24.06.2020

Sinteza palmitinske kiseline. Biosinteza masnih kiselina, triacilglicerola i fosfolipida

Biosinteza masne kiseline Najaktivnije se javlja u citosolu ćelija jetre, crijeva, masnog tkiva u stanju odmor ili posle jela.

Konvencionalno se mogu razlikovati 4 faze biosinteze:

1. Formiranje acetil-SCoA iz glukoze, drugih monosaharida ili ketogenih aminokiselina.

2. Prijenos acetil-SCoA iz mitohondrija u citosol:

  • može se kombinovati sa karnitin, kao što se više masne kiseline prenose unutar mitohondrija, ali ovdje transport ide u drugom smjeru,
  • obično uključeni u limunska kiselina nastala u prvoj CTC reakciji.

Citrat koji dolazi iz mitohondrija se cijepa u citosolu ATP citrat liaza na oksaloacetat i acetil-SCoA.

Formiranje acetil-SCoA iz limunske kiseline

Oksaloacetat se dalje reducira u malat, a potonji ili ulazi u mitohondrije (malat-aspartat šatl) ili se dekarboksilira u piruvat pomoću jabučnog enzima ("jabučni" enzim).

3. Formiranje malonil-SCoA iz acetil-SCoA.

Karboksilaciju acetil-SCoA katalizira acetil-SCoA karboksilaza, multienzimski kompleks od tri enzima.

Formiranje malonil-SCoA iz acetil-SCoA

4. Sinteza palmitinske kiseline.

Implementirano multienzimski kompleks " sintaza masnih kiselina“ (sinonim palmitat sintaza) koji uključuje 6 enzima i protein koji nosi acil (ACP).

Protein koji nosi acil uključuje derivat pantotenske kiseline - 6-fosfopantetein(FP) ima HS grupu, kao što je HS-CoA. Jedan od enzima kompleksa, 3-ketoacil sintaza, takođe ima HS grupu u sastavu cisteina. Interakcija ovih grupa određuje početak i nastavak biosinteze masnih kiselina, odnosno palmitinske kiseline. Reakcije sinteze zahtijevaju NADPH.

Aktivne grupe sintaze masnih kiselina

U prve dvije reakcije, malonil-SCoA je sekvencijalno vezan za fosfopantetein proteina koji nosi acil i acetil-SCoA za cistein 3-ketoacil sintaze.

3-ketoacil sintaza katalizira treću reakciju - prijenos acetilne grupe na C 2 malonil uz eliminaciju karboksilne grupe.

Nadalje, keto grupa u reakcijama redukcije ( 3-ketoacil reduktaza), dehidracija (dehidrataza) i opet oporavak (enoil reduktaza) prelazi u metilen da bi formirao zasićeni acil, povezan sa fosfopanteteinom.

Acyltransferase prenosi nastali acil u cistein 3-ketoacil sintaze, malonil-SCoA je vezan za fosfopantetein i ciklus se ponavlja 7 puta dok se ne formira ostatak palmitinske kiseline. Nakon toga, palmitinska kiselina se odvaja od strane šestog enzima kompleksa, tioesteraze.

Reakcije sinteze masnih kiselina

Produženje lanca masnih kiselina

Sintetizirana palmitinska kiselina, ako je potrebno, ulazi u endoplazmatski retikulum. Ovdje sa malonil-S-CoA i NADPH lanac se produžava do C 18 ili C 20 .

Nezasićene masne kiseline (oleinska, linolna, linolenska) se takođe mogu produžiti sa stvaranjem derivata eikozanske kiseline (C 20). Ali dvostruku vezu uvode životinjske ćelije ne više od 9 atoma ugljika, dakle, ω3- i ω6-polinezasićene masne kiseline se sintetiziraju samo iz odgovarajućih prekursora.

Na primjer, arahidonska kiselina se može formirati u ćeliji samo u prisustvu linolenske ili linolne kiseline. U ovom slučaju, linolna kiselina (18:2) se dehidrogenira u γ-linolensku kiselinu (18:3) i produžava u eikozotriensku kiselinu (20:3), a ova se dalje dehidrogenira u arahidonsku kiselinu (20:4). Tako nastaju masne kiseline serije ω6

Za stvaranje masnih kiselina ω3-serije, na primjer timnodonske kiseline (20:5), neophodno je prisustvo α-linolenske kiseline (18:3) koja dehidrira (18:4), produžava (20: 4) i ponovo dehidrira (20:5).

Sinteza masnih kiselina odvija se u citoplazmi ćelije. U mitohondrijama uglavnom dolazi do produžavanja postojećih lanaca masnih kiselina. Utvrđeno je da se palmitinska kiselina (16 atoma ugljenika) sintetiše u citoplazmi ćelija jetre, au mitohondrijima ovih ćelija iz palmitinske kiseline koja je već sintetizovana u citoplazmi ćelije ili iz masnih kiselina egzogenog porekla, tj. dolazeći iz crijeva, stvaraju se masne kiseline koje sadrže 18, 20 i 22 atoma ugljika. Prva reakcija biosinteze masnih kiselina je karboksilacija acetil-CoA, za koju su potrebni bikarbonat, ATP i joni mangana. Ovu reakciju katalizira enzim acetil-CoA karboksilaza. Enzim sadrži biotin kao prostetičku grupu. Reakcija se odvija u dvije faze: I - karboksilacija biotina uz učešće ATP-a i II - prijenos karboksilne grupe na acetil-CoA, što rezultira stvaranjem malonil-CoA. Malonil-CoA je prvi specifični proizvod biosinteze masnih kiselina. U prisustvu odgovarajućeg enzimskog sistema, malonil-CoA se brzo pretvara u masne kiseline. Redoslijed reakcija koje se javljaju tijekom sinteze masnih kiselina:

Zatim se ciklus reakcija ponavlja. U poređenju sa β-oksidacijom, biosinteza masnih kiselina ima niz karakterističnih karakteristika: sinteza masnih kiselina se uglavnom odvija u citosolu ćelije, a oksidacija se vrši u mitohondrijima; učešće u procesu biosinteze masnih kiselina malonil-CoA, koja nastaje vezivanjem CO2 (u prisustvu biotin-enzima i ATP-a) sa acetil-CoA; u svim fazama sinteze masnih kiselina učestvuje protein koji nosi acil (HS-ACP); tokom biosinteze nastaje D (–) izomer 3-hidroksi kiseline, a ne L (+) izomer, kao što je slučaj kod β-oksidacije masnih kiselina; neophodan za sintezu masnih kiselina koenzim NADPH.


