Biosinteza masnih kiselina najaktivnije se odvija u citosolu stanica jetre, crijeva, masnog tkiva u državi odmor ili nakon jela.

Konvencionalno se mogu razlikovati 4 faze biosinteze:

1. Stvaranje acetil-SCoA iz glukoze, drugih monosaharida ili ketogenih aminokiselina.

2. Prijenos acetil-SCoA iz mitohondrija u citosol:

  • može se kombinirati sa karnitin, baš kao što se više masne kiseline prenose unutar mitohondrija, ali ovdje transport ide u drugom smjeru,
  • obično uključeni u limunska kiselina nastali u prvoj CTC reakciji.

Citrat koji dolazi iz mitohondrija se cijepa u citosolu ATP citrat liaza na oksalacetat i acetil-SCoA.

Stvaranje acetil-SCoA iz limunske kiseline

Oksaloacetat se dalje reducira u malat, a potonji ili ulazi u mitohondrije (malat-aspartatni transfer) ili se dekarboksilira u piruvat pomoću jabučnog enzima ("jabučni" enzim).

3. Stvaranje malonil-SCoA iz acetil-SCoA.

Karboksilaciju acetil-SCoA katalizira acetil-SCoA karboksilaza, multienzimski kompleks od tri enzima.

Stvaranje malonil-SCoA iz acetil-SCoA

4. Sinteza palmitinske kiseline.

Provedeno multienzimski kompleks" sintaza masnih kiselina" (sinonim palmitat sintaza) koji uključuje 6 enzima i protein koji nosi acil (ACP).

Protein koji nosi acil uključuje derivate pantotenske kiseline - 6-fosfopantetein(FP) koji ima HS grupu, poput HS-CoA. Jedan od enzima kompleksa, 3-ketoacil sintaza, također ima HS grupu u sastavu cisteina. Međudjelovanje ovih skupina određuje početak i nastavak biosinteze masnih kiselina, odnosno palmitinske kiseline. Reakcije sinteze zahtijevaju NADPH.

Aktivne skupine sintaze masnih kiselina

U prve dvije reakcije, malonil-SCoA se sekvencijalno veže za fosfopantetein proteina koji nosi acil, a acetil-SCoA za cistein 3-ketoacil sintaze.

3-ketoacil sintaza katalizira treću reakciju – prijenos acetilne skupine na C 2 malonil uz eliminaciju karboksilne skupine.

Nadalje, keto skupina u reakcijama redukcije ( 3-ketoacil reduktaza), dehidracija (dehidrataza) i ponovno oporavak (enoil reduktaza) pretvara se u metilen i formira zasićeni acil, povezan s fosfopanteteinom.

Aciltransferaza prenosi nastali acil u cistein 3-ketoacil sintaze, malonil-SCoA je vezan za fosfopantetein i ciklus se ponavlja 7 puta dok se ne formira ostatak palmitinske kiseline. Nakon toga, palmitinsku kiselinu odcjepljuje šesti enzim kompleksa, tioesteraza.

Reakcije sinteze masnih kiselina

Produljenje lanca masnih kiselina

Sintetizirana palmitinska kiselina, ako je potrebno, ulazi u endoplazmatski retikulum. Ovdje sa malonil-S-CoA i NADPH lanac se produljuje do C 18 ili C 20 .

Nezasićene masne kiseline (oleinska, linolna, linolenska) također se mogu izdužiti uz stvaranje derivata eikosanoične kiseline (C 20). Ali dvostruku vezu uvode životinjske stanice ne više od 9 atoma ugljika, stoga se ω3- i ω6-višestruko nezasićene masne kiseline sintetiziraju samo iz odgovarajućih prekursora.

Na primjer, arahidonska kiselina može nastati u stanici samo u prisutnosti linolenske ili linolne kiseline. U ovom slučaju, linolna kiselina (18:2) je dehidrogenirana u γ-linolensku kiselinu (18:3) i produžena u eikozotriensku kiselinu (20:3), a potonja je dalje dehidrogenirana u arahidonsku kiselinu (20:4). Tako nastaju masne kiseline serije ω6

Za stvaranje masnih kiselina serije ω3, npr. timnodonske kiseline (20:5), neophodna je prisutnost α-linolenske kiseline (18:3), koja je dehidrirana (18:4), produžena (20:4). ) i ponovno dehidriran (20:5).

