1625912814-86e4cf3c2f3a4758cc82c296d453744e (800503), страница 10
Текст из файла (страница 10)
Фосфопанетеиновая группа, присоединенная в СоА к 3’,5’аденозиндифосфату, связана с остатком Ser полипептидной цепиАСР (77 остатков), из-за чего последний можно рассматривать какгигантскую простетическую группу, «макроСоА».Ферментная система, катализирующая синтез насыщенныхжирных кислот из ацетил-СоА, малонил-СоА и NADPH, называетсясинтазой жирных кислот.Цикл элонгации в синтезе жирных кислот начинается собразования ацетил-АСР и малонил-АСР:97ацетилтрансацилазаАцетил-CoA + АСРCoA,Малонил-CoA + АСРCoA.Ацетил-АСР +малонилтрансацилазаМалонил-АСР +Далее цикл элонгации включает четыре последовательныхреакции: конденсацию, 1-е восстановление, дегидратацию и 2-евосстановление.ВосстановителемявляетсяNADPH.Образовавшийся в результате первого цикла бутирил-АСР вступаетво второй цикл элонгации, начинающийся с присоединениядвухуглеродного фрагмента из малонил-АСР. Для синтезапальмитата необходимо семь циклов элонгации.Биоэнергетический баланс синтеза пальмитата преставленуравнением (с учетом синтеза малонил-СоА):8 Ацетил-CoA + 7ATP + 14NADPH + 14Н+→ Пальмитат+ 14NADP+ + 8CoA + 6H2O + 7ADP + 7Pi.У высших организмов ферменты – компоненты синтазыжирных кислот, организованы в мультиферментный комплекс.Организованнаяструктураферментовповышаетобщуюэффективностьпроцессаблагодаряпрямомупереносупромежуточных соединений от одного фермента к другому,осуществляемому «вращающейся рукой» – гибкой и максимальнодлинной (2 нм) группой фосфопантетеина АСР.98ПервоевосстановлениеRCH2КонденсацияCH2CH2OCCCHCH2OCSSROHБелокпереносчик(АСР)OДегидратацияOOOCCSCH2 SCH2CHCCHROПереносмалонильнойгруппыOCSSOCH2RCCH2начало циклаПереносацильнойгруппыCH2ВтороевосстановлениеCH2R4-Фосфопантетеиновая простетическая группа АСРHSOH CH3HHCH2 CH2 NC CH2 CH2 NCCCOOHCH399OCH2 OPO-OCH2 SerАПБACPНиже представлена последовательность реакций одного циклаэлонгации синтетазного комплекса.OO+C ~ S ACPацетил-ACPH3CC-Oацил-малонил-ACPконденсирующийферментCCH2OCH2C~SACPацетоацетил-ACPNADPHβ -гидроксиацил-ACP-редуктазаNADP+HH3COCCH2C~SACPOHD-3-гидроксибутирил-ACP3-гидроксиацилACP-дегидратазаHH3CCH2OOCC~SACPHкротонил-ACPNADPHеноил-ACPредуктазаNADP+OH3CCH2CH2 C ~ S ACPбутирил-ACP100C~Sмалонил-ACPACP + CO2OH3COACPБиосинтез сложных липидов – нейтральных жиров ифосфолипидов (см.
реакции на с. 102). Ацил-СоА является главнымпредшественникомлипидовистероидов(холестерола).Фосфатидная кислота – общий промежуточный продукт синтезалипидов, образуется последовательным ацилированием глицерол-3фосфата за счет ацил-СоА (активированных жирных кислот).Реакция катализируется глицерол-фосфат ацилтрансферазой.Гидролиз ее фосфорной группы фосфатидат фосфатазой ипоследующееацилирование(1,2-диацилглицерол-Оацилтрансферазой, триацилглицерол синтазой) приводят кобразованию триацилглицерола.Биосинтез фосфолипидов – главных компонентов клеточныхмембран, может идти двумя путями.