50. Holesterol-holesterol - organsko jedinjenje, prirodni masni (lipofilni) alkohol koji se nalazi u ćelijskim membranama svih životinjskih organizama, sa izuzetkom beznuklearnih (prokariota). Nerastvorljiv u vodi, rastvorljiv u mastima i organskim rastvaračima. biološka uloga. Kolesterol u sastavu stanične plazma membrane igra ulogu dvoslojnog modifikatora, dajući mu određenu krutost povećanjem gustoće "pakiranja" fosfolipidnih molekula. Dakle, holesterol je stabilizator fluidnosti plazma membrane. Kolesterol otvara lanac biosinteze steroidnih polnih hormona i kortikosteroida, služi kao osnova za stvaranje žučnih kiselina i vitamina grupe D, sudjeluje u regulaciji propusnosti stanica i štiti crvena krvna zrnca od djelovanja hemolitičkih otrova. Razmjena holesterola. Slobodni holesterol se oksidira u jetri i organima koji sintetiziraju steroidne hormone (nadbubrežne žlijezde, testisi, jajnici, posteljica). Ovo je jedini proces ireverzibilnog uklanjanja holesterola iz membrana i lipoproteinskih kompleksa. Svakog dana se 2-4% holesterola potroši za sintezu steroidnih hormona. U hepatocitima se 60-80% kolesterola oksidira u žučne kiseline, koje se oslobađaju u lumen kao dio žuči. tanko crijevo i učestvuju u varenju (emulzifikaciji masti). Zajedno sa žučnim kiselinama, mala količina slobodnog holesterola se oslobađa u tanko crevo, koji se delimično uklanja iz stolica, a ostatak se rastvara i zajedno sa žučnim kiselinama i fosfolipidima apsorbira zidovi tankog crijeva. Žučne kiseline omogućavaju razgradnju masti na sastavne dijelove (emulgiranje masti). Nakon obavljanja ove funkcije, 70-80% preostalih žučnih kiselina se apsorbira u završnom dijelu tankog crijeva (ileum) i kroz sistem portalne vene ulazi u jetru. Ovdje je vrijedno napomenuti da žučne kiseline imaju drugu funkciju: oni su najvažniji stimulans za održavanje normalan rad(motilitet) crijeva. Nepotpuno formirani (u nastajanju) lipoproteini visoke gustoće počinju da se sintetiziraju u jetri. Konačno, HDL se formira u krvi od posebnih proteina (apoproteina) hilomikrona, VLDL i holesterola koji dolaze iz tkiva, uključujući i arterijski zid. Jednostavnije, ciklus holesterola se može objasniti na sledeći način: holesterol u lipoproteinima prenosi masnoću iz jetre u različite delove vašeg tela koristeći krvni sudovi kao transportni sistem. Nakon isporuke masti, holesterol se vraća u jetru i ponovo ponavlja svoj rad. primarne žučne kiseline. (holni i henodeoksiholni) se sintetiziraju u hepatocitima jetre iz kolesterola. Sekundarna: deoksiholna kiselina (prvobitno sintetizovana u debelom crevu). Žučne kiseline nastaju u mitohondrijima hepatocita i izvan njih iz holesterola uz učešće ATP-a. Hidroksilacija tokom stvaranja kiselina vrši se u endoplazmatskom retikulumu hepatocita. Primarna sinteza žučnih kiselina je inhibirana (usporena) žučnim kiselinama prisutnim u krvi. Međutim, ako je apsorpcija žučnih kiselina u krv nedovoljna, na primjer, zbog teškog oštećenja crijeva, tada jetra, sposobna proizvesti ne više od 5 g žučnih kiselina dnevno, neće moći nadoknaditi količinu žučne kiseline potrebne organizmu. Žučne kiseline su glavni sudionici enterohepatične cirkulacije kod ljudi. Sekundarne žučne kiseline (deoksiholna, litoholna, ursodeoksiholna, aloholna i druge) nastaju od primarnih žučnih kiselina u debelom crevu pod uticajem crevne mikroflore. Njihov broj je mali. Deoksiholna kiselina se apsorbuje u krv i izlučuje je u žuči. Litoholna kiselina se apsorbira mnogo lošije od deoksiholne kiseline.


  • U poređenju sa β-oksidacijom biosinteza masno kiseline ima niz karakterističnih osobina: sinteza masno kiseline uglavnom se odvija u citosolu ćelije, a oksidacija...


  • Biosinteza trigliceridi (triacilgliceroli). Biosinteza masno kiseline Masti se mogu sintetizirati i iz proizvoda razgradnje masti i iz ugljikohidrata.


  • BIOSINTEZA TRIGLICERIDI. Sinteza triglicerida dolazi iz glicerola i masno kiseline(uglavnom stearinska, pa.


  • Biosinteza masno kiseline. Sinteza masno kiseline


  • Biosinteza masno kiseline. Sinteza masno kiseline odvija se u citoplazmi ćelije. U mitohondrijama se uglavnom javlja udli.

