Biokhimia_T2_Strayer_L_1984 (1123303), страница 42
Текст из файла (страница 42)
Первая реакция состоит в восстановлении оксалоацетата до малата с участием МАВН. Она происходит в цитозоле и катализируется милат-двгидрогеназой. Ацетил-СоА переносится из митохондрий в питозоль при сопутствующем превращении )т)АОН в НАПРИ в ходе указанной серии реакций. Рнс. 17.14. цессе синтеза пальмитата образуются во- семь )т(АЭРН.
Еще ьиесть )ЦАОРН, требую- щиеся для этого процесса, генерируются в пентозофосфатном пути. Часть И. Генерирование 156 н хранение энергии 17.23. Элонгацнв н десатурацня мерных кислот осуществлнются добавочными ферментными системами Основным продуктом реакции, катализирусмой сннтетазой жирных кислот, является пальмитат. У эукариот жирные кислоты с более длинной цепью образуются путем реакций элонгации, которые катализирук)тся ферментными системами, связанными с мембранами эндоплаэматииеского ретикулума (нзвестными также как микросомные системы). Двухуглеродные фрагменты присоединяются к карбоксильному концу и насыщенных, и ненасыщенных жирных кислот.
Микросомные сисэ.емы катализируют также введение двойной связи в СоА-производные жирных кислот с длинной цепью. Например, при превращении стеароил-СоА в олеоил-СоА введение двойной цис-Ае-связи осуществляется оксидазой, использующей молекулярный кислород и б)АВН (нли А'АОРН): Стеароил-СоА + АРАОН + Н' + + Оэ — т Олеоил-СоА + ХАЮ' + + 2Н,О. Прелтлеетвенник Формула сн,— )сн,),— сн:сн — к сн,— )сн,),— сн сн — а сн, )сн,), -сн:сн — к сн,— (сн,), — си=.сн — к лип«пенат Линолеат Паланитотэеат Олеат Из олеата в результате сочетания реакций элонгации и десатурации могут быть образованы различные ненасыщенные хсирные кислоты. Например, олеат может быть удлинен до 20: 1 цис-Ьт т-кислоты.
Вместо этого возможно введение второй двойной связи с образованием 18:2 цис-Ье, Ьз-кислотку. Точно так же пальмитат (16:О) может полвергнуться окислению до пальмитолеата (16:1 цис-Ьз), который может далее быть удлинен до цис-вакцената (18:1 цис-Атэ). У млекопитающих нет ферментов, катализирующих введение двойных связей в цепь жирной кислоты далее 9-го углеродного атома.
Поэтому у них не могут синтезироваться линолеат (18: 2 цис-ст"„е)' ) и линоленат (18: 3 цис-бэ, Аээ, Ьтв). Линолеснн и линоленат — две незаменимые жирные кислоты. Термин «незаменимые» означае~, что они необходимы организму, но не могут быть синтезированы эндогенно и поэтому лолжны поступать в него с пищей. Линолеат и линоленат, поступающие с пищей, служат исходными соединениями для синтеза ряда других ненасыщенных жирных кислот. Ненасыщенные жирные кислоты у млекопитающих являются производными пальмитолсата (16;1), олеата (18:1), линолеата (18: 2) или линолената (18: 3). По числу метиленовых углеродовмежду то-СНэ-группой ненасьпценной жирной кислоты и ближайшей двойной связью можно определить ее предшественника. 17.24. Регуляция синтеза жирных кислот Синтез жирных кислот достигает максимального уровня в условиях избытка углеводов и низкого содержания жирных кислот.
Прн этом большую роль играют как механизмы кратковременного контроля, так и механизмы долговременного контроля. Наиболее важным кратковременным регулятором синтеза жирных кислот является концентрация цитрата в цитозоле. Как уже упоминалось, нитрат стимулирует ацетил- СоА — карбоксилазу, фермент, катализирующий решающий этап в синз.езе жирных кислот. Содержание цитрата находится на высоком уровне, когда и ацетил-СоА, и АТР присутствуют в избытке.
