I СН 2 – О - Р Фосфатидная кислота Жирные кислоты предварительно активируются НS -Ко. А , АТФ: RCOOH + HS-Ko. A+ АТФ RCO-SKo. A+ АТФ
Источники жирных кислот для синтеза ТАГ Жировая ткань. а) Преимущественно ЖК, освободившиеся при гидролизе жиров ХМ( экзогенные жиры) и ЛПОНП (эндогенные, синтезируемые в печени) б) Синтезированые в адипоцитах из метаболитов углеводного обмена ( Ацетил-Ко. А и НАДФН+) Печень. а) Преимущественно ЖК, синтезированые из метаболитов углеводного обмена (Ацетил-Ко. А и НАДФН+) в печени.
Синтез ВЖК • В абсорбтивный период (избыток углеводов). В цитоплазме. Активируется инсулином • Субстрат: Ацетил-Ко. А - метаболит окисления углеводов образуется в митохондрии. • Из митохондрии в цитоплазму он поступает в виде цитрата, который далее в ЦТК не превращается, так как ингибируется изоцитратдегидрогеназа ЦТК избытком АТФ. • Первая реакция синтеза - АТФ-зависимое карбоксилирование Ацетил-Ко. А до малонил. Ко. А ферментом Ацетил. Ко. А-карбоксилаза (биотинзависимый фермент –витамин Н, активатор инсулин). !!!!!! СН 3 СО-SКо. А+СО 2 +АТФ→ НООС- СН 2 - СО-SКо. А Далее, и малонил и Ацетил с Ко. А переходят на АПБ и конденсируются с образованием ацетоацетила-АПБ
• • • Особенности синтеза ВЖК Синтез представлен последовательными реакциями, ведущими к удлинению молекулы ЖК. Катализируются реакции полифункциональным ферментом синтазой жирных кислот, содержащий 7 активных центров и ацилпереносящий белок. Все реакции синтеза, кроме первой происходят на ацилпереносящем белке (АПБ), в отличие от бетаокисления. На этапах восстановления используется НАДФН+ (пентозофосфатного цикла). Первый цикл заканчивается образованием бутирил. АПБ Бутирил-АПБ вновь вступает во взаимодействие с малонил- АПБ и так 7 циклов, пока не образуется пальмитиновая кислота, из которой образуются другие ВЖК.
Синтез ТАГ 1. Активация жирной кислоты: R 1 СООН + АТФ + НSКо. А → R 1 СО- SКо. А +АМФ 2. Образование глицерол-3 -фосфата 3. Образование фосфатидной кислоты 4. Синтез ТАГ. Этерификация жирной кислотой по положению 3 после отщепления остатка фосфорной кислоты: СН 2 - ОН СН 2 - О -CО-R 1 I СН - ОН I I + R 1 СО- SКо. А R 2 СО- SКо. А СН 2 – О – Р Абсорбтивный период. R 3 CO-SKOA СН - О - СО-R 2 I Р CН 2 - О –CО-R 3
• Триацилглицеролы ( жиры), депонированные в адипоцитах в абсорбтивный период, используются как источник энергии в период голодания и при длительной физической работе. • Жиры являются самыми высококалорийными веществами в организме, так как жирные кислоты, входящие в их состав, являются наиболее восстановленными молекулами (т. е. содержащими много -СН 2 -), при окислении которых выделяется большое количество энергии. • Так, при окислении 1 г жиров выделяется 9, 7 ккал
Использование депонированного жира (мобилизация). Тканевой липолиз. Регуляция • Тканевой липолиз ( мобилизация тканевого жира в клетках тканей ( прежде всего в адипоцитах) представляет собой ферментативный гидролиз жира до жирных кислот и глицерола. Гормонзависимый фермент – триацилглицеридлипаза (ТАГ-липаза). • Активность ДАГ-, и МАГ- липаз не зависит от гормонов. • Активируют ТАГ-липазу в основном гормоны глюкагон и адреналин через активацию аденилатциклазной системы, а также соматотропный гормон и кортизол. • Инсулин дефосфосфорилирует ТАГ-липазу, что приводит к ее инактивации (тормозит липолиз).