Acetil-CoA je supstrat za sintezu VFA, međutim, tijekom sinteze masnih kiselina (FA) u svakom ciklusu elongacije ne koristi se sam acetil-CoA, već njegov derivat, malonil-CoA.

Ovu reakciju katalizira enzim acetil-CoA karboksilaza, ključni enzim u višeenzimskom sustavu sinteze FA. Aktivnost enzima je negativno regulirana Povratne informacije. Inhibitor je produkt sinteze: acil-CoA s dugim lancem (n=16) - palmitoil-CoA. Aktivator je citrat. Neproteinski dio ovog enzima sadrži vitamin H (biotin).

Nakon toga, tijekom sinteze masnih kiselina, molekula acil-CoA postupno se izdužuje za 2 atoma ugljika za svaki korak zbog malonil-CoA, koji gubi CO 2 u tom procesu produljenja.

Nakon stvaranja malonil-CoA, glavne reakcije sinteze masnih kiselina katalizira jedan enzim - sintetaza masnih kiselina (fiksirana na membranama endoplazmatskog retikuluma). Sintetaza masnih kiselina sadrži 7 aktivnih mjesta i protein koji nosi acil (ACP). Vezno mjesto malonil-CoA sadrži neproteinsku komponentu, vitamin B3 (pantotensku kiselinu). Slijed jednog ciklusa reakcija za sintezu HFA prikazan je na slici 45.

Sl.45. Reakcije sinteze viših masnih kiselina

Nakon završetka ciklusa, acil-APB ulazi u sljedeći ciklus sinteze. Nova molekula malonil-CoA vezana je na slobodnu SH-skupinu proteina koji nosi acil. Zatim se acilni ostatak odcijepi, prenese na malonilni ostatak (uz istovremenu dekarboksilaciju) i ciklus reakcija se ponovi.

Dakle, ugljikovodični lanac buduće masne kiseline postupno raste (za dva atoma ugljika za svaki ciklus). To se događa dok se ne produlji na 16 atoma ugljika (u slučaju sinteze palmitinske kiseline) ili više (sinteza drugih masnih kiselina). Nakon toga dolazi do tiolize i aktivnog oblika masne kiseline, acil-CoA, nastaje u gotovom obliku.

Za normalan tijek sinteze viših masnih kiselina potrebni su sljedeći uvjeti:

1) Unos ugljikohidrata čijom oksidacijom nastaju potrebni supstrati i NADPH 2.

2) Visoki energetski naboj stanice - visok sadržaj ATP-a, koji osigurava otpuštanje citrata iz mitohondrija u citoplazmu.

Usporedne karakteristike b-oksidacije i sinteze viših masnih kiselina:

1 . b-oksidacija se odvija u mitohondrijima, a sinteza masnih kiselina u citoplazmi na membranama endoplazmatskog retikuluma. Međutim, acetil-CoA stvoren u mitohondrijima ne može sam proći kroz membrane. Stoga postoje mehanizmi za transport acetil-CoA iz mitohondrija u citoplazmu uz sudjelovanje enzima Krebsovog ciklusa (slika 46).

Sl.46. Mehanizam transporta acetil-CoA iz mitohondrija u citoplazmu.

Ključni enzimi TCA su citrat sintaza i izocitrat dehidrogenaza. Glavni alosterički regulatori ovih enzima su ATP i ADP. Ako u stanici ima puno ATP-a, tada ATP djeluje kao inhibitor ovih ključnih enzima. Međutim, izocitrat dehidrogenazu inhibira ATP više nego citrat sintetazu. To dovodi do nakupljanja citrata i izocitrata u matriksu mitohondrija. Akumulacijom citrat napušta mitohondrije i ulazi u citoplazmu. Citoplazma sadrži enzim citrat-liazu. Ovaj enzim razgrađuje citrat na PAA i acetil-CoA.

Dakle, uvjet za oslobađanje acetil-CoA iz mitohondrija u citoplazmu je dobra opskrbljenost stanice ATP-om. Ako u stanici ima malo ATP-a, tada se acetil-CoA cijepa na CO2 i H2O.

