Biosinteza acizilor grași, succesiunea reacțiilor. reglarea biosintezei. Sinteza acizilor grași Reacții de sinteză a acizilor grași

Substratul pentru sinteza VFA este acetil-CoA, însă în timpul sintezei acizi grași(LC) în fiecare ciclu de alungire, nu se utilizează acetil-CoA în sine, ci derivatul său, malonil-CoA.

Această reacție este catalizată de enzima acetil-CoA carboxilază, o enzimă cheie în sistemul multienzimatic al sintezei FA. Activitatea enzimei este reglată de tipul de feedback negativ. Inhibitorul este un produs de sinteză: acil-CoA cu lanț lung (n=16) - palmitoil-CoA. Activatorul este citratul. Partea non-proteică a acestei enzime conține vitamina H (biotină).

Ulterior, în timpul sintezei acizilor grași, molecula de acil-CoA este alungită treptat cu 2 atomi de carbon pentru fiecare pas din cauza malonil-CoA, care pierde CO 2 în acest proces de alungire.

După formarea malonil-CoA, principalele reacții ale sintezei acizilor grași sunt catalizate de o enzimă - sintetaza acizilor grași (fixată pe membranele reticulului endoplasmatic). Sinteza acizilor grași conține 7 situsuri active și o proteină purtătoare de acil (ACP). Locul de legare a malonil-CoA conține o componentă non-proteică, vitamina B 3 (acid pantotenic). Secvența unui ciclu de reacții pentru sinteza HFA este prezentată în Fig. 45.

Fig.45. Reacții pentru sinteza acizilor grași superiori

După sfârșitul ciclului, acil-APB intră în următorul ciclu de sinteză. O nouă moleculă de malonil-CoA este atașată la grupa SH liberă a proteinei purtătoare de acil. Apoi, reziduul de acil este scindat, este transferat în restul de malonil (cu decarboxilare simultană) și ciclul de reacții se repetă.

Astfel, lanțul de hidrocarburi al viitorului acid gras crește treptat (cu doi atomi de carbon pentru fiecare ciclu). Aceasta se întâmplă până când se prelungește la 16 atomi de carbon (în cazul sintezei acidului palmitic) sau mai mult (sinteza altor acizi grași). În urma acesteia, are loc tioliza și forma activă a acidului gras, acil-CoA, se formează în formă finită.

Pentru cursul normal al sintezei acizilor grași superiori, sunt necesare următoarele condiții:

1) Aportul de carbohidrați, în timpul oxidării cărora se formează substraturile necesare și NADPH 2.

2) Încărcarea cu energie ridicată a celulei - continut ridicat ATP, care asigură eliberarea citratului din mitocondrii în citoplasmă.

Caracteristici comparative ale b-oxidării și sintezei acizilor grași superiori:

1 . b-oxidarea are loc în mitocondrii, iar sinteza acizilor grași are loc în citoplasma de pe membranele reticulului endoplasmatic. Cu toate acestea, acetil-CoA format în mitocondrii nu poate trece prin membrane. Prin urmare, există mecanisme pentru transportul acetil-CoA de la mitocondrii la citoplasmă cu participarea enzimelor ciclului Krebs (Fig. 46).

Fig.46. Mecanismul de transport al acetil-CoA din mitocondrii la citoplasmă.

Enzimele cheie ale TCA sunt citrat sintaza și izocitrat dehidrogenaza. Principalii regulatori alosterici ai acestor enzime sunt ATP și ADP. Dacă există mult ATP în celulă, atunci ATP acționează ca un inhibitor al acestor enzime cheie. Cu toate acestea, izocitrat dehidrogenaza este inhibată de ATP mai mult decât citrat sintetaza. Aceasta duce la acumularea de citrat și izocitrat în matricea mitocondrială. Odată cu acumularea, citratul părăsește mitocondriile și intră în citoplasmă. Citoplasma conține enzima citrat liaza. Această enzimă descompune citratul în PAA și acetil-CoA.

Astfel, condiția pentru eliberarea acetil-CoA din mitocondrii în citoplasmă este o bună aprovizionare cu ATP în celulă. Dacă există puțin ATP în celulă, atunci acetil-CoA este scindat în CO2 și H2O.

2 . În timpul b-oxidării, intermediarii sunt asociați cu HS-CoA, iar în timpul sintezei acizilor grași, intermediarii sunt asociați cu o proteină purtătoare de acil (ACP) specifică. Aceasta este o proteină complexă. Partea sa non-proteică este similară ca structură cu CoA și constă din tioetilamină, acid pantotenic (vitamina B 3) și fosfat.

