Sinteza acidului palmitic. Biosinteza acizilor grași, triacilglicerolilor și fosfolipidelor

MINSK, 2008
Oxidarea acizilor grași nesaturațidin.
În principiu, apare în același mod ca și cele saturate, cu toate acestea, există caracteristici. Legăturile duble ale acizilor grași nesaturați naturali au o configurație cis, iar în esterii CoA acizi nesaturați, care sunt produse intermediare în timpul oxidării, legăturile duble au o configurație trans. În țesuturi există o enzimă care modifică configurația dublei legături cis-la-trans.
Metabolismul corpilor cetonici.
Termenul de corp cetonic (acetonă) înseamnă acid acetoacetic, acid α-hidroxibutiric și acetonă. Corpii cetonici se formează în ficat ca rezultat al deacilării acetoacetil CoA. Există dovezi care indică un rol important al corpiilor cetonici în menținerea homeostaziei energetice. Corpii cetonici sunt un fel de furnizor de combustibil pentru mușchi, creier și rinichi și acționează ca parte a unui mecanism de reglare care împiedică mobilizarea acizilor grași din depozit.
biosinteza lipidelor.
Biosinteza lipidelor din glucoză este link important metabolismul în majoritatea organismelor. Glucoza, în cantități care depășesc nevoile energetice imediate, poate fi un material de construcție pentru sinteza acizilor grași și a glicerolului. Sinteza acizilor grași în țesuturi are loc în citoplasma celulei. În mitocondrii are loc în principal alungirea lanțurilor de acizi grași existente.
Sinteza extramitocondrială a acizilor grași.
Elementul de bază pentru sinteza acizilor grași în citoplasma celulei este acetil CoA, care este derivat în principal din mitocondrial. Sinteza necesită prezența ionilor de dioxid de carbon și bicarbonat și a citratului în citoplasmă. Acetil CoA mitocondrial nu poate difuza în citoplasma celulei, deoarece membrana mitocondrială este impermeabilă la aceasta. Acetil CoA mitocondrial interacționează cu oxalacetatul, formând citrat și pătrunde în citoplasma celulară, unde este scindat în acetil CoA și oxalacetat.
Există o altă modalitate de penetrare a acetil-CoA prin membrană - cu participarea carnitinei.
Etape în biosinteza acizilor grași:
Formarea malonil CoA, prin legarea dioxidului de carbon (biotină-enzimă și ATP) cu coenzima A. Aceasta necesită prezența NADPH 2.
Formarea acizilor grași nesaturați:
Există 4 familii de acizi grași nesaturați în țesuturile mamiferelor -
1.palmitoleic, 2.oleic, 3.linoleic,4.linolenic
1 și 2 sunt sintetizate din acizi palmitic și stearic.
biosinteza trigliceridelor.
Sinteza trigliceridelor provine din glicerol și acizi grași (stearic, palmitic, oleic). Calea de biosinteză a trigliceridelor are loc prin formarea de glicerol-3-fosfat.
Glicerol-3-fosfatul este acilat și se formează acid fosfatidic. Aceasta este urmată de defosforilarea acidului fosfatidic și formarea de 1,2-digliceride. Aceasta este urmată de esterificarea cu molecula de acil CoA și formarea de trigliceride. Glicerofosfolipidele sunt sintetizate în lanțul endoplasmatic.
Biosinteza acizilor grași saturați.
Malonil CoA este precursorul imediat al unităților cu două atomi de carbon în sinteza acizilor grași.
Sinteza completă a acizilor grași saturați este catalizată de un complex special de sintetază format din 7 enzime. Sistemul sintetazei care catalizează sinteza acizilor grași în fracția solubilă a citoplasmei este responsabil pentru următoarea reacție globală în care o moleculă de acetil CoA și 7 molecule de malonil CoA se condensează pentru a forma o moleculă de acid palmitic (reducerea se realizează prin NADPH). Singura moleculă de acetil CoA necesară pentru reacție este inițiatorul.
Formarea malonil CoA:
1. Citratul este capabil să treacă prin membrana mitocondrială în citoplasmă. Acetil CoA mitocondrial este transferat în oxalacetat pentru a forma citrat, care poate trece prin membrana mitocondrială în citoplasmă printr-un sistem de transport. În citoplasmă, citratul este descompus în acetil CoA, care, interacționând cu dioxidul de carbon, se transformă în malonil CoA. Enzima limitatoare a întregului proces de sinteză a acizilor grași este acetil CoA carboxilaza.
2. În sinteza acizilor grași, proteina purtătoare de acil servește ca un fel de ancoră, la care intermediarii acil sunt atașați în timpul reacțiilor de formare a lanțului alifatic. În mitocondrii, acizii grași saturați sunt alungiți sub formă de esteri de CoA prin adăugarea secvențială de CoA. Grupările acil ale acetil CoA și malonil CoA sunt transferate la grupările tiol ale proteinei purtătoare de acil.
3. După condensarea acestor fragmente cu două atomi de carbon, ele sunt restaurate cu formarea de acizi grași saturați superiori.