2 . Tijekom b-oksidacije, intermedijeri su povezani s HS-CoA, a tijekom sinteze masnih kiselina, intermedijeri su povezani sa specifičnim proteinom koji nosi acil (ACP). Ovo je složen protein. Njegov neproteinski dio po strukturi je sličan CoA, a sastoji se od tioetilamina, pantotenske kiseline (vitamin B 3) i fosfata.

3 . U b-oksidaciji, NAD i FAD se koriste kao oksidansi. U sintezi masnih kiselina potrebno je redukcijsko sredstvo - koristi se NADP * H 2 .

Postoje 2 glavna izvora NADP * H 2 u stanici za sintezu masnih kiselina:

a) pentozofosfatni put razgradnje ugljikohidrata;

Sinteza masti u tijelu odvija se uglavnom iz ugljikohidrata koji dolaze u višku i ne koriste se za sintezu glikogena. Osim toga, neke aminokiseline također sudjeluju u sintezi lipida. U usporedbi s glikogenom, masti predstavljaju kompaktniji oblik skladištenja energije jer su manje oksidirane i hidrirane. Istodobno, količina energije rezervirane u obliku neutralnih lipida u masnim stanicama nije ni na koji način ograničena, za razliku od glikogena. Središnji proces u lipogenezi je sinteza masnih kiselina, jer one ulaze u sastav gotovo svih lipidnih skupina. Osim toga, treba imati na umu da su glavni izvor energije u mastima koji se mogu pretvoriti u kemijsku energiju molekula ATP-a procesi oksidativnih transformacija masnih kiselina.

Biosinteza masnih kiselina

Strukturni prekursor za sintezu masnih kiselina je acetil-CoA. Ovaj spoj nastaje u mitohondrijskom matriksu uglavnom iz piruvata kao rezultat njegove reakcije oksidativne dekarboksilacije, kao iu procesu p-oksidacije masnih kiselina. Posljedično, lanci ugljikovodika se sklapaju tijekom sekvencijalnog dodavanja fragmenata s dva ugljika u obliku acetil-CoA, tj. biosinteza masne kiseline odvija se na isti način, ali u suprotnom smjeru od p-oksidacije.

Međutim, postoji niz značajki koje razlikuju ova dva procesa, zbog kojih oni postaju termodinamički povoljni, ireverzibilni i različito regulirani.

Treba napomenuti glavni razlikovna obilježja anabolizam masnih kiselina.

  • Sinteza zasićenih kiselina s duljinom lanca ugljikovodika do C 16 (palmitinska kiselina) u eukariotskim stanicama odvija se u citosolu stanice. Daljnje produljenje lanca događa se u mitohondrijima i dijelom u ER-u, gdje se zasićene kiseline pretvaraju u nezasićene.
  • Termodinamički je važna karboksilacija acetil-CoA i njegova transformacija u malonil-CoA (COOH-CH 2 -COOH), za čije nastajanje je potrebna jedna makroergička veza molekule ATP. Od osam molekula acetil-CoA potrebnih za sintezu palmitinske kiseline, samo jedna ulazi u reakciju u obliku acetil-CoA, preostalih sedam u obliku malonil-CoA.
  • NADPH djeluje kao donor redukcijskih ekvivalenata za redukciju keto skupine u hidroksi skupinu, dok se NADH ili FADH 2 reducira tijekom reverzne reakcije tijekom p-oksidacije. u reakcijama dehidrogenacije acil-CoA.
  • Enzimi koji kataliziraju anabolizam masnih kiselina kombinirani su u jedan multienzimski kompleks, nazvan "sintetaza viših masnih kiselina".
  • U svim fazama sinteze masnih kiselina, aktivirani acilni ostaci povezani su s proteinom koji nosi acil, a ne s koenzimom A, kao u procesu p-oksidacije masnih kiselina.

Transport intramitohondrijskog acetil-CoA u citoplazmu. Acetil-CoA nastaje u stanici uglavnom u procesu intramitohondrijskih oksidacijskih reakcija. Poznato je da je mitohondrijska membrana nepropusna za acetil-CoA.

