Біосинтез ВШК. Будова пальмітатсінтазного комплексу. Хімізм і регуляція процесу.
Біосинтез жирних кислот. Вищі жирні кислоти можуть бути синтезовані в організмі з метаболітів вуглеводного обміну. Вихідним з'єднанням для цього біосинтезу є ацетил-КоА. утворюється в мітохондріях з пірувату - продукту гликолитического розпаду глюкози. Місце синтезу жирних кислот - цитоплазма клітин, де є Мультиферментний комплекссінтетаза вищих жирних кислот. Цей комплекс складається з шести ферментів, пов'язаних з ацілпереносящім білком. який містить дві вільні SH-групи (АПБ-SH). Синтез відбувається шляхом полімеризації двууглеродних фрагментів, кінцевим продуктом його є пальмітинова кислота - насичена жирна кислота, яка містить 16 атомів вуглецю. Обов'язковими компонентами, які беруть участь в синтезі, є НАДФН (кофермент, що утворюється в реакціях пентозофосфатного шляху окислення вуглеводів) і АТФ.
Ацетил-КоА надходить з мітохондрій в цитоплазму за допомогою цитратного механізму (рисунок 20.1). В мітохондріях ацетил-КоА взаємодіє з оксалоацетата (фермент -цітратсінтаза), що утворюється цитрат переноситься через мітохондріальну мембрану за допомогою спеціальної транспортної системи. У цитоплазмі цитрат реагує з HS-КоА і АТФ, знову розпадаючись на ацетил-КоА і оксалоацетат (фермент - цітратліаза). Початковою реакцією синтезу жирних кислот є карбоксилирование ацетил-КоА з утворенням Малоні-КоА (рисунок 20.2). Фермент ацетил-КоА-карбоксилаза активується цитратом і відзначено зниження КоА-похідними вищих жирних кислот.
Потім ацетил-КоА і Малоні-КоА взаємодіють з SH-групами ацілпереносящего білка
Далі відбувається їх конденсація, декарбоксилирование і відновлення утворився продукту
Синтез ЖК «схожий» на # 946; -Окислення, але на Продукт реакції взаємодіє з новою молекулою Малоні-КоА і цикл багаторазово повторюється аж до утворення залишку пальмітинової кислоти, але навпаки: процес циклічний, але в кінці кожного циклу відбувається подовження ланцюга ЖК на 2 вуглецевих атома. В кінці синтезу пальмітинової кислоти відбувається відщеплення АПБ. Процес синтезу здійснюється пальмітатсінтетазним комплексом. Це доменний білок (складається з 1 ППЦ, яка в кількох ділянках формує домен, в третинної структурі володіє ферментативної активністю).
Включає в себе 6 ділянок, що володіють ферментативною активністю. Всі разом вони об'єднані в АПБ, який пов'язаний з фосфопантонеатом (фосфорілірованний пантотенова кислота з SH-групою на кінці). На цьому кінці і протікають всі реакції, тобто S не виділяється в середу. Пальмітатсінтетаза має 2 функціональні одиниці, кожна з яких синтезує 1 пальмітинову кислоту.
Продукт реакції взаємодіє з новою молекулою Малоні-КоА і цикл багаторазово повторюється аж до утворення залишку пальмітинової кислоти.
Основні особливості біосинтезу жирних кислот у порівнянні з # 946; -Окислення:
· Синтез жирних кислот в основному здійснюється в цитоплазмі клітини, а окислення - в мітохондріях;
· Участь в процесі зв'язування СО2 з ацетил-КоА;
· В синтезі жирних кислот бере участь ацілпереносящій білок, а в окисленні - коензим А;
· Для біосинтезу жирних кислот необхідні окислювально-відновні коферменти НАДФН, а для # 946; -Окислення - НАД + і ФАД.
Регуляція синтезу жирних кислот Регуляторний фермент синтезу жирних кислот - ацетил-КоА-карбоксилаза
Шляхи використання ацетил КоА. Механізм утворення і значення ацетоуксусной кислоти. Біосинтез кетонових тел. Кетоацидоз.
Ацетил-КоА, будучи кінцевим продуктом гликолитического циклу, може використовуватися як джерело енергії (в циклі Кребса), а також брати участь в синтезі тригліцеридів, холестерину, стероїдів і освіті кетонових тел.
Шляхи використання ацетил-КоА:
1.Ідет в ЦТК, виділяється енергія при достатній кол-ве ЩУК.
4.Біосінтез кетонових тел.
