Биологический каталог




Основы биохимии. Том 2

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

-еноил-СоА — гидраза и С — 3-оксиацил-СоА—эпимераза. Скорости окисления моно- и диеновых кислот близки.

Арахидоновая и гомо-у-линоленовая кислоты являются первичными источниками простагландинов (гл. 19).

17.9. Синтез триацилглицеринов

В животных организмах свободные жирные кислоты не встречаются в значительных количествах в тканях или жидкостях тела. Как правило, жирные кислоты присутствуют в виде сложных эфиров. Синтез триацилглицеринов происходит главным образом в печени и в жировой ткани из СоА-производных жирных кислот через фосфатидную кислоту. Последняя является предшественником как триацилглицеринов, так и некоторых фосфоглицеридов (гл. 18) и образуется по реакции

НОСН,

RCOOCH,

НОСН

RCOOCH

2RCOCoA + Н2СОР03Н2

ацил-CoA L-глицероил-З-фосфат

H2COP03Hs + 2СоА

L-фосфатидная кислота

Эта реакция специфична к глицерол-3-фосфату и протекает преимущественно с насыщенными и ненасыщенными СоА-производны-ми Ci6- и CiB-жирных кислот. Глицерол-З-фосфат образуется или из свободного глицерина, который фосфорилируется глицеролки-назой и АТР (разд. 17.5), или при восстановлении диоксиацетонфосфата (разд. 14.4.2).

768

III. МЕТАБОЛИЗМ

Гидролиз фосфатидной кислоты фосфатазой дает 1,2-диацил-глицерин, который в свою очередь реагирует с другой молекулой ацил-СоА, образуя нейтральный триацилглицерин.

фосфатаза +ацил-СоА l-фосфатидная кислота - ——*- l-1 ,2-диацилглицерин ->-

4-н2о; —

-*¦ триацилглицерин + СоА

Помимо приведенного выше пути образования фосфатидной кислоты в печени происходит ацилирование диоксиацетонфосфата

HSCoA

Н2ШН + H2COOCR

I _ -f-RCO-SCoA H2COOCR +NADPH+Hb I

С=0 -»- I -HOCH + NADP+

Н/ЮР03Н2 ^=0 Н2СОРО,Н2

Н2СОР03Н2

диоксиацетон- ацилдиоксиацетои лизофосфатидная

фо:фат фосфат кислота

Соответствующая трансацилаза обнаружена как в митохондриях, так н в микросомах и обладает специфичностью к насыщенным жирным кислотам. Восстановление до лизофосфатидной кислоты осуществляется микросомальным ферментом. Второе ацилирование микросомальным ферментом, использующим СоА-производ-ное ненасыщенной жирной кислоты, дает фосфатидиую кислоту

HXOOCR I

лизофосфатиднаи кислота+ R'CO-SCoA ->- R'COOCH + HSCoA

I

H2COP03H2 фосфатидная кислота

Отметим, что непосредственное диацилирование глицерол-3-фосфа-та приводит к беспорядочному включению насыщенных и ненасыщенных жирных кислот, в то время как последовательное ацилирование через днокснацетонфосфат дает асимметрические молекулы, характерные для многих природных триацилглицеринов и фосфоглицеридов; например, фосфатидилхолин плазмы, печени, почек и мозга является в основном асимметричным. Однако фосфатидилхолин легочной ткани содержит в обоих положениях преимущественно пальмитиновую кислоту.

В слизистой оболочке кишечника триацилглицерины синтезируются из свободных жирных кислот и моно- и диацилглицеринов. Путь синтеза триацилглицеринов из свободных жирных кислот и 1,2-днацилглицеринов является несомненно таким же, как приведенный выше. Однако встраивание моноацилглицеринов в триацилглицерины, которые появляются в хилусе, является процессом.

17. МЕТАБОЛИЗМ ЛИПИДОВ. I

769

свойственным только слизистой оболочке кишечника. Микросо-мальная система кишечника крысы и кролика катализирует следующую реакцию:

ыоноацилглицерин + СоА-производное жирной кислоты ->· диацилглицерин-f- СоА

В подобных условиях микросомы печени не способны катализировать эту реакцию.

У Clostridium butijricum н у ?. coli лизофосфатидная п фисфатндная кислоты могут быть синтезированы ацилированием глицерол-3-фосфата производными ацил-АПБ. Действительно, последние лучше утилизируются при этом синтезе, чем соответствующие ацил-СоА.

17.10. Регуляция метаболизма липидов

Основным источником углерода для синтеза жирных кислот являются углеводы. Если последние обеспечивают потребность организма в калориях, синтез жирных кислот прекращается. При наличии избытка калорий в виде жирных кислот последние подвергаются взаимопревращениям как описано выше, а также откладываются в тканях преимущественно в виде триацилглицеринов. Наряду с этим жирные кислоты пищи непрерывно направляются в русло образования сложных липидов, но скорость и масштаб этих процессов невелики по сравнению с синтезом триацилглицеринов, взаимопревращениями жирных кислот или окислением жирных кислот. Хотя при физиологических условиях как синтез, так и окисление жирных кислот происходят одновременно, эти два процесса протекают с неодинаковыми скоростями; один или другой могут существенно преобладать.

