Биологический каталог




Основы биохимии. Том 2

Автор А.Уайт, Ф.Хендлер, Э.Смит, Р.Хилл, И.Леман

ос метильной группы от S-адеиозилметионина (разд. 21.4.2.10) к двойной связи ?- или ?-мононенасы-щенной жирной кислоты фосфатидилэтаноламина или фосфатидилглицерина; присоединившийся углеродный атом включается в циклопропановое кольцо. Экстракты из Pseudomonas катализируют гидратацию ненасыщенных жирных кислот до соответствующих оксикислот.

Мембраны микроорганизмов существенно различаются по составу жирных кислот. У Е. coli насыщенные и мононенасыщенные жирные кислоты присутствуют приблизительно в равных количествах, в то время как у Bacillus subtilis и Staphylococcus aureus метилразветвленных жирных кислот в два раза больше, чем насыщенных. Разветвленные жирные кислоты В. subtilis образуются нз продуктов деградации аминокислот с разветвленной цепью валина, изолейцина и лейцина, т. е. соответственно из изобутирил-СоА, 2-метилбутирил-СоА и изовалерил-СоА (разд. 23.2.10). Эти СоА-производные реагируют с АПБ, и затем подвергаются удлинению цепи с образованием изо-кислот с четным (14 и 16) числом атомов углерода, октеизо-кислот с нечетным числом углеродных атомов (15 и 17) и изо-кислот с нечетным количеством атомов углерода (главным образом 15). Показано, что АПБ из В. subtilis проявляет предпочтительную специфичность к СоА-про-изводным с разветвленной короткой цепью в качестве предшественников жирных кислот, а не к ацетил-СоА. Многие бактериальные мембраны содержат свободные жирные кислоты, в то время как в мембранах эукариот они полностью отсутствуют.

17. МЕТАБОЛИЗМ ЛИПИДОВ. I

763

17.8. Взаимопревращения жирных кислот

Организм получает жирные кислоты из пищи и путем липоге-неза из ацетил-СоА, образующегося из углеводов и некоторых аминокислот. Состав смеси жирных кислот пищи существенно варьирует по степени ненасыщенности и длине цепи. Липогенез у высших животных включает только образование пальмитата, из которого образуются другие насыщенные и мононенасыщенные кислоты.

Из смеси имеющихся жирных кислот в печени животного образуется свойственный данному виду набор жирных кислот; однако на характере синтезируемых жирных кислот сказывается также и диета. Процессы утилизации жирных кислот пищи включают укорочение и удлинение углеродного скелета, так же как и введение двойной связи.

17.8.1. Укорочение и удлинение углеродного скелета

Если давать крысам радиоактивно меченную пальмитиновую Ci_6-кислоту, метка в наибольшей концентрации обнаруживается в пальмитиновой кислоте во всех липидах организма. Однако значительное количество изотопа обнаруживается также в стеариновой Cie- и миристиновой Сн-кислотах организма. Подобным же образом, скармливание меченой стеариновой кислоты приводит к появлению метки в пальмитиновой кислоте липидов организма. Эти данные четко указывают на то, что удлинение или укорочение углеродного скелета насыщенных жирных кислот происходит путем присоединения или потери двух атомов углерода за один раз, как можно ожидать из реакций деградации и удлинения, описанных ранее.

17.8.2. Образование мононенасыщенных кислот

При скармливании радиоактивно меченных пальмитиновой или стеариновой кислот радиоактивность обнаруживается как в насыщенных, так и в ненасыщенных жирных кислотах. Кормление насыщенной С18-кислотой приводит к накоплению изотопа в олеиновой кислоте (Cie с одной двойной связью), а кормление насыщенной Ci6 кислотой дает пальмитолеиновую кислоту (Ci6 с одной двойной связью). Значит, организм млекопитающего способен к деса-турации этих насыщенных жирных кислот с образованием соответствующих 9,10-ненасыщенных производных.

