Метаболизм Переход от катаболизма к анаболизму I. Синтез

Метаболизм Переход от катаболизма к анаболизму I. Синтез липидов

Синтез жиров • осуществляется из углеводов, поступающих в избыточном количестве • участвуют некоторые аминокислоты • Накоплению жиров способствует и избыток пищи • Жир – наиболее компактная форма запасания энергии организмом

Синтез высших жирных кислот

• Синтез ЖК в тканях протекает в цитоплазме клеток и резко отличается от процесса их окисления • Строительный блок – ацетил-Ко. А • Для синтеза ЖК необходимо наличие в цитоплазме СО 2 и НСО 3–

• Синтез ЖК начинается с действия полифункционального фермента ацетил-Ко. Акарбоксилазы, содержащего – биотин (витамин Н) – домен биотинкарбоксилазы – биотинкарбоксилпроводящий домен – домен транскарбоксилазы • Данный фермент ускоряет синтез малонил-Ко. А

1) 2) Карбоксибиотин + СН 3 СО SКо. А → → НООС–СН 2–СО SКо. А + биотин Малонил-Ко. А

• Последующие стадии синтеза ЖК осуществляются при посредстве второго полифункционального фермента – синтетазы высших жирных кислот, содержащего – 3 домена и 8 субдоменов, в частности, ацилпроводящий домен (АПД), функция которого – передвижение ацильной группы от одного субдомена к другому в соответствии с химизмом

Последовательность реакций синтеза ВЖК

Домен I (элонгация цепи) 1. СН 3–СО SКо. А + НS–АПД НSКо. А + СН 3–СО SАПД ацетил-АПД субдомен АПД-ацетилтрансферазы 2. НООС–СН 2–СО SКо. А + НS–АПД НООС–СН 2–СО S–АПД + НSКо. А малонил-АПД субдомен АПД-малонилтрансферазы 3. СН 3–СО SАПД + НООС–СН 2–СО S–АПД СН 3–СО–СН 2–СО SАПД + НS–АПД + СО 2 ацето-ацетил-АПД субдомен 3 -кетоацилсинтетазы (конденсирующий субдомен)

Домен II (восстановление) 4. СН 3–СО–СН 2 –СО SАПД + НАДФН 2 СН 3–СН(ОН)–СН 2–СО SАПД + НАДФ -гидроксибутирил-АПД субдомен -кетоацилредуктазы 5. СН 3–СН(ОН)–СН 2–СО SАПД Н 2 О + СН 3–СН=СН–СО SАПД кротонил-АПД субдомен -оксиацилдегидратазы 6. СН 3–СН=СН–СО SАПД + НАДФН 2 СН 3–СН 2–СО SАПД бутирил-АПД субдомен еноилредуктазы • Далее цикл реакций повторяется • В результате прохождения одного цикла углеродная цепь кислоты удлиняется на 2 атома С

Домен III (тиолиз, завершение синтеза) СН 3–(СН 2)14–СО S–АПД + Н 2 О СН 3–(СН 2)14–СООН + НS–АПД пальмитил-АПД Тиоэстераза

Суммарное уравнение синтеза пальмитиновой кислоты 8 СН 3–СО SКо. А + 7 АТФ + 14 НАДФН 2 СН 3–(СН 2)14–СООН + 14 НАДФ + + 8 НSКо. А + 7 АДФ + 7 Н 3 РО 4 + 6 Н 2 О

Схема синтеза ЖК Ацетил-Ко. А (n+1) моль 1 моль ацетил-Ко. А n моль малонил-Ко. А ВЖК С 2(n+1)

Синтез ненасыщенных ЖК • Пальмитолеиновая и олеиновая кислоты – из пальмитиновой и стеариновой под действием специфической монооксигеназной ферментной системы, локализованной в ЭПС, при участии цит b 5 (в разных тканях, в том числе – в печени) СН 3–(СН 2)14–СО SКо. А + НАДФН 2 (или НАДН 2) + О 2 пальмитил-Ко. А СН 3–(СН 2)5–СН=СН–(СН 2)7–СО SКо. А + НАДФ (НАД) + 2 Н 2 О пальмитоолеил-Ко. А • Линолевая и линоленовая кислоты не синтезируются тканями животных и человека и должны поступать с пищей (? ), поэтому их называют незаменимыми (витамин F)

Биосинтез триглицеридов Три различных пути

1. Из -моноглицеридов • В слизистой оболочке кишечника – (см. выше)

2. Из глицерина и жирных кислот • Путем реакций трансацилирования • В печени, слизистой оболочке кишечника, жировой ткани и т. п. • На мембранах ЭПС клеток

1). Образование -фосфоглицерина • 2 пути: – фосфорилирование глицерина (в почках и у микроорганизмов) Глицеринкиназа

1). Образование -фосфоглицерина • 2 пути: – восстановление ДОАФ (в мышцах, в слизистой кишечника и жировой ткани) Глицеринфосфатдегидрогеназа • В печени – оба пути

2). Образование ацил-Ко. А • путем активирования ВЖК (+ НSКо. А) • путем новообразования из ацетил-Ко. А (см. выше)

3). Синтез фосфатидной кислоты Глицерофосфатацилтрансфераза 1 -ацилглицерол-3 -фосфатацилтрансфераза

4). Гидролиз фосфатидной кислоты Фосфатидатфосфогидролаза

5). Этерификация диглицерида Диглицеридацилтрансфераза

3. Из диоксиацетонфосфата ДОАФ-ацилтрансфераза Относительно значения этого пути нет единого мнения. По-видимому, он играет важную роль в пероксисомах, где участвует в биосинтезе липидов с простой эфирной связью 1 -ацилгидроксиацетонфосфатредуктаза

Биосинтез фосфатидов

• Синтез наиболее важных фосфатидов локализован главным образом в ЭПС клетки

1. Биосинтез лецитина 1. Образование ЦДФ-холина 1) холинкиназа 2) ЦТФ: холинфосфатцитидилилтрансфераза

1. Биосинтез лецитина 2. Образование лецитина: диглицерид + ЦДФ-холин лецитин + ЦМФ Холинфосфотрансфераза • Самостоятельно: синтез кефалина (коламинкиназа и коламинфосфотрансфераза)

2. Синтез других фосфатидов 1. Образование ЦДФ-диглицерида Фосфатидатцитидилилтрансфераза

2. Синтез других фосфатидов 2. Взаимодействие ЦДФ-диглицерида с азотистым основанием (сер или инозитом) Фосфатидилсеринсинтаза

2. Синтез других фосфатидов 3. Декарбоксилирование серинфосфатида Фосфатидилсериндекарбоксилаза

2. Синтез других фосфатидов 4. Метилирование кефалина кефалин + 3 S-аденозилметионин лецитин + 3 S-аденозилгомоцистеин

Биосинтез стеридов

Биосинтез холестерина • Примерно ½ холестерина, имеющегося в организме, образуется путем биосинтеза в печени ( 50%), кишечнике ( 15%), коже – около 500 мг/сут. • Все клетки, не утратившие ядро, способны синтезировать холестерин • Биосинтез его происходит в ЭПС и цитозоле клеток • Источник всех атомов С – ацетил-Ко. А • Синтез идет в несколько стадий

1. Синтез мевалоновой кислоты из ацетил-Ко. А

2. Образование изопреноидной единицы – изопентенилпирофосфата

3. Образование сквалена

4. Циклизация сквалена с образованием ланостерола

5. Превращение ланостерола в холестерин

Синтез стеридов