Основные этапы расщепления триацилглицеролов Переваривание и мобилизация

Основные этапы расщепления триацилглицеролов • Переваривание и мобилизация липидов • Транспорт жирных кислот • Окисление жирных кислот до эфиров Ко. А • Транспорт эфиров Ко. А в митохондрии • Метаболизм ацетил-Ко. А

Триацилглицероллипаза Диацилглицерол (DAG) OH Диацилглицерол липаза Триацилглицерол (TAG) OH Моноацилглицерол липаза OH OH Моноацилглицерол (MAG) Глицерол 3

4 КЛАССА ЛИПОПРОТЕИНОВ ЛОНП 30 -80 нм ЛНП 18 -25 нм Хиломикрон 75 -1200 нм ЛВП 5 -12 нм

СТРУКТУРА МОЛЕКУЛЫ LDL Фосфолипидный монослой Триацилглицеролы Свободный холестерол Эфиры холестерола

Возможные пути метаболизма глицерола Глицерол глицерол-3 -фосфат дигидроксиацетон-фосфат 1 – глицеролкиназа 2 – глицерол-3 -фосфатдегидрогеназа Глюконеогенез Гликолиз

Активирование жирных кислот АТФ Жирная кислота Ацил-Ко. Асинтетаза Ацил-аденилат (энзим-связанный) Пирофосфатаза Ацил-Ко. Асинтетаза Ацил-Ко. А

Транспорт жирных кислот в митохондрию карнитин

Пальмитоил-Ко. А (С 16) Ацил-Ко. А дегидрогеназа Транс-Δ 2 еноил-Ко. А гидратаза

L-β-гидроксиацил. Ко. А β-гидроксил-Ко. А дегидрогеназа β-кетоацил-Ко. А ацетилтрансфераза (тиолаза) Миристил-Ко. А ((С 14) ацил-Ко. А) ацетил-Ко. А

Энергетический выход при окислении пальмитиновой кислоты Пальмитоил-Ко. А + ФАД + НАД+ + Н 2 О миристоил-Коа + ацетил-Ко. А + ФАДН 2 + НАДН + Н+ Пальмитоил-Ко. А + 7 ФАД + 7 НАД+ + 7 Н 2 О 8 ацетил-Ко. А + 7 ФАДН 2 + 7 НАДН + 7 Н+ НАДН + Н+ + 1/2 О 2 НАД+ + Н 2 О

Пальмитоил-Ко. А + 7 О 2 + 28 Рн + 28 АДФ 8 ацетил-Ко. А + 28 АТФ + 7 Н 2 О Окисление ацетил-Ко. А в цикле Кребса 8 ацетил-Ко. А + 16 О 2 + 80 Рн + 80 АДФ 8 Ко. А + 80 АТФ +16 СО 2 + 16 Н 2 О Пальмитоил-Ко. А + 23 О 2 + 108 Рн + 108 АДФ Ко. А + 108 АТФ +16 СО 2 + 23 Н 2 О

Олеиноил-Ко. А β-окисление (3 цикла) Окисление мононенасыщенных жирных кислот Δ 3 -Δ 2 -еноил-Ко. А изомераза β-окисление (5 циклов) Цис-Δ 3 додеценоил-Ко. А Транс-Δ 2 додеценоил-Ко. А

Окисление полиненасыщенных жирных кислот

Окисление жирных кислот с нечетным числом «С» Пропионил-Ко. Акарбоксилаза D-метилмалонил-Ко. А

D-метилмалонил-Ко. А метилмалонил. Ко. А-эпимераза метилмалонил. Ко. А-мутаза L-метилмалонил-Ко. А Сукцинил-Ко. А

Образование кетоновых тел Тиолаза 2 CH 3 COSCo. A CH 3 COCH 2 COSCo. A Ацетоацетил-Ко. А HMG Co. A-синтаза Холестерол (в цитозоле) OH HO 2 C-CH 2 -C-CH 2 COSCo. A Кетоновые тела В матриксе митохондрий клеток печени CH 3 -гидрокси- -метилглутарил. Кo. A (HMG Co. A) 21

-гидрокси- -метилглутарил. Кo. A (HMG Co. A) Ацетоацетат Ацетон D- -гидроксибутират

Образование желчных кислот из холестерола холевая хенодезоксихолевая

Вторичные желчные кислоты дезоксихолевая Литохолевая

Триглицеролы Катаболизм липидов Жирные кислоты + Глицерол Гликолиз На Ацетил-Ко. А сыщенные Ненас ыщенные С нечетным числом «С» ЦТК Пропионил-Ко. А Сукцинил-Ко. А Гидроксиметилглутарил-Ко. А СО 2 Кетоновые тела

Источники углерода (углеводы, белки) Низкомолекулярные предшественники (ацетил-Ко. А) Ацетил-Ко. А-карбоксилаза Синтаза жирных кислот Синтез de novo Длинные жирные кислоты (пальмитиновая, стеариновая) Другие модификации Десатуразы Элонгазы Ненасыщенные жирные кислоты Модифицированные жирные кислоты Элонгазы Десатуразы Очень длинные жирные кислоты (>18)