Etapele ulterioare în sinteza acizilor grași din citoplasmă sunt similare cu reacțiile inverse ale β-oxidării mitocondriale. Implementarea acestui proces cu toate produsele intermediare este puternic asociată cu un complex multi-enzimatic mare - sintetaza acizilor grași.
reglarea metabolismului acizilor grași.
Procesele de metabolism al grăsimilor din organism sunt reglate de calea neuroumorală. În același timp, sistemul nervos central și cortexul cerebral realizează coordonarea diferitelor influente hormonale. Scoarţa cerebrală are un efect trofic asupra ţesutului adipos fie prin intermediul simpaticului şi sistemul parasimpatic sau prin glandele endocrine.
Menținerea unui anumit raport între catabolismul și anabolismul acizilor grași în ficat este asociată cu influența metaboliților din interiorul celulei, precum și cu influența factorilor hormonali și a alimentelor consumate.
În reglarea α-oxidării, disponibilitatea substratului este de o importanță capitală. Intrarea acizilor grași în celulele hepatice este asigurată de:
1. captarea acizilor grași din țesutul adipos, reglarea acestui proces este realizată de hormoni.
2. captarea acizilor grași (datorită conținutului de grăsimi din alimente).
3. eliberarea acizilor grași sub acțiunea lipazei din trigliceridele hepatice.
Al doilea factor de control este nivelul de stocare a energiei în celulă (raportul dintre ADP și ATP). Dacă există mult ADP (rezervele de energie celulară sunt mici), atunci apar reacții de conjugare, care contribuie la sinteza ATP. Dacă conținutul de ATP este crescut, reacțiile de mai sus sunt inhibate, iar acizii grași acumulați sunt utilizați pentru biosinteza grăsimilor și fosfolipidelor.
Capacitatea ciclului acidului citric de a cataboliza acetil CoA format în timpul α-oxidării are importanţăîn implementarea potențialului energetic global al catabolismului acizilor grași, precum și acumularea nedorită de corpi cetonici (acid acetoacetic, -hidroxibutirat și acetonă).
Insulina îmbunătățește biosinteza acizilor grași, conversia carbohidraților în grăsimi. Adrenalina, tiroxina și hormonul de creștere activează descompunerea (lipoliza) grăsimilor.
O scădere a producției de hormoni pituitari și hormoni sexuali duce la stimularea sintezei grăsimilor.
Tulburări ale metabolismului lipidic
1. Încălcarea proceselor de absorbție a grăsimilor
a) aport insuficient de lipază pancreatică
b) încălcarea fluxului de bilă în intestine
c) încălcarea tractului gastrointestinal (deteriorarea capacului epitelial).
2. Încălcarea proceselor de transfer de grăsime din sânge în țesuturi - trecerea acizilor grași de la chilomicronii din plasmă sanguină la depozitele de grăsime este perturbată. Aceasta este boala ereditara asociat cu absența enzimei.
3. Cetonurie și cetonemie - atunci când țin post la persoanele cu diabet, conținutul de corp cetonic este crescut - aceasta este cetonemia. Această afecțiune este însoțită de cetonurie (prezența corpilor cetonici în urină). Datorită concentrației neobișnuit de mare de corpi cetonici în sângele care aflu, mușchii și alte organe nu pot face față oxidării lor.
4. Ateroscleroza si lipoproteinele. S-a dovedit rolul principal al anumitor clase de lipoproteine ​​în patogenia aterosclerozei. Formarea petelor și plăcilor lipidice este însoțită de modificări degenerative profunde în peretele vascular.
Colesterolul
La mamifere, cea mai mare parte (aproximativ 90%) din colesterol este sintetizat în ficat. Cea mai mare parte (75%) este folosită în sinteza așa-numiților acizi biliari, care ajută la digestia lipidelor care vin cu alimente în intestine. Ele le fac mai accesibile enzimelor hidrolitice - lipaze. Principalul acid biliar este acidul colic. Colesterolul este, de asemenea, precursorul metabolic al altor steroizi importanți, mulți dintre care acționează ca hormoni: aldosteron și cortizon, estronă, testosteron și androsteron.
Nivelul normal de colesterol din plasma sanguină este în intervalul 150-200 mg/ml. Nivelurile ridicate pot duce la depunerea plăcilor de colesterol în aortă și arterele mici, o afecțiune cunoscută sub numele de arterioscleroză (ateroscleroză). În cele din urmă, contribuie la încălcarea activității cardiace. întreținere nivel normal colesterolul se realizează prin organizare modul corect nutriție, precum și reglarea in vivo a căii acetil-CoA. O modalitate de a reduce colesterolul din sânge este să luați compuși care reduc capacitatea organismului de a sintetiza colesterolul. Colesterolul este sintetizat în ficat și plasma sanguină, ambalat în complexe lipoproteice, care sunt transferate altor celule. Pătrunderea colesterolului în celulă depinde de prezența receptorilor membranari care leagă astfel de complexe, care intră în celulă prin endocitoză și apoi enzimele lizozomale eliberează colesterolul în interiorul celulei. La pacientii cu nivel inalt colesterol în sânge, s-au găsit receptori defecte, acesta este un defect genetic.