Poznata su dva transportna sustava koji osiguravaju prijenos acetil-CoA iz mitohondrija u citoplazmu: ranije opisani acil-karnitinski mehanizam i citratni transportni sustav (slika 23.14).

Riža. 23.14.

U procesu transporta unutar mitohondrija acetil-CoA u citoplazmu nitratnim mehanizmom, najprije dolazi u interakciju s oksaloacetatom, koji se pretvara u citrat (prva reakcija ciklusa trikarboksilne kiseline, katalizirana enzimom citrat sintazom; Poglavlje 19) . Nastali citrat se specifičnom translokazom prenosi u citoplazmu, gdje se cijepa enzimom citrat-liazom uz sudjelovanje koenzima A u oksaloacetat i acetil-CoA. Mehanizam ove reakcije, zajedno s hidrolizom ATP-a, dan je u nastavku:


Budući da je mitohondrijska membrana nepropusna za oksaloacetat, on se već u citoplazmi reducira pomoću NADH u malat, koji se uz sudjelovanje specifične translokaze može vratiti u matriks mitohondrija, gdje se oksidira u oksalat acetat. Time je takozvani shuttle mehanizam prijenosa acetila kroz metohondrijsku membranu završen. Dio citoplazmatskog malata podvrgava se oksidativnoj dskarboksilaciji i pretvara se u piruvat uz pomoć posebnog "malik" enzima, čiji je koenzim NADP +. Reducirani NADPH zajedno s acetil-CoA i CO 2 koristi se u sintezi masnih kiselina.

Imajte na umu da se citrat transportira u citoplazmu samo kada je njegova koncentracija u matrici mitohondrija dovoljno visoka, na primjer, u prisutnosti viška ugljikohidrata, kada ciklus trikarboksilne kiseline osigurava acetil-CoA.

Dakle, citratni mehanizam osigurava i transport acetil-CoA iz mitohondrija i približno 50% potrebe za NADPH, koji se koristi u redukcijskim reakcijama sinteze masnih kiselina. Osim toga, potreba za NADPH također se zadovoljava pentozofosfatnim putem oksidacije glukoze.


BJELORUSKO DRŽAVNO SVEUČILIŠTE INFORMACIJSKIH ZNANOSTI I RADIOELEKTRONIKE
Zavod za ETT
ESEJ
Na temu:
Oksidacija nezasićenih masnih kiselina. biosinteza kolesterola. Transport membrane»

