ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.02.2025
Просмотров: 514
Скачиваний: 1
Особая роль отводится цитрату, который является активатором ацетил-КоА-карбоксилазы. Цитрат в то же время играет роль связующего звена углеводного и жирового обменов. В цитоплазме цитрат вызывает двойной эффект в стимулировании синтеза жирных кислот: во-первых, как активатор ацетил-КоА-карбоксилазы и, во-вторых, как источник ацетильных групп.
Очень важной особенностью синтеза жирных кислот является то, что все промежуточные продукты синтеза ковалентно связаны с ацилпереносящим белком (HS-АПБ).
HS-АПБ – низкомолекулярный белок, который термостабилен, содержит активнуюHS-группу и в простетической группе которого содержится пантотеновая кислота (витамин В3). ФункцияHS-АПБ аналогична функции фермента А (HS-КоА) при-окислении жирных кислот.
В процессе построения цепи жирных кислот промежуточные продукты образуют эфирные связи с АБП (см. рис. 14):
Цикл удлинения цепи жирных кислот включает четыре реакции: 1) конденсации ацетил-АПБ (С2) с малонил-АПБ (С3); 2) восстановления; 3) дегидротации и 4) второго восстановления жирных кислот. На рис. 14 представлена схема синтеза жирных кислот. Один цикл удлинения цепи жирной кислоты включает четыре последовательных реакции.
Рисунок 14 – Схема синтеза жирных кислот
В первой реакции (1) – реакции конденсации – ацетильная и малонильные группы взаимодействуют между собой с образованием ацетоацетил-АБП с одновременным выделением СО2(С1). Эту реакцию катализирует конденсирующий фермент-кетоацил-АБП-синтетаза. Отщепленный от малонил-АПБ СО2– это тот же самый СО2, который принимал участие в реакции карбоксилирования ацетил-АПБ. Таким образом, в результате реакции конденсации происходит образование из двух-(С2) и трехуглеродных (С3) компонентов четырехуглеродного соединения (С4).
Во второй реакции (2) – реакции восстановления, катализируемой -кетоацил-АПБ-редуктазой, ацетоацетил-АПБ превращается в-гидроксибутирил-АПБ. Восстанавливающим агентом служит НАДФН + Н+.
В третьей реакции (3) цикла-дегидратации – от -гидроксибутирил-АПБ отщепляется молекула воды с образованием кротонил-АПБ. Реакция катлизируется-гидроксиацил-АПБ-дегидратазой.
Четвертой (конечный) реакцией (4) цикла является восстановление кротонила-АПБ в бутирил-АПБ. Реакция идет под действием еноил-АПБ-редуктазы. Роль восстановителя здесь выполняет вторая молекула НАДФН + Н+.
Далее цикл реакций повторяется. Допустим, что идет синтез пальмитиновой кислоты (С16). В этом случае образование бутирил-АПБ завершается лишь первый из 7 циклов, в каждом из которых началом является присоединение молекулы молонил-АПБ (3) – реакция (5) к карбоксильному концу растущей цепи жирной кислоты. При этом отщепляется карбоксильная группа в виде СО2(С1). Этот процесс можно представить в следующем виде:
С3+ С2 С4+ С1– 1цикл
С4+ С3С6+ С1– 2 цикл
С6+ С3С8+ С1–3 цикл
С8+ С3С10+ С1– 4 цикл
С10+ С3С12+ С1– 5 цикл
С12+ С3С14+ С1– 6 цикл
С14+ С3С16+ С1– 7 цикл
Могут синтезироваться не только высшие насыщенные жирные кислоты, но и ненасыщенные. Мононенасыщенные жирные кислоты образуются из насыщенных в результате окисления (десатурации), катализуруемой ацил-КоА-оксигеназой. В отличие от растительных тканей ткани животных обладают весьма ограниченной способностью превращать насыщенные жирные кислоты в ненасыщенные. Установлено, что две наиболее распространенные мононенасыщенные жирные кислоты – пальмитоолеиновая и олеиновая – синтезируются из пальмитиновой и стеариновой кислот. В организме млекопитающих, в том числе и человека, не могут образовываться, например, из стеариновой кислоты (С18:0) линолевая (С18:2) и линоленовая (С18:3) кислоты. Эти кислоты относятся к категории незаменимых жирных кислот. К незаменимым жирным кислотам относят также арахиновую кислоту (С20:4).
