Химия и метаболизм липидов Классификация липидов

Химия и метаболизм липидов

Классификация липидов Липиды Простые Сложные Нейтральные Фосфоглицериды жиры Воска Сфинголипиды Стероиды

Нейтральные жиры n это эфиры глицерина и жирных кислот v Моноглицериды CH 2 -O-CO-R CH-OH CH 2 -OH v Диглицериды CH 2 -O-CO-R CH-O-CO-R 1 CH 2 -OH v Триглицериды: а)простые CH 2 -O-CO-R б)сложные CH 2 -O-CO-R CH-O-CO-R 1 CH 2 -O-CO-R 2 R, R 1, R 2 -ацильные радикалы

Жирные кислоты n алифатические карбоновые кислоты- в организме могут находиться в свободном состоянии либо выполнять роль строительных блоков для большинства классов липидов Различают: n Насыщенные n Мононенасыщенные n Полиненасыщенные

Насыщенные жирные кислоты Масляная (C 4) CH 3 -(CH 2)2 -COOH Капроновая (C 6) CH 3 -(CH 2)4 -COOH Каприловая (C 8) CH 3 -(CH 2)6 -COOH Каприновая (C 10) CH 3 -(CH 2)8 -COOH Лауриновая (C 12) CH 3 -(CH 2)10 -COOH Миристиновая (C 14) CH 3 -(CH 2)12 -COOH Пальмитиновая (C 16) CH 3 -(CH 2)14 -COOH Стеариновая (C 18) CH 3 -(CH 2)16 -COOH Арахиновая (C 20) CH 3 -(CH 2)18 -COOH Бегоновая (C 22) CH 3 -(CH 2)20 -COOH Лигноцериновая (C 24) CH 3 -(CH 2)22 -COOH

Мононенасыщенные жирные кислоты Кротоновая (С 4) СН 3 -СН=СН-СООН Пальмитоолеиновая (С 16) СН 3 -(СН 2)5 -СН=СН-(СН 2)7 -СООН Олеиновая (С 18) СН 3 -(СН 2)7 -СН=СН-(СН 2)7 -СООН Эруковая (С 22) СН 3 -(СН 2)7 -СН=СН-(СН 2)11 -СООН Нервоновая (С 24) СН 3 -(СН 2)7 -СН=СН-(СН 2)13 -СООН

Полиненасыщенные жирные кислоты Линолевая (С 18) СН 3 -(СН 2)4 -СН=СН-СН 2 -СН=СН-(СН 2)7 -СООН Линоленовая (С 18) СН 3 -СН 2 -СН=СН-СН 2 -СН=СН- -(СН 2)7 -СООН Арахидоновая (С 20) СН 3 -(СН 2)4 -СН=СН-СН 2 -СН=СН- -СН 2 -СН=СН-(СН 2)3 -СООН

Воска n сложные эфиры высших жирных кислот и высших одноатомных или двухатомных спиртов с числом углеродных атомов от 16 до 22. Общее строение O R-O-C-R 1 R-CH-O-C-R 1 O-C-R 2 O

Стероиды n производные циклопентанпергидрофенантренового ядра, содержащего три конденсированных в фенантреновом сочленении циклогексановых и одно циклопентановое кольцо. CH 3 CH 3 HO Холестерин К стероидам относятся: Холевая кислота, гликохоливая кислота, витамин D, гормоны корковоговещества надпочечников и половые гормоны, сердечные гликозиды.

Производными холановой кислоты, по химической природе, являются жирные кислоты CH 3 CH-CH 2 -COOH 12 CH 3 17 11 13 16 CH 3 14 15 1 9 2 10 8 3 5 7 4 6 Холановая кислота n Холевая кислота (3, 7, 12 -триоксихолановая) n Дезоксихолевая кислота (3, 12 -диоксихолановая) n Хенодезоксихолевая кислоты (3, 7 -диоксихолановая) С 23 H 26(OH)3 -C-NH-CH 2 -COOH C 23 H 26(OH)3 -C-NH-CH 2 -SO 3 H O Гликохолевая кислота Таурохолевая кислота

Фосфоглицериды Фосфатидилхолины Фосфатидилсерины (лецитины) Фосфатидальхолины Фосфатидилэтаноламины (плазмалогены) Кардиолипины Фосфатидилинозитолы

