Биологический каталог




Основы биохимии. Том 2

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

тидиндифосфохолина 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

страница 51
< 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
(21.10.2019)