Наряду с десатурацией жирных кислот (образование двойных связей) происходит и их удлинение (элонгации). Причем, оба эти процесса могут сочетаться и повторяться. Удлинение цепи жирной кислоты происходит путем последовательного присоединения к соответствующему ацил-КоА двууглеродных фрагментов при участии малонил-КоА и НАДФН+Н+.
На рисунке 15 представлены пути превращения пальмитиновой кислоты в реакциях десатурации и элонгации.
Рисунок 15 – Схема превращения насыщенных жирных кислот
в ненасыщенные
Завершается синтез любой жирной кислоты отщеплением HS-АПБ от ацил-АПБ под влиянием фермента деацилазы. Например:
Далее жирная кислота подвергается активации.
Образовавшийся ацил-КоА является активной формой жирной кислоты.
Синтез триацилглицеролов
Образовавшиеся глицерол-3-фосфат (см. п. 2.1.2.1) и ацил-КоА жирных кислот (см. п. 2.1.2.2.) – исходные соединения для биосинтеза жира (см. рис. 12,, Этап V).
На первом этапе синтеза триацилглицеролов образуется 3-фосфатидная кислота (диацилглицерол-3-фосфат), при этом ацильные остатки КоА-производных жирных кислот переносятся специфическими ацил-трансферазами на спиртовые группы глицерол-3-фосфата:
На втором этапе фосфатидная кислота гидролизуется фосфатидатфосфатазой с образованием 1,2-диацилглицерола:
Затем 1,2-диацилглицерол превращается в триацилглицерол путем переноса остатка КоА-производного третьей жирной кислоты. Этот перенос катализируется ферментом диацилглицеролацилтрансферазой:
Взаимосвязь белкового и углеводного обменов
Связующим звеном белкового и углеводного объемов является цикл трикарбоновых кислот. Продукты гликолиза и окислительного расщепление углеводов в ЦТК – пировиноградная, -кетоглутаровая, щавелевоуксусная кислота в результате аминирования и переаминирования образуют многие аминокислоты, используемые для синтеза белка. Из фосфоенолпирувата (гликолиз) через ряд превращений синтезируется предшественник фенилаланина, тирозина, триптофана – шикимовая кислота. Гистидин образуется из рибозо-5-фосфата (участника пентозофосфатного цикла). Таким образом, продукты расщепления углеводов при аминировании дают аминокислоты, из которых синтезируются белки.
Переход от белков к углеводам начинается с гидролиза белков до аминокислот, которые затем дезаминируются, а выделившиеся кетокислоты (ПВК, -кетоглутарат, оксалоацетат) вступают в ЦТК и через пируват включаются в реакции глюконеогенеза с образованием углеводов. Однако белки по сравнению с углеводами являются для живого организма более ценными соединениями, образующими основу всех клеточных структур, поэтому их превращение в углеводы происходит в природе в небольших масштабах.
Использование белков в процессе дыхания также наблюдается крайне редко, при длительном углеводном дефиците. Активно образуются углеводы из белков и аминокислот у больных сахарным диабетом.
Взаимосвязь белкового и липидного обменов
Рассмотренные взаимосвязи «белки углеводы» и «углеводылипиды» дают основание для объединения их в единую цепь «белкиуглеводылипиды», в которой углеводы являются связующим звеном между белками и липидами.
Один из основных продуктов расщепления липидов – ацетил-КоА, включаясь в ЦТК, образует кетокислоты, аминирование которых дает аминокислоты.
Из другого продукта гидролиза липидов глицерина – в результате цепи превращений синтезируются циклические аминокислоты.
В известной мере возможен и обратный процесс синтеза липидов за счет распадающихся белков. Продукты дезаминирования аминокислот через ЦТК и другие метаболические процессы образуют ПВК, при окислительном декарбоксилировании которого возникает ацетил-КоА – исходное соединение для синтеза жирных кислот и других компонентов липидов.
Из всего вышесказанного видно, что превращения веществ в организме тесно связаны друг с другом. В Приложении А приведена обобщенная схема взаимосвязи обмена между углеводами и жирами.
Сказанное не исчерпывает всего многообразия взаимосвязей обмена белков, углеводов и жиров. Между ними существуют более сложные, нежели простое использование в качестве субстратов, формы взаимозависимости.