|
|
Основы биохимии. Том 2тидиндифосфохолина как ключевого промежуточного вещества; его структура подобна структуре CDP-этаноламина, и синтезируется он путем аналогичных реакций. Фосфохолин образуется в киназиой реакции, подобной таковой с этаноламином. О Mg2+ II + холин + АТР ->- "О— Р— OCH2CH2N(CH3)3 + ADP ОН фосфохолин Образование CDP-холина из СТР и фосфохолина происходит аналогично образованию CDP-этаноламина из СТР и фосфоэта-ноламина Mg2+ цитидинтрифогфат + фосфохолин -*¦ цитидиндифосфохолин 4- PPi PPi высвобождается из СТР Взаимодействие цитидиндифосфохолина (CDP-холина) с 1,2-диацилглицерином дает фосфатидилхолин и цитидинмонофосфат R'COOCH2 R"COOCH + CDP-холин I Н2СОН L-1,2-диацилглицерин R'COOCH2 м?3+ I =<=* RTOOCH О -f-CMP I II + H2CO—?—OCH2CH2N(CH3)3 cr фосфатидилхолин 18. МЕТАБОЛИЗМ ЛИПИДОВ. II 787 Большими потребностями в фосфатидилхолине отличаются мозг и другие типы нервных тканей (гл. 37). Согласно некоторым данным, может происходить и метилирование свободного этаноламина. Образование фосфатидилсерина. У млекопитающих фосфати-дилсерин образуется по реакции обмена Ся2+ фосфатидилэтаноламин -f- L-серин < ? фосфатидилсерин -)- этаноламин Фосфатидилсерин декарбоксилируется фосфатидилсерин-декар-боксилазой, представляющей собой митохондриальный фермент. фосфатидилсерин фо:фатидилэтаноламин -(- С02 Конечным результатом реакций обмена и декарбоксилирования является превращение серина в этаноламин. Это обеспечивает дополнительный резерв этаноламина для синтеза de novo фосфатидилхолина, как описано выше. Фосфатидилсерин-декарбоксилаза Е. coli локализована в мембране и содержит связанный с ГчГНг-кон-цевой группой остаток пировиноградной кислоты, который является существенным для действия фермента. Предполагаемый механизм действия таких декарбоксилаз обсуждается в разд. 22.5.3. Фосфатидилсерин Е. coli и других бактерий образуется через цитидиндифосфодиацилглицерин (CDP-диацилглицерин), который в свою очередь образуется из L-фосфатидной кислоты NH, 1-сг-фосфапгаа- Mg„ пая кислота + СТР , РР( + R'COOCH2 R"COOCH О I о НХ—О—Р—О—Р—о—сн. I I О- Сг- ОН он иитиЭинбифосфодиацилглнцерин Следующая стадия приводит к образованию фосфатидилсерина: CDP-диацилглицерин -f- L-серин ->- фосфатидилсерин -f- CMP У этих бактерий фосфатидилсерин декарбоксилируется, давая фос-фатидилэтаноламин, как описано выше. CDP-диацилглицерин образуется также в тканях млекопитающих и обеспечивает основной путь синтеза фосфатидилинозитидов и фосфатидилглицеринов. 788 III. МЕТАБОЛИЗМ Образование фосфатидилинозитидов и фосфатидилглицеринов. Производные глицерофосфата, не содержащие азота, широко распространены в природе и синтезируются путем реакций переноса. Мп2+ CDP-диацилглицерин -)- моноинозит-*¦ фосфатидилинозит -f- СМР Образование ди- и трифосфоинозитидов (разд. 3.3.2) происходит путем последовательного фосфорилирования моноинозитида сначала в 4-м, затем в 5-м положениях двумя специфическими кина-зами в присутствии АТР и или Mg2 ь, или Мп2+. Особенно богаты трифосфоинозитидом миелиновые мембраны мозга и нервной ткани. Фосфатидилглицерины (разд. 3.3.2.5) синтезируются при помощи такой же реакции. CDP-диацилглицерин глицерол-3-фосфат ->- ->¦ 3-фосфатидил-1 '-глицерофосфат 4- CAiP (1) фосфатаза З-фосфатидил-1 '-глицерофосфат-*¦ RCOOCHa Н2СОН R'COOCH О НСОН + Pi (2) I ? I н.