3 . În b-oxidare, NAD și FAD sunt folosite ca oxidant. În sinteza acizilor grași este necesar un agent reducător - se utilizează NADP * H 2.

Există 2 surse principale de NADP * H 2 în celulă pentru sinteza acizilor grași:

a) calea pentozo-fosfatului de descompunere a carbohidraților;

Sinteza grăsimilor se realizează în principal din carbohidrați care au venit în exces și nu sunt folosiți pentru a umple rezervele de glicogen. În plus, în sinteza sunt implicați și unii aminoacizi. Excesul de hrană contribuie, de asemenea, la acumularea de grăsime.

Elementul de bază pentru sinteza acizilor grași în citosolul celulei este acetil-CoA, care provine în principal din mitocondrii. Acetil Co-A singur nu poate difuza în citosolul celulei, deoarece membrana mitocondrială este impermeabilă la aceasta. Inițial, acetil-CoA intramitocondrial interacționează cu oxalacetatul, ducând la formarea citratului. Reacția este catalizată de enzima citrat sintază. Citratul rezultat este transportat prin membrana mitocondrială în citosol folosind un sistem special de transport tricarboxilat.

În citosol, citratul reacționează cu HS-CoA și ATP, descompunându-se din nou în acetil-CoA și oxalacetat. Această reacție este catalizată de ATP citrat liaza. Deja în citosol, oxaloacetatul este redus la malat cu participarea malat dehidrogenazei citosolice. Acesta din urmă, cu ajutorul sistemului de transport de dicarboxilați, revine în matricea mitocondrială, unde este oxidat în oxalacetat.

Există două tipuri de complecși de sintetază care catalizează biosinteza acizilor grași, ambele localizate în partea solubilă a celulei. În bacterii, plante și forme inferioare de animale, cum ar fi euglena, toate enzimele individuale ale sistemului sintetazei se găsesc ca polipeptide autonome; radicalii acil sunt legați de unul dintre ei, numită proteină purtătoare de acil (ACP). La drojdii, mamifere și păsări, sistemul sintetazei este un complex multienzimatic care nu poate fi împărțit în componente fără a-i perturba activitatea, iar APB face parte din acest complex. Atât ACP bacterian, cât și complexul polienzimatic ACP conțin acid pantotenic sub formă de 4/-fosfopanteină. În sistemul sintetazei, APB joacă rolul CoA. Complexul sintetazei care catalizează formarea acizilor grași este un dimer. La animale, monomerii sunt identici și sunt formați dintr-un lanț polipeptidic, incluzând 6 enzime care catalizează biosinteza acizilor grași și APB cu o grupă SH reactivă aparținând 4/-fosfopanteinei. În imediata apropiere a acestui grup se află o altă grupare sulfhidril aparținând unui reziduu de cisteină, care face parte din 3-cetoacil-sitaza (enzima de condensare), care face parte dintr-un alt monomer. Deoarece participarea ambelor grupări sulfhidril este necesară pentru manifestarea activității sitazei, complexul de sintetază este activ doar ca dimer.

Prima reacție de biosinteză a acizilor grași este carboxilarea acetil-CoA, care necesită ioni de bicarbonat, ATP și mangan. Catalizează reacția acetil-CoA carboxilază. Enzima aparține clasei ligazelor și conține biotină ca grup protetic.

Reacția se desfășoară în două etape: I - carboxilarea biotinei cu participarea ATP și II - transferul grupării carboxil la acetil-CoA, ducând la formarea malonil-CoA:

Malonil-CoA este complexat cu SH-ACP de către enzima malonil transacilază. În următoarea reacție, acetil-S-APB și malonil-S-APB interacționează. Există o eliberare a grupării carboxil a malonil-S-APB sub formă de CO2. Acetoacetil-S-ACP cu participarea reductazei dependente de NADP+ este redusă pentru a forma b-hidroxibutiril-S-ACP. Mai mult, reacția de hidratare a b-hidroxibutiril-S-APB conduce la formarea crotonil-b-hidroxibutiril-S-APB, care este redusă de reductază dependentă de NADP+ pentru a forma butiril-S-APB. În plus, ciclul de reacții considerat se repetă: butiril-S-APB rezultat reacționează cu o altă moleculă de malonil-S-APB cu eliberarea unei molecule de CO2 (Fig. 42).

Orez. 42. Biosinteza acizilor grași

În cazul sintezei acidului palmitic (C 16), este necesar să se repete șase reacții, începutul fiecăruia dintre cicluri va fi adăugarea unei molecule de malonil-S-APB la capătul carboxil al acidului gras sintetizat. lanţ. Astfel, prin adăugarea unei molecule de malonil-S-APB, lanțul de carbon al acidului palmitic sintetizat este mărit cu doi atomi de carbon.