Colesterolul este precursorul multor steroizi, cum ar fi steroizii fecale, acizii biliari și hormonii steroizi. În formarea hormonilor steroizi din colesterol, este mai întâi sintetizat produsul intermediar pregnenolon, care servește ca precursor al progesteronului - hormonul placentei și al corpului galben, hormonii sexuali masculini (testosteronul), hormonii sexuali feminini (estronă) și hormonii cortexul suprarenal (corticosteron).
Principalul material de pornire pentru biosinteza acestor hormoni este aminoacidul tirozina. Sursa sa este în celule -
1. Proteoliza
2. Formare din fenilalanină (AA esențială)
Biosinteza hormonilor steroizi, în ciuda spectrului divers al acțiunii lor, este un singur proces.
Progesteronul este esențial pentru biosinteza tuturor hormonilor steroizi.
Există 2 moduri de a o sintetiza:
Din colesterol
Din acetat
În reglarea ratelor de biosinteză a hormonilor steroizi individuali, hormonii tropicali ai glandei pituitare joacă un rol important. ACTH stimulează biosinteza hormonilor corticale suprarenale.
Există 3 motive pentru tulburarea biosintezei și eliberarea unor hormoni specifici:
1. Dezvoltare proces patologicîn glanda endocrină însăși.
2. Încălcarea influențelor de reglementare asupra proceselor din partea sistemului nervos central.
3. Încălcarea coordonării activității glandelor endocrine individuale.
biosinteza colesterolului.
Acest proces are 35 de etape.
Sunt 3 principale:
1. Conversia acetatului activ în acid mevalonic
2. Formarea squalenului
3. Ciclizarea oxidativă a squalenului la colesterol.
Colesterolul este precursorul multor steroizi:
Steroizi fecale, acizi biliari, hormoni steroizi. Descompunerea colesterolului este conversia acestuia în acizi biliari în ficat.
S-a demonstrat că reglarea biosintezei colesterolului se realizează prin modificarea sintezei și activității -hidroxi--metilglutaril CoA reductazei. Această enzimă este localizată în membranele reticulului endoplasmatic al celulei. Activitatea sa depinde de concentrația de colesterol, ducând la o scădere a activității enzimei. Reglarea activității reductazei de către colesterol este un exemplu de reglare a produsului final al unei enzime cheie într-o manieră cu feedback negativ.
Există, de asemenea, o a doua cale pentru biosinteza acidului mevalonic.
Două căi autonome sunt importante pentru diferențierea intracelulară a biosintezei colesterolului necesar pentru nevoile intracelulare (sinteza lipoproteinelor membranare celulare) din colesterol, care este utilizat pentru formarea acizilor grași. În compoziția lipoproteinelor, colesterolul părăsește ficatul și intră în sânge. Conținutul de colesterol total din plasma sanguină este de 130-300 mg/ml.
Componentele moleculare ale membranelor.
Majoritatea membranelor sunt aproximativ 40% lipide și 60% proteine. Porțiunea lipidică a membranei conține predominant lipide polare. tipuri variate, aproape toate lipidele polare ale celulei sunt concentrate în membranele acesteia.
Majoritatea membranelor conțin puțini triacilgliceroli și steroli, cu excepția în acest sens fiind membranele plasmatice ale celulelor animale superioare cu caracteristicile lor. continut ridicat colesterolul.
Raportul dintre diferitele lipide este constant pentru fiecare tip de membrană celulară și, prin urmare, este determinat genetic. Majoritatea membranelor sunt caracterizate de același raport de lipide și proteine. Aproape toate membranele sunt ușor permeabile la apă și la compușii lipofili neutri, într-o măsură mai mică la substanțele polare precum zaharurile și amidele și foarte slab permeabile la ioni mici precum sodiu sau clorura.
Majoritatea membranelor se caracterizează prin rezistență electrică ridicată. Aceste proprietăți generale au stat la baza creării primei ipoteze importante privind structura membranelor biologice - ipoteza membranei elementare. Conform ipotezei, membrana elementară este formată dintr-un strat dublu de lipide polare mixte, în care lanțurile de hidrocarburi sunt orientate spre interior și formează o fază hidrocarburică continuă, iar capetele hidrofile ale moleculelor sunt îndreptate spre exterior, fiecare dintre suprafețele Stratul dublu lipidic este acoperit cu un strat monomolecular de proteine, ale cărui lanțuri polipeptidice sunt într-o formă alungită. Grosimea totală a membranei elementare este de 90 angstromi, iar grosimea stratului dublu lipidic este de 60-70 angstromi.
Diversitatea structurală a membranelor este mai mare decât se bazează pe ipoteza membranei elementare.
Alte modele de membrane:
1. Proteina structurală a membranei este situată în interiorul stratului dublu de lipide, iar cozile de hidrocarburi ale lipidelor pătrund în cele libere etc..................