Сфинголипиды О n Сфингомиелины СН 3 -(СН 2)12 -СН=СН-СН(ОН)-СН-СН 2 -О-Р-О-(СН 2)2 -N+(CH 3)3 NH-CO-R O- n Цереброзиды СН 3 -(СН 2)12 -СН=СН-СН-СН 2 -О-С 6 Н 12 О 6 ОН NH O=C-R n Ганглиозиды CH 2 OH OH H H O CH 2 OH H H H OH H O-CH 2 -CH-CH-CH=CH-(CH 2)12 -CH 3 HCOH NH OH HCOH COO- H OH C=O R H O H -O OH H H 3 C-C-NH O H H

Метаболизм O H 2 O O CH 2 O-C-R H 2 O R 1 -C-OCH R-COOH CH 2 O-C-R 2 Fe 3 COOH O CH 2 OH O R 1 -C-OCH Триглицерид O CH 2 O-C-R 2 R 1 -C-OCH O CH 2 OH 2, 3 -Диглицерид 1, 2 - Диглицерид H 2 O O CH 2 OH H 2 O R 1 -C-OCH R 2 -COOH CH 2 OH R-COOH 2 -Моноглицерид H 2 O R 1 -COOH CH 2 OH Глицерин (глицерол)

Переваривание и всасывание фосфоглицеридов и холестерина Фосфолипаза А 1 O CH 2 O C-R Фосфолипаза А 2 O CH 2 O C-R 1 Фосфолипаза С O CH 2 O P-OCH 2 N+(CH 3)3 OH Фосфолипаза D

«Липолитический каскад» ГОРМОН Первичный Модифицированный акцептор первичный акцептор Неактивная Активная аденилатциклаза АТФ Циклич. 3’, 5’-АМФ Неактивная Активная протеинкиназа Неактивная Активная липаза ТГ ДГ+ЖК МГ+ЖК ГЛ+ЖК

-окисление O АТФ АМФ ФФн R-CH 2 -CH 2 -C-OH+HS-Ko. A R-CH 2 -СН 2 -CO-S-Ko. A Жирная кислота Ацил-Ко. А ( Cn) ФАД OH H 2 O ФАДH 2 R-CH 2 -CH-CH 2 -CO-S-Ko. A R-CH 2 -CH=CH-CO-S-Ko. A -Оксиацил-Ко. А Еноил-Ко. А НАД+ НАДН 2 HS-Ko. A O O O R-CH 2 -C-S-Ko. A R-CH 2 -C-S-Ko. A+CH 3 -CO-S-Ko. A -Кетоацил-Коа Ацил-Ко. А (Cn-2) Ацетил-Ко. А (3 -оксоацил-Ко. А)

Баланс энергии n За цикл -окисления образуется 1 молекула ФАДН 2 и 1 молекула НАДН 2. n В процессе окисления в дыхательной цепи и сопряженного с ними фосфорилирования дают: ФАДН 2 (через Ко. Q)-2 молекулы АТФ и НАДН 2 -3 молекулы АТФ n ЗА ОДИН ЦИКЛ образуется 12 молекул АТФ.

Окисление ненасыщенных жирных кислот H H CH 3 -(CH 2)7 -C=C-(CH 2)7 COOH + АТФ + HS-Ko. A Олеиновая H H CH 3 -(CH 2)7 -C=C-(CH 2)7 -CO-S-Ko. A + AMФ + ФФн Олеиноил-Ко. А -окисление H H 3 CH 3 -CO-S-Ko. A + CH 3 -(CH 2)7 -C=C-CH 2 -CO-S-Ko. A 3, 4 -цис-еноил-Ко. А 3, 4 -цис- 2, 3 -транс-еноил-Ко. А-изомераза H CH 3 -(CH 2)7 -CH 2 -C=C-CO-S-Ko. A H 2, 3 -транс-еноил-Ко. А -окисление 6 CH 3 -CO-S-Ko. A Ацетил-Ко. А

Окисление жирных кислот с нечетным числом углеродных атомов HCO 3 - АТФ АМФ ФФн COO- CH 3 -CH 2 -C-S-Ko. A H-C-CH 3 O Пропионил-Ко. А-карбоксилаза C-S-Ko. A Пропионил-Ко. А O D-метилмалонил-Ко. А Метилмалонил- COO- эпимераза CH 2 COO- CH 2 H 3 С-C-H C-S-Ko. A Метималонил-Ко. А-мутаза C-S-Ko. A O Сукцинил-Ко. А L-метилмалонил-Ко. А