BELORUSSKI DRŽAVNI UNIVERZITET ZA INFORMACIJU I RADIO ELEKTRONIKU
Odjel za ETT
ESSAY
Na temu:
Oksidacija nezasićenih masnih kiselina. biosinteza holesterola. Membranski transport»

MINSK, 2008
Oksidacija nezasićenih masnih kiselinaod.
U principu se javlja na isti način kao i zasićeni, međutim, postoje karakteristike. Dvostruke veze prirodnih nezasićenih masnih kiselina imaju cis-konfiguraciju, au estrima CoA nezasićene kiseline, koji su međuproizvodi tokom oksidacije, dvostruke veze imaju trans konfiguraciju. U tkivima postoji enzim koji mijenja konfiguraciju cis-to-trans dvostruke veze.
Metabolizam ketonskih tijela.
Izraz ketonska (acetonska) tijela označava acetosirćetnu kiselinu, α-hidroksibutirnu kiselinu i aceton. Ketonska tijela nastaju u jetri kao rezultat deacilacije acetoacetil CoA. Postoje dokazi koji ukazuju na važnu ulogu ketonskih tijela u održavanju energetske homeostaze. Ketonska tijela su svojevrsni dobavljač goriva za mišiće, mozak i bubrege i djeluju kao dio regulatornog mehanizma koji sprječava mobilizaciju masnih kiselina iz depoa.
biosinteza lipida.
Biosinteza lipida iz glukoze je važna veza metabolizam u većini organizama. Glukoza, u količinama koje premašuju trenutne energetske potrebe, može biti građevinski materijal za sintezu masnih kiselina i glicerola. Sinteza masnih kiselina u tkivima odvija se u citoplazmi ćelije. U mitohondrijama uglavnom dolazi do produžavanja postojećih lanaca masnih kiselina.
Ekstramitohondrijska sinteza masnih kiselina.
Građevinski blok za sintezu masnih kiselina u citoplazmi ćelije je acetil CoA, koji se uglavnom izvodi iz mitohondrija. Sinteza zahtijeva prisustvo ugljičnog dioksida i bikarbonatnih jona i citrata u citoplazmi. Mitohondrijski acetil CoA ne može difundirati u citoplazmu ćelije, jer mitohondrijalna membrana je za nju nepropusna. Mitohondrijski acetil CoA stupa u interakciju sa oksaloacetatom, formirajući citrat i prodire u citoplazmu ćelije, gdje se cijepa na acetil CoA i oksaloacetat.
Postoji još jedan način prodiranja acetil CoA kroz membranu - uz sudjelovanje karnitina.
Koraci u biosintezi masnih kiselina:
Formiranje malonil CoA, vezivanjem ugljičnog dioksida (biotin-enzim i ATP) sa koenzimom A. Za to je potrebno prisustvo NADPH 2.
Stvaranje nezasićenih masnih kiselina:
Postoje 4 porodice nezasićenih masnih kiselina u tkivima sisara -
1.palmitoleinska, 2.oleinska, 3.linolna,4.linolenska
1 i 2 se sintetiziraju iz palmitinske i stearinske kiseline.
biosinteza triglicerida.
Sinteza triglicerida dolazi iz glicerola i masnih kiselina (stearinska, palmitinska, oleinska). Put biosinteze triglicerida odvija se kroz stvaranje glicerol-3-fosfata.
Glicerol-3-fosfat se aciluje i formira se fosfatidna kiselina. Nakon toga slijedi defosforilacija fosfatidne kiseline i stvaranje 1,2-diglicerida. Nakon toga slijedi esterifikacija molekulom acil CoA i stvaranje triglicerida. Glicerofosfolipidi se sintetiziraju u endoplazmatskom lancu.
Biosinteza zasićenih masnih kiselina.
Malonil CoA je neposredni prekursor dvougljičnih jedinica u sintezi masnih kiselina.
Kompletnu sintezu zasićenih masnih kiselina katalizira poseban sintetazni kompleks koji se sastoji od 7 enzima. Sistem sintetaze koji katalizira sintezu masnih kiselina u rastvorljivoj frakciji citoplazme odgovoran je za sljedeću ukupnu reakciju u kojoj se jedan molekul acetil CoA i 7 molekula malonil CoA kondenziraju i formiraju jedan molekul palmitinske kiseline (redukcija se vrši pomoću NADPH). Jedini molekul acetil CoA potreban za reakciju je inicijator.
Formiranje malonil CoA:
1. Citrat može proći kroz mitohondrijalnu membranu u citoplazmu. Mitohondrijski acetil CoA se prenosi u oksaloacetat kako bi se formirao citrat, koji može proći kroz mitohondrijsku membranu u citoplazmu putem transportnog sistema. U citoplazmi se citrat razgrađuje do acetil CoA, koji se u interakciji s ugljičnim dioksidom pretvara u malonil CoA. Ograničavajući enzim cjelokupnog procesa sinteze masnih kiselina je acetil CoA karboksilaza.
2. U sintezi masnih kiselina, protein koji nosi acil služi kao svojevrsno sidro, za koje se vezuju acilni intermedijeri tokom reakcija formiranja alifatskog lanca. U mitohondrijima, zasićene masne kiseline se produžavaju u obliku CoA estera uzastopnim dodavanjem CoA. Acilne grupe acetil CoA i malonil CoA se prenose na tiolne grupe proteina koji nosi acil.
3. Nakon kondenzacije ovih fragmenata sa dva ugljika, oni se obnavljaju stvaranjem više zasićenih masnih kiselina.
Naredni koraci u sintezi masnih kiselina u citoplazmi su slični reverznim reakcijama mitohondrijalne β-oksidacije. Implementacija ovog procesa sa svim međuproizvodima je snažno povezana sa velikim multienzimskim kompleksom - sintetazom masnih kiselina.
regulacija metabolizma masnih kiselina.
Procesi metabolizma masti u tijelu regulirani su neurohumoralnim putem. Istovremeno, centralni nervni sistem i cerebralni korteks vrše koordinaciju raznih hormonski uticaji. Kora velikog mozga ima trofički efekat na masno tkivo bilo preko simpatičkog i parasimpatički sistem ili preko endokrinih žlezda.
Održavanje određenog odnosa između katabolizma i anabolizma masnih kiselina u jetri povezano je sa uticajem metabolita unutar ćelije, kao i uticajem hormonskih faktora i konzumirane hrane.
U regulaciji α-oksidacije, dostupnost supstrata je od najveće važnosti. Ulazak masnih kiselina u ćelije jetre osigurava se:
1. hvatanje masnih kiselina iz masnog tkiva, regulaciju ovog procesa vrše hormoni.
2. hvatanje masnih kiselina (zbog sadržaja masti u hrani).
