Biokhimia_cheloveka_Marri_tom_1 (1123306), страница 72
Текст из файла (страница 72)
Окисление ненасьиценных жирных кислот СоА-производные ненасыщенных жирных кислот атакуются ферментами, каталнзирующими !3-окисление до стадии, на которой в зависимости от локализации двойных связей образуется либо Л'- цис-ацил-СоА-, либо Л4-цис-ацил-СоА-производное (рис. 23,4); затем Л'-цис-ацил-СоА изомеризуется под действием А'-цис — А'-транс еноил-СоА-изомеразы с образованием Л'-транс-еноил-Со А. Последний вступает далее в обычную последовательность реакций !1-окисления. Любое Л"-цис-ацил- СоА-производное, либо образовавшееся в ходе окисления из линолевой кислоты (рис.
23.4), либо вступившее в цикл на этой стадии, превращается под действием ацил-Сов-дегидрогеназы в Л'-трансЬ4-цис-диеноил-Со А; последний затем превращается в Л'-транс-енонл-СоА под действием ХАОР- зависимого фермента А~-транс-Ь4-цис-дяеиаил-СоА- редуктазы. Далее Ь'-цис — Ь'-транс-еноил-СоА-изоь1ераза атакует Л'-транс-двойную связь; в результате образуется Л'-транс-еноил-СоА, являющийся промежуточным соединением при !1-окислении. Перекисиое окисление полиненасыщеиных жирных кислот в микросомвх )л!АОРН-зависимое перекнсное окисление иенасышенных жирных кислот катализируется ферментами, локализованными в микросомах (см. с.
124). Антиоксиданты, например БГТ (бутилированный гидрокситолуол) и а-токоферол (витамин Е), ингибируют перекисное окисление лнпидов в микросомах. Ранее предполагали, что процессы расщепления являются обращением процессов синтеза (иапример, глнкогенолиз и гликогенез), а синтез жирных кислот рассматривали как процесс, обратный их окислению. В настоящее время установлено, что митохондриальная система биосинтеза жирных кислот, вклю- БИОСИНТЕЗ НАСЬПЦЕННЫХ ЖИРНЫХ КИСЛОТ чающая несколько модифицированную последовательность реакции !1-окисления, осуществляет только удлинение уже существующих в организме среднецепочечных жирных кислот, в то время как полный биосинтез пальмитиновой кислоты из ацетил- СоА активно протекает вне митохондрий по совершенно другому пути.
Активная система, обеспечивающая удлинение цепей жирных кислот, имеется в эндоплазматическом ретикулуме. Внемитохондривльная система бипсннтезв Йе пото жирных кислот (липогеиез) Эта система находится в растворимой (цитозольной) фракции клеток многих органов, в частности печени, почек, мозга, легких, молочной железы, а также в жировой ткани. Биосинтез жирных кислот протекает с участием ХАРРН, АТР, Мп'+ и НСО (в качестве источника СО,); субстратом является ацетил-СоА, конечным продуктом — пальмитиновая кислота. Потребности в кофакторах процессов биосинтеза и Р-окисления значительно различаются.
Образование малоиил-СоА Первой реакцией биосинтеза жирных кислот, катализируемой ацетил-СоА-карбокеилазай и осуществляемой за счет энергии АТР, является карбоксилирование ацетил-СоА; источником СО, является бикарбонат. Для функционирования фермента необходим витамин биотии (рис. 23.5). Этот фермент состоит нз переменного числа одинаковых субъединиц, каждая из которых содержит биотин, биотннкарбоксилазу, карбоксибиотнн-переносящий белок, транскарбоксилазу, а также регуляторный аллостерическнй центр, т.е.
представляет собой полифермеитный комплекс. Реакция протекает в две стадии: (1) карбокснлнрование бнотнна с участием АТР (рнс. 20.4) и (2) перенос карбоксильной группы на ацетил-СоА, в результате чего образуется малоиил-СоА. АцетнлСоА-карбоксилаза активируется цитратом и ннгибируется длннноцепочеч ными ацил-СоА-производными. Актнвированная форма фермента легко полимеризуется с образованием нитей, состоящих из 10 — 20 протомеров. Сиитазиый комплекс, катализирующий обрвзоввкие жирных кислот Имеются два типа еинтазиых комплексов, катализирунмцих биосинтез жирных киелот; оба находятся в растворимой части клетки. У бактерий, растений и низших форм животных, таких, как эвглена, все индивидуальные ферменты синтазной системы находятся в виде автономных полнпептидов; ацильные радикалы связаны с одним нз них, получившим назва- 232 Глава 23 СН,-СО-З-СоА Ацатил-СоА ООС вЂ” СН2 — СΠ— 3 - СоА Малонил-СоА Ф-биотин-'СОО Ф-биотин АПР+ Р, е Атр + Н СОЗ + Ф-биотин Рнс.
23.5. Биосинтез м нюнил-СоА. Ф ацетнл-СоА-карбокснлаза. Граница межау фуннцнонаеьнммн аанннцами Суа ! Зн Граница мажау 4'-Фосфо пантетеин 1 ЗН ЗН 1 мономерамн 4'.Фосфолантатаин ЗН 1 Суа Рис. 23,б. Полифе м фер ентный комплекс, катализирующий синтез 1кирных кислот. Комплекс и стоящий из двух идентичных полипептндных мономеров 1 и 2. Каждьзй мономе включ и ацилпереносящий бел~к (АПЬ). С з--ЯН— пантетеина одного мономера расположена в непосредственной близости от такой же г пп уз-- — тиоловая группа цистеина.