Введение двойной связи может происходить аэробным и анаэробным путями. В аэробной системе микросом животных тканей комплекс стеароил-СоА-десатуразы требует NADH и участок мик-росомальной системы переноса электронов (разд. 13.6.6).

15*

764

III. МЕТАБОЛИЗМ

В аэробной системе некоторых микроорганизмов участвуют 02 и NADPH, так же как к ферредоксин, специфическая NADPH-редуктаза (флавиновый фермент) и десатураза, специфичная к стероил-АПБ. У растений десатурация производных АПБ идет по аэробному механизму, но у высших растений нет ацил-СоА-АПБ-ацилтрансферазы, специфичной к длинноцепочечным СоА-производным, вследствие чего они не могут десатурировать пальмитоил- или стеароил-СоА.

Изучен также анаэробный путь образования мононенасыщенных жирных кислот микроорганизмов. Последовательность реакций включает образование АПБ-производного ?-оксикислоты со средней длиной цепи, затем реакции дегидратации и удлинения, которые катализируются комплексом синтетазы жирных кислот; компонентом этого комплекса является дегидраза, называемая fi-оксидеканоил-тиоэфирдегидразой. Дегидраза из Е. coli (? 28 ООО) катализирует или транс-?,?-, или цис-р,у-дегидратацию, причем первая является предпочтительной. Фермент проявляет высокую степень специфичности к длине цепи, причем является наиболее активным по отношению к Сю ?-окситиоэфиру. Ниже представлено образование пальмитолеиновой кислоты нз октаноил-АПБ у Е. coli:

NADPH

CH3(CH2)eCO—S-АПБ —-СН3(СН2)вСОСН2СО—S-АПБ ->-

октаноил-АПБ ?-кетодеканоил-АПБ

СН3(СН2)вСНОНСН2СО—S-АПБ -> СН3(СН2)5СН=СнСН2СО—S-АПБ —~—

?-окс идеканои л- АПБ ?, ?- деценоил- АПБ

—СН3(СН2)5СН=СН(СН2),СО—S-АПБ -> СН3(СН2)5СН=СН(СН2)тСООН

пальмитолеоил-АПБ пальмитолеиновая кислота

У Е. coli имеется несколько различных ацил-АПБ—дегидраз со специфичностью, определяемой длиной цепи.

17.8.3. Образование и превращения полиненасыщенных кислот

Ткани животных содержат множество полиненасыщенных жирных кислот. Среди них одна серия может синтезироваться в организме животного de novo. Это жирные кислоты, у которых двойная связь лежит между седьмым атомом углерода (считая от концевой метильной группы) и карбоксильной группой. Как видно из рис. 17.3, такие жирные кислоты могут быть образованы из олеиновой кислоты путем чередования реакций десатурации и удлинения цепи. Однако полиненасыщенные жирные кислоты, в которых одна или более двойных связей расположены в пределах семи терминальных углеродных атомов, не могут быть синтезированы de novo. Такие полиненасыщенные жирные кислоты являются незаменимыми в пищевом рационе; после введения меченой стеариновой кислоты метка не обнаруживается в тканевых линолевой или линоленовой кислотах (Cis с двумя и тремя двойными связями соответственно).

Таким образом, у млекопитающих существуют четыре группы полиненасыщенных жирных кислот; для образования двух из них необходимы линолевая и линоленовая кислоты пищи, а две другие

ацетил-СоА + малонил-СоА

\

\

I

пальмитиновая кислота

9_С16М С14 пальмитолеиноваст стеариновая кислота кислота

н С, /» С,

"-С,,

вакценовая кислота

+ С.

поступают с пищей

9.13-См линолевая кислота

+ С,

.-2Н

11,14-О0.2 6,9,12-С,

9 CjBjj олеиновая кислота

-2Н

зикозатриеновая кислота

.-2Н

5,11,14-Сго.з

+ с зикозатриеновая кислота

-"22

лигноцериновая кислота

6>9-С18;г 1+с.

