Тимин О.А. Лекции по общей биохимии2020 (832729), страница 46
Текст из файла (страница 46)
В первой реакции β-окисления происходитобразование двойной связи при участии ФАД. Если двойная связь в жирной кислоте ужеимеется, то необходимость в этой реакции отпадает и ФАДН2 не образуется. КоличествоСтроение и обмен липидов250необразованных ФАДН2 соответствует числу двойных связей. Остальные реакции циклаидут без изменений.o количество энергии АТФ, потраченной на активацию.Пример 1. Окисление пальмитиновой кислотыТак как имеется 16 атомов углерода, то при β-окислении образуется 8 молекул ацетил-SКоА. Последний поступает в ЦТК, при его окислении в одном обороте цикла образуется3 молекулы НАДН (7,5 АТФ), 1 молекула ФАДН2 (1,5 АТФ) и 1 молекула ГТФ, что эквивалентно 10 молекулам АТФ.
Итак, 8 молекул ацетил-SКоА обеспечат образование 8×10=80 молекул АТФ.Для пальмитиновой кислоты число циклов β-окисления равно 7. В каждом цикле образуется 1 молекула ФАДН2 (1,5 АТФ) и 1 молекула НАДН (2,5 АТФ). Поступая в дыхательную цепь, в сумме они "дадут" 4 молекулы АТФ. Таким образом, благодаря 7 циклам образуется 7×4=28 молекул АТФ.Двойных связей в пальмитиновой кислоте нет.На активацию жирной кислоты идет 1 молекула АТФ, которая, однако, гидролизуется доАМФ, то есть тратятся 2 макроэргические связи.Таким образом, суммируя, получаем 80+28–2 =106 молекул АТФ.Для расчета коэффициента P/O (см "Окислительное фосфорилирование/КоэффициентP/O") подсчитываемo количество АТФ, образованного в митохондриях АТФ-синтазой – это соответствует значению P,o общее количество НАДН и ФАДН2, поступивших в дыхательную цепь – это значениесоответствует числу восстановленных атомов кислорода (O), включенных в молекулуводы.После расчетов получаем P=72+28=100 и O=32+14=46.
Таким образом, величина P/O дляβ-окисления пальмитиновой кислоты равна 2,17.Пример 2. Окисление линолевой кислотыТ.к. число атомов углерода равно 18, то количество молекул ацетил-SКоА равно 9.Значит в ЦТК образуется 9×10=90 молекул АТФ.Число циклов β-окисления равно 8. При расчете получаем 8×4=32 молекулы АТФ.В кислоте имеются 2 двойные связи. Следовательно, в двух циклах β-окисления не образуется 2 молекулы ФАДН2, что равноценно потере 3 молекул АТФ.На активацию жирной кислоты тратятся 2 макроэргические связи.Таким образом, энергетический выход окисления соответствует 90+3232=117 молекулАТФ.При расчете коэффициента P/O получаем P=81+32=113 и O=36+14=50.
Таким образом,величина P/O для β-окисления линолевой кислоты равна 2,26.КЕТОНОВЫЕ ТЕЛ АК кетоновым телам относят три соединения близкой структуры – ацетоацетат, 3-гидроксибутират и ацетон.biokhimija.ruТимин О.А. Лекции по общей биохимии (2020г)251Стимулом для образования кетоновых тел служит поступление большого количестважирных кислот в печень. Как уже указывалось, при состояниях, активирующих липолиз в жировой ткани, около 30% образованных жирных кислот задерживаются печенью. К этим состояниям относится голодание, декомпенсация сахарного диабета I типа, длительные физическиенагрузки, богатая жирами диета.
В обычных условиях синтез кетоновых тел также идет, хотяв намного меньшем количестве.У детей до 7 лет под влиянием различных стимулов (краткое голодание, инфекции, эмоциональное возбуждение) ускоряется синтез кетоновых тел и может легко возникать кетоацидоз, сопровождающийся неукротимой рвотой ("ацетонемическая рвота").
Причиной этомуслужит неустойчивость углеводного обмена и малые запасы гликогена у детей, что усиливаетлиполиз в адипоцитах, накопление жирных кислот в крови и, следовательно, кетогенез.Синтез ацетоацетата происходит только в митохондриях печени, далее ацетоацетатлибо восстанавливается до 3-гидроксибутирата, либо декарбоксилируется до ацетона. Потомвсе три соединения поступают в кровь и разносятся по тканям. Ацетон, как летучее вещество,удаляется с выдыхаемым воздухом и потом. Все кетоновые тела могут выделяться с мочой.Используются кетоновые тела всеми тканями, кроме печени и эритроцитов. Особенноактивно, даже в норме, они потребляются миокардом и корковым слоем надпочечников.Строение и обмен липидов252Реакции утилизации происходят в обратном порядке.
В цитозоле 3-гидроксибутиратокисляется, образующийся ацетоацетат проникает в митохондрии, активируется за счет сукцинил-SКоА и превращается в ацетил-SКоА, который сгорает в ЦТК.При голодании синтез кетоновых тел ускоряется в 60 раз (повышение до 0,6 г/лпри норме менее 0,01 г/л), при декомпенсации сахарного диабета I типа – в 400 раз(до 4 г/л).З АП АС АН И Е ЖИ Р О ВРеакции биосинтеза липидов могут идти клетках всех органов. Субстратом для синтезажиров de novo является глюкоза.Как известно, попадая в клетку, глюкоза окисляется по гликолитическому пути до пировиноградной кислоты.
