- •Глава 11. Обмен липидов
- •11.1. Переваривание липидов
- •11.2. Метаболизм глицерина
- •11.3. Метаболизм жирных кислот
- •11.4. Биосинтез жиров
- •11.5. Регуляция обмена липидов
- •Глава 12. Обмен нуклеиновых кислот
- •12.1. Пути распада рнк и днк
- •12.2. Распад пуриновых и пиримидиновых оснований
- •12.3. Биосинтез нуклеотидов
- •Биосинтез пурииовых нуклеотидов
- •Биосинтез пиримидиновых нуклеотидов
- •Биосинтез дезоксирибонуклеотидов
- •12.4. Биосинтез нуклеиновых кислот
- •Биосинтез днк (репликация)
- •Биосинтез рнк (транскрипция)
- •Безматричный синтез рнк
- •12.5. Путь информации от генотипа к фенотипу
- •Глава 13. Обмен белков
- •13.1. Понятие об обмене белков
- •13.2. Переваривание белков пищи и распад белков тканей Переваривание белков
- •Распад белков в тканях
- •13.3. Метаболизм аминокислот
- •Трансаминирование аминокислот
- •Дезамииирование аминокислот
- •Превращение углеродных скелетов аминокислот. Реакции декарбоксилирования
- •13.4. Удаление аммиака из организма. Орнитиновый цикл
- •13.5. Синтез аминокислот
- •13.6. Биосинтез белков (трансляция)
11.4. Биосинтез жиров
Биосинтез жиров осуществляется наиболее активно в печени и менее активно - в жировой ткани. Глюкоза является строительным материалом для синтеза жирных кислот и глицерина, которые затем превращаются в триглицериды (рис.34). Общая схема образования жиров из глюкозы изображена ниже:
Рис. 34. Общая схема образования жиров из глюкозы
Синтез триглицеридов (жиров) из α-фосфоглицерата и Ацил-КоА осуществляется в цитозоле клеток (рис.35).
Фосфатидная кислота |
Триглицерид |
11.5. Регуляция обмена липидов
Интенсивность обмена липидов зависит от поступления липидов с пищей и от нервно-гормональной регуляции. Большая часть пищевых и синтезируемых в печени жиров депонируется в жировой ткани. У человека нормальной упитанности жиры составляют 15% от массы. При полном голодании этот запас расходуется за 5-7 недель. При нормальном питании и нормальном обмене веществ жиры постоянно обновляются, но их количество в организме не меняется, то есть скорости депонирования и мобилизации жира равны.
При избыточном поступлении углеводов и жиров, несоответствующем потребностям, и при гиподинамии возможно ожирение и избыточное образование холестерина. Экзогенный холестерин тормозит синтез эндогенного холестерина.
Большую роль в обмене липидов в организме играет соотношение различных липидов в пище. Так, растительные масла: кукурузное, хлопковое, подсолнечное, содержащие много фосфолипидов и ненасыщенных кислот, - препятствуют накоплению и отложению холестерина в сосудах и других тканях, способствуют выведению его из организма.
Ненасыщенные кислоты пищи способствуют синтезу эндогенных фосфолипидов и ускоряют процессы окисления в митохондриях и тем самым регулируют избыточное отложение триглицеридов.
Нервно-гормональная регуляция (см. главу 16) липидного обмена заключается во влиянии на мобилизацию и синтез триглицеридов в жировой ткани. Все регуляторы, способствующие переходу неактивной (нефосфорилированной) липазы в активную (фосфорилированную), стимулируют липолиз и выход жирных кислот в кровь. Стимуляторами этого процесса являются следующие гормоны: адреналин и норадреналин (надпочечники), глюкагон (поджелудочная железа), тироксин и трийодтиронин (щитовидная железа), соматотропин - гормон роста и кортикотропин (гипофиз).
Инсулин (поджелудочная железа) и простагландины, наоборот, угнетают липолиз жиров и способствуют отложению липидов в жировой ткани и образованию холестерина. Гормоны щитовидной железы способствуют окислению боковой цепи холестерина и выведению его с желчью в кишечник.