3. oslobađanje masnih kiselina pod dejstvom lipaze iz jetrenih triglicerida.
Drugi kontrolni faktor je nivo skladištenja energije u ćeliji (odnos ADP i ATP). Ako ima puno ADP-a (ćelijske energetske rezerve su male), tada se javljaju reakcije konjugacije, što doprinosi sintezi ATP-a. Ako se poveća sadržaj ATP-a, gore navedene reakcije se inhibiraju, a nakupljene masne kiseline se koriste za biosintezu masti i fosfolipida.
Sposobnost ciklusa limunske kiseline da katabolizira acetil CoA nastao tokom α-oksidacije ima važnost u realizaciji ukupnog energetskog potencijala katabolizma masnih kiselina, kao i nepoželjnog nakupljanja ketonskih tijela (acetosirćetne kiseline, -hidroksibutirata i acetona).
Inzulin pospješuje biosintezu masnih kiselina, pretvaranje ugljikohidrata u masti. Adrenalin, tiroksin i hormon rasta aktiviraju razgradnju (lipolizu) masti.
Smanjenje proizvodnje hormona hipofize i polnih hormona dovodi do stimulacije sinteze masti.
Poremećaji metabolizma lipida
1. Kršenje procesa apsorpcije masti
a) nedovoljan unos pankreasne lipaze
b) kršenje protoka žuči u crijeva
c) povreda gastrointestinalnog trakta (oštećenje epitelnog omotača).
2. Kršenje procesa prijenosa masti iz krvi u tkiva - poremećen je prijelaz masnih kiselina iz hilomikrona krvne plazme u depoe masti. to nasledna bolest povezano sa odsustvom enzima.
3. Ketonurija i ketonemija - kod gladovanja kod osoba sa dijabetesom povećan je sadržaj ketonskih tijela - to je ketonemija. Ovo stanje je praćeno ketonurijom (prisustvo ketonskih tijela u urinu). Zbog neuobičajeno visoke koncentracije ketonskih tijela u krvi koja ulazi, mišići i drugi organi ne mogu se nositi s njihovom oksidacijom.
4. Ateroskleroza i lipoproteini. Dokazano je vodeća uloga pojedinih klasa lipoproteina u patogenezi ateroskleroze. Formiranje lipidnih mrlja i plakova praćeno je dubokim degenerativnim promjenama unutar vaskularnog zida.
Holesterol
Kod sisara, većina (oko 90%) holesterola se sintetiše u jetri. Najveći dio (75%) koristi se u sintezi takozvanih žučnih kiselina, koje pomažu u varenju lipida koji dolaze s hranom u crijevima. Oni ih čine pristupačnijim za hidrolitičke enzime - lipaze. Glavna žučna kiselina je holna kiselina. Kolesterol je također metabolički prekursor drugih važnih steroida, od kojih mnogi djeluju kao hormoni: aldosteron i kortizon, estron, testosteron i androsteron.
Normalan nivo holesterola u krvnoj plazmi je u rasponu od 150-200 mg/ml. Visoki nivoi mogu dovesti do taloženja holesterolskih plakova u aorti i malim arterijama, stanje poznato kao arterioskleroza (ateroskleroza). U konačnici, doprinosi kršenju srčane aktivnosti. održavanje normalan nivo holesterol se vrši organizovanjem ispravan način rada ishranu, kao i in vivo regulaciju acetil-CoA puta. Jedan od načina za smanjenje visokog nivoa holesterola u krvi je uzimanje jedinjenja koja smanjuju sposobnost organizma da sintetiše holesterol oralnim putem. Kolesterol se sintetiše u jetri i krvnoj plazmi, pakuje u komplekse lipoproteina, koji se prenose u druge ćelije. Prodor holesterola u ćeliju zavisi od prisustva membranskih receptora koji vezuju takve komplekse, koji endocitozom ulaze u ćeliju, a zatim lizozomalni enzimi oslobađaju holesterol unutar ćelije. Kod pacijenata sa visoki nivo holesterola u krvi, pronađeni su defektni receptori, ovo je genetski defekt.
Kolesterol je prethodnik mnogih steroida kao što su fekalni steroidi, žučne kiseline i steroidni hormoni. U stvaranju steroidnih hormona iz holesterola prvo se sintetiše međuprodukt pregnenolon, koji služi kao prekursor progesterona – hormona placente i žutog tela, muških polnih hormona (testosteron), ženskih polnih hormona (estron) i hormona koru nadbubrežne žlijezde (kortikosteron).
Glavni polazni materijal za biosintezu ovih hormona je aminokiselina tirozin. Njegov izvor je u ćelijama -
1. Proteoliza
2. Formiranje iz fenilalanina (esencijalni AA)
Biosinteza steroidnih hormona, unatoč raznolikom spektru njihovog djelovanja, je jedan proces.
Progesteron je ključan za biosintezu svih steroidnih hormona.
Postoje 2 načina da se sintetiše:
Od holesterola
Od acetata
U regulaciji stope biosinteze pojedinačnih steroidnih hormona, tropski hormoni hipofize igraju važnu ulogu. ACTH stimuliše biosintezu kortikalnih nadbubrežnih hormona.
Postoje 3 razloga za poremećaj biosinteze i oslobađanja specifičnih hormona:
1. Razvoj patološki proces u samoj endokrinoj žlezdi.
2. Kršenje regulatornih uticaja na procese sa strane centralnog nervnog sistema.
3. Kršenje koordinacije aktivnosti pojedinih endokrinih žlijezda.
biosinteza holesterola.
Ovaj proces ima 35 faza.
Postoje 3 glavna:
1. Konverzija aktivnog acetata u mevalonsku kiselinu
2. Formiranje skvalena
3. Oksidativna ciklizacija skvalena u holesterol.
Holesterol je prethodnik mnogih steroida:
Fekalni steroidi, žučne kiseline, steroidni hormoni. Razgradnja holesterola je njegovo pretvaranje u žučne kiseline u jetri.
Pokazalo se da se regulacija biosinteze holesterola vrši promenom sinteze i aktivnosti -hidroksi--metilglutaril CoA reduktaze. Ovaj enzim je lokaliziran u membranama endoplazmatskog retikuluma stanice. Njegova aktivnost ovisi o koncentraciji kolesterola, što dovodi do smanjenja aktivnosti enzima. Regulacija aktivnosti reduktaze kolesterolom je primjer regulacije negativne povratne sprege ključnog enzima krajnjim proizvodom.
Postoji i drugi put za biosintezu mevalonske kiseline.