Напомним, что изоцитрат-дегидрогеназа ннгибируется высоким энергетическим зарядом (разд. 13,18). Следовательно, высокое содержание цитрита говорит о доступности двухуглеродиых фрагментов и АТР для синтеза жирных кислот. Пальмитоил-СоА, который накапливается при избытке жирных кислот, является антагонистом цитрата в его действии на ацетил-СоА — карбоксилазу. Кроме того, пальмитоил-СоА подавляет функцию переносчика, осуществляющего транспорт нитрата из митохондрий в цитозоль, а также ингибирует генерирование (ь(АРРН под действием глюкозо-6-фосфат — дегидрогеназы.
Долговременная регуляция оаосрсдуется изменениями скорости синтеза и деградации ферментов, участвующих в синтезе жирных кислот. Этот тип регуляции известен также как адаптивный контроль. У животных, получающих в течение нескольких дней после голодания богагую углеводами и бедную жиром диету, наблюдается резкое увеличение количества ацетил-СоА-карбоксилазы и синтетазы жирных кислот в печени.
3анлючепие Жирные кислоты играют важную физиологическую роль н в качестве компонентов фосфолипидов и гликолипидов и в качестве молекул, выполняющих функцию гоплива. Они запасаются в жировой ткани в виде триацилглицеролов (нейтрального жира), которые могут быть мобилизованы под действием липаз, находящихся под гормональным контролем. Жирные кислоты активнруются, превращаясь в ацил-СоА, переносятся с помощью кариитина через внутреннюю митохондриальную мембрану и расщепляются в митохондриальном матриксе в результате повторяющейся последова- тельности четырех реакций: 1) окисления, зависимого от ГАР, 2) гидратации, 3) окисления, зависимого от НАР+, и 4) тиолиза с участием СоА.
ГАРНз и ХАРН, образовавшиеся на окислительных стадиях, передают свои электроны на О, через дыхательную цепь, тогда как ацетнл-СоА, образовавшийся на стадии тиолиза, в норме включается в цикл трикарбоновых кислот, конденсируясь с оксалоацетатом. Если концентрация оксалоацетата недостаточно высока, образование ацетил-СоА сопровождается повышением содержания ацетоацетата и З-гидроксибутирата, играющих в норме роль топливных молекул. При голодании и при диабете в крови накапливаются большие количества ацетоацетата, 3-гидроксибутирата и ацетона (называемых в совокупности кетоновыми телами).
Млекопитающие неспособны превращать жирные кислоты в глюкозу, потому что у них нег такого метаболического пути, который бы обеспечивал образование оксалоацетата, пирувата нли других промежуточных продуктов гликолиза из ацетнл-СоА. Синтез жирных кислот в цнтозоле осуществляется в результате реакций, отличных от реакций ()-окисления. Он начинается с карбокснлирования ацетил-СоА в малонил-СоА.
Данная реакция, запускаемая АТР, катализнруется биотиновым ферментом ацетил-СоА — карбоксилазой. Этот решающий этап в биосннтезе жирных кислот аллостерически стимулируется цитратом. Промежуточные продукты синтеза жирных кислот связаны с ацилпереносящим белком (АПБ), а именно с сульфилным концом его фосфопантетеиновой простетической группы. Ацетил-АПБ образуется из апетнл-СоА, малоннл-АПБ — из малонил- СоА. Апетнл-АПБ и малонил-АПБ конденсируются с образованием ацетоацетил-АПБ в результате реакции, запускаемой высвобождением СО, из активированного малонильного компонента. Далее следуют реакции восстановления, дсгидратации и повторного восстановления.
Восстановителем на этих стадиях служит )ч(АРРН. Образовавшийся указанным путем бутирил-АПБ может вступить во второй цикл элонгацин, начинающийся с присоединения лвухуглеродного компонента из малоннл-АПБ. Семь циклов элонгацни приводят к образованию пальмнтоил-АПБ, который гндроли- 17. Обмен жирных кислот 157 зуется до пальмитата. Синтез пальмитата требует восьми молекул ацетил-СоА, четырнадцати ХАОРН и семи АТР.
У высших организмов ферменты, осуществляющие синтез жирных кислот, организованы в мультиферментный комплекс, Два типа полипептидных цепей в этих комплексах содержат семь ковалеитно связанных ферментов. Цикл реакций, основанный на распаде цитрата, осуществляет перенос ацетильиых групп из митохондрий в цитозоль и генери- рование части требующегося Р(АОРН. Остальной ХАРРН образуется в ходе пенгозофосфатиого пути.