17.10.1. Регуляция синтеза и депонирования липидов

Скорости синтеза жирных кислот, превращения избытка углеводов в жирные кислоты и депонирования липидов обычно регулируются рядом факторов. Поступление глюкозы в клетки зависит от действия инсулина (разд. 15.6.2), который, таким образом, контролирует доступность углеводов для синтеза гликогена. Однако способность депонировать гликоген ограничена. Наступающее вследствие поступления глюкозы повышенное образование и накопление цитрата и изоцитрата активирует ацетил-СоА—карбок-силазу (разд. 17.6.1)—скоростьлимитирующий фермент в синтезе жирных кислот. Наряду с этим прием богатой углеводами пищи, равно как и повышенное выделение тироксина, способствует подавлению синтеза цитрат-лиазы, в результате чего ускоряется образование из цитрата ацетил-СоА как исходного субстрата для

770

III. МЕТАБОЛИЗМ

синтеза жирных кислот. При наличии ацетил-СоА стимулируется карбоксилирование пирувата (анаплероз, разд. 14.5) и ингибируется декарбоксилирование пирувата; в итоге ускоряется накопление NADPH, необходимого для синтеза жирных кислот (разд. 17.7). Активность фосфоенолпируваткарбоксилазы также повышается при голодании, диабете и при введении кортизола.

Ключевым ферментом в регуляции общей скорости распада и синтеза жирных кислот является изоцитратдегидрогеназа (разд. 12.2.2)—фермент цикла лимонной кислоты. Активность этого ми-тохондриального фермента подвергается аллостерической регуляции посредством АТР и АМР. При высоком уровне АТР дегидрогеназа ингибирована, и цитрат накапливается и уходит из митохондрий, что приводит к его доступности в цитоплазме для деградации до ацетил-СоА и, следовательно, для липогенеза. Когда уровень АТР низок и в митохондриях накапливается АМР, активность изоцитратдегндрогеназы значительно повышается, так как АМР является положительным эффектором этого фермента. В результате стимулируется активность всего цикла трикарбоновых кислот и лишь немного цитрата уходит из митохондрий. Показано, что аллостерическая регуляция активности изоцнтратдегидро-геназы играет ключевую роль в обеспечении клеточных потребностей в АТР, так как цикл лимонной кислоты является ответственным за удовлетворение основных энергетических нужд клетки.

В противоположность способности превращать углеводы в жирные кислоты организм млекопитающего не может осуществлять полное превращение жирных кислот в углеводы. Это обусловлено тем, что процесс образования ацетил-СоА и С02 из пирувата необратим, что препятствует непосредственному включению аце-тил-СоА в предшественники углеводов. Так как жирные кислоты разрушаются до ацетил-СоА, единственным возможным путем, посредством которого углеродные атомы жирной кислоты могут затем войти в молекулу углевода, является конденсация ацетил-СоА с оксалоацетатом с последующим вступлением его в цикл лимонной кислоты. Один «оборот» этого цикла дает оксалоацетат, который содержит атомы углерода, первоначально присутствовавшие в исходной жирной кислоте. Однако при этом образуется только одна молекула оксалоацетата и одна молекула его требуется для конденсации с ацетил-СоА; следовательно, нет выигрыша в количестве оксалоацетата. Хотя щавелевоуксусная кислота является потенциально глюкогенным продуктом (при декарбоксилировании до пирувата и обращении гликолиза), в результате окисления жирных кислот не может достигаться общий прирост количества глюкозы. Только у растений наблюдается нет го-синтез углеводов из запасных жирных кислот (разд. 14.9.1)—процесс, который протекает в прорастающих семенах.

17. МЕТАБОЛИЗМ ЛИПИДОВ. ?

771

17.10.1.1. Энергетические аспекты липогеиеза из углеводов

Как уже отмечалось, липогенез происходит в основном в цитоплазме из ацетил-СоА, в то время как образование ацетил-СоА из пировиноградной кислоты осуществляется в митохондриях. Транслокация ацетил-СоА происходит преимущественно путем образования лимонной кислоты; ацетил-СоА регенерируется в цитоплазме под действием цитрат-лиазы (разд. 14.5.1). Ацетильная группа может быть также транспортирована через карнитиновый челнок.

Превращение глюкозы в пальмитиновую кислоту описывается суммарной реакцией, показывающей образование необходимого количества единиц ацетил-СоА.

4 глюкоза + 14NAD+ -f 14ADP + 14Р; + 02 + ?СоА ->-

-- 8 ацетил-СоА + 14NADH + 14Н+ -f ?С02 + I4ATP + 2Н20

Полный синтез пальмитиновой кислоты из ацетил-СоА может быть суммирован следующим образом:

8 ацетил-СоА + 7АТР + 14NADPH + 14Н+ ->

-»- пальмитиновая кислота + 7ADP + 7Р; + ?СоА + 14NADP+ + 6НаО

Хотя количество атомов углерода сбалансировано, окисление глюкозы дает NADH, в то время как синтез пальмитиновой кислоты требует NADPH, источником которого должно быть главным образом окисление глюкозо-6-фосфата с образованием рибулозо-5-фосфата-f 2NADPH (разд. 14.8). В печени и жировой ткани, где преобладает липогенез, фосфоглюконатный цикл очень активен. Рибулозо-5-фосфат регенерируется при трансальдолазной и траис-

кетолазной реакциях.

а) пируват^ + АТР + С02-->- оксалоацетатл -f- ADP -f- Pj (1 )

оксалоацетат^ -f- ацетил-СоАл -»- цитрат,, -f- СоА (2)

цитрат,, -»- цитратч (3)

б) цитратч + АТР -f- СоА ->- оксалоацетатч -f- ацетил-СоАч + ADP + Pj (4)

оксалоацетатч + NADH4 + Н+ ->- малатч + NAD+ (5)

малат,4 + NADP+ -*¦ пируватч + NADPH4 + Н+ + С02 (6)

суммарная реакция: ацетил-Со^л -f- 2??? + NADH4 + NADP+ ->-

*

-» ацетил-С0Ач + 2ADP + Р; + NAD+ -f NADPH4

Некоторая ча

страница 47
< 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
(12.11.2019)