Dva autonomna puta važna su za intracelularnu diferencijaciju biosinteze holesterola neophodnog za intracelularne potrebe (sinteza lipoproteina stanične membrane) od holesterola koji se koristi za stvaranje masnih kiselina. U sastavu lipoproteina, holesterol napušta jetru i ulazi u krv. Sadržaj ukupnog holesterola u krvnoj plazmi je 130-300 mg/ml.
Molekularne komponente membrana.
Većina membrana je oko 40% lipida i 60% proteina. Lipidni dio membrane sadrži pretežno polarne lipide. razne vrste, skoro svi polarni lipidi ćelije su koncentrisani u njenim membranama.
Većina membrana sadrži malo triacilglicerola i sterola, s izuzetkom u tom smislu plazma membrane viših životinjskih stanica sa svojim karakteristikama visokog sadržaja holesterol.
Odnos između različitih lipida je konstantan za svaki dati tip stanične membrane i stoga je određen genetski. Većinu membrana karakterizira isti omjer lipida i proteina. Gotovo sve membrane su lako propusne za vodu i neutralne lipofilne spojeve, u manjoj mjeri za polarne tvari kao što su šećeri i amidi, a vrlo slabo propusne za male ione kao što su natrij ili klorid.
Većina membrana karakterizira visoka električna otpornost. Ova opšta svojstva su bila osnova za stvaranje prve važne hipoteze o strukturi bioloških membrana - hipoteze o elementarnoj membrani. Prema hipotezi, elementarna membrana se sastoji od dvostrukog sloja miješanih polarnih lipida, u kojem su ugljikovodični lanci okrenuti prema unutra i formiraju kontinuiranu ugljikovodičnu fazu, a hidrofilne glave molekula usmjerene su prema van, svaka od površina dvostruki lipidni sloj prekriven je monomolekularnim slojem proteina, čiji su polipeptidni lanci u izduženom obliku. Ukupna debljina elementarne membrane je 90 angstroma, a debljina lipidnog dvosloja 60-70 angstroma.
Strukturna raznolikost membrana je veća nego na osnovu hipoteze o elementarnoj membrani.
Ostali modeli membrana:
1. Strukturni protein membrane nalazi se unutar dvostrukog sloja lipida, a ugljovodonični repovi lipida prodiru u slobodne, itd.................
  • 4. Odnos polarnih i nepolarnih grupa na površini nativnih proteinskih molekula
  • 5. Rastvorljivost proteina
  • 1. Metode destrukcije tkiva i ekstrakcije proteina
  • 2. Metode prečišćavanja proteina
  • 3. Prečišćavanje proteina od nečistoća male molekularne težine
  • 11. Konformaciona labilnost proteina. Denaturacija, znaci i faktori koji je uzrokuju. Zaštita od denaturacije specijaliziranim proteinima toplotnog šoka (šaperonima).
  • 12. Principi klasifikacije proteina. Klasifikacija po sastavu i biološkim funkcijama, primjeri predstavnika pojedinih klasa.
  • 13. Imunoglobulini, klase imunoglobulina, strukturne i funkcionalne karakteristike.
  • 14. Enzimi, definicija. Osobine enzimske katalize. Specifičnost djelovanja enzima, vrste. Klasifikacija i nomenklatura enzima, primjeri.
  • 1. Oxydoreductives
  • 2.Transferi
  • V. Mehanizam djelovanja enzima
  • 1. Formiranje kompleksa enzim-supstrat
  • 3. Uloga aktivnog mjesta u enzimskoj katalizi
  • 1. Acid-bazna kataliza
  • 2. Kovalentna kataliza
  • 16. Kinetika enzimskih reakcija. Ovisnost brzine enzimskih reakcija o temperaturi, pH sredine, koncentraciji enzima i supstrata. Michaelis-Menten jednadžba, Km.
  • 17. Enzimski kofaktori: joni metala i njihova uloga u enzimskoj katalizi. Koenzimi kao derivati ​​vitamina. Funkcije koenzima vitamina B6, pp i B2 na primjeru transaminaza i dehidrogenaza.
  • 1. Uloga metala u vezivanju supstrata za aktivno mjesto enzima
  • 2. Uloga metala u stabilizaciji tercijarne i kvartarne strukture enzima
  • 3. Uloga metala u enzimskoj katalizi
  • 4. Uloga metala u regulaciji aktivnosti enzima
  • 1. Ping pong mehanizam
  • 2. Sekvencijalni mehanizam
  • 18. Inhibicija enzima: reverzibilna i ireverzibilna; konkurentne i nekonkurentne. Lijekovi kao inhibitori enzima.
  • 1. Konkurentska inhibicija
  • 2. Nekonkurentna inhibicija
  • 1. Specifični i nespecifični inhibitori
  • 2. Ireverzibilni inhibitori enzima kao lijekovi
  • 20. Regulacija katalitičke aktivnosti enzima kovalentnom modifikacijom fosforilacijom i defosforilacijom.
  • 21. Asocijacija i disocijacija protomera na primjeru protein kinaze a i ograničena proteoliza pri aktivaciji proteolitičkih enzima kao načini regulacije katalitičke aktivnosti enzima.
  • 22. Izoenzimi, njihovo porijeklo, biološki značaj, navedite primjere. Određivanje enzima i izoenzimskog spektra krvne plazme u svrhu dijagnosticiranja bolesti.
  • 23. Enzimopatije nasljedne (fenilketonurija) i stečene (skorbut). Upotreba enzima u liječenju bolesti.
  • 24. Opća shema za sintezu i raspad pirimidinskih nukleotida. Regulativa. Orotacidurija.
  • 25. Opća shema za sintezu i raspad purinskih nukleotida. Regulativa. Giht.
  • 27. Azotne baze uključene u strukturu nukleinskih kiselina - purin i pirimidin. Nukleotidi koji sadrže ribozu i deoksiribozu. Struktura. Nomenklatura.
  • 28. Primarna struktura nukleinskih kiselina. DNK i RNK - sličnosti i razlike u sastavu, lokalizacija u ćeliji, funkcija.
  • 29. Sekundarna struktura DNK (Watson i Crick model). Veze koje stabilizuju sekundarnu strukturu DNK. Komplementarnost. Chargaffovo pravilo. Polaritet. Antiparalelizam.
  • 30. Hibridizacija nukleinskih kiselina. Denaturacija i regeneracija DNK. Hibridizacija (dna-dna, dna-RNA). Metode laboratorijske dijagnostike zasnovane na hibridizaciji nukleinskih kiselina.
  • 32. Replikacija. Principi replikacije DNK. faze replikacije. Iniciranje. Proteini i enzimi uključeni u formiranje replikacijske vilice.
  • 33. Produženje i završetak replikacije. Enzimi. Asimetrična sinteza DNK. Fragmenti Okazakija. Uloga DNK ligaze u formiranju kontinuiranog i zaostalog lanca.