Сравнение синтеза и деградации жирных кислот Синтез Интермедиаты Локализация Ферменты Кофермент ОВР Связаны с SH-группой АПБ Цитоплазма Мультифункциональный фермент NADP+ / NADPH Деградация Связаны с Co. ASH Митохондрия Несколько белков NAD+ / NADH 28

Первый этап – образование малонил-Ко. А CH 3 C~SCo. A O ATP HCO 3 Ацетил-Ко. А карбоксилаза ADP + Pi -OOC-CH 2 C~SCo. A Ключевой этап биосинтеза жирных кислот O Активный углерод

Биотин

Биотин карбоксилаза

Ацетилтранскарбоксилаза

Серин пептидной цепи Пантотеновая кислота Ацил-переносящий белок 4’-фосфопантотеин 10 k. Da Малонил присоединяется к SH-группе

Инициация Суммарная реакция Малонил-Кo. A + AПБ (АСР) -OOC-CH CH 3 C~SCo. A 2 C~S- O O CO 2 HS-Co. A CH 3 C-CH 2 C~SO ACP + HS-Co. A Ацилпереносящий белок (Acyl Carrier Protein) O Важно: Цепь растет со стороны малонил-Ко. А Образующаяся цепь ковалентно связана с АПБ CO 2, HS-Кo. A высвобождаются на каждом этапе

-углерод Элонгация CH 3 C-CH 2 C~SO NADPH + Н+ D изомер -H 2 O ACP Восстановление O NADP+ H CH 3 C-CH 2 C~SHO O -кетоацил-АПБ редуктаза ACP Дегидратация -гидроксиацил-АПБ дегидратаза H CH 3 C- C- C~S- ACP = H O NADPH + Н+ NADP+ CH 3 CH 2 C~S- ACP O Восстановление Еноил-АПБ редуктаза

Синтез пальмитиновой кислоты

Ферментативные активности синтазы жирных кислот E. coli Компонент синтазы Функция Ацил-переносящий белок (ACP) Перенос ацильных групп и образование тиоэфирной связи Ацетил-Ко. А-АПБ-трансацетилаза (AT) Перенос ацильных групп с Ко. А на остаток Cys кетоацил-АПБ-синтазы β-кетоацил-АПБ-синтаза (KS) Конденсация ацильной и малонильной групп Малонил-Ко. А-АПБ-трансфераза (MT) Перенос малонила с Ко. А на АПБ β-кетоацил-АПБ-редуктаза (KR) Восстановление β-кетогруппы до βгидроксила β-гидроксиацил-АПБ-дегидратаза (HD) Удаляет Н 2 О с β-гидроксиацил-АПБ, образуя двойную связь Еноил-АПБ-редуктаза (ER) Восстанавливает двойную связь, образуя насыщенный ацил-АПБ

Транслокация бутирила на Cys KS Синтаза жирных кислот c ацетилом и малонилом Последовательность реакций в процессе удлинения жирной кислоты на 2 «С»

Начало 2 -го этапа синтеза пальмитиновой кислоты Суммарная реакция синтеза жирных кислот

Схема синтазы жирных кислот из разных организмов 7 полипептидных цепей (мультиферментный комплекс) a-субъединица = 3 активности ß-субъединица = 4 активности 1 полипептидная цепь = 7 активностей MW= 240, 00, функционирует в виде димера.

Цитрат – переносчик ацетатных групп Цитоплазма Глюкоза Пируват Митохондрия Пируват Ацетил Co. A дегидрогеназа Малик-энзим Малат дегидрогеназа Ацетил. Ко. А Цитрат Оксало ацетат Оксалоацетат ATP-цитрат лиаза Цитрат Митохондриальная мембрана 41

Источники NADPH Малик-энзим Малат Глюкозо-6 фосфат Пируват Пентозофосфатный путь Рибулозо 5 -фосфат

Пальмитат 16: 0 Десатурация Элонгация Стеарат 18: 0 Пальмитолеат 16: 1(Δ 9) Синтез длинных и ненасыщенных жирных кислот Элонгация Десатурация Длинные насыщенные жирные кислоты Олеат 18: 1(Δ 9) Десатурация Только в растениях Линолеат 18: 2(Δ 9, 12)

Линолеат 18: 2(Δ 9, 12) Десатурация Только в растениях α-линоленат 18: 3(Δ 9, 12, 15) Десатурация γ-линоленат 18: 3(Δ 6, 9, 12) Элонгация Эйкозатриеноат 20: 3(Δ 8, 11, 14) Десатурация Другие полиненасыщенные жирные кислоты Арахидонат 20: 4(Δ 5, 8, 11, 14)

Биосинтез триацилглицеролов и фосфолипидов L-глицерол-3 -фосфат

L-глицерол-3 -фосфат Фосфатидная кислота

Фосфатаза фосфатидной кислоты Ацилтрансфераза

Биосинтез холестерола