Элонгация и лесатурация жирных кислот катализируются ферментными системами мембран эидоплазматичсского ретикулума. У млекопитающих отсутствуют ферменты, вводящие двойные связи дистальнее С-9, и поэтому они должны получать линолеат и линоленат с пищей. )пгсгасгюпз Ьеснееп 1апу всЫ ох!баиол апб 1Ье гпсагЬоху)ю асЫ сус!е 1п. Еонепяев 1. М. (еб.), Сйпс Асм Сус)е: Сопгго1 апб Соврапвепга!юп, рр. !63 212, Оекксг. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА Карнлтлн Вгеасг Л. 1Я77. Свпибпс апб Ьз го1с ьп Гану асгб всгаЬо)ьпз, Тгепбз ВюсЬеп!. цс!., 2, 207-209. Ггд 1. В., 1968 Тье ве!аЬп)ю сопьециепссь оГ !Ь» еяесм оГ сапиипе оп 1опц-сьаип 1апу зсЫ оыбагюп.
!п. Огап У' С. (еб.), зугпроыап оп Сейввг Совраггвеп1айтапоп зпб Соп!го) оГ Гану АсЫ МегаЬоььа, рр. 39-63, Асабслпс Ргеьь. Гиде) И' К., У(идя 4,. 6)иггд С /. Осу к.1... 1970. А ьхе)ега1.амс)е б)- ьомег аьюс!а!еб жнй ьп1сгпипевг зуар1оаь апб а роьбме бс1ес! оГ ЬРЫ аегаьо)!ьа, Х. Епц) 1 Меб., 282, 697-704. Синтез жнрных кислот 1'о1рг Лх, Уиди(ох Р. К., !976 МесЬввяп апб гецыапоп о1 Ь)оьупгЬеяь оГ ьвгигагеб Галу век)ьз РЬуяо).
Ксч., 56, 339 417. Ебось К . 1'илге О.. 1977. Соп!го) вссьапгяпз ип 1Ье ьупгьеьж о1 за!ига!ей Галу асЫ», Апп Реч. ВгосЬепг., 46, 263-298. 3. Сравните следующие характеристики окисления и синтеза жирных кислот: а) локализация процесса; б) переносчик ацильных групп; в) восстановители и окислители; г) стереохимия промежуточных продуктов; д) направление синтеза или распада; е) организация ферментной системы.
4. Для каждой из следующих ненасыщенных жирных кислот укажите, является ли се биосинтетическим предшественником у животных пальмито- 1. Напишите уравнение равновесного состояния для превращения глицерола в пируват. Какие при этом требуются ферменты помимо ферментов гликолитического пути? 2. Напишите уравнение равновесного состояния для превращения стеарата в ацетоацетат. Часть Н. Генерирование 158 и хранение энергии С чего начать Еутмк Г., 1972. ТЬе раЬкау Ггоа "аспчасб асебс асЫ" !о гЬе !егрепеи апб Галу зсЫь. )о )соЬе( Ьес!ига РЬуяо)оцу ог Меб)с!пе (1963-1970) рр 103-138, Ааепсап Г)ьеч)сг (19731 !Аналнз плонсрекой работы авторь по распапу и синтезу жнрных кислот и роли в зтнх оропессах впетлл.СоА и бнотлна) Обавс обзоры И'лы) 5.
А, Впглю Е. М., Зг., 1971. Гану асЫ асгаЬоЬяп. Соврг. ВиосЬегп, 185, 57-104 Я гиви(яп Е А, Гния С., 1973. Кеци!абоп )и МеьаЬобяп, )дбеу (В гл. 4 и 7 рассматривается регуляция жирового обмена.) Оклсмнне марны» кислот Ыссиггу 3 О, Го ге О. И'., 1980. Ксциьцгоп оГ Ьерабс Гану ааб охваюп апб Легопе ьобу ргобиспоп, Апп. Ксч. ВюсЬепм 49. 395-420 Вгеттйг К., 1970. Гану асЫ охЫабоп. Соврг Вюсьеа., 18, 331 359. 6иг)енб Р.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