MINSK, 2008
Oksidacija nezasićenih masnih kiselinaiz.
U principu se javlja na isti način kao i zasićeni, ali postoje značajke. Dvostruke veze prirodnih nezasićenih masnih kiselina su u cis konfiguraciji, dok su u CoA esterima nezasićenih kiselina, koji su oksidacijski intermedijeri, dvostruke veze u trans konfiguraciji. U tkivima postoji enzim koji mijenja konfiguraciju cis-u-trans dvostruke veze.
Metabolizam ketonskih tijela.
Pod pojmom ketonska (acetonska) tijela podrazumijevaju se acetoctena kiselina, α-hidroksimaslačna kiselina i aceton. Ketonska tijela nastaju u jetri kao rezultat deacilacije acetoacetil CoA. Postoje dokazi koji ukazuju na važnu ulogu ketonskih tijela u održavanju energetske homeostaze. Ketonska tijela svojevrsni su opskrbljivači gorivom za mišiće, mozak i bubrege te djeluju kao dio regulacijskog mehanizma koji sprječava mobilizaciju masnih kiselina iz depoa.
biosinteza lipida.
Biosinteza lipida iz glukoze važna je metabolička karika u većini organizama. Glukoza, u količinama koje premašuju neposredne energetske potrebe, može biti gradevinski materijal za sintezu masnih kiselina i glicerola. Sinteza masnih kiselina u tkivima odvija se u citoplazmi stanice. U mitohondrijima se uglavnom događa produljenje postojećih lanaca masnih kiselina.
Ekstramitohondrijska sinteza masnih kiselina.
Građevni blok za sintezu masnih kiselina u citoplazmi stanice je acetil CoA, koji uglavnom potječe iz mitohondrija. Za sintezu je potrebna prisutnost ugljičnog dioksida i bikarbonatnih iona te citrata u citoplazmi. Mitohondrijski acetil CoA ne može difundirati u citoplazmu stanice jer mitohondrijska membrana je za nju nepropusna. Mitohondrijski acetil CoA stupa u interakciju s oksaloacetatom, stvarajući citrat i prodire u staničnu citoplazmu, gdje se cijepa na acetil CoA i oksaloacetat.
Postoji još jedan način prodiranja acetil CoA kroz membranu - uz sudjelovanje karnitina.
Koraci u biosintezi masnih kiselina:
Stvaranje malonil CoA, vezanjem ugljičnog dioksida (biotin-enzim i ATP) s koenzimom A. Za to je potrebna prisutnost NADPH 2.
Stvaranje nezasićenih masnih kiselina:
U tkivima sisavaca postoje 4 porodice nezasićenih masnih kiselina -
1.palmitoleinska, 2.oleinska, 3.linolna,4.linoleinska
1 i 2 se sintetiziraju iz palmitinske i stearinske kiseline.
biosinteza triglicerida.
Sinteza triglicerida dolazi iz glicerola i masnih kiselina (stearinske, palmitinske, oleinske). Put biosinteze triglicerida odvija se stvaranjem glicerol-3-fosfata.
Glicerol-3-fosfat se acilira i nastaje fosfatidna kiselina. Nakon toga slijedi defosforilacija fosfatidne kiseline i stvaranje 1,2-diglicerida. Nakon toga slijedi esterifikacija s molekulom acil CoA i stvaranje triglicerida. Glicerofosfolipidi se sintetiziraju u endoplazmatskom lancu.
Biosinteza zasićenih masnih kiselina.
Malonil CoA je neposredni prekursor jedinica s dva ugljika u sintezi masnih kiselina.
Potpuna sinteza zasićenih masnih kiselina katalizirana je posebnim kompleksom sintetaze koji se sastoji od 7 enzima. Sustav sintetaze koji katalizira sintezu masnih kiselina u topivoj frakciji citoplazme odgovoran je za sljedeću ukupnu reakciju u kojoj se jedna molekula acetil CoA i 7 molekula malonil CoA kondenziraju u jednu molekulu palmitinske kiseline (redukcija se provodi NADPH). Jedina molekula acetil CoA potrebna za reakciju je inicijator.
Stvaranje malonil CoA:
1. Citrat može proći kroz membranu mitohondrija u citoplazmu. Mitohondrijski acetil CoA se prenosi u oksaloacetat kako bi se formirao citrat, koji može proći kroz mitohondrijsku membranu u citoplazmu putem transportnog sustava. U citoplazmi se citrat razgrađuje do acetil CoA, koji u interakciji s ugljikovim dioksidom prelazi u malonil CoA. Ograničavajući enzim cjelokupnog procesa sinteze masnih kiselina je acetil CoA karboksilaza.
2. U sintezi masnih kiselina, protein koji nosi acil služi kao neka vrsta sidra, na koje se acilni intermedijeri vežu tijekom reakcija stvaranja alifatskog lanca. U mitohondrijima se zasićene masne kiseline izdužuju u obliku CoA estera sekvencijalnim dodavanjem CoA. Acilne skupine acetil CoA i malonil CoA prenose se na tiolne skupine proteina koji nosi acil.
3. Nakon kondenzacije ovih fragmenata s dva ugljika, oni se obnavljaju uz stvaranje viših zasićenih masnih kiselina.
Daljnji koraci u sintezi masnih kiselina u citoplazmi slični su obrnutim reakcijama mitohondrijske β-oksidacije. Provedba ovog procesa sa svim međuproduktima snažno je povezana s velikim multienzimskim kompleksom - sintetazom masnih kiselina.
regulacija metabolizma masnih kiselina.
Procesi metabolizma masti u tijelu regulirani su neurohumoralnim putem. Istovremeno, središnji živčani sustav i moždana kora provode koordinaciju različitih hormonalni utjecaji. Cerebralni korteks vrši trofički utjecaj na masno tkivo bilo preko simpatičkog i parasimpatičkog sustava, bilo preko endokrinih žlijezda.
Održavanje određenog omjera između katabolizma i anabolizma masnih kiselina u jetri povezano je s utjecajem metabolita unutar stanice, kao i utjecajem hormonalnih čimbenika i konzumirane hrane.
U regulaciji α-oksidacije, dostupnost supstrata je od najveće važnosti. Ulazak masnih kiselina u jetrene stanice osiguravaju:
1. hvatanje masnih kiselina iz masnog tkiva, regulaciju ovog procesa provode hormoni.
2. hvatanje masnih kiselina (zbog sadržaja masti u hrani).
3. oslobađanje masnih kiselina pod djelovanjem lipaze iz jetrenih triglicerida.
Drugi kontrolni faktor je razina pohrane energije u stanici (omjer ADP i ATP). Ako ima puno ADP-a (rezerve stanične energije su male), tada dolazi do reakcija konjugacije, što pridonosi sintezi ATP-a. Ako je sadržaj ATP-a povećan, gore navedene reakcije su inhibirane, a nakupljene masne kiseline se koriste za biosintezu masti i fosfolipida.
Sposobnost ciklusa limunske kiseline da katabolizira acetil CoA proizveden α-oksidacijom važna je u ostvarivanju ukupnog energetskog potencijala katabolizma masnih kiselina, kao i nepoželjnog nakupljanja ketonskih tijela (acetoctena kiselina, α-hidroksibutirat i aceton) .
Inzulin pospješuje biosintezu masnih kiselina, pretvaranje ugljikohidrata u masti. Adrenalin, tiroksin i hormon rasta aktiviraju razgradnju (lipolizu) masti.
Smanjenje proizvodnje hormona hipofize i spolnih hormona dovodi do stimulacije sinteze masti.
Poremećaji metabolizma lipida
1. Kršenje procesa apsorpcije masti
a) nedovoljan unos pankreasne lipaze