  • 34. Oštećenje i popravak DNK. Vrste oštećenja. Metode reparacije. Defekti sistema popravke i nasledne bolesti.
  • 35. Karakterizacija transkripcije komponenti sistema za sintezu RNK. Struktura DNK zavisne RNK polimeraze: uloga podjedinica (α2ββ'δ). Pokretanje procesa. elongacija, završetak transkripcije.
  • 36. Primarni prijepis i njegova obrada. Ribozimi kao primjer katalitičke aktivnosti nukleinskih kiselina. Biorol.
  • 37. Regulacija transkripcije kod prokariota. Teorija operona, regulacija po vrsti indukcije i represije (primjeri).
  • 1. Teorija operona
  • 2. Indukcija sinteze proteina. Lac operon
  • 3. Represija sinteze proteina. Triptofan i histidin operoni
  • 39. Sastavljanje polipeptidnog lanca na ribosomu. Formiranje inicijalnog kompleksa. Elongacija: formiranje peptidne veze (reakcija transpeptidacije). Translokacija. Translocase. Raskid.
  • 1. Inicijacija
  • 2. Izduženje
  • 3. Raskid
  • 41. Savijanje proteina. Enzimi. Uloga chaperona u savijanju proteina. Savijanje proteinskog molekula pomoću šaperoninskog sistema. Bolesti povezane sa poremećenim savijanjem proteina su prionske bolesti.
  • 42. Osobine sinteze i obrade izlučenih proteina (na primjeru kolagena i inzulina).
  • 43. Biohemija ishrane. Glavne komponente ljudske hrane, njihova biološka uloga, svakodnevna potreba za njima. Esencijalne komponente hrane.
  • 44. Proteinska ishrana. Biološka vrijednost proteina. balans azota. Potpunost proteinske ishrane, proteinske norme u ishrani, nedostatak proteina.
  • 45. Varenje proteina: gastrointestinalne proteaze, njihova aktivacija i specifičnost, pH optimum i rezultat djelovanja. Formiranje i uloga hlorovodonične kiseline u želucu. Zaštita ćelija od delovanja proteaza.
  • 1. Nastanak i uloga hlorovodonične kiseline
  • 2. Mehanizam aktivacije pepsina
  • 3. Starosne karakteristike varenja proteina u želucu
  • 1. Aktivacija enzima pankreasa
  • 2. Specifičnost djelovanja proteaza
  • 47. Vitamini. Klasifikacija, nomenklatura. Provitamini. Hipo-, hiper- i beri-beri, uzroci. Stanja zavisna od vitamina i rezistentna na vitamine.
  • 48. Mineralne supstance hrane, makro- i mikroelementi, biološka uloga. Regionalne patologije povezane s nedostatkom elemenata u tragovima.
  • 3. Fluidnost membrana
  • 1. Struktura i svojstva membranskih lipida
  • 51. Mehanizmi za prijenos tvari kroz membrane: jednostavna difuzija, pasivni simport i antiport, aktivni transport, regulirani kanali. membranskih receptora.
  • 1. Primarni aktivni transport
  • 2. Sekundarni aktivni transport
  • Membranski receptori
  • 3. Endergonske i eksergoničke reakcije
  • 4. Konjugacija eksergonijskih i endergonijskih procesa u organizmu
  • 2. Struktura ATP sintaze i ATP sinteze
  • 3. Koeficijent oksidativne fosforilacije
  • 4. Kontrola disanja
  • 56. Formiranje reaktivnih vrsta kiseonika (singlet kiseonik, vodonik peroksid, hidroksilni radikal, peroksinitril). Mjesto nastanka, sheme reakcija, njihova fiziološka uloga.
  • 57. Mehanizam štetnog dejstva reaktivnih vrsta kiseonika na ćelije (pol, oksidacija proteina i nukleinskih kiselina). Primjeri reakcija.
  • 1) Inicijacija: stvaranje slobodnog radikala (l)
  • 2) Razvoj lanca:
  • 3) Uništavanje strukture lipida
  • 1. Struktura kompleksa piruvat dehidrogenaze
  • 2. Oksidativna dekarboksilacija piruvata
  • 3. Odnos između oksidativne dekarboksilacije piruvata i cpe
  • 59. Ciklus limunske kiseline: redoslijed reakcija i karakterizacija enzima. Uloga ciklusa u metabolizmu.
  • 1. Redoslijed reakcija citratnog ciklusa
  • 60. Ciklus limunske kiseline, dijagram procesa. Komunikacijski ciklus u svrhu prijenosa elektrona i protona. Regulacija ciklusa limunske kiseline. Anaboličke i anaplerotične funkcije citratnog ciklusa.
  • 61. Osnovni ugljikohidrati životinja, biološka uloga. Ugljikohidrati hrana, probava ugljikohidrata. Apsorpcija produkata probave.
  • Metode za određivanje glukoze u krvi
  • 63. Aerobna glikoliza. Redoslijed reakcija do stvaranja piruvata (aerobna glikoliza). Fiziološki značaj aerobne glikolize. Upotreba glukoze za sintezu masti.
  • 1. Faze aerobne glikolize
  • 64. Anaerobna glikoliza. Glikolitička oksidoredukcijska reakcija; fosforilacija supstrata. Distribucija i fiziološki značaj anaerobne razgradnje glukoze.
  • 1. Reakcije anaerobne glikolize
  • 66. Glikogen, biološki značaj. Biosinteza i mobilizacija glikogena. Regulacija sinteze i razgradnje glikogena.
  • 68. Nasljedni poremećaji metabolizma monosaharida i disaharida: galaktozemija, intolerancija na fruktozu i disaharide. Glikogenoze i aglikogenoze.
  • 2. Aglikogenoze
  • 69. Lipidi. Opće karakteristike. biološka uloga. Klasifikacija lipida Visoke masne kiseline, strukturne karakteristike. polienske masne kiseline. Triacilgliceroli..
  • 72. Depozicija i mobilizacija masti u masnom tkivu, fiziološka uloga ovih procesa. Uloga inzulina, adrenalina i glukagona u regulaciji metabolizma masti.
  • 73. Razgradnja masnih kiselina u ćeliji. Aktivacija i transport masnih kiselina u mitohondrije. Β-oksidacija masnih kiselina, energetski efekat.
  • 74. Biosinteza masnih kiselina. Glavne faze procesa. regulacija metabolizma masnih kiselina.
  • 2. Regulacija sinteze masnih kiselina
  • 76. Holesterol. Putevi ulaska, upotrebe i izlučivanja iz organizma. Nivo holesterola u serumu. Biosinteza holesterola, njene faze. regulacija sinteze.
  • 81. Indirektna deaminacija aminokiselina. Šema procesa, supstrati, enzimi, kofaktori.

