П. Зитте, Э.В. Вайлер, Й.В. Кадерайт, А. Брезински, К. Кернер - Ботаника. Учебник для вузов. Том 2. Физиология растений (1134216), страница 56
Текст из файла (страница 56)
1 0 1 . Схема обмена жирных кислот и глицеролипидов в растительной клетке.Отдельные реакции описаны в тексте, строение различных классов липидов и их сокращенные названия можно найти на рис. 1.21. Реакции, протекающие на мембранах, изображены на сером фоне.@ — ацетил-КоА-синтетаза; @ — ацетил-КоА-карбоксилаза; (з) — ацил-КоА-синтетаза; 0 — глицерин-3-фосфатдегидрогеназа; © — ацилтрансферазы.
Gal — галактоза; Ch — холин; АПБ-SH —ацилпереносящий белок. Обозначение жирных кислот: 18:1 — 18 атомов углерода, 1 двойная связь;Х:п — любая жирная кислота. Ацильные остатки указывают на то, что синтез глицеролипидов шеллибо по прокариотическому пути (16 : п в позиции 2, как у синезеленых водорослей), либо по эукариотическому пути (18 : п в позиции 2). Глицерин-3-фосфат, по определению, записывается в L-KOHфигурации (ОН-группа располагается слева от асимметрично замещенного среднего атома углерода) и нумеруется по аналогии с похожим по строению 3-фосфоглицериновым альдегидом.
Речь идето стереоспецифической нумерации (sn), атомы углерода обозначаются sn-1, sn-2 и sn-З. В полусхематических формулах отдана дань традиционному пространственному изображению расположенияацильных остатков. На рис. 1.21 мы от этого отказались. Расположение заместителей на нем даетболее четкое представление о фактической пространственной структуре глицеролипидов и тем самым облегчает понимание формирования мембранных структур. С- и N-концы олеозина располагаются на цитоплазматической стороне полумембраны и формируют домен гидрофильных головок,большая центральная часть белка образует липофильный домен, который, предположительно, содействует наполнению олеосомы триглицеридами<тов, которые, в отличие от ЖК-синтетаз угрибов и животных, можно выделить вчистом виде и четко разделить по функциям, и свободного растворимого ацилпереносящего белка АПБ (10—14 кДа, англ. acylcarrier protein, АСР).
Он присоединяет какисходные соединения — ацетат или малонат, так и промежуточные продукты, возникающие в результате удлинения углеродных цепочек — ацильные остатки. ЖК-синтетаза реагирует только на связанные сАПБ метаболиты. АПБ и компоненты ЖКсинтетаз растений по строению очень сходны с соответствующими структурами бактерий. Следовательно, растительная ЖКсинтетаза имеет прокариотическое строение. Последовательность реакций представлена на рис. 6.102. Синтез прекращается,когда длина углеродной цепи достигает 16или 18 С-атомов, т.е. появляется либо пальмитоил-АПБ-комплекс (16:0-АПБ), либостеароил-АПБ-комплекс (18:0-АПБ).
В данной форме записи число перед двоеточием обозначает количество атомов С в молекуле жирной кислоты, а число последвоеточия — количество двойных связей.Еще в строме пластиды растворимаядесатураза формирует из стеароил-АПБолеоил-АПБ (18:1-АПБ), содержащий однуненасыщенную связь. Некоторая часть продуктов пластидного синтеза жирных кислот служит для построения мембранныхлипидов самой пластиды, остальное экспортируется в цитоплазму (см. рис. 6.102).При этом непосредственно перед или вовремя прохождения комплекса жирнойкислоты и ацилпереносящего белка сквозьмембрану оболочки пластиды АПБ отщепляется ацил-АП Б-тиоэстеразой Однако достаточно больших количеств свободныхжирных кислот в цитоплазме не встречается, так как локализованная на наружноймембране оболочки пластиды ацил-КоАсинтетаза формирует из них с помощьюАТФ ацил-КоА.Итак, вновь синтезированные ацилкоферменты А (пальмитоил-КоА, стеароилКоА и олеоил-КоА) могут разными способами вступать в дальнейшие реакции (см.рис.
6.101).• В эндоплазматическом ретикулуме углеродные цепи удлиняются при помощисвязанных с мембраной элонгаз. Так синтезируются жирные кислоты с 20 и болееС-атомами, которые, в частности, встречаются в запасных липидах.• Кроме того, в ЭПР происходит встраивание в мембранные или запасные липиды.• Ненасыщенные жирные кислоты сдвумя и более двойными связями (например, линолевая (18:2) и линоленовая1 8 6| ГЛАВА 6. Ф И З И О Л О Г И Я ОБМЕНА ВЕЩЕСТВСОо Ацетил - КоА I " трботипаза ООиIиСНз-C-^S-CoA> уCH2-C~S-CoAАТФ 'С0Ацетил - КоА д т л JД „ 2_Малонил - КоААДФ+Ф НАцил -_АПБАцилАПБАцетилтранс-"•"""NKOA-SHKOA-SH-'оIIАпоферментR= - Н : БиотинМалонилтрансацилазэCH3-C~S-AnBCH2-C~S-An5I - Малонил - АПБАцетил - АПБсо 2R = -COO~:КарбоксибиотинС0 2 , Ацил - АПБОIIСНз-С-СН2-С~Э-АПБCH3-CH2-CH2-C~S-AnBАцетоацетил - АПБ(3 - кетоацил - АПБ)Бутирил - АПБ(ацил - АПБ)НАДФ+IS-Кеоющт-МШредуктазаЕноил - АПБ редуктаза|^-НАДФНI+Н+НАДФН+Н+^Л/ ^Н3СЛс=с\;~s-AnBоКротонил - АПБ(транс - Д2 - еноил - АПБ) 'НАДФ+C H 3 - C - C H 2 - C ~ S - АПБ3 - ТЪдроксиациЛ АПБ-дегидратазз^ОНD-3-гидроксибутирил - АПБ(D-3-гидроксиацил - АПБ)ТН,0:О\IIН3С н ОtОI ИнS e r - O - P - O — С Н 22 - С - С — C - N - C H ,2iI1 tIО'H3C OHHАПБC H 2 - C - N — CHj-CH2 2 -SHIH[~ПантетеинРис.