b) kršenje protoka žuči u crijeva
c) kršenje gastrointestinalni trakt(oštećenje epitela).
2. Kršenje procesa prijenosa masti iz krvi u tkiva - poremećen je prijelaz masnih kiselina iz hilomikrona krvne plazme u depoe masti. to nasljedna bolest povezan s nedostatkom enzima.
3. Ketonurija i ketonemija - kod gladovanja kod osoba s dijabetesom je povećan sadržaj ketonskih tijela - to je ketonemija. Ovo stanje prati ketonurija (prisutnost ketonskih tijela u mokraći). Zbog neuobičajeno visoke koncentracije ketonskih tijela u krvi koja teče, mišići i drugi organi ne mogu se nositi s njihovom oksidacijom.
4. Ateroskleroza i lipoproteini. Dokazana je vodeća uloga pojedinih klasa lipoproteina u patogenezi ateroskleroze. Stvaranje lipidnih mrlja i plakova popraćeno je dubokim distrofične promjene unutar vaskularnog zida.
Kolesterol
U sisavaca se većina (oko 90%) kolesterola sintetizira u jetri. Najveći dio (75%) koristi se u sintezi tzv. žučnih kiselina, koje pomažu probavu lipida koji s hranom dolaze u crijeva. Čine ih dostupnijima hidrolitičkim enzimima - lipazama. Glavna žučna kiselina je količna kiselina. Kolesterol je također metabolički prekursor drugih važnih steroida, od kojih mnogi djeluju kao hormoni: aldosteron i kortizon, estron, testosteron i androsteron.
Normalna razina kolesterola u krvnoj plazmi je u rasponu od 150-200 mg / ml. Visoke razine mogu dovesti do taloženja kolesterolskih plakova u aorti i malim arterijama, što je stanje poznato kao arterioskleroza (ateroskleroza). U konačnici, doprinosi kršenju srčane aktivnosti. održavanje normalna razina kolesterola provodi se organiziranjem pravilne prehrane, kao i in vivo regulacijom acetil-CoA puta. Jedan od načina za smanjenje visokog kolesterola u krvi je uzimanje spojeva koji smanjuju sposobnost tijela da sintetizira kolesterol. Kolesterol se sintetizira u jetri i krvnoj plazmi, pakira u lipoproteinske komplekse, koji se prenose u druge stanice. Prodor kolesterola u stanicu ovisi o prisutnosti membranskih receptora koji vežu takve komplekse, koji endocitozom ulaze u stanicu, a zatim lizosomski enzimi oslobađaju kolesterol unutar stanice. Kod pacijenata s visokom razinom kolesterola u krvi pronađeni su defektni receptori, to je genetski defekt.
Kolesterol je prethodnik mnogih steroida kao što su fekalni steroidi, žučne kiseline i steroidnih hormona. U stvaranju steroidnih hormona iz kolesterola prvo se sintetizira međuprodukt pregnenolon, koji služi kao prekursor progesterona, hormona posteljice i žuto tijelo, muški spolni hormoni (testosteron), ženski spolni hormoni (estron) i hormoni kore nadbubrežne žlijezde (kortikosteron).
Glavni početni materijal za biosintezu ovih hormona je aminokiselina tirozin. Njegov izvor je u stanicama -
1. Proteoliza
2. Stvaranje iz fenilalanina (esencijalni AA)
Biosinteza steroidnih hormona, unatoč raznolikom spektru njihova djelovanja, jedinstven je proces.
Progesteron je središnji dio biosinteze svih steroidnih hormona.
Postoje 2 načina za njegovu sintetizaciju:
Od kolesterola
Od acetata
U regulaciji brzine biosinteze pojedinih steroidnih hormona važnu ulogu imaju tropski hormoni hipofize. ACTH stimulira biosintezu kortikalnih nadbubrežnih hormona.
Postoje 3 razloga za poremećaj biosinteze i oslobađanja specifičnih hormona:
1. Razvoj patološki proces u samoj endokrinoj žlijezdi.
2. Kršenje regulatornih utjecaja na procese sa strane središnjeg živčanog sustava.
3. Kršenje koordinacije aktivnosti pojedinih endokrinih žlijezda.
biosinteza kolesterola.
Ovaj proces ima 35 faza.
Postoje 3 glavna:
1. Pretvorba aktivnog acetata u mevalonsku kiselinu
2. Stvaranje skvalena
3. Oksidativna ciklizacija skvalena u kolesterol.
Kolesterol je prethodnik mnogih steroida:
Fekalni steroidi, žučne kiseline, steroidni hormoni. Razgradnja kolesterola je njegova pretvorba u žučne kiseline u jetri.
Dokazano je da se regulacija biosinteze kolesterola odvija promjenom sinteze i aktivnosti -hidroksi--metilglutaril CoA reduktaze. Ovaj enzim je lokaliziran u membranama endoplazmatskog retikuluma stanice. Njegova aktivnost ovisi o koncentraciji kolesterola, što dovodi do smanjenja aktivnosti enzima. Regulacija aktivnosti reduktaze pomoću kolesterola je primjer regulacije krajnjeg proizvoda ključnog enzima na način negativne povratne sprege.
Postoji i drugi put za biosintezu mevalonske kiseline.
Dva su autonomna puta važna za unutarstaničnu diferencijaciju biosinteze kolesterola potrebnu za unutarstanične potrebe (sinteza lipoproteina stanične membrane) iz kolesterola, koji se koristi za stvaranje masnih kiselina. U sastavu lipoproteina kolesterol napušta jetru i ulazi u krv. Sadržaj ukupnog kolesterola u krvnoj plazmi je 130-300 mg/ml.
Molekularne komponente membrana.
Većina membrana sastoji se od oko 40% lipida i 60% proteina. Lipidni dio membrana sadrži pretežno polarne lipide različitih vrsta; gotovo svi polarni lipidi stanice koncentrirani su u njezinim membranama.
Većina membrana sadrži malo triacilglicerola i sterola, s izuzetkom u tom smislu plazma membrana viših životinjskih stanica s njihovim karakterističnim visokim sadržajem kolesterola.
Omjer između različitih lipida konstantan je za svaki tip stanične membrane i stoga je genetski određen. Većinu membrana karakterizira isti omjer lipida i proteina. Gotovo sve membrane su lako propusne za vodu i za neutralne lipofilne spojeve, u manjoj mjeri za polarne tvari kao što su šećeri i amidi, a vrlo su slabo propusne za male ione kao što su natrij ili klorid.
Većinu membrana karakterizira visok električni otpor. ove opća svojstva poslužio je kao temelj za stvaranje prve važne hipoteze o građi bioloških membrana - hipoteze o elementarnoj membrani. Prema hipotezi, elementarna membrana se sastoji od dvostrukog sloja miješanih polarnih lipida, u kojem su lanci ugljikovodika okrenuti prema unutra i tvore kontinuiranu ugljikovodičnu fazu, a hidrofilne glave molekula usmjerene su prema van, svaka od površina dvostruki lipidni sloj prekriven je monomolekularnim slojem proteina u kojem se nalaze polipeptidni lanci izduženog oblika. Ukupna debljina elementarne membrane je 90 angstrema, a debljina lipidnog dvosloja je 60-70 angstrema.
Strukturna raznolikost membrana je veća nego što se temelji na hipotezi elementarne membrane.
Ostali modeli membrana:
1. Strukturni protein membrane nalazi se unutar dvostrukog sloja lipida, a ugljikovodični repovi lipida prodiru u slobodne itd.................