Механізм утворення і значення ацетоуксусной кислоти. Біосинтез кетонових тел.
Ацетоуксусная кислота (ацетоацетат) і ацетооцтовий ефір. найпростіша з # 946; -кетонокіслот, ацетоуксусная СН3-СО-СН 2-СООН.
подібно до інших # 946; -кетонокіслотам, відрізняється неміцністю. Уже при слабкому нагріванні вона навіть в воднихрастворах
розкладається на ацетон і двоокис вуглецю. Ще менш міцні її солі з важкими металами, які розкладаються з утворенням
ацетону навіть при звичайній температурі. Ацетоуксусная кислота міститься в сечі хворих на діабет.
Кетонові тіла - це особлива транспортна форма ацетил-КоА.
Під терміном «кетонові (ацетонові) тіла» мають на увазі ацетоуксусную кислоту (ацетоацетат) СН3СОСН2СООН, # 946; -
оксимасляную кислоту (# 946; -оксібутірат, або D-3-гидроксибутират) СН3СНОНСН2СООН і ацетон СН3СОСН3.
Кетонові тіла утворюються в печінці. Синтез кетонових тіл протікає в печінці, в мітохондріях. Синтез кетонових тіл починається з взаємодії двох молекул ацетил-КоА, які під дією ферменту тіолази утворюють ацетоацетил-КоА
Реакція каталізується ферментом ацетил-КоА-ацетилтрансферазою (ацетоацетил-КоА-тіолазу).
Потім ацетоацетил-КоА взаємодіє ще з однією молекулою ацетил-КоА.
Реакція протікає під впливом ферменту гідроксіметілглутаріл-КоА-синтази:
Утворився # 946; -гідроксі- # 946; -метілглутаріл-КоА здатний під дією
гідроксіметілглутаріл-КоА-ліази розщеплюватися на ацетоацетат і ацетил-КоА:
Ацетоуксусная кислота здатна відновлюватися за участю НАД-залежної D-
# 946; -гідроксібутіратдегідрогенази; при цьому утворюється D- # 946; -гідроксімасляная
кислота (D- # 946; -Гидроксибутират). Слід ще раз підкреслити, що фермент
специфічний по відношенню до D-стереоізомерів і не діє на коа-ефіри:
Регуляція синтезу кетонових тіл. Регуляторний фермент синтезу кетонових тіл -
# 61623; ГМГ-КоА-синтаза - індукований фермент; його синтез збільшується при
підвищенні концентрації жирних кислот у крові. Концентрація жирних кислот в
крові збільшується при мобілізації жирів з жирової тканини під дією
глюкагону, адреналіну, тобто при голодуванні або фізичній роботі.
# 61623; ГМГ-КоА-синтаза відзначено зниження високими концентраціями вільного
# 61623; Коли надходження жирних кислот в клітини печінки збільшується, коа зв'язується
з ними, концентрація вільного КоА знижується, і фермент стає активним.
# 61623; Якщо надходження жирних кислот в клітини печінки зменшується, то, відповідно, збільшується концентрація
вільного КоА, ингибирующего фермент. Отже, швидкість синтезу кетонових тіл в печінці залежить від надходження
У нормі концентрація кетонових тіл в крові становить 1-3 мг / дл (до 0,2 мМ / л), але при голодуванні значно збільшується.
Збільшення концентрації кетонових тіл в крові називають кетонемії, виділення кетонових тіл з сечею - кетонурія.
Накопичення кетонових тіл в організмі призводить до кетоацидозу: зменшення лужного резерву (компенсованого ацидозу), а у важких випадках - до зсуву рН (некомпенсованому ацідозу.Ацідоз досягає небезпечних величин при цукровому діабеті, тому що концентрація кетонових тіл при цьому захворюванні може доходити до 400 500 мг / дл. Важка форма ацидозу - одна з основних причин смерті при цукровому діабеті. Накопичення протонів в крові порушує зв'язування кисню
гемоглобіном, впливає на іонізацію функціональних груп білків, порушуючи їх кон-формацію і функцію. Накопичення кетонових тіл в організмі називається кетозом. Кетоз супроводжується кетонемії і кетонурія. Кетоз буває фізіологічним і патологічним. Фізіологічний кетоз виникає при голодуванні, тривалої м'язової роботі і у новонароджених, патологічний - при цукровому діабеті. Накопичення кетонових тіл сприяють катехоламіни і СТГ. Інсулін знижує синтез кетонових тіл.