3.2.6. Распад фосфолипидов

Большая часть фосфолипидов в клетках листьев находится в связанном состоянии, так как они участвуют в построении клеточных мембран. Переход их в свободное состояние может происходить при перестройке и обновлении этих структур. В несвязанном (свободном) состоянии много фосфолипидов откладывается в семенах, где они используются в качестве запасных веществ. При прорастании семян наблюдается высокая активность гидролитических ферментов, катализирующих распад запасных веществ, в том числе и запасных фосфолипидов, главным образом фосфатидилэтаноламинов и фосфатидилхолинов.

СН₂ОСОR₁ СН₂ОСОR₁ СН₂ОН

| +Н₂О | +Н₂О |

СНОСОR₂ ¾¾® СНОН ¾¾® CНОН

| ↓ | ↓ |

CН₂ ОН R₂–СООН СН₂ ОН R₁–СООН CН₂ ОН

\ ∕ \ ∕ \ ∕

О–Р=О О–Р=О О–Р=О

\ \ \

О–СН₂–СН₂NH₂ О–СН₂–СН₂NH₂ О–СН₂–СН₂NH₂

фосфатидил- моноацилглицеролфосфат- глицеролфосфат-

этаноламин этаноламин этаноламин

Распад фосфолипидов начинается с действия фосфолипаз, катализирующих гидролиз сложноэфирных связей глицерина и жирных кислот. Вначале происходит отщепление остатка жирной кислоты, связанного со вторым углеродным атомом, а затем связанного с первым углеродным атомом. В результате действия этих ферментов образуются свободные жирные кислоты и соединения азотистого основания с глицеролфосфатом:

На следующем этапе под действием специфической фосфатазы гид-

ролизу подвергается сложноэфирная связь между остатком глицерина и

СН₂ОН СН₂ОН

| фосфатаза |

CНОН ОН + Н₂О ¾¾® СНОН + Ⓟ–О–СН₂–СН₂NH₂

| ∕ |

СН₂О–Р=О СН₂ОН этаноламинфосфат

\

О–СН₂–СН₂NH₂ глицерин

глицеролфосфатэтаноламин

фосфатом азотистого основания:

Гидролиз образовавшегося этаноламинфосфата также катализирует специфическая фосфатаза:

фосфатаза

Ⓟ–О–СН₂–СН₂NH₂ + Н₂О ¾¾® НО–СН₂–СН₂NH₂ + Н₃РО₄

этаноламинфосфат этаноламин

Под действием указанных ферментов осуществляется превращение фосфолипидов в свободный глицерин, жирные кислоты, азотистые основания и неорганический фосфат, которые далее могут включаться в различные биосинтетические реакции или окисляться в процессе дыхания.

3.2.7. Синтез и превращения других липидов

СН₂ОН галактоза –О–СН₂

| │

УДФ-β-галактоза + СНОСОR₂ ¾® СНОСОR₂ + УДФ

| |

СН₂ОСОR₁ СН₂ОСОR₁

диацилглицерин моногалактозилдиацилглицерид

Синтезируемые в хлоропластах растений галактолипиды образуются в ходе реакций переноса остатков галактозы от УДФ-галактозы на диацилглицерины. Если осуществляется перенос одного остатка галактозы в виде b-пиранозы на диацилглицерин, синтезируются молекулы b-галакто-зилдиацилглицеридов:

При переносе на моногалактозилдиацилгицерид ещё одного остатка галактозы в виде a-пиранозы осуществляется синтез дигалактозилдиацил-глицерида, у которого остаток α-галактозы присоединяется к остатку b-галактозы в составе моногалактозилглицерида α(1→6)-связью. При перестройке и обновлении структуры хлоропластных мембран образуются свободные формы гликолипидов, которые могут подвергаться превращениям в результате действия соответствующих гидролаз.

Исходным соединением для синтеза стеролов служит ацетилкофермент А. Включаясь в обмен терпеноидных соединений, он образует сквален, из которого через ряд промежуточных стадий синтезируются стеролы. Важнейшим промежуточным продуктом в этих реакциях у растений является циклоартенол. Распад стероидных липидов – сложный многоступенчатый процесс, который пока ещё слабо изучен. Однако известно, что конечным продуктом распада стеролов, как и при распаде других липидов, является ацетилкофермент А.

Вопросы для самоконтроля

1. Из каких основных компонентов и с участием каких ферментов синтезируются ацилглицерины жиров? 2. Как происходит синтез и распад глицерина? 3. Каковы би-охимические механизмы синтеза насыщенных жирных кислот? 4. Каковы особенности образования жирных кислот с чётным и нечётным числом углеродных атомов, а также с боковыми ответвлениями углеродной цепи? 5. Как осуществляется превращение насыщенных кислот в ненасыщенные? 6. С помощью каких показателей можно оценивать интенсивность синтеза жиров и ненасыщенных жирных кислот в семенах масличных растений? 7. Какие биохимические реакции лежат в основе синтеза фосфо- и гликоли-пидов? 8. С участием каких ферментов осуществляется распад ацилглицеринов и фос-фолипидов? 9. Каков механизм a-окисления жирных кислот? 10. Какова последова-тельность биохимических реакций b-окисления насыщенных и ненасыщенных жирных кислот? 11. Каковы особенности биодеградации жирных кислот с нечётным числом углеродных атомов и боковыми ответвлениями в углеродной цепи? 12. К каким эколо-гическим нарушениям приводит использование в сельском хозяйстве препаратов, со-держащих жирные кислоты с боковыми ответвлениями у нечётных углеродных атомов? 13. Какие биоэнергетические продукты образуются в ходе a- и b-окисления жирных кислот и каков суммарный энергетический эффект окисления жирных кислот? 14. Как происходит в растениях превращение жирных кислот в углеводы? 15. Какова последовательность реакций глиоксилатного цикла и в каких клеточных структурах проходят эти реакции? 16. По каким механизмам из продукта глиоксилатного цикла янтарной кислоты синтезируются углеводы? 17. Как осуществляются синтез и биохимические превращения стероидных липидов? 18. Что известно о природе образования липидных компонентов воска?