20.1.1. Više masne kiseline mogu se sintetizirati u tijelu iz metabolita metabolizma ugljikohidrata. Polazni spoj za ovu biosintezu je acetil-CoA, nastaje u mitohondrijima iz piruvata - produkta glikolitičke razgradnje glukoze. Mjesto sinteze masnih kiselina je citoplazma stanica, gdje se nalazi multienzimski kompleks sintetaza viših masnih kiselina. Ovaj kompleks sastoji se od šest enzima povezanih s protein koji nosi acil, koji sadrži dvije slobodne SH skupine (APB-SH). Sinteza se odvija polimerizacijom fragmenata s dva ugljika, a krajnji proizvod je palmitinska kiselina - zasićena masna kiselina koja sadrži 16 atoma ugljika. Obavezne komponente uključene u sintezu su NADPH (koenzim koji nastaje u reakcijama pentozofosfatnog puta oksidacije ugljikohidrata) i ATP.

20.1.2. Acetil-CoA ulazi u citoplazmu iz mitohondrija citratnim mehanizmom (slika 20.1). U mitohondrijima acetil-CoA stupa u interakciju s oksaloacetatom (enzim - citrat sintaza), rezultirajući citrat transportira se kroz membranu mitohondrija pomoću posebnog transportnog sustava. U citoplazmi citrat reagira s HS-CoA i ATP-om, ponovno se razlažući na acetil-CoA i oksaloacetat (enzim - citrat liaza).