с—о—?—о—сн, I О" З-фосфатидил-1 '-глицерин Дифосфатндилглицерин (кардиолипин) (разд. 3.3.2.3) образуется из двух молекул фосфатидилглицерина. При этом CDP-диацилглицерин, очевидно, требуется в качестве кофактора. Кардиолипин составляет 10% или более от липидов митохондриальной мембраны. 2 фосфатидилглицерин ->- кардиолипин -J- глицерин Взаимоотношения процессов синтеза фосфолипндов и триацилглицеринов показаны на рис. 18.1. Образование плазмалогенов. Ацильная группа моноацильного производного диоксиацетонфосфата обменивается на жирный спирт (образованный восстановлением жирной кислоты) с удержанием ?-водородных атомов и кислорода спирта. Природа этой реакции замещения неизвестна. О-алкилдиоксиацетонфосфат затем восстанавливается до О-алкклглицерилфосфата с участием NADPH или NADH в качестве доноров водорода. После этого происходит ацилирование с помощью СоА-производного жирной кислоты. Образовавшийся при этом 1-алкил-2-ацилглицерилфосфат затем подвергается дефосфорилированию и в ходе описанных ранее реакций превращается в алкильный аналог фосфоглицеридов, содержащий холин, этаноламин или серин. 1-Алкил-2-ацилглице- биокдиацетонфосфат глицерин + АТР ь-глицерол-з-фосфат .+2RCOCOA моноацилглицерин ацилЭиоксиацетонфосфат + АТР / / йифосфоиноаитиЭы l-лиэофосфатианая кислота / и Эр. Trcocoa L-фосфагпианая кислота RCOCoA холин триацилглицерин ДТП -»- фосфорилхолин фосфатаза Ы,2-Эиаи,илггицерин СЭР-Зиаиилглицерин + '+атр фосфат иЭ ил и нози т + инозит CDP-холин ЛИЗофосфатиЭилхолин RCOCoA, фосфатиЭилиолин +«рин — этанол-/ амин Ч -фосфат иЭилхо j ? ин фосфатиЭилэтаноламин' фосфатиЭилЭиметиламиноэтанол -«—2-?3- фосфатибилмономети-эмино этанол ЭифосфатиЭилглицерин (карЭиолипин) этаноламин JATP фосфоэтаноламин jctp '-этаноламин + -Эиацилглицерин JCOP-: II-1,2-Е > 01 О ъ К f ъ К S и о я Рис. 18.1. Схема некоторых взаимосвязей синтеза фосфоглицеридов и триацилглицеринов у млекопитающих. «CHj» обозначает метильную группу, которая переносится от S-аденозилметионнна. Очевидно, что существуют метаболические пути, в которых глицерин, моиоацилглицерииы и диацилглицерины могут быть использованы для образования триацилглицеринов или фосфоглицеридов. Ключевым промежуточным продуктом является фосфатидная кислота. 3 790 ill. МЕТАБОЛИЗМ ® h2COOCR © H2COCH2CH2R' ® H2COCH2CH2R' +HOCH2CH2R' I c=o -rrrr^—> c=o NADPH + ->HOCH -HOOCR j or NADH + ? h2copo32" h2copo3j- h2c0p03l" +R"COSCoA -H20 -CoASH ® H2COCH2CH2R' © H2COCH2CH2R' H2CQCH2CH2R' r'cooch + CDP R'COOCH R'COOCH О II H2COPOCH2CH2NH3+ I o_ — CMP H,COH *" + H20;-P, H2c0p03j~ + NADPH or NADH + o2 H,COCH = CHR' 1ССООСН I и h,copoch2ch2nh3+ I o_ Рис. 18.2. Образование плазмалогена. A — ыоноацилдиоксиацетонфосфат; Б — 1-алкилдиоксиацетонфосфат; В — О-алкилглицерофосфат; Г— 1-алкил-2-ацилгли-иерофосфат; Д— 1-алкил-2-ацилглицерин; ?— 1-алкил-2-ацилфосфатидилэтанол-аыин; Ж — содержащий этаноламин плазмалоген, или 1-алкенил-2-ацилфосфати- дилэтаноламин. 18. МЕТАБОЛИЗМ ЛИПИДОВ. ii 791 рилфосфоэтаноламин превращается в плазмалоген под действием специфической десатуразы в присутствии 02 и NADH или NADPH. Этот процесс изображен на рис. 18.2. 