    Prijenos acetilnih ostataka iz mitohondrija u citosol. Aktivni enzimi: 1 - citrat sintaza; 2 - translokaza; 3 - citrat liaza; 4 - malat dehidrogenaza; 5 - malik-enzim.

    Rice. 8-36. Uloga biotina u reakciji karboksilacije acetil-CoA.

    Rice. 8-37.Struktura multienzimskog kompleksa je sinteza masnih kiselina. Kompleks je dimer dva identična polipeptidna lanca, od kojih svaki ima 7 aktivnih mjesta i protein koji nosi acil (ACP). SH grupe protomera pripadaju različitim radikalima. Jedna SH grupa pripada cisteinu, druga pripada ostatku fosfopanteteinske kiseline. Cisteinska SH grupa jednog monomera nalazi se pored 4-fosfopanteteinatne SH grupe drugog protomera. Tako su protomeri enzima raspoređeni od glave do repa. Iako svaki monomer sadrži sva katalitička mjesta, kompleks od 2 protomera je funkcionalno aktivan. Dakle, 2 masne kiseline se zapravo sintetiziraju istovremeno. Radi jednostavnosti, sheme obično prikazuju slijed reakcija u sintezi jedne molekule kiseline.

    Sinteza palmitinske kiseline. Sintaza masnih kiselina: u prvom protomeru SH-grupa pripada cisteinu, u drugom fosfopanteteinu. Nakon završetka prvog ciklusa, butiril radikal se prenosi u SH grupu prvog protomera. Zatim se ponavlja isti slijed reakcija kao u prvom ciklusu. Palmitoil-E je ostatak palmitinske kiseline povezan sa sintazom masnih kiselina. U sintetiziranoj masnoj kiselini, samo 2 distalna ugljika, označena *, potiču iz acetil-CoA, a ostatak iz malonil-CoA.

    Rice. 8-42.Produženje palmitinske kiseline u ER. Radikal palmitinske kiseline je produžen za 2 atoma ugljika, čiji je donor malonil-CoA.

    2. Regulacija sinteze masnih kiselina

    Regulatorni enzim za sintezu masnih kiselina je acetil-CoA karboksilaza. Ovaj enzim se reguliše na nekoliko načina.

      Asocijacija/disocijacija kompleksa enzimskih podjedinica. U svom neaktivnom obliku, acetil-CoA karboksilaza je zaseban kompleks, od kojih se svaka sastoji od 4 podjedinice. Aktivator enzima - citrat; stimulira povezivanje kompleksa, zbog čega se povećava aktivnost enzima. Inhibitor - palmitoil-CoA; uzrokuje disocijaciju kompleksa i smanjenje aktivnosti enzima.