Slika 20.1. Prijenos acetilnih skupina iz mitohondrija u citoplazmu.

20.1.3. Početna reakcija za sintezu masnih kiselina je karboksilacija acetil-CoA uz stvaranje malonil-CoA (slika 20.2). Enzim acetil-CoA karboksilaza aktivira se citratom, a inhibira CoA derivati ​​viših masnih kiselina.


Slika 20.2. Reakcija karboksilacije acetil-CoA.

Acetil-CoA i malonil-CoA zatim stupaju u interakciju sa SH skupinama proteina koji nosi acil (slika 20.3).


Slika 20.3. Interakcija acetil-CoA i malonil-CoA s proteinom koji nosi acil.

Slika 20.4. Reakcije jednog ciklusa biosinteze masnih kiselina.

Produkt reakcije stupa u interakciju s novom malonil-CoA molekulom i ciklus se ponavlja mnogo puta do stvaranja ostatka palmitinske kiseline.

20.1.4. Zapamtite glavne značajke biosinteze masnih kiselina u usporedbi s β-oksidacijom:

  • sinteza masnih kiselina uglavnom se provodi u citoplazmi stanice, a oksidacija - u mitohondrijima;
  • sudjelovanje u procesu vezanja CO2 na acetil-CoA;
  • protein koji nosi acil sudjeluje u sintezi masnih kiselina, a koenzim A sudjeluje u oksidaciji;
  • za biosintezu masnih kiselina potrebni su redoks koenzimi NADPH, a za β-oksidaciju NAD+ i FAD.