Пируват в митохондриях декарбоксилируется в ацетил-SКоА и вступает в ЦТК. Однако в состоянии покоя, при отдыхе, при наличии достаточного количестваэнергии в клетке реакции ЦТК (в частности, изоцитратдегидрогеназная реакция) блокируются избытком АТФ и НАДН. В результате накапливается первый метаболит ЦТК – цитрат.По градиенту концентрации он перемещается в цитозоль, расщепляется с образованием ацетил-SКоА, который далее используется в биосинтезе холестерола, жирных кислот и триацилглицеролов.Б ИОСИНТ ЕЗЖИР НЫХ К ИСЛ ОТБиосинтез жирных кислот наиболее активно происходит в цитозоле клеток печени, кишечника, жировой ткани в состоянии покоя или после еды.Условно можно выделить 4 этапа биосинтеза:1. Образование ацетил-SКоА из глюкозы или кетогенных аминокислот.2.
Перенос ацетил-SКоА из митохондрий в цитозоль:o может быть в комплексе с карнитином, также как переносятся высшие жирные кислоты,но здесь транспорт идет в другом направлении,biokhimija.ruТимин О.А. Лекции по общей биохимии (2020г)253обычно в составе лимонной кислоты, образующейся в первой реакции ЦТК.Поступающий из митохондрий цитрат в цитозоле расщепляется АТФ-цитрат-лиазой доацетил-SКоА и оксалоацетата.oОксалоацетат в дальнейшем восстанавливается до малата, и последний либо переходитв митохондрии (малат-аспартатный челнок), либо декарбоксилируется в пируват малик-ферментом (яблочный фермент).3. Образование малонил-SКоА из ацетил-SКоА.Карбоксилирование ацетил-SКоА катализируется ацетил-SКоА-карбоксилазой.4.
Синтез пальмитиновой кислоты.Осуществляется мультиферментным комплексом "синтаза жирных кислот" (синонимпальмитатсинтаза) в состав которого входит 6 ферментов и ацил-переносящий белок (АПБ).Ацил-переносящий белок включает производное пантотеновой кислоты – 6-фосфопантетеин(ФП), имеющий HS-группу, подобно HS-КоА. Один из ферментов комплекса, 3-кетоацилсинтаза, также имеет HS-группу. Взаимодействие этих групп обусловливает начало и продолжение биосинтеза жирной кислоты, а именно пальмитиновой кислоты.
Для реакций синтеза необходим НАДФН.В первых двух реакциях (см стр.277) последовательно присоединяются малонил-SКоА кфосфопантетеину ацил-переносящего белка (всегда) и ацетил-SКоА к цистеину 3-кетоацилсинтазы (только в первой реакции). 3-Кетоацилсинтаза катализирует третью реакцию – перенос ацетильной группы на С2 малонила с отщеплением карбоксильной группы. Далее кетогруппа в реакциях восстановления при участии НАДФН, дегидратации и опять восстановления превращается в метиленовую с образованием насыщенного ацила. Ацилтрансфераза переносит его на цистеин 3-кетоацилсинтазы, к фосфопантетеину присоединяется малонил-SКоА и цикл повторяется до образования остатка пальмитиновой кислоты.
Пальмитиновая кислота отщепляется шестым ферментом комплекса тиоэстеразой.Строение и обмен липидов254У Д ЛИ Н Е НИ ЕЦЕП И ЖИР Н ЫХ К ИС ЛОТСинтезированная пальмитиновая кислота при необходимости поступает в эндоплазматический ретикулум. Здесь с участием малонил-SКоА и НАДФН цепь удлиняется до С18 илиС20.Удлиняться могут и ненасыщенные жирные кислоты (олеиновая, линолевая, линоленовая) с образованием производных эйкозановой кислоты (С19Н39COOH). Но двойная связь животными клетками вводится не далее 9 атома углерода, поэтому -3 и-6-полиненасыщенные жирные кислоты синтезируются только из соответствующих предшественников.Например, арахидоновая кислота может образоваться в клетке только при наличии линоленовой или линолевой кислот. При этом линолевая кислота (18:2) дегидрируется до-линоленовой (18:3) и удлиняется до эйкозотриеновой кислоты (20:3), последняя далее вновьдегидрируется до арахидоновой кислоты (20:4). Так формируются жирные кислоты -6 ряда.Для образования жирных кислот -3-ряда, например, тимнодоновой (20:5), необходимоналичие α-линоленовой кислоты (18:3), которая дегидрируется (18:4), удлиняется (20:4) иопять дегидрируется (20:5).РЕГУЛЯЦ ИЯО Б МЕ Н А ЖИР НЫХ К ИСЛОТГормональная регуляцияСинтез и окисление триацилглицеролов и жирных кислот зависит от соотношения инсулин/глюкагон.1.
Изменение количества ферментов.biokhimija.ruТимин О.А. Лекции по общей биохимии (2020г)255Ферменты комплекса пальмитатсинтазы и ацетил-SКоА-карбоксилаза являютсяадаптивными ферментами, количество их возрастает при усиленном питании и уменьшаетсяпри голодании и потреблении жира. Индуктором биосинтеза этих ферментов является инсулин. И, напротив, количество фермента ТАГ-липазы увеличивается глюкокортикоидами.2. Ковалентная модификация.Благодаря инсулину, глюкагону, адреналину, тиреотропному и адренокортикотропномугормонам происходит ковалентная модификация ферментов ацетил-SКоА-карбоксилазыи ТАГ-липазы путем фосфорилирования-дефосфорилирования.Инсулин активирует протеинфосфатазу и способствует дефосфорилированию и активации ацетил-SКоА-карбоксилазы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