În comparație cu glicogenul, grăsimile reprezintă o formă mai compactă de stocare a energiei, deoarece sunt mai puțin oxidate și hidratate. În același timp, cantitatea de energie rezervată sub formă de lipide neutre în celulele adipoase nu este limitată în niciun fel, spre deosebire de glicogen. Procesul central în lipogeneză este sinteza acizilor grași, deoarece aceștia fac parte din aproape toate grupele de lipide. În plus, trebuie amintit că principala sursă de energie din grăsimi care poate fi transformată în energia chimică a moleculelor de ATP sunt procesele de transformări oxidative ale acizilor grași.

caracteristici generale biosinteza acizilor grași:

1. Acizii grași pot fi sintetizați din carbohidrați alimentari prin piruvat sau din aminoacizi (dacă sunt în exces) și se acumulează sub formă de triacilgliceroli

2. Locul principal al sintezei - ficat. În plus, acizii grași sunt sintetizați în multe țesuturi: rinichi, creier, glanda mamară, țesut adipos.

3. Enzimele de sinteză sunt localizate în citosol celule, spre deosebire de enzimele de oxidare a acizilor grași care se găsesc în mitocondrii.

4. Sinteza acizilor grași provine din acetil-CoA.

5. Pentru sinteza acizilor grași sunt necesari NADPH, ATP, Mn2+, biotină și CO2.

Sinteza acizilor grași are loc în 3 etape.

1) transportul acetil-CoA din mitocondrii la citosol; 2) formarea malonil-CoA; 3) alungirea acidului gras cu 2 atomi de carbon datorită malonil-CoA pentru a forma acid palmitic.

1.Transportul acetil-CoA de la mitocondrii la citosol se efectuează folosind mecanismul navetă cu citrat (Fig. 13.5)

Orez. 10.5. Diagrama simplificată a navetei citratului și a formării NADPH

1.1. Citrat sintetaza catalizează reacția interacțiunii dintre PAA și acetil-CoA cu formarea citratului

1.2. Citratul este transportat în citosol folosind un sistem de transport specific.

1.3. În citosol, citratul interacționează cu HS-KoA și, sub acțiunea citrat-liazei și ATP, se formează acetil-CoA și PAA.

1.4. Știuca se poate întoarce în mitocondrii cu ajutorul translocazei, dar mai des este redusă la malat prin acțiunea malat dehidrogenazei dependente de NAD +.

1.5. Malatul este decarboxilat de malat dehidrogenaza dependentă de NADP ( Enzima Malik): NADPH + H + rezultat (50% din necesar) este utilizat pentru sinteza acizilor grași. În plus, generatoarele NADPH + H + (50%) sunt calea pentozo-fosfatuluiși izocitrat dehidrogenază.

1.6.Piruvatul este transportat în mitocondrii și, sub acțiunea piruvat carboxilază, se formează PAA.

2.Formarea malonil-CoA. Acetil-CoA este carboxilat de acetil-CoA carboxilază. Aceasta este o reacție dependentă de ATP care necesită vitamina H (biotină) și CO2.

Această reacție limitează viteza întregului proces de sinteză a acizilor grași: activatori - citrat și insulină, inhibitor - acid gras sintetizat și glucagon.

3.Alungirea acizilor grași. Procesul are loc cu participare complex multienzima sintază. Este format din două lanțuri polipeptidice. Fiecare lanț polipeptidic conține 6 enzime de sinteză a acizilor grași ( transacilază, cetoacil sintază, cetoacil reductază, hidrază, enoil reductază, tioesterază). Enzimele sunt legate între ele prin legături covalente. Proteina de transfer de acil (ACP) este, de asemenea, parte a lanțului polipeptidic, dar nu este o enzimă. A lui funcţie asociat cu transferul radicali acil. Grupurile SH joacă un rol important în procesul de sinteză. Unul dintre ele aparține 4-fosfopanteinei, care face parte din ACP, iar al doilea aparține cisteinei enzimei cetoacil sintetazei. Primul se numește central, iar al doilea periferic grupa SH.

Formarea malonil-CoA

Prima reacție a sintezei FA este conversia acetil-CoA în malonil-CoA. Această reacție de reglare în sinteza FA este catalizată de acetil-CoA carboxilază.

Acetil-CoA carboxilaza este compusă din mai multe subunități care conțin biotină.