Взаимодействие фосфатиднойкислотысCТР,катализируемоефосфатидатцитидилилтрансферазой, дает активированный промежуточныйпродукт–CDP-диацилглицерол.Затемактивированныйфосфатидильный остаток переносится на гидроксильную группукакого-нибудь полярного спирта, например серина, и образуетсяфосфатидилсерин(кефалин),реакциякатализируетсяфосфатидилсеринсинтазой.Фосфолипид,напримерфосфатидилхолин (лецитин), может быть получен с использованиемактивированного промежуточного продукта этого пути –CDP-холина, который получается в две стадии: сначала холинфосфорилируется с помощью АТР с образованием холинфосфата(фермент – холин фосфотрансфераза), который затем реагирует сСТР и образует CDP-холин (холинфосфат цитидилилтрансфераза).Остатокфосфорилхолинаэтоймолекулыпереноситсяфосфатидилхолин синтазой на диацилглицерол, образуяфосфатидилхолин. Лецитин может быть получен из кефалина,фосфатидилсерина, декарбоксилированием с образованием другогокефалина – фосфатидилэтаноламина, трехкратное метилированиекоторого S-аденозилметионином дает фосфатидилхолин.101H 2C OHHC OHO2R C1(2)S CoAацил -СоАH 2C O Pглицерол-3-фосфат2H S CoAOH 2C O C R 1OHC O C R 2H 2C O PH 2OpiOOH 2C O C R 1OHC O C R 2H 2C OHR3 CS CoA1,2-диацилглицеролHS CoACTPфосфатиднаякислотаppiOH 2C O C R 1OHC O C R 2OH 2C O C R 3OH 2C O C R 1OHC O C R 2H 2C O CDPтриацилглицеролCDP-диацилглицеролCDP- холинCMPOH 2C O C R 1OHC O C R 2CH 3+H 2C O P O CH 2 CH 2 N CH 3фосфатидилхолин CH 3CDP- этаноламин3серинCMPS-аденозил-гомоцистеинCMPOS-аденозил3H 2C O C R 1метионинOHC O C R 2+H 2C O P O CH 2 CH 2 NH 3фосфатидилэтаноламинCO 2OH2C O C R 1OHC O C R 2+H 2C O P O CH 2 CH NH 3фосфатидилсерин COO -102Холестерол (холестерин) – стероидный компонент мембранэукариотических клеток и предшественник стероидных гормонов.Биосинтез стеринового скелета состоит из четырех этапов.1.
Синтез мевалоновой кислоты – ключевого соединениясинтеза изопреноидов, решающая стадия образования холестерола.Последовательные конденсации трех молекул ацетил-СоА,катализируемыеацетил-СоАацетилтрансферазойигидроксиметилглутарил-СоА синтазой, приводят к образованиюв-гидрокси-в-метилглутарил-СоА. Последующее восстановлениегидроксиметилглутарил-СоА редуктазой карбонильной группыпоследнего продукта до спиртовой с помощью NADPH отщепляетСоА и дает мевалоновую кислоту.2.
Образование активного изопрена. Последовательноефосфорилирование и декарбоксилирование мевалоновой кислоты спомощью трех молекул АТР приводят к образованию «активногоизопрена», изопентенилпирофосфата (5С), ферменты этих трехреакций – мевалонат киназа, 5-фосфомевалонат киназа ипирофосфомевалонат декарбоксилаза.3. Синтезсквалена(30С).Приконденсацииизопентилпирофосфата с его изомером –3,3-диметилаллилпирофосфатом,образуютсяпоследовательногеранилпирофосфат (10 С) (диметилаллилтрансфераза) ифарнезилпирофосфат (15 С) (геранилтрансфераза), две молекулыпоследнего при восстановительной конденсации образуют сквален(С 30, сквален синтетаза).4.
Превращение сквалена в холестерол. Сквален, окисляясь,циклизуется ланостерол синтазой с образованием ланостерола(С 30), модификация которого приводит к образованию холестерола(С 27) (холестерол синтаза) – пергидроциклопентанофенантрена,характерной для стероидов структуре.Холестерол – предшественник стероидных гормонов, желчныхкислот, витамина D.103Схема синтеза холестерола представлена ниже.OOCCH3CS CoAацетил-CoAOCH3CS CoAацетил-CoAH3CS CoAацетил-CoAHS CoAHS CoAOH OHC-OOC 3CCCH2 CH2 S CoA3-окси-3-метилглутарил-CoA2 NADPH + H+HS CoA2 NADP+OOCCCH2 S CoAH3Cацетоацетил-CoAADPH3COH-OOCCHC2CH2 CH2 O PATPH3COH-OOCCH2CCH2 CH2 OH3,5-диокси-3-метилвалериановая кислота5-фосфомевалоновая кислота(мевалоновая кислота)CH3ATPCCH2CH3 CH O P P3,3-диметилаллилпирофосфатADP-OOCCADPATPOHH3CCH3CH2CH2 O PCCH2С5PCH2CH2 CH2 O P PН2О CO2изопентенилпирофосфат5-пирофосфомевалоновая кислотаС5ppiCH2 OP P O H2CPNADPH + H+NADP+ppiгеранилпирофосфатфарнезилпирофосфатС 10С 15CH3С 30HOланостеринскваленNADPH + H+O2NADPH2O+NADPH + H+ NADP+ЭПРFPO2H2OP 450HO104холестеринP4.3.