6.102. Процесс синтеза жирных кислот de novo в строме пластиды.Простетическая группа ацетил-КоА-карбоксилазы (биотин) связана с апоферментом посредствомлизинового остатка. Структура биотина и карбоксибиотина представлена в прямоугольнике слева.Образование ацетил-КоА и малонил-КоА из соответствующих коэнзим-А-предшественников протекает без затрат либо выработки энергии, это обратимая реакция. Декарбоксилирование с конденсацией двух двууглеродных единиц (3-кетоацилсинтазная реакция) идет с выделением большогоколичества энергии, следовательно, эта реакция необратима.
Как эта, так и последующие реакциидекарбоксилирования задают определенное направление реакций течения биосинтеза, посколькуостальные ферменты катализируют в каждом случае только обратимые реакции. Связанные с АПБметаболиты присутствуют в виде тиоэфира.
Тиоловая группа принадлежит остатку пантетеина(так же как в коэнзиме А, см. рис. 6.93), который при помощи АПБ соединяется через фосфатнуюгруппу с серином апофермента в результате реакции этерификации (см. прямоугольник внизу).АПБ — ацилпереносящий белок; АПБ-SH — свободный АПБ с незанятой тиоловой группой (-SH)6.11. Образование структурных и запасных липидов |(18:3), которые не синтезируются в организме человека, являются незаменимымии должны поступать с пищей) часто формируются в ЭПР только на этапе синтезаглицеролипидов при участии связанных смембранами десатураз и освобождаютсяпосредством ацильной замены олеоил-КоА(18:1-КоА) на линолеил-КоА (18:2-КоА)или линоленил-КоА (18:3-КоА) (см. рис.6.101).6.11.2.
Биосинтезмембранных липидовКак упоминалось ранее, синтез мембранных липидов (см. рис. 6.101) проходитна мембранах оболочки пластид и в ЭПР.Структурный элемент глицерин возникает в цитоплазме посредством восстановления дигидроксиацетонфосфата в виде конечного продукта глицерин-3-фосфата (подвоздействием глицерин-3-фосфатдегидрогеназы). Ацильные остатки переносятся ацилтрансферазой либо от ацил-АПБ (в случаепластидного синтеза), либо от ацил-КоА(в случае синтеза в ЭПР). Специфичностьферментов различна. Для глицеролипидовпластидного происхождения характернообязательное наличие С)6-ацильного остатка в 8п2-позиции, в то время как у глицеролипидов, синтезированных в ЭПР, вэтой позиции постоянно находится С18ацильный остаток.Сначала образуется диацилглицерофосфат (фосфатидная кислота), из которогопластиды производят особый гликолипид —моногалактозилдиглицерид (МГДГ — см.рис.
1.21). Последний, при необходимости,после образования двойных связей в ацильных остатках является исходным соединением для образования гликолипидов, сульфолипидов и фосфолипидов в пластидах(см. рис. 6.101; рис. 1.21, табл. 1.4). Однакотолько одна часть пластидных мембранныхлипидов синтезируется непосредственно ворганелле, другая образуется в результатеметаболизма импортированного из ЭПРглицеролипида фосфатидилхолина.В ЭПР из глицерин-3-фосфата посредством двукратного переноса ацильных остатков также сначала образуется фосфатид187ная кислота, а из нее в результате присоединения главной группы (холинфосфата,полученного из цитидиндифосфохолина)синтезируется фосфатидилхолин, т.
е. фосфолипид. При необходимости после воздействия десатуразами из фосфатидилхолина производятся прочие мембранныелипиды эндоплазматического ретикулума(см. табл. 1.4). Некоторая часть фосфатидилхолина, преимущественно дилинолеилфосфатидилхолин (содержит 2 остатка линолевой кислоты (18:2)), транспортируетсялипидпереносящими белками к мембранамоболочки пластид, где преобразуется вМГДГ и при необходимости после воздействия десатуразами используется для синтеза остальных мембранных липидов. Липидпереносящие белки могут также принять участие в доставке липидов к другиммембранам, где эти липиды не синтезируются (мембраны тилакоидов, митохондрий, глиоксисом, пероксисом).Состав жирных кислот в мембранныхлипидах влияет на физические свойствамембран (например, на текучесть при определенной температуре).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