Reacția se desfășoară în 2 etape:

• 1) CO 2 + biotină + ATP > biotină-COOH + ADP + Fn
• 2) acetil-CoA + biotină-COOH > malonil-CoA + biotină

Acetil-CoA carboxilaza este reglată în mai multe moduri:

• 1) Asocierea/disocierea complexelor subunităților enzimatice. În forma sa inactivă, acetil-CoA carboxilaza este un complex de 4 subunități. Citratul stimulează asocierea complexelor, în urma cărora activitatea enzimei crește. Palmitoil-CoA determină disocierea complexelor și scăderea activității enzimatice;
• 2) Fosforilarea/defosforilarea acetil-CoA carboxilază. Glucagonul sau adrenalina prin sistemul de adenil-ciclază stimulează fosforilarea subunităților de acetil-CoA carboxilază, ceea ce duce la inactivarea acesteia. Insulina activează fosfoprotein fosfataza, acetil-CoA carboxilaza este defosforilată. Apoi, sub acțiunea citratului, are loc polimerizarea protomerilor enzimei, iar aceasta devine activă;
• 3) Consumul pe termen lung de alimente bogate în carbohidrați și sărace în lipide duce la creșterea secreției de insulină, ceea ce induce sinteza acetil-CoA carboxilază, palmitat sintaza, citrat liază, izocitrat dehidrogenază și accelerează sinteza acizilor grași și TG. . Foametea sau hrana bogata in grasimi duce la scaderea sintezei enzimelor si, in consecinta, a acizilor grasi si a trigliceridelor.

Formarea acidului palmitic

După formarea malonil-CoA, sinteza acidului palmitic continuă pe complexul multienzimatic -- sintaza acizilor grasi (palmitoil sintetaza) .

Palmitoil sintaza este un dimer format din două lanțuri polipeptidice identice. Fiecare lanț are 7 situsuri active și o proteină de transfer acil (ACP). Există 2 grupe SH în fiecare lanț: o grupă SH aparține cisteinei, cealaltă aparține unui rest de acid fosfoanteteic. Gruparea cisteină SH a unui monomer este situată lângă grupa SH 4-fosfoanteteinat a altui protomer. Astfel, protomerii enzimei sunt aranjați cap la coadă. Deși fiecare monomer conține toate situsurile catalitice, un complex de 2 protomeri este activ funcțional. Prin urmare, 2 LC-uri sunt de fapt sintetizate simultan.

Acest complex prelungește succesiv radicalul FA cu 2 atomi de C, al cărui donor este malonil-CoA.

Reacții pentru sinteza acidului palmitic

• 1) Transferul acetilului de la CoA la grupul SH al cisteinei de către centrul acetiltransacilază;
• 2) Transferul malonilului de la CoA la gruparea SH a APB de către centrul malonil transacilazei;
• 3) Centrul cetoacil sintetazei condensează gruparea acetil cu gruparea malonil pentru a forma cetoacil și eliberează CO 2 .
• 4) Cetoacil este redus de cetoacil reductază la hidroxiacil;
• 5) Oxiacil este deshidratat de hidrazăză la enoil;
• 6) Enoil este redus de enoil reductază la acil.

Ca rezultat al primului ciclu de reacții, se formează un acil cu 4 atomi de C (butiril). Apoi, butirilul este transferat din poziția 2 în poziția 1 (unde acetilul a fost localizat la începutul primului ciclu de reacții). Apoi, butiril suferă aceleași transformări și se prelungește cu 2 atomi de C (din malonil-CoA).

Cicluri similare de reacții se repetă până când se formează un radical de acid palmitic, care, sub acțiunea centrului tioesterazei, este separat hidrolitic de complexul enzimatic, transformându-se în acid palmitic liber.

Ecuația generală pentru sinteza acidului palmitic din acetil-CoA și malonil-CoA este următoarea:

CH 3 -CO-SKoA + 7 HOOC-CH 2 -CO-SKoA + 14 NADPH 2> C 15 H 31 COOH + 7 CO 2 + 6

H20 + 8 HSKoA + 14 NADP+

Sinteza acidului palmitic (C16) din Acetil-CoA.

1) Apare în citoplasma celulelor hepatice și a țesutului adipos.

2) Semnificație: pentru sinteza grăsimilor și fosfolipidelor.

3) Scurgeri după masă (în perioada de absorbție).

4) Se formează din acetil-CoA obţinut din glucoză (glicoliză → ODPVP → Acetil-CoA).

5) În acest proces, se repetă secvenţial 4 reacţii:

condensare → reducere → deshidratare → reducere.

La sfârșitul fiecărui ciclu LCD se prelungeste cu 2 atomi de carbon.

Donorul 2C este malonil-CoA.

6) NADPH + H + participă la două reacții de reducere (50% provine din PFP, 50% din enzima MALIK).

7) Doar prima reacție are loc direct în citoplasmă (reglatoare).