      Fosforilacija/defosforilacija acetil-CoA karboksilaze. U postapsorptivnom stanju ili tokom fizičkog rada, glukagon ili adrenalin preko sistema adenilat ciklaze aktiviraju protein kinazu A i stimulišu fosforilaciju podjedinica acetil-CoA karboksilaze. Fosforilirani enzim je neaktivan i sinteza masnih kiselina se zaustavlja. Tokom perioda apsorpcije, insulin aktivira fosfatazu, a acetil-CoA karboksilaza postaje defosforilirana (slika 8-41). Zatim, pod dejstvom citrata, dolazi do polimerizacije protomera enzima i on postaje aktivan. Osim što aktivira enzim, citrat ima još jednu funkciju u sintezi masnih kiselina. Tokom perioda apsorpcije, citrat se akumulira u mitohondrijima ćelija jetre, u kojima se acetilni ostatak transportuje u citosol.

      Indukcija sinteze enzima. Dugotrajna konzumacija hrane bogate ugljikohidratima i siromašnom mastima dovodi do povećanja lučenja inzulina, što stimulira indukciju sinteze enzima: acetil-CoA karboksilaze, sintaze masnih kiselina, citrat lijaze, izocitrat dehidrogenaze. Zbog toga prekomjerna konzumacija ugljikohidrata dovodi do ubrzanja pretvorbe proizvoda katabolizma glukoze u masti. Gladovanje ili hrana bogata mastima dovodi do smanjenja sinteze enzima i, shodno tome, masti.

    "

    • Sinteza masti vrši se uglavnom iz ugljikohidrata koji su došli u višku i koji se ne koriste za popunjavanje zaliha glikogena. Osim toga, neke aminokiseline su također uključene u sintezu. Višak hrane takođe doprinosi nagomilavanju masti.

    Građevinski blok za sintezu masnih kiselina u citosolu ćelije je acetil-CoA, koji uglavnom dolazi iz mitohondrija. Acetil Co-A sam ne može difundirati u citosol ćelije, jer je mitohondrijalna membrana nepropusna za njega. U početku, intramitohondrijski acetil-CoA stupa u interakciju s oksaloacetatom, što rezultira stvaranjem citrata. Reakciju katalizira enzim citrat sintaza. Dobijeni citrat se transportuje preko mitohondrijalne membrane u citosol pomoću posebnog transportnog sistema trikarboksilata.

    U citosolu, citrat reaguje sa HS-CoA i ATP, razlažući se ponovo u acetil-CoA i oksaloacetat. Ovu reakciju katalizira ATP citrat liaza. Već u citosolu oksaloacetat se redukuje u malat uz učešće citosolne malat dehidrogenaze. Potonji se, uz pomoć dikarboksilatnog transportnog sistema, vraća u mitohondrijalni matriks, gdje se oksidira u oksaloacetat.

    Postoje dva tipa kompleksa sintaze koji kataliziraju biosintezu masnih kiselina, a oba se nalaze u rastvorljivom dijelu ćelije. U bakterijama, biljkama i nižim oblicima životinja kao što je euglena, svi pojedinačni enzimi sintaznog sistema nalaze se kao autonomni polipeptidi; acil radikali su vezani za jedan od njih, koji se zove protein koji nosi acil (ACP). Kod kvasca, sisara i ptica sistem sintaze je polienzimski kompleks koji se ne može podijeliti na komponente a da se ne naruši njegova aktivnost, a dio ovog kompleksa je i APB. I bakterijski APB i APB polienzimskog kompleksa sadrže pantotenska kiselina kao 4/-fosfopantetein. U sistemu sintetaze, APB igra ulogu CoA. Kompleks sintaze koji katalizuje stvaranje masnih kiselina je dimer. Kod životinja, monomeri su identični i formirani su od jednog polipeptidnog lanca, uključujući 6 enzima koji katalizuju biosintezu masnih kiselina, i APB sa reaktivnom SH-grupom koja pripada 4/-fosfopanteteinu. U neposrednoj blizini ove grupe nalazi se još jedna sulfhidrilna grupa koja pripada cisteinskom ostatku, koji je dio 3-ketoacil-sitaze (kondenzirajući enzim), koji je dio drugog monomera. Budući da je za ispoljavanje aktivnosti sitaze neophodno učešće obe sulfhidrilne grupe, kompleks sintaze je aktivan samo kao dimer.

    Prva reakcija biosinteze masnih kiselina je karboksilacija acetil-CoA, za koju su potrebni bikarbonat, ATP i joni mangana. Katalizuje reakciju acetil-CoA karboksilaze. Enzim pripada klasi ligaza i sadrži biotin kao prostetičku grupu.

    Reakcija se odvija u dvije faze: I - karboksilacija biotina uz učešće ATP-a i II - prijenos karboksilne grupe na acetil-CoA, što rezultira stvaranjem malonil-CoA:

    Malonil-CoA je kompleksiran sa SH-ACP enzimom malonil transacilazom. U sljedećoj reakciji, acetil-S-APB i malonil-S-APB međusobno djeluju. Dolazi do oslobađanja karboksilne grupe malonil-S-APB u obliku CO 2 . Acetoacetil-S-ACP uz učešće NADP+-zavisne reduktaze redukuje se u b-hidroksibutiril-S-ACP. Nadalje, reakcija hidratacije b-hidroksibutiril-S-APB dovodi do stvaranja krotonil-b-hidroksibutiril-S-APB, koji se reducira od NADP+-zavisne reduktaze u butiril-S-APB. Dalje, razmatrani ciklus reakcija se ponavlja: nastali butiril-S-APB reaguje sa drugim molekulom malonil-S-APB sa oslobađanjem molekula CO 2 (slika 42).

    Rice. 42. Biosinteza masnih kiselina

    U slučaju sinteze palmitinske kiseline (C 16) potrebno je ponoviti šest reakcija, početak svakog od ciklusa će biti dodavanje malonil-S-APB molekule na karboksilni kraj sintetizirane masne kiseline lanac. Dakle, dodavanjem jedne molekule malonil-S-APB, ugljikov lanac sintetizirane palmitinske kiseline se povećava za dva atoma ugljika.



    1 0 0
    Ako pronađete grešku, odaberite dio teksta i pritisnite Ctrl+Enter.