18.1.3. Действие фосфолипаз Известно несколько фосфолипаз, специфично гидролизующих одну или более связей в фосфолипидах. Эти ферменты с успехом применялись при изучении структуры фосфолипидов, а также при установлении путей их расщепления. На приведенной ниже формуле большими буквами обозначены связи в молекуле фосфатидилхолина, чувствительные к действию расщепляющих ферментов- RCO—ОСН2 1 R'CO—ОСН 2 О Н2СО—? — OCH2CH2Ns(CH3)3 о- Ферменты, отщепляющие одну ацильную группу фосфолипидов, называются фосфолипазами А. Гидролиз связи А осуществляется фосфолипазой А\, связи В — фосфолипазой А2. В результате действия фосфолипазы А2, присутствующей в виде профермента в соке поджелудочной железы, образуется лизо-фосфатидилхолин (разд. 3.3.2.1)—сильное ПАВ, обладающее к тому же мощным гемолитическим действием. Некоторые змеиные яды также содержат подобные ферменты, активные только в присутствии Са2+. Фосфолипаза А2 расщепляет связь В также в фос-фатидилэтаноламине и в холин- и этаноламинсодержащих плазма-логенах. Действие фосфолипазы А2 приводит к высвобождению' арахидоновой или гомо-у-линоленовой кислот, исходных субстратов для синтеза простагландинов (гл. 19). Лизофосфолипаза сока поджелудочной железы и других тканей катализирует гидролиз одной сложноэфирной связи в положении А лизофосфатидилхолина или лизофосфатидилэтаноламина. Са2+ лизофосфатидилхолин + Н20 ->- глицерилфосфохолин -)- жирная кислота Фосфолипаза В гидролизует как связь А, так и связь В. Наряду с фосфолипазами описан широко распространенный у млекопитающих фермент, катализирующий ресинтез фосфатидилхолина из его лизоформы и СоА-производного соответствующей жирной кислоты. лизофосфатидилхолин + RCO-CoA фосфатидилхолин -)- СоА 792 III. МЕТАБОЛИЗМ Фосфолипаза С, которая расщепляет связь С, найдена в ?-токсине Clostridium welchii и других штаммов клостридии и бацилл. ¦Фосфолипаза D, которая была найдена только в растительных тканях, катализирует реакции переноса фосфатидильного остатка, так же как и гидролитическое расщепление концевой фосфоди-эфирной связи (в положении D) глицерофосфатидов, содержащих холин, этаноламин, серин или глицерин с образованием фосфатид-«ой кислоты. Обе реакции активируются Са2+. Реакцию (2), описывающую перенос фосфатидильного остатка, можно рассматривать в качестве механизма синтеза и обмена фосфолипидов. 18.2. Сфинголипиды ??8.2.1. Образование сфингозинов Длинноцепочечные алифатические основания, например сфин-ганин (дигидросфингозин) и сфингенин (сфингозин), синтезируются в животных тканях, например в мозге: фосфоглицерид + Н20 ->¦ 1,2-диацилглицерин 4- фосфорилированное азотистое основание фосфатидилхолин 4- Н20 фосфатидилхолин -)- ROH фосфатидная кислота 4- холин фосфатидил—OR + холин (1) (2) I NH2 пальмитоил-СоА L-серин О II СН3(СН2)14—с—сн—СН2ОН + со, NH2 3-дегидросфинганин (1) редуктаза 3-дегидросфинганин 4- NADPH 4 Н+ ОН СН3 —(CH2)j4—СН—СН—СН2ОН + NADP+ (2) NH. 2 оч:фингаиин 18. МЕТАБОЛИЗМ ЛИПИДОВ. II 793 Заметим, что в реакции (1) карбоксильная группа серина теряется в виде С02 и что углеродные атомы 1 и 2 получаемого продукта берут начало из а- и ?-углеродных атомов серина, от которого ведет свое происхождение и аминогруппа. Р |
< 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] |