Restul de 4 ciclice - pe un complex special de palmitat sintetază (sinteza doar a acidului palmitic)

8) În citoplasmă funcționează enzima reglatoare - Acetil-CoA-carboxilază (ATP, vitamina H, biotină, clasa IV).

Structura complexului palmitat sintază

Palmitat sintaza este o enzimă formată din 2 subunități.

Fiecare constă dintr-un PPC, care are 7 centre active.

Fiecare loc activ își catalizează propria reacție.

Fiecare PPC conține o proteină purtătoare de acil (ACP) pe care are loc sinteza (conține fosfopantetonat).

Fiecare subunitate are un grup HS. Într-una, grupa HS aparține cisteinei, în cealaltă, acidului fosfopantotenic.

Mecanism

1) Acetil-Coa, derivat din carbohidrați, nu poate intra în citoplasmă, unde sunt sintetizați acizii grași. Iese prin prima reacție a CTC - formarea citratului.

2) În citoplasmă, citratul se descompune în Acetil-Coa și oxalacetat.

3) Oxaloacetat → malat (reacție CTC în sens opus).

4) Malat → piruvat, care este folosit în OHDP.

5) Acetil-CoA → sinteza FA.

6) Acetil-CoA este transformat în malonil-CoA de către acetil-CoA carboxilază.

Activarea enzimei acetil-CoA carboxilază:

a) prin intensificarea sintezei subunităților sub acțiunea insulinei - se sintetizează separat trei tetrameri

b) sub acţiunea citratului se combină trei tetrameri, iar enzima este activată

c) în timpul postului, glucagonul inhibă enzima (prin fosforilare), sinteza grăsimilor nu are loc

7) un acetil CoA din citoplasmă se deplasează în grupul HS (din cisteină) al palmitat sintazei; un malonil-CoA per grupa HS a celei de-a doua subunități. Mai departe, palmitat sintaza apar:

8) condensarea lor (acetil CoA și malonil-CoA)

9) recuperare (donator - NADPH + H + de la PFP)

10) deshidratare

11) recuperare (donator - NADPH + H + din enzima MALIK).

Ca urmare, radicalul acil crește cu 2 atomi de carbon.

Mobilizarea grăsimilor

În timpul postului sau efortului fizic prelungit, glucagonul sau adrenalină sunt eliberate. Ele activează lipaza TAG în țesutul adipos, care se află în adipocite și se numește lipaza tisulară(sensibile la hormoni). Descompune grăsimile din țesutul adipos în glicerol și acizi grași. Glicerolul ajunge la ficat pentru gluconeogeneză. FA intră în sânge, se leagă de albumină și pătrund în organe și țesuturi, sunt folosite ca sursă de energie (de toate organele, în afară de creier, care utilizează glucoză și corpi cetonici în timpul postului sau exercițiilor prelungite).

Pentru mușchiul inimii, acizii grași sunt principala sursă de energie.

β-oxidare

β-oxidare- procesul de scindare a LC în vederea extragerii energiei.

1) Calea specifică a catabolismului FA către acetil-CoA.

2) Apare în mitocondrii.

3) Include 4 reacții repetitive (adică ciclice condiționat):

oxidare → hidratare → oxidare → despicare.

4) La sfârșitul fiecărui ciclu, FA se scurtează cu 2 atomi de carbon sub formă de acetil-CoA (intră în ciclul TCA).

5) 1 și 3 reacții - reacții de oxidare asociate cu CPE.

6) Participa vit. B 2 - coenzima FAD, vit. PP, NAD; acid pantotenic, HS-KoA.

Mecanismul transferului FA de la citoplasmă la mitocondrii.

1. FA trebuie activat înainte de a intra în mitocondrii.

Numai FA activat = acil-CoA poate fi transportat prin membrana dublă lipidică.

Purtătorul este L-carnitina.

Enzima reglatoare a β-oxidării este carnitina aciltransferaza-I (KAT-I).

2. CAT-I transportă acizii grași în spațiul intermembranar.

3. Sub acțiunea CAT-I, acil-CoA este transferat la purtătorul L-carnitină.

Se formează acilcarnitina.

4. Cu ajutorul unei translocaze încorporate în membrana internă, acilcarnitina se deplasează în mitocondrii.

5. În matrice, sub acțiunea CAT-II, FA este scindată din carnitină și intră în β-oxidare.

