Обмен триацилглицеролов и жирных кислот Значение изучения

Обмен триацилглицеролов и жирных кислот

Значение изучения раздела «Обмен липидов» • от 30 до 50% расходуемой энергии ежесуточно образуются за счет липидов; • в пищевых липидах содержатся или растворяются при всасывании эссенциальные соединения (жирорастворимые витамины – А, D , Е, К, полиненасыщенные жирные кислоты – линоленовая, арахидоновая и др. ); • из липидов синтезируются биологически активные соединения – гормоны стероидной природы, простагландины, витимин D ; • теплоизоляционная и механическая защита организма; • основу биологических мембран составляют липиды; • в основе многих видов патологии лежат нарушения липидного обмена; • определение продуктов липидного обмена для диагностических целей используются в работе биохимических лабораторий; • некоторые производные липидов являются лекарственными веществами.

Липиды – это разнообразная по строению груп-па органических молекул, имеющих общие свойст-ва – гидрофобность или амфифильность. В организме человека липиды представлены большой группой соединений: гидрофобные (триацилглицеролы -ТАГ, эфиры холестерола –ЭХ), амфифильные ( есть гидрофобная часть и гидрофильная (полярная «головка» ) -глицерофосфолипиды, сфинголипиды.

ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ, ПРИСУТСТВУЮЩИЕ В ПЛАЗМЕ Название Длина цепи Источник Насыщенные миристиновая пальмитиновая стеариновая С 14: 0 С 16: 0 С 18: 0 кокосовое масло животный жир Мононенасыщенные (моноеновые) пальмитолеиновая С 16: 1 ω 7 С 18: 1 ω 9 животный жир растительное масло Полиненасыщенные ( полиеновые) эссенциальные линолевая линоленовая арахидоновая эйкозапентатеновая С 18: 2 ω 6 С 18: 3 ω 6 С 20: 4 ω 8 С 20: 5 ω 3 растительное масло рыбий жир В сокращенной формуле указано количество атомов углерода и число двойных связей. n – количество углеродных атомов в радикале; Ближайшая к метильному концу двойная связь обозначена символом ωСН 3 ( CH 2 ) n COO- Жирная кислота

ТАГ (жиры) являются сложными эфирами жирных кислот и трехатомного спирта глицерола. К 3 гидроксильным группам глицерола присоединены 3 остатка жирных кислот Строение триацилглицеролов (ТАГ) O H 2 C – O – C – R 1 O H 2 C – O – C – R 3 O R 2 – C – O – CH ТАГ – гидрофобные молекулы, различаются строением жирнокислотных радикалов ( R 1 , R 2 , R 3 , ).

Переваривание и всасывание триацилглицеролов (ТАГ) (жиров) Полость тонкой кишки Переваривание жиров (Эмульгирование, гидролиз) Образование мицелл и всасывание в слизистую оболочку кишечника Диацилглицеролы Моноацилглицеролы

Ресинтез жиров в клетках слизистой оболочки кишечника (энтероцитах) Слизистая оболочка тонкой кишки

Строение липопротеидов плазмы крови (ХМ, ЛПОНП, ЛППП, ЛПНП, ЛПВП) Периферические апопротеины (например, апо. А- II, апо. С- II , апо-Е) Интегральные апопротеины (апо. В-100 или апо. В-48) Холестерол Фосфолипид Триацилглицеролы (ТАГ) Гидрофобные липиды Эфиры холестерола

Путь экзогенных жиров и хиломикронов Лимфа Хиломикроны (незрелые) Печень. Лизосомы ЖК Холестерол Аминокислоты Глицерин Рецепторы ХМ ост. ХМ зрел. С- II ЛПЛХМ незр. ЛПВП апо. С- II апо. Е Кровь ЖК + Глицерол Стенки капилляра

β – окисление жирных кислот – специфический путь катаболизма

R – COOH + HS-Ko. A + АТФ 1 -й этап — Активация жирных кислот R – CO – S-Ko. A + АМФ + PP i. Жирная кислота Ацил-Ко. А-синтаза Ацил-Ко. А

