Биохимия и ее задачи
 Скачать 1.3 Mb.
|
Биосинтез глицерина и ВЖК в тканяхБиосинтез глицерина в тканях тесно связан с метаболизмом глюкозы, которая в результате катаболизма проходит стадии образования триоз. Глицеральдегид–3–фосфат в цитоплазме под влиянием глицерол–дегидрогеназы (НАДН2) превращается в глицерол–3–фосфат, занимающий центральное место в биосинтезе простых и сложных жиров. Глицерол–3–фосфат, ацилируясь, превращается в фосфатидную кислоту, из которой образуются нейтральные и сложные жиры (ФЛ). Биосинтез ВЖК в тканях происходит в эндоплазматической сети. Исходным материалом синтеза ВЖК в тканях является ацетил-КоА, который в цитозоль поступает из митохондрий, где образуется при окислении метаболитов белков, углеводного и липидного обменов. Также может образовываться из цитрата, который в силу ряда причин (при гиподинамии, избыточном питании), когда значительно снижается интенсивность окислительных процессов в ЦТК (в митохондриях) выходит в цитозоль, тем самым стимулируя синтез ВЖК. Цитрат в цитозоле под влиянием лиазы распадается на АцКоА и ЩУК. АцКоА участвует в биосинтезе ВЖК, а ЩУК при участии малатдегидрогеназы (НАДН2) восстанавливается до малата, который возвращается в митохондрии, где вновь окисляется до ЩУК. Тем самым завершается внутренний челночный цикл. Условием для биосинтеза ВЖК в тканях: - наличие ацетил-КоА; - наличие НАДФН2, поступающего для реакции синтеза из пентозного цикла; - наличие специальных белков-переносчиков (НS–АПБ-ацил переносящие белки); - наличие энергии в форме АТФ; СО2; Н2О; - наличие ферментов синтеза ВЖК. Процесс биосинтеза ВЖК циклический. Каждый цикл включает 6 этапов. Ацетил-КоА используется только на 1 этапе, как “затравка синтеза” с образованием 3-х углеродного соединения малонил-КоА. 1 этап – образование малонил-КоА: СН3-СОSKoA (это ацетил-КоА) (АцКоА-карбоксилаза (биотин), +СО2, +Н2О, АТФАДФ+Фн) СOOН-СН2-СОSKoA (это малонил-КоА). 2 этап – перенос ацетила и малонила на специальные белки под действием соответствующих трансфераз: СOOН-СН2-СОSKoA (это малонил-КоА) (малонилтрансфераза, +HS-АПБ, -HS-KoA) СOOН-СН2-СОSАПБ (это малонил-АПБ); СН3-СОSKoA (это Ац-КоА)(ацилтрансфераза, +HS-АПБ, -HS-KoA) СН3-СОSАПБ (это ацетил-АПБ). 3 этап – конденсация малонила и ацетила под влиянием синтетазы (конденсирующий фермент): СOOН-СН2-СОSАПБ (это малонил-АПБ) + СН3-СОSАПБ (это ацетил-АПБ)(конденсирующий фермент, -СО2, -HS-АПБ) СН3-С(О)-СН2-СОSАПБ (это ацетоацетил-АПБ). 4 этап – восстановление -кетоацетила-АПБ при участии редуктазы (НАДФН2): СН3-С(О)-СН2-СОSАПБ (это ацетоацетил-АПБ) (редуктаза, НАДФН2НАДФ) СН3-СН(ОН)-СН2-СОSАПБ (это -гидроксибутирил-АПБ). 5 этап – дегидратация -гидроксибутирила-АПБ: СН3-СН(ОН)-СН2-СОSАПБ (это -гидроксибутирил-АПБ)(дегидратаза, -Н2О) СН3-СН=СН-СОSАПБ (это кротонил-АПБ или еноилацетил-АПБ). 6 этап – восстановление еноилацетила-АПБ при участии редуктазы (НАДФН2): СН3-СН=СН-СОSАПБ (это кротонил-АПБ)(редуктаза, НАДФН2НАДФ) СН3-СН2-СН2-СОSАПБ (это бутирил-АПБ). Т.о., в результате первого цикла синтеза ВЖК образуется 4-х углеродный фрагмент. Далее, в зависимости от того какую ВЖК в клетке нужно синтезировать, будут последовательно и циклично присоединяться молекулы малонил-КоА. Завершается синтез любой ВЖК реакцией гидролиза с участием фермента деацилазы: R-СН2-СН2-COSАПБ (деацилаза, +Н2О, -HS-АПБ) R-СН2-СН2-COОН (это ВЖК). Для расчета количества молекул АТФ, необходимых для синтеза ВЖК, а также количества синтеза и количества молекул малонил-КоА можно воспользоваться формулой: n/2-1, где n – количество углеродных атомов ВЖК. Таким образом, в организме можно синтезировать все предельные ВЖК и непредельные ВЖК, имеющие 1 двойную связь. Биосинтез холестерина (ХС)  Основа - циклопентанпергидрофенантрен Биосинтез ХС в клетках печени, тонкого кишечника и кожи осуществляется из АцКоА, который освобождается в результате распада белков, липидов и углеводов. Эндогенный ХС синтезируется преимущественно в печени (85%), в небольшой степени в тонком кишечнике (10%) и коже (5%). Всего в организме взрослого здорового человека массой 70 кг за сутки образуется 2,8-3,5 г ХС. С пищей за сутки в организм поступает около 0,3 г ХС. Источником ХС для организма человека являются липиды пищи и эндогенный холестерин. Печень участвует в распределении ХС между клетками органов и тканей через транспортные ЛП крови. На экспорт ХС синтезируется только печенью и тонкой кишкой. Холестерин является обязательным компонентом клеток. Наиболее богата ХС плазматическая мембрана гепатоцитов, где на его долю приходится 30% всех мембранных липидов. В миелине уровень ХС составляет 20%. В свободном виде и в виде эфиров он содержится в ЛП крови, входит в состав жировых включений цитоплазмы. В организме человека ХС выполняет следующие функции: 1. структурная – ХС является структурным компонентом биомембран клеток. Принимает участие в регуляции их проницаемости, регулирует активность ферментов, работу рецепторов и переносчиков биомембран; 2. метаболическая – связана с тем, что ХС является предшественником стероидных гормонов (андрогены, эстрогены, минерало- и глюкокортикоиды), витамина D3 и желчных кислот. Процесс биосинтеза ХС сложный и многоступенчатый и включает 35 реакций. Детали синтеза ХС практического врача не интересуют, поскольку многочисленные попытки управлять этим процессом в терапевтических целях оказались безуспешными, но знать схему биосинтеза надо. Источником БС ХС является ацетил-КоА, который образуется в результате катаболизма белков, углеводов и липидов. 2 ацетил-КоА (2 углеродных атома) (ацетил-КоА-тиолаза) ацетоацетил-КоА (4С) (гидроксиметилглутарил-КоА-синтетаза, +АцКоА) -гидрокси--метилглутарил-КоА (6С) (редуктаза) 5 мевалоновая кислота (6С) (конденсация) сквален (30С) (циклизация) ланостерин (30С) (происходит деметилирование и перемещение двойной связи в кольце, -3СН3) холестерин (27С) Освободившийся в результате распада клеток, ХС с помощью ЛПВП транспортируется в печень, где при участии цитохрома Р450 окисляется с образованием желчных кислот. примерно 80% окисленного ХС выводится с желчными кислотами через кишечник в виде капостеринов. |