Carnitina revine înapoi în spațiul intermembranar.

reacții de β-oxidare

1. Oxidare: FA este oxidat cu participarea FAD (enzima acil-CoA-DG) → enoil.

FAD intră în CPE (p/o=2)

2. Hidratarea: enoil → β-hidroxiacil-CoA (enzima enoil-hidratază)

3. Oxidare: β-hidroxiacil-CoA → β-cetoacil-CoA (cu participarea NAD, care intră în CPE și are p/o=3).

4. Clivaj: β-cetoacil-CoA → acetil-CoA (enzimă tiolază, cu participarea HS-KoA).

Acetil-CoA → TCA → 12 ATP.

Acil-CoA (C-2) → următorul ciclu de β-oxidare.

Calculul energiei în timpul β-oxidării

Pe exemplul acidului meristic (14C).

Calculăm cât de mult acetil-CoA descompune acizii grași

½ n \u003d 7 → TCA (12ATP) → 84 ATP.

Numărați câte cicluri au nevoie pentru a se degrada

(1/2 n)-1=6 5(2 ATP pentru 1 reacție și 3 ATP pentru 3 reacție) = 30 ATP

Scădeți 1 ATP cheltuit pentru activarea acizilor grași din citoplasmă.

Total - 113 ATP.

Sinteza corpilor cetonici

Aproape tot acetil-CoA intră în TCA. O mică parte este folosită pentru sinteza corpilor cetonici = corpi acetonici.

Corpii cetonici- acetoacetat, β-hidroxibutirat, acetonă (în patologie).

Concentrația normală este de 0,03-0,05 mmol/l.

Sunt sintetizate numai în ficat din acetil-CoA obţinut prin β-oxidare.

Folosit ca sursă de energie de către toate organele, cu excepția ficatului (nu există enzimă).

Post prelungit sau Diabet concentrația de corpi cetonici poate crește de zece ori, tk. în aceste condiții, LC-urile sunt principala sursă de energie. În aceste condiții, are loc o β-oxidare intensă și tot acetil-CoA nu are timp să fie utilizat în TCA, deoarece:

lipsa de oxaloacetat (este folosit in gluconeogeneza)

· Ca urmare a β-oxidării, se formează mult NADH + H + (în 3 reacții), care inhibă izocitrat-DH.

Prin urmare, acetil-CoA merge la sinteza corpurilor cetonici.

pentru că corpii cetonici sunt acizi, determină o schimbare a echilibrului acido-bazic. Apare acidoza (din cauza cetonemie).

Nu au timp să fie utilizate și apar în urină ca o componentă patologică → ceturie. Există și miros de acetonă din gură. Această stare se numește cetoza.

Schimbul de colesterol

colesterolul(Xc) este un alcool monohidroxilic bazat pe ciclul ciclopentanperhidrofenantren.

27 de atomi de carbon.

Concentrația normală de colesterol este de 3,6-6,4 mmol/l, nu este permisă mai mult de 5.

privind construcția membranelor (fosfolipide: Xc = 1: 1)

sinteza acizilor grași

sinteza hormonilor steroizi (cortizol, progesteron, aldosteron, calcitriol, estrogen)

în piele sub acțiunea UV este utilizat pentru sinteza vitaminei D3 - colecalciferol.

Corpul conține aproximativ 140 g de colesterol (în principal în ficat și creier).

Necesarul zilnic - 0,5-1 g.

Conținute numaiîn produse de origine animală (ouă, unt, brânză, ficat).

Xc nu este folosit ca sursă de energie, deoarece. inelul său nu este scindat la CO2 și H2O și nu este eliberat ATP (nici o enzimă).

Excesul de Xc nu se excretă, nu se depune, se depune în peretele vaselor mari de sânge sub formă de plăci.

Organismul sintetizează 0,5-1 g de Xc. Cu cât se consumă mai mult cu alimente, cu atât este mai puțin sintetizat în organism (în mod normal).

Xc în organism este sintetizat în ficat (80%), intestine (10%), piele (5%), glandele suprarenale, glandele sexuale.

Chiar și vegetarienii pot avea un nivel ridicat de colesterol. sunt necesari doar carbohidrații pentru sinteza acestuia.

Biosinteza colesterolului

Se derulează în 3 etape:

1) în citoplasmă - înainte de formarea acidului mevalonic (similar cu sinteza corpurilor cetonici)

2) în EPR - până la squalenă

3) în EPR - la colesterol

Aproximativ 100 de reacții.

Enzima reglatoare este β-hidroximetilglutaril-CoA reductază (HMG reductază). Statinele care scad colesterolul inhibă această enzimă.)

Reglarea HMG reductazei:

a) Inhibat de principiul feedback-ului negativ de excesul de colesterol alimentar

b) Poate crește sinteza enzimei (estrogen) sau poate scădea (colesterol și calculi biliari)

c) Enzima este activată de insulină prin defosforilare

d) Dacă există multă enzimă, atunci excesul poate fi scindat prin proteoliză

Colesterolul este sintetizat din acetil-CoA derivate din carbohidrați(glicoliză → ODPVK).