Наружная мембрана Внутренняя мембрана Цитозоль R – C ~S-Ko. A || O HS-Ko. A R – C — || O HS-Ko. AR – C ~S-Ko. A || O Карнитинацил- трасфераза IIКарнитин Матрикс Карнитин 1 -й этап — Перенос жирных кислот через мембраны митохондрий Т Р А Н С Л О К А З А*

2 -й этап – Собственно β — окисление жирных кислот О β α || R – CH 2 – C ~ SKo. A Ацил – Ко. А дегидрогеназа О || R – CH 2 – CH = CH – C ~ SKo. A – Ацил — Ко. А FADH 2 в ЦПЭ на Q 2 АТФ – Еноил — Ко. А

2 -й этап – Собственно β — окисление жирных кислот Н 2 О ОН О || R – CH 2 – C ~ SKo. AЕноилгидратаза О || R – CH 2 – CH = CH – C ~ SKo. A – Еноил — Ко. А – β – Гидроксиацил — Ко. А

2 -й этап – Собственно β — окисление жирных кислот β – Гидроксиацил – Ко. А дегидрогеназа О || R – CH 2 – C ~ SKo. A ОН О || R – CH 2 – C ~ SKo. A – β – Гидроксиацил — Ко. А NAD + NADH + в ЦПЭ на FMN 3 АТФ – β –Кетоацил — Ко. А

2 -й этап – Собственно β — окисление жирных кислот β –Кетоацил– Ко. А тиолаза HS Ко. А Следующий цикл β — окисления О || R – CH 2 – C ~ SKo. A – β –Кетоацил — Ко. А О || H 3 C– C ~ SKo. A — Ацетил- Ко. А в ЦТК – 3 -й этап β -окисления ЖК 12 АТФ || R – CH 2 – C ~ SKo. A Ацил – Ко. А ( n. C – 2) О

Суммарное уравнение β – окисления , например пальмитоил – Ко. А, может быть представлено таким образом: С 15 Н 31 СО – Ко. А + 7 FAD + 7 NAD + + 7 HSKo. A 8 CH 3 – CO – Ko. A + 7 FADH 2 + 7 (NADH + ) 12 х 8 = 96 АТФ 7 х 2 = 14 АТФ 7 х 3 = 21 АТФ 131 — 1 = 130 АТФ

СООН \ СН 3 С О S- Ко. АСН 2 + С O 2 Пропионил-Ко. А- карбоксилаза В 7 Пропионил-Ко. А Обмен жирных кислот с нечетным числом атомов углерода Метил-малонил- Ко. А-мутаза В 12 СН 2 С О S- Ко. АСООН ЦТК Сукцинил-Ко. Аα β S- Ко. АСН 3 СН С ОСООН Метил-малонил-Ко. А α β

Окисление полиненасыщенных жирных кислот

Этапы β – окисления олеиновой кислоты

Этапы β – окисления олеиновой кислоты

Биосинтез насыщенных жирных кислот

Отличия биосинтеза жирных кислот от их окисления 1. Процесс протекает в цитоплазме клетки 2. Идет с потреблением энергии за счет АТФ 3. Требует НАДФН Н+ , который образуется в пентозофосфатном пути окисления глюкозы или при работе малик-фермента 4. Необходимо «стартовое» соединение малонил-Ко. А

NADH + NAD +1 -й этап Перенос ацетильных остатков из митохондрий в цитозоль Цитозоль Митохондрия Глюкоза Пируват Оксалоацетат Малат Оксалоацетат Цитрат Ацетил — Ко. АNAD Р H + NAD Р + Цитратсинтаза Цитрат- лиаза. Малик-фермент

В цитоплазме ацетил–Ко. А карбоксилируется и превращается в малонил–Ко. А – второй субстрат, необходимый для образования жирной кислоты. 2 -й этап Синтез малонил-Ко. А Ацетил – Ко. А карбоксилаза Биотин Малонил — Ко. А О НООС – СН 2 — С ~ S-Ko. A + АДФ + Р i. Ацетил — Ко. А О Н 3 С – С ~ S-Ko. A + CO 2 + AT Ф