Метаболизм кетоновых тел 2 CH 3 CO-S-Ko. A Ацетил-Ко. А- ацетил-транс- фераза HS-Ko. A (тиолаза) CH 3 -CO-CH 2 -CO-S-Ko. A Ацетоацетил-Ко. А Оксиметилглута- CH 3 CO-S-Ko. A рил-Ко. А-синтаза H 2 O HS-Ko. A OH HOOC-CH 2 -C- CH 2 -CO-S-Ko. A CH 3 -Окси- -метилглутарил-Ко. А Оксиметилглута- рил-Ко. А-лиаза CH 3 -CO-S-Ko. A CO 2 CH 3 -CO-CH 2 -COOH CH 3 -CO-CH 3 Ацетоацетат Ацетон -Оксибутират- НАДН 2 дегидрогеназа НАД+ CH 3 -CHOH-CH 2 - COOH -Оксибутират

Оксалоацетатный челнок Матрикс Мембрана Цитозоль митохондрии HS-Ko. A Цитрат АТФ+HS-Ko. A АДФ+Ф н Ацетил-Коа Оксалоцетат Ацетил-Коа НАДН 2 НАДН 2 НАД+ НАД+ Малат Синтез жирных кислот

Биосинтез липидов CH 3 CO-SKo. A Ацетил-Ко. А CO 2 HS-АПБ АТФ+Н 2 О HS-Ko. A АДФ+H 3 PO 4 HOOCCH 2 CO-SKo. A Малонил-Ко. А CH 3 CO-SАПБ HS-АПБ (ацилпереносящий белок) Ацетил-АПБ HS-Ko. A HOOCCH 2 CO-SAПБ Малонил-АПБ CO 2 CH 3 COCH 2 CO-SАПБ Ацетоацетил-АПБ НАДФ Н 2 НАДФ + СH 3 CH(OH)CH 2 CO-SАПБ -Оксибутирил-АПБ H 2 O CH 3 CH=CHCO-SАПБ Кротонил-АПБ НАДФ Н 2 НАДФ + CH 3 CH 2 CO-SАПБ Бутирил-АПБ Высшая жирная кислота с четным числом углеродных атомов

Биосинтез триглициридов СН 2 ОН АТФ АДФ CH 2 OH НАД+ НАДН 2 СH 2 OH CHOH Глицеролкиназа CHOH Глицерол-3 -фосфатде- С=О ГИДРОГЕНАЗА CH 2 OH CH 2 OPO 3 H 2 СН 2 ОРО 3 Н 2 Глицерин L-Глицерол Диоксиацетон- -3 -фосфат O 2 HS-Ko. A R 1 -CO-S-Ko. A СН 2 ОН Глицеролфосфат- НАДН 2 ДЕГИДРОГЕНАЗА CH 2 O-C-R 1 R 2 -CO-S-Ko. A СНОН НАД+ CHO-C-R 2 Глицеролфосфат- СН 2 ОРО 3 Н 2 АЦИЛТРАНСФЕРАЗА O Глицерол-3 - CH 2 OPO 3 H 2 фосфат Фосфатидная кислота O H 2 O Фн CH 2 -O-C-R 1 R 3 -CO-S-Ko. A HS-Ko. A CH 2 -O-C-R 1 Фосфатидат- CH-O-C-R 2 Диглицерид-ацил CH-O-C-R 2 ФОСФАТАЗА ТРАНСФЕРАЗА O CH 2 -OH CH 2 -O-C-R 3 1, 2 -Диглицерид O Триглицерид

Биосинтез холестерина CH 3 CO—S-Ko. A Ацетил-Ко. А HS-Ko. A CH 3 COCH 2 CO-S-Ko. A Холестерин Ацетоацетил-Ко. А (С 27) CH 3 CO-S-Ko. A+H 2 O H 2 O Ланостерин HS-Ko. A НАДФ+ (С 30) CH 3 НАДФН 2 HOOC-CH 2 -CO-S-Ko. A O 2 OH Сквален -окси- -метилглутарил-Ко. А (С 30) 2 ФФн 2 НАДФН 2 НАД+ 2 НАДФ+ НАДФН 2 HS-Ko. A Фарнезилпирофосфат CH 3 (C 15) ( C 15) HOOC-CH 2 -CH 2 OH ФФн OH Мевалонат АТФ Изопентенилпирофосфат Геранилпирофосфат (С 5) (С 10) АДФ ФФн 5 -Фосфомевалонат Диметилаллилпирофосфат Изопентенилпирофосфат АТФ (С 5) Фн (С 5) АДФ АТФ АДФ СО 2 5 -Пирофосфомевалонат 3 -Фосфо-5 -пирофосфомевалонат