С ль ьгид нльная группа 4'-фосфосинтетазы, входящей в состав другого мо о ер; у спол Последовательность по фе ономера; это указывает на спол ь расположения ферментов в мономерах окончательно не точнена и з есь п иво расположение мономеров по типу аголова к хвосту». камото (Тзц)саню!о). Кахцпай нз мономеров валю фе у ч на и здесь приводится по данным Цуо г является, однако, функциональной еднилцей (в состав посл " ф в включает все ферменты.
катализирующие биосинтез ж н тав последнеи входят фрагменты обооих мономе ов, и н этом л ир ых кислот он не дно о мономера взаимодействует с акомплементарной» полови " ). С р . р половина > половинои другого). Синтазный комплекс одновременно синтезирует две молекулы жирных кислот. ние ацилпереиосящий белок (АПБ). У дрожжей, млекопитающих и птиц синтазная система представляет собой полиферментный комплекс, который нельзя разделить на компоненты, не нарушив его активности, а АПБ является частью этого комплекса.
Как АПБ бактерий, так и АПБ полиферментного ком- плекса содержат витамин пантотеновую кислоту в виде 4'-фосфопантетеина (см. рис. )7.6). В синтазной системе АПБ выполняет роль СоА. Синтазный комплекс, катализирующий образование жирных кислот, является днмером (рис. 23.б). У животных мономеры идентичны и образованы одной полипептид- Огсис.гение и ггиггсингггеэ,гтсггрных кислогн Авета-СаА СоА г гапьмитат Рне. 23.7. Биосинтез длинноцепочечных жирных кислот. Показано, как присоединение одног о малонильного остатка приводит к удлинению ацильной цепи на 2 углеродных атома.
Сук — остаток цистеина; Фп- 4-фосфопантетеин. Строение синтазы жирных кислот показано на рис. 23.б. Ог и ф-- индивидуальные мономеры синтазы жирных кислот. На одном димере одновременно синтезируются 2 ацильные цепи„цри этом используется 2 пары -- БН-групп: в каждой паре одна из групп приналлегкит Фп. а другая- -Сух.
234 Ацилглицеролы Зфиры холаетерола АМР + РР-, Атр + СОА Зс тарификация Пальмитил-СаА Г Удлинение цепи, образование двойных связей Ацил-Со А Пальмитат Ряс. 23.8. Судьба падьии1ата. ной цепью, включающей б ферментов, катализируюших биосинтез жирных кислот, и АПБ с реакционноспособной БН-группой, принадлежащей 4'- фосфопантетеину. В непосредственной близости от этой группы расположена другая сульфгидрильная группа, принадлежащая остатку цистеина, входящего в состав 3-кетоацил-сиитазы (коидеисируняцего фермента), которая входит в состав другого мономера (рис..23.6).
Поскольку для проявления синтазной активности необходимо участие обеих сульфгидрильных групп, синтазный комплекс активен только в виде димера. На первом этапе процесса инициируюшая молекула ацетил-СоА при участии трансацилазы взаимодействует с — БН-группой цистеина (рис. 23.7).
Малонил-СоА под действием того же фермента (трансацилазы) взаимодействует с соседней — ЯН-группой, принадлежащей 4'-фосфопантетеину, локализованному в АПБ другого мономера. В результате этой реакции образуется ацетил (ацил) малоиил-фермент. 3-Кетеацилсиитаза катализирует взаимодействие ацетильной группы фермента с метиленовой группой малонила и высвобождение СО„в результате образуется 3-кетоацил-фермент (ацетоацетил-фермент); при этом освобождается сульфгидрильная группа цистеина, ранее занятая ацетильной группой.
Декарбоксилирование позволяет реакции пройти до конца и является движущей силой биосинтеза. 3- Кетоацильная группа восстанавливается, затем дегидратируется и вновь восстанавливается, в результате образуется соответствующий насыщенный ацил-$-фермент. Эти реакции сходны с соответствующими реакциями 11-окисления; отличие заключается, в частности, в том, что при биосинтезе образуется 1:У( — )-изомер З-гцдроксикислоты, а не Ц+)- изомер, кроме того, ХАРРН, а не АРАОН является донором водорода в реакциях восстановления.
Далее новая молекула малонил-СоА взаимодействует с — ЗН-группой фосфопантетеина, при этом насыщенный ацильный остаток перемещается на свободную — БН-группу цистеина. Цикл реакций повторяется еще б раз, и каждый новый остаток малоната встраивается в углеродную цепь, до тех пор пока не образуется насыщенный 16-углеродный ацилрадикал (пальмитоил). Последний высвобождается из полиферментного комплекса под действием шестого фермента, входящего в состав комплекса,— тиозетеразы (деацилазы). Свободная пальмитиновая кислота, прежде чем вступить в другой метаболический путь, должна перейти в активную форму ацил- СоА-производного. Затем активированный пальмитат обычно подвергается зстерификации с образованием ацилглицеролов (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
