Вопрос №97

Биосинтез жирных кислот: последовательность реакций, локализация процесса, характристика ферментов, регуляция.

Синтез пальмитиновой кислоты (С16) из Ацетил-КоА.

1. Протекает в цитоплазме клеток печени и жировой ткани.

2. Значение: для синтеза жиров и фосфолипидов.

3. Протекает после приема пищи (в абсорбтивный период).

4. Образуется из ацетил-КоА, полученного из глюкозы (гликолиз → ОДПВК → Ацетил-КоА).

5. В процессе последовательно повторяются 4 реакции:

конденсация → восстановление → дегидратация → восстановление.

В конце каждого цикла ЖК удлиняется на 2 углеродных атома.

Донор 2С – малонил-КоА.

6. В двух реакциях восстановления принимает участие НАДФН+Н⁺ (50% поступает из ПФП, 50% - от МАЛИК-фермента).

7. Только первая реакция протекает непосредственно в цитоплазме (регуляторная).

Остальные 4 циклических – на специальном пальмитатсинтазном комплексе (синтез только пальмитиновой кислоты)

8. Регуляторный фермент функционирует в цитоплазме – Ацетил-КоА-карбоксилаза (АТФ, вит. Н, биотин, IV класс).

Строение пальмитатсинтазного комплекса

Пальмитатсинтаза – фермент, состоящий из 2 субъединиц.

Каждая состоит из одной ппц, на которой есть 7 активных центров.

Каждый активный центр катализирует свою реакцию.

В каждой ппц находится ацилпереносящий белок (АПБ), на котором проходит синтез (содержит фосфопантетонат).

В каждой субъединице есть HS-группа. В одной HS-группа принадлежит цистеину, в другой – фосфопантотеновой кислоте.

Механизм

1. Ацетил-Коа, полученный из углеводов, не может выйти в цитоплазму, где протекает синтез ЖК. Он выходит через первую реакцию ЦТК – образование цитрата.

2. В цитоплазме цитрат распадается на Ацетил-Коа и оксалоацетат.

3. Оксалоацетат → малат (реакция ЦТК в обратном направлении).

4. Малат → пируват, который используется в ОДПВК.

5. Ацетил-КоА → синтез ЖК.

6. Ацетил-КоА под действием ацетил-КоА-карбоксилазы превращается в малонил-КоА.

Активирование фермента ацетил-КоА-карбоксилазы:

1. путем усиления синтеза субъединиц под действием инсулина – три тетрамера синтезируются отдельно

2. под действием цитрата три тетрамера объединяются, и фермент активируется

3. в период голодания глюкагон ингибирует фермент (путем фосфорилирования), синтез жиров не происходит

7) один ацетил КоА из цитоплазмы перемещается на HS-группу (от цистеина) пальмитат-синтазы; один малонил-КоА – на HS-группу второй субъединицы. Далее на пальмитат синтазе происходят:

8) их конденсация (ацетил КоА и малонил-КоА)

9) восстановление (донор – НАДФН+Н⁺ из ПФП)

10) дегидротация

11) восстановление (донор – НАДФН+Н⁺ от МАЛИК-фермента).

В результате ацильный радикал увеличивается на 2 атома углерода.

Вопрос № 98

Холестерин: синтез, биологическая роль, обмен.

Холестерол (Хс) – одноатомный спирт, в основе которого лежит циклопентанпергидрофенантреновое кольцо. 27 углеродных атомов.

Нормальная концентрация холестерола – 3,6-6,4 ммоль/л, допускается не выше 5.

Функции:

• на построение мембран (фосфолипиды:Хс=1:1)

• синтез ЖчК

• синтез стероидных гормонов (кортизол, прогестерон, альдостерон, кальцитриол, эстроген)

• в коже под действием УФ используется для синтеза витамина D3 – холекальциферола.

В организме содержится около 140 г холестерола ( в основном, в печени и мозге).

Суточная потребность – 0,5-1 г.

Содержится только в продуктах животного происхождения (яйца, сливочном масле, сыр, печень).

Хс не используется как источник энергии, т.к. его кольцо не расщепляется до СО₂ и Н₂О и не выделяется АТФ (нет фермента).

Избыток Хс не выводится, не депонируется, откладывается в стенке крупных кровеносных сосудов в виде бляшек.

В организме синтезируется 0,5-1 г Хс. Чем больше потребляется его с пищей, тем меньше синтезируется в организме (в норме).

Хс в организме синтезируется в печени (80%), кишечнике (10%), коже (5%), надпочечниках, половых железах.

Даже у вегетарианцев может быть повышен уровень холестерина, т.к. для его синтеза необходимы только углеводы.

Биосинтез холестерола

Протекает в 3 стадии:

1. вцитоплазме - до образования мевалоновой кислоты (похоже на синтез кетоновых тел)

2. в ЭПР – до сквалена

3. в ЭПР – до холестерола

Около 100 реакций.

Регуляторный фермент – β-гидроксиметилглутарил-КоА-редуктаза (ГМГ-редуктаза). Статины, понижающие уровень холестерола, ингибируют этот фермент).

Регуляция ГМГ-редуктазы:

1. Ингибируется по принципу обратной отрицательной связи избытком пищевого холестерола

2. Может увеличиваться синтез фермента (эстроген) или снижаться (холестерол и ЖчК)

3. Фермент активируется инсулином путем дефосфорилирования

4. Если фермента много, то избыток может расщепляться протеолизом

Холестерол синтезируется из ацетил-КоА, полученного из углеводов (гликолиз → ОДПВК).

Образовавшийся холестерол в печени упаковывается вместе с жиром в ЛОНП незр. ЛОНП имеет апобелок В100, поступает в кровь и после присоединения апобелков С-Iiи Е превращается в ЛОНП зрелый, который поступает к ЛП-липазе. ЛП-липаза удаляет из ЛОНП жиры (50%), остается ЛНП, состоящий на 50-70% из эфиров холестерола.

ЛНП:

• снабжает холестеролом все органы и ткани

• в клетках существуют рецепторы к В100, по которым они узнают ЛНП и поглощают его. Клетки регулируют поступление холестерола путем увеличения или уменьшения количества рецепторов к В100.

При сахарном диабете может происходить гликозилирование В100 (присоединение глюкозы). Следовательно, клетки не узнают ЛНП и возникает гиперхолестеролемия.

ЛНП может проникать в сосуды (атерогенная частица).

Более 50% ЛНП возвращаются в печень, где холестерол используется на синтез ЖчК и ингибирование собственного синтеза холестерола.

Существует механизм защиты от гиперхолестеролемии:

• регуляция синтеза собственного холестерола по принципу обратной отрицательной связи

• клетки регулируют поступление холестерола путем увеличения или уменьшения количества рецепторов к В100

• функционирование ЛВП

ЛВП синтезируется в печени. Имеет дисковидную форму, содержит мало холестерола.

Функции ЛВП:

• забирает избыток холестерола из клеток и других липопротеинов

• поставляет C-II и Е другим липопротеинам

Механизм функционирования ЛВП:

ЛВП имеет апобелок А1 и ЛХАТ (фермент лецитинхолестеринацилтрансфераза).

ЛВП выходит в кровь, и к нему подходит ЛНП.

По А1 ЛНП узнаются, что в них много холестерола, и активируют ЛХАТ.

ЛХАТ отщепляет ЖК от фосфолипидов ЛВП и переносит на холестерол. Образуются эфиры холестерола.

Эфиры холестерола гидрофобны, поэтому переходят внутрь липопротеина