Стресс, физическая нагрузка, голодание, охлаждение стимулируют секрецию адреналина, норадреналина и угнетают секрецию инсулина, вызывая тем самым усиление липолиза и похудание.
Глава 12. Обмен нуклеиновых кислот
12.1. Пути распада рнк и днк
Нуклеиновые кислоты входят в состав нуклеопротеидов, которые распадаются (перевариваются) в желудочно-кишечном тракте. Под влиянием ферментов желудка и частично соляной кислоты нуклеопротеиды пищи разлагаются на полипептиды и нуклеиновое кислоты. Полипептиды в кишечнике подвергаются гидролитическому расщеплению до свободных аминокислот.
Нуклеиновые кислоты распадаются под действием ферментов сока поджелудочной железы - нуклеаз, а именно рибонуклеаз и дезоксирибонуклеаз. Различают эндонуклеазы и экзоиуклеазы.
Эндонуклеазы разрывают внутренние межнуклеотидные связи в молекулах ДНК и РНК, вызывая деполимеризацию нуклеиновых кислот с образованием олигонуклеотидов. Экзонуклеазы катализируют отщепление концевых мононуклеотидов от ДНК и РНК или от олигонуклеотидов.
Эндонуклеазы и экзонуклеазы относятся к гидролазам, т. е. вызывают гидролитическое расщепление фосфодиэфирных межмолекулярных связей. Помимо гидролаз имеются нуклеазы класса трансфераз, катализирующие распад нуклеиновых кислот с одновременным трансформированием молекулы.
Большинство рибонуклеаз (РНК-азы) - трансферазы, а именно фосфотрансферазы - они ускоряют реакцию перекоса остатка фосфорной кислоты от 5-го углеродного атома рибозы одного мононуклеотида ко второму углеродному атому рибозы соседнего мононуклеотида. В результате межнуклеотидная связь разрывается и образуется фосфодиэфирная связь между вторым и третьим углеродными атомами рибозы одного и того же мононуклеотида.
В результате действия различных рибонуклеаз молекулы РНК в конечном итоге распадаются до мононуклеотидов, содержащих циклически присоединенную фосфатную группировку, которая гидролизуется по схеме:
Рибонуклеозид-3´-фосфат
Кроме того, если гидролиз катализируют 5'-нуклеазы, могут образоваться и рибонуклеозид - 5' - фосфаты.
Дезоксирибонуклеазы (ДНК - азы) относят, как правило, к гидролазам. Различают два типа ДНК - аз:
1) ускоряющие реакцию гидролиза ДНК до олигонуклеотидов:
2) ускоряющие гидролиз ДНК и олигодезоксирибонуклеотидов до дезоксирибонуклеозид - 3'(или 5´) - фосфатов:
Таким образом, в результате последовательного действия разнообразных экзо- и эндонуклеаз РНК и ДНК распадаются до рибо- или дезоксирибонуклеозид - 3'(или 5´)-фосфатов, подвергающихся следующим превращениям.
1-я стадия - распад под действием соответствующих 3'- или 5'-нуклеаз с образованием фосфорной кислоты и нуклеозида, например:
Аденозин-5'-монофосфат (АМФ, мононуклеотид) |
Аденозин (нуклеозид) |
2-я стадия - перенос остатка рибозы или дезоксирибозы от нуклеозида на свободную фосфорную кислоту с образованием рибозо-(или дезоксирибозо) - 1-фосфата и свободного азотистого основания, например:
Уридин |
Рибозо-1-фосфат |
Урацил |
Эта реакция катализируется специфическими для каждого вида нуклеозидов нуклеотрансферазами.
Далее рибозо-1-фосфат участвует в обмене углеводов. Пуриновые и пиримидиновые основания распадаются до простейших азотсодержащих продуктов, которые выводятся из организма либо откладываются в нем.