Тканевой липолиз сн 2 -о-со-R 1 сн 2 -он I cн-о-со-R 2 I cн 2 -о-со-R 3 I cн-о-со-R 2 I сн 2 -о-со-R 3 I I сн-о-со-R 2 I сн 2 -он I сн-о. H I сн 2 -он 1 ТАГ 2 ДАГ R 1 COOH 3 3 3 2 -МАГ R 3 COOH Ферменты: 1. Тканевая триацилглицеридлипаза – гормонзависимая; 2. ДАГ-липаза; 3. МАГ-липаза R 2 COOH
Судьба продуктов тканевого липолиза • Если тканевой липолиз в жировой ткани, то ВЖК, в большей степени, выходят в кровь и в комплексе с альбуминами транспортируются к тканям, нуждающимся в энергии и там подвергаются бета-окислению. • Если тканевой липолиз - в функционирующих тканях, то как правило, здесь же используются.
Регуляция тканевого липолиза
Источники и значение жирных кислот Источники: - Продукты гидролиза (переваривания) экзогенных жиров; - Продукты тканевого липолиза; - Синтез из метаболитов окисления углеводов Значение: - Окисление с высвобождением энергии; - Синтез нейтрального жира; - Синтез глицерофосфолипидов; - Синтез других сложных липидов; - Этерификация холестерола
Бета-окисление жирных кислот. Значениеэнергетическое • Окисление - в матриксе митохондрий • Жирные кислоты в цитоплазме активируются АТФ и НSКо. А (ацил–SКо. А) • Из цитоплазмы в митохондрию ацил- SКо. А транспортируется в комплексе с карнитином «челнок» (поступает с пищей или синтезируется из лизина и метионина) (СН 3)3 =N-CН 2 -СНОН-СН 2 -СООН . Фермент, необходимый для образования комплекса – карнитинацилтрансфераза.
Бета- окисление (продолжение) - Только в аэробных условиях. - Окисление происходит по бета-схеме, т. е. окисляется бета-углеродный атом. Цикл заканчивается укорочением ацил-Коа на 2 углеродных атома в виде Ацетил-Ко. А. - Водород из реакций дегидрирования поступает в ЦПЭ и сопровождается синтезом АТФ в процессе окислительного фосфорилирования. - Энергетический эффект одного цикла 5 молей АТФ - Конечный продукт бета- окисления Ацетил-Ко. А окисляется в цикле Кребса до СО 2 и воды с высвобождением энергии (12 АТФ). - Укороченный ацил-Ко. А вновь поступает в цикл до тех пор пока полностью не расщепится до Ацетил. Ко. А.
Бета-окисление высших жирных кислот СН 3 (СН)n СН 2 –СО-SKo. A ФАДН 2 СН 3 (СН)n СН = СН –СО-SKo. A +НОН СН 3 (СН)n СН - СН –СО-SKo. A ЦПЭ НАД ОН НАДН 2 СН 3 (СН)n СО - СН –СО-SKo. A тиолаза НS-Ko. A СН 3 (СН)n СО-SKo. A + CH 3 CO- SKo. A в новый цикл бета-окисления ЦТК
Окисление глицерина СН 2 - ОН I 1 СН - ОН + АТФ I I СН - ОН I СН 2 - ОН • 1. 2. СН 2 - ОН СН 2 - О-Р СОН 2 I СН – ОН в гликолиз I СН 2 – О-Р Ферменты: Глицеролкиназа Глицеролфосфатдегидрогеназа (кофермент НАД)
Кетоновые тела. Кетогенез . • Ацетоуксусная. Бета-гидроксибутират, ацетон • Субстрат – Ацетил-Ко. А • Только в митохондрии печени при низком соотношении инсулин/глюкагон (голодание, физические нагрузки, сахарный диабет) • В этой ситуации активируется распад жира и окисление высших жирных кислот • Скорость ЦТК снижена, так как ЩУК (катализатор ЦТК) идет на глюконеогенез • Скорость образования Ацетил-Ко. А выше, чем скорость его сгорания в ЦТК • 2 молекулы Ацетил-Коа конденсируется • Высокий уровень кетоновых тел в крови (кетонемия) истощает щелочные резервы крови – возможен АЦИДОЗ
Кетогенез СН 3 СО-SКо. А + СН 3 СО-SКо. А СН 3 -СО- СН 2 - СО-SКо. А ацетоацетил. Ко. А СН 3 СО-SКо. А ОН СООН-СН 2 - СН- СО-SКо. А гидрокси- метилглутарил Ко. А СН 3 СО-SКо. А СН 3 -СО-СН 2 -СООН Ацетоуксусная кислота СН 3 СОСН 3 ацетон НАДН СН 3 -СН-СН 2 -СООН Бета-гидроксибутират НО
Синтез кетоновых тел
Скачать презентацию Метаболизм липидов 2 Метаболизм триацилглицеридов ТАГ 1 Синтез
Lektsia_9_Metabolizm_lipidov_2_Metabolizm_TAG.ppt