3 -й этап Синтез пальмитиновой кислоты Пальмитоилсинтаза ( Е-синтаза жирных кислот) 1 HS — Ko. A HOOC – CH 2 – C О ~ SKo. A Малонил-Ко. А HS — Ko. AO Н 3 С – С — SKo. AАцетил – Ко. А O– S – CH 3 – S – C – СН 2 – COOHO Ацетилмалонил — Е- SH остаток цистеина — SH остаток тиоэта- ноламина

Синтез пальмитиновой кислоты СО 2 Реакция конденсации O – S – CH 3 – S – C – СН 2 – COOH O Ацетилмалонил — Е Ацетоацетил — Е– SH – S – CH 2 – CH 3 O O

Синтез пальмитиновой кислоты Реакция восстановления. NADPH + Ацетоацетил — Е – SH – S – CH 2 – C Н – CH 3 O Н O β – Гидроксибутирил — Е– SH – S – CH 2 – CH 3 O O NADP + 3 Синтез пальмитиновой кислоты Пентозофосфатный путь Малик — фермент

Синтез пальмитиновой кислоты H 2 O Реакция дегидратации– SH – S – CH 2 – C Н – CH 3 O Н O β – Гидроксибутирил — Е – SH – S – CH = C Н – CH 3 O Кротонил — Е

Синтез пальмитиновой кислоты – SH – S – CH = C Н – CH 3 O Кротонил — Е Реакция восстановления 5 NADP + – SH – S – CH 2 – C Н 2 – CH 3 O Бутирил — ЕNADPH + H +Пентозофосфатный путь Малик — фермент

Синтез пальмитиновой кислоты – SH – S – CH 2 – C Н 2 – CH 3 O Бутирил — Е I цикл 6 Малонил — Ко. А Н SKo. A – S – CH 2 – C Н 2 – CH 3– S – CH 2 – COOH OOНООС – СН 2 – C ~ SKo. A O

Ацетил — Ко. А + 7 Малонил – Ко. А + 14 ( NADHPH + ) C 15 H 31 COOH + 7 CO 2 + 8 HS – Ko. A + 14 NADP + + 7 H 2 OСуммарное уравнение синтеза пальмитиновой кислоты Пальмитиновая кислота используется для синтеза других жирных кислот — насыщенных ( миристиновой, стеариновой ) и моноеновых ( пальмитоолеиновой, олеиновой )

Биосинтез триацилглицеролов

Глюкоза Н 2 С – ОН | С = О | Н 2 С – О – РО 3 ²ˉ Дигидрокси- ацетонфосфат NADH + NAD +Глицерол – 3 фосфат-дегидрогеназа Н 2 С – ОН | Н 2 С – ОН Глицеролкиназа АТФ АДФ В жировой ткани и печени Н 2 С – ОН | Н 2 С – О – РО 3 ²ˉ Глицерол -3 — фосфат E 1 E 2 O || R 1 C ~ SKo. AHS — Ko. A O || R 2 C ~ SKo. AHS — Ko. AВ кишечнике и печени. Синтез триацилглицеролов в кишечнике, печени и жировой ткани

O || O H 2 C – O – CR 1 || | R 2 C – O — CH | H 2 C – O – PO 3 ²ˉ Фосфатидная кислота В печени используется на синтез фосфолипидов Фосфатаза O || O H 2 C – O – CR 1 || | R 2 C – O — CH | H 2 C – ОН ДАГ ( диацилглицерол) Е 3 O || O H 2 C – O – CR 1 || | R 2 C – O — CH O || H 2 C – O – CR 3 ТАГ ( триацилглицерол )Жировая ткань- депонирование Печень — в составе ЛПОНП выходят в кровь. Кишечник -в составе ХМ незр. выходят в лимфу. Н 2 ОН 3 РО 4 O || R 3 C ~ SKo. AHS — Ko. AСинтез триацилглицеролов в кишечнике, печени и жировой ткани