°2

8:3

у-линоленовая кислота

8,11,14-С20:3

-2Н

5,8,11,14-С20:4

докозагескеновая кислота

8.П-С

го:2 -2Н

5,8,11-С2о:з

13-С,

зикозатриеновая кислота

22.1

15-СМ;г нервоновая кислота

9,12,15-С линоленовая кислота

6,9,12,i5-Clg4 + Сг

8,П,14,17-Сго,4

-ZH

5.8,11,14.17-С20;5 г + °г

7,10,13,16,19-С2г:5

-2Н

4,7,10,13,16,19-С22;6

докоэагексаеновая кислота

Рис. 17.3. Биосинтез некоторых жирных кислот млекопитающих. Большие цифры обозначают положение двойной свя зи; цифры в нижнем индексе показывают число углеродных атомов и, после двоеточия, число двойных связей,

766

III. МЕТАБОЛИЗМ

CH3—(CH2)4—СН=СН—СН2—СН=СН—(СН2)7—соон

линолевая кислота

1-

СН3—(СН2)4—сн=сн—СН2—СН=СН—СН2—СН=СН—(СН2)4—соон ?- линоленовая кислота

СН3-(СН2)4-(СН=СН-СН2)3-(СН2)5-СООН гомо - у - линоленовая кислота

1-

СН3—(СН2)4-(СН=СН-СН2)4-(СН2)2-СООН арахиЬоновая кислота

Рис. 17.4. Образование арахидоновой кислоты из линолевой кислоты.

синтезируются из мононенасыщенных кислот, олеиновой и паль-митолеиновой, которые в свою очередь образуются из соответствующих насыщенных кислот (см. выше). Эти четыре группы могут быть классифицированы в зависимости от расстояния между терминальной метильной группой и ближайшей двойной связью.

Семейство линолевой кислоты: СН3(СН2)4—СН=СН—

Семейство линоленовои кислоты; 0Н3—СН2—СН=СН—

Семейство пальмитоолеиновой кислоты: СН3—(СН2)Б—СН=СН—

Семейство олеиновой кислоты: СН3(СН2)7—СН=СН—

Все другие полиненасыщенные кислоты могут быть образованы из этих четырех предшественников путем последовательностей реакций, при которых цепь поочередно удлиняется и дегидрируется. Удлинение может происходить при участии микросомального комплекса, который использует малонил-СоА. Дегидрирование происходит также в микросомальной фракции но механизму, подобному, но не идентичному механизму, связанному с образованием мононенасыщенных жирных кислот. В животных тканях сопряженные двойные связи не образуются. Образование арахидоновой кислоты более подробно представлено на рис. 17.4. Рис. 17.3 демонстрирует различные метаболические пути, объясняющие присутствие разнообразных полиненасыщенных жирных кислот в животных тканях.

Реакции десатурации и удлинения цепи более интенсивно протекают в печени, чем в экстрагепатических тканях. Замечено, что при голодании и диабете процессы десатурации ингибируются.

Несмотря на то что полиненасыщенные жирные кислоты могут

17. МЕТАБОЛИЗМ ЛИПИДОВ. I

767

окисляться в организме, они все же не являются важными источниками энергии. Окисление их происходит в митохондриях путем модификации ранее описанного процесса ?-окисления и может быть изображено следующим образом:

— ЭС, А -С2

с - .- . г > с , , ,

^-И^Эцис, 12чис> * ' ' *-12:2<3 цис, бцис) M2:2f2rnpaiic, 6Чг,с) ' ' '

ClO.,(4.,K| ~+^> С8.1(2чш:) -5-» З-Е-ОКСИ- Cg:0 -?->

3-1,-окси-С8.0 > > > С6:0 > > > ЗС2

Наряду с известными ферментами пути ?-окисления требуются еще три дополнительных фермента, обозначенных как А, В и С над стрелками в вышеприведенных уравнениях. Фермент А— дз-ч«С) К-прам-еноил-СоА—изомераза, В — А~-цис

страница 46
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126

Скачать книгу "Основы биохимии. Том 2" (8.40Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [обратная связь]

п»ї
Rambler's Top100 Химический каталог

Copyright © 2009
(17.09.2019)