Биосинтез нуклеотидовНуклеотиды являются важнейшими биополимерами клетки иучаствуют практически во всех биохимических процессах.Фосфорибозилпирофосфат(PRPP)являетсядоноромрибозофосфатногоостаткануклеотидовиключевымпромежуточным продуктом биосинтеза His и Trp. PRPP вб-конфигурации синтезируется из АТР и рибозо-5-фосфата,который образуется в реакциях пентозофосфатного пути:OOPOCH2HOOHOHOH OHATPOAMPOPOрибозофосфатпирофосфокиназаOCH2HOHрибозо-5-фосфатOOOH OH5-фосфорибозил1-пирофосфатPOOOPOOСинтез пуриновых нуклеотидов. После активации рибозофосфата начинается сборка пуринового кольца. Биосинтез пуриновde novo можно разделить на два этапа. Первый этап – этообразование 5-аминоимидазолрибонуклеотида из PRPP (реакции1–5). Первой решающей стадией I этапа является образование 5фосфорибозиламина из PRPP и Gln, при замещении пирофосфатнойгруппы на аминогруппу б-конфигурация атома С-1 переходит в вконфигурацию, которая является природной гликозидной связьюнуклеотидов:OOPOГлутаминOCH2HOHOOH OH5-фосфорибозил1-пирофосфатOPOOOPOГлутаматOаминофосфорибозилтрансферазаOOPOOCH2NH2OH+PP iHOH OH5-фосфорибозил-1-аминДалее к фосфорибозиламину присоединяется Gly (2), затем баминогруппаостаткаGlyформилируетсяметенилтетрагидрофолатом (3).
Амидная группа в образующемся105рибонуклеотидα-N-формилглицинамидепревращаетсявамидиновую при переносе атома азота из Gln (4). В последнейреакции этого этапа после дегидратации происходит замыканиеполного пятичленного кольца пуринового основания (5).Далее приведены последовательные реакции синтеза пуринов.OGlu O P O CHNH22 OHOHHHHOOHOO P O CH2 O HGlnOOHOHHO P O P OHOOH OOH2NP-Rib-PPHO+NH31CH22O CNH23O+H3N CC NCNHCH24CHNHC N5HN CH2N CNHOH-OOC C N CHC NCH28CHC-OOCH2NNRib-PRib-PO 9CHNRib-PRib-PRib-PRib-PH2NNHNHNHRib-PCCH2Rib-PHOCO CPPi+6-OOC7C NH2N CCHNRib-PO+H3N CCHONHCHNC NCCHN10C NHCNRib-PCCHNRib-PРеакции первого этапа синтеза катализируют следующиеферменты:1–б-5-фосфорибозил-1-пирофосфат106амидотрансфераза; 2 – фосфорибозилглицинамид синтетаза; 3 –глицинамидрибонуклеотид трансформилаза; 4 –N-формилглицинамидинрибонуклеотид амидолигаза; 5 –5-аминоимидазолрибонуклеотид синтетаза.Второй этап биосинтеза пуринов – это образованиешестичленного кольца основания инозината (гипоксантина) из5-аминоимидазолрибонуклеотида (реакции 6–10).
Достройка трехнедостающих атомов кольца начинается с карбоксилирования (6),затем аминогруппа Asp реагирует с карбоксильной группойрибонуклеотид5-аминоимидазол-4-карбоновойкислотойсобразованием амидной связи (7). В следующей (8) реакцииуглеродный скелет остатка Asp отщепляется в виде фумарата.Последний углеродный атом пуринового кольца происходит изN10-формилтетрагидрофолата(9).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