Colesterolul rezultat din ficat este împachetat împreună cu grăsimea în VLDL non-sp. VLDL are apoproteina B100, intră în sânge, iar după adăugarea apoproteinelor C-II și E, se transformă în VLDL matur, care intră în LP-lipază. LP-lipaza elimină grăsimile (50%) din VLDL, lăsând LDL, constând din 50-70% esteri de colesterol.

Furnizează colesterol tuturor organelor și țesuturilor

· celulele au receptori în B100, prin care recunosc LDL și o absorb. Celulele reglează aportul de colesterol prin creșterea sau scăderea numărului de receptori B100.

În diabetul zaharat, poate apărea glicozilarea B100 (adaos de glucoză). În consecință, celulele nu recunosc LDL și apare hipercolesterolemia.

LDL poate pătrunde în vase (particulă aterogenă).

Mai mult de 50% din LDL este returnat la ficat, unde colesterolul este utilizat pentru sinteza calculilor biliari și inhibarea propriei sinteze a colesterolului.

Există un mecanism de protecție împotriva hipercolesterolemiei:

reglarea sintezei colesterolului propriu după principiul feedback-ului negativ

celulele reglează aportul de colesterol prin creșterea sau scăderea numărului de receptori B100

funcționarea HDL

HDL este sintetizat în ficat. Are o formă în formă de disc, conține puțin colesterol.

Funcții HDL:

Preia colesterolul în exces din celule și alte lipoproteine

furnizează C-II și E altor lipoproteine

Mecanismul de funcționare a HDL:

HDL are apoproteina A1 și LCAT (enzima lecitincolesterol aciltransferaza).

HDL intră în sânge, iar LDL vine la el.

LDL A1 recunoaște că au o mulțime de colesterol și activează LCAT.

LCAT scindează acizii grași din fosfolipidele HDL și îi transferă în colesterol. Se formează esteri de colesterol.

Esterii de colesterol sunt hidrofobi, deci trec în lipoproteine.

TEMA 8

METABOLISM: METABOLISM PROTEIN

Veverițe - Aceștia sunt compuși cu moleculare înaltă constând din resturi de α-aminoacizi, care sunt interconectați prin legături peptidice.

Legăturile peptidice sunt situate între gruparea α-carboxil a unui aminoacid și gruparea amino a altui α-aminoacid care urmează.

Funcțiile proteinelor (aminoacizi):

1) plastic (funcția principală) - proteinele mușchilor, țesuturilor, pietrelor, carnitina, creatina, unii hormoni și enzime sunt sintetizate din aminoacizi;

2) energie

a) în cazul aportului excesiv cu alimente (>100 g)

b) post prelungit

Particularitate:

Aminoacizii, spre deosebire de grăsimi și carbohidrați, nedepus .

Cantitatea de aminoacizi liberi din organism este de aproximativ 35 g.

Surse de proteine ​​pentru organism:

proteine ​​alimentare (sursa principala)

proteinele tisulare

sintetizat din carbohidrați.

bilantul de azot

pentru că 95% din tot azotul din organism aparține aminoacizilor, atunci schimbul lor poate fi judecat după bilantul de azot - raportul dintre azotul primit și excretat prin urină.

ü Pozitiv - se excretă mai puțin decât intră (la copii, gravide, în perioada de recuperare după o boală);

ü Negativ - se eliberează mai mult decât se primește ( varsta in varsta, punct boala prelungita);

ü Bilanțul de azot - la oameni sanatosi.

pentru că proteinele alimentare sunt principala sursă de aminoacizi, apoi vorbesc despre " completitudinea nutriției proteice ».

Toți aminoacizii sunt împărțiți în:

interschimbabile (8) - Ala, Gli, Ser, Pro, Glu, Gln, Asp, Asn;

parțial înlocuibil (2) - Arg, Gis (sintetizat lent);

înlocuibil condiționat (2) - Cys, Tyr (poate fi sintetizat cu conditia venit indispensabil - Met → Cys, Fen → Tyr);

· de neînlocuit (8) - Val, Ile, Lei, Liz, Met, Tre, Fen, Tpf.

În acest sens, proteinele sunt eliberate:

Complet - conține toți aminoacizii esențiali

ü Defect - nu conțin Met și Tpf.

Digestia proteinelor

Particularitati:

1) Proteinele sunt digerate în stomac, intestinul subtire

2) Enzime - peptidaze (clivarea legăturilor peptidice):

a) exopeptidaze - de-a lungul marginilor de la C-N-terminale

b) endopeptidaze - în interiorul proteinei

3) Enzimele stomacului și pancreasului sunt produse într-o formă inactivă - proenzime(pentru că și-ar digera propriile țesuturi)

4) Enzimele sunt activate prin proteoliză parțială (clivarea unei părți a PPC)

5) Unii aminoacizi sunt putrefiați în intestinul gros

1. În cavitatea bucală nu sunt digerate.

2. In stomac, proteinele actioneaza pepsină(endopeptidază). Se scindează legăturile formate din grupări amino aminoacizi aromatici(Tyr, Fen, Tpf).

Pepsina este produsă de celulele principale ca inactiv pepsinogen.

Celulele parietale produc acid clorhidric.

Funcțiile HCl:

ü Creează un pH optim pentru pepsină (1,5 - 2,0)

ü Activează pepsinogenul

ü Denaturează proteinele (facilitează acțiunea enzimei)

ü Acțiune bactericidă

Activarea pepsinogenului

Pepsinogenul sub acțiunea HCl este transformat în pepsină activă prin scindarea a 42 de aminoacizi lent. Pepsina activă activează apoi rapid pepsinogenul ( autocatalitic).

Astfel, în stomac, proteinele sunt descompuse în peptide scurte, care intră în intestine.

3. În intestin, enzimele pancreatice acționează asupra peptidelor.

Activarea tripsinogenului, chimotripsinogenului, proelastazei, procarboxipeptidazei

În intestin sub acțiunea enteropeptidazei este activată tripsinogen. Apoi activat din el tripsină activează toate celelalte enzime prin proteoliză parțială (chimotripsinogen → chimotripsină, proelastaza → elastaza, procarboxipeptidaza → carboxipeptidaza).

tripsină scindează legăturile formate din grupările carboxil Lys sau Arg.

Chimotripsinăîntre grupările carboxil ale aminoacizilor aromatici.

Elastază- legături formate din grupări carboxil ale Ala sau Gly.

Carboxipeptidaza scindează legăturile carboxil de la capătul C-terminal.

Astfel, în intestin se formează di-, tripeptide scurte.

4. Sub acțiunea enzimelor intestinale, acestea sunt descompuse în aminoacizi liberi.

Enzime - di-, tri-, aminopeptidaze. Nu sunt specifice speciei.

Aminoacizii liberi rezultați sunt absorbiți prin transportul activ secundar cu Na + (contra gradientului de concentrație).

5. Unii aminoacizi sunt putrefiați.

putrezind - un proces enzimatic de scindare a aminoacizilor în produşi slab toxici cu eliberare de gaze (NH 3, CH 4, CO 2, mercaptan).

Semnificație: pentru a menține activitatea vitală a microflorei intestinale (în timpul degradarii, Tyr formează produse toxice fenol și crezol, Tpf - indol și skatol). Produsele toxice intră în ficat și sunt neutralizate.

Catabolismul aminoacizilor

Calea principala- dezaminare - un proces enzimatic de separare a grupării amino sub formă de amoniac și formarea de cetoacid fără azot.

Dezaminarea oxidativă

Neoxidant (Ser, Tre)

Intramolecular (GIS)

Hidrolitic

Dezaminare oxidativă (de bază)

A) Direct - numai pentru Glu, pentru că deoarece toate celelalte enzime sunt inactive.

Se derulează în 2 etape:

1) Enzimatic

2) Spontan

Ca rezultat, se formează amoniac și α-cetoglutarat.

Funcții de transaminare:

ü Pentru că reacția este reversibilă, servește la sinteza aminoacizilor neesențiali;

ü Stadiul inițial al catabolismului (transaminarea nu este catabolism, deoarece numărul de aminoacizi nu se modifică);

ü Pentru redistribuirea azotului în organism;

ü Participă la mecanismul navetă malat-aspartat al transferului de hidrogen în glicoliză (reacția 6).

Pentru a determina activitatea ALT și ASTîn clinica pentru diagnosticarea bolilor inimii și ficatului, se măsoară coeficientul de Ritis:

La 0,6 - hepatită,

1 - ciroza,

10 - infarct miocardic.

Decarboxilarea aminoacizi - procesul enzimatic de scindare a grupării carboxil sub formă de CO 2 din aminoacizi.

Ca urmare, se formează substanțe biologic active - amine biogene.

Enzimele sunt decarboxilaze.

Coenzima - piridoxal fosfat ← vit. LA 6.

După acțiune, aminele biogene sunt neutralizate în 2 moduri:

1) Metilare (adăugarea de CH3; donor - SAM);

2) Oxidarea cu eliminarea grupării amino sub formă de NH 3 (enzima MAO - monoaminoxidază).