Riebalų rūgščių biosintezė aktyviausiai vyksta kepenų, žarnyno, riebalinio audinio citozolyje. poilsis arba po valgio.

Tradiciškai galima išskirti 4 biosintezės etapus:

1. Acetil-SCoA susidarymas iš gliukozės, kitų monosacharidų arba ketogeninių aminorūgščių.

2. Acetil-SCoA perkėlimas iš mitochondrijų į citozolį:

  • gali būti derinamas su karnitinas, kaip ir aukštesnės riebalų rūgštys pernešamos mitochondrijų viduje, tačiau čia transportavimas vyksta kita kryptimi,
  • paprastai įtraukiami į citrinos rūgštis susidarė pirmojoje CTC reakcijoje.

Citratas, gaunamas iš mitochondrijų, suskaidomas citozolyje ATP citrato liazėį oksaloacetatą ir acetil-SCoA.

Acetil-SCoA susidarymas iš citrinos rūgšties

Oksaloacetatas toliau redukuojamas į malatą, o pastarasis arba patenka į mitochondrijas (malato-aspartato maršrutas), arba yra dekarboksilinamas į piruvatą, veikiant obuolių fermentui („obuolių“ fermentui).

3. Malonil-SCoA susidarymas iš acetil-SCoA.

Acetil-SCoA karboksilinimą katalizuoja acetil-SCoA karboksilazė, trijų fermentų daugiafermentinis kompleksas.

Malonil-SCoA susidarymas iš acetil-SCoA

4. Palmitino rūgšties sintezė.

Įgyvendinta multifermentinis kompleksas" riebalų rūgščių sintazė" (sinonimas palmitato sintazė), kuriame yra 6 fermentai ir acilą pernešantis baltymas (ACP).

Acilą pernešantis baltymas apima pantoteno rūgšties darinį, 6-fosfopantetinas(FP), turintis HS grupę, pvz., HS-CoA. Vienas iš komplekso fermentų, 3-ketoacilo sintazė, taip pat turi HS grupę cisteino sudėtyje. Šių grupių sąveika lemia riebalų rūgščių, būtent palmitino rūgšties, biosintezės pradžią ir tęsimą. Sintezės reakcijoms reikalingas NADPH.

Aktyvios riebalų rūgščių sintazės grupės

Pirmosiose dviejose reakcijose malonil-SCoA nuosekliai prijungiamas prie acilą nešančio baltymo fosfopanteteino, o acetil-SCoA - prie 3-ketoacilsintazės cisteino.

3-ketoacilo sintazė katalizuoja trečiąją reakciją – acetilo grupės perkėlimą į C 2 malonilą pašalinus karboksilo grupę.

Be to, keto grupė redukcijos reakcijose ( 3-ketoacilreduktazė), dehidratacija (dehidratazė) ir vėl atsigavimas (enoilo reduktazė) virsta metilenu, sudarydamas prisotintą acilą, susijęs su fosfopanteteinu.

Aciltransferazė susidariusį acilą perkelia į cisteiną 3-ketoacilo sintazės, malonil-SCoA prijungiamas prie fosfopanteteino ir ciklas kartojamas 7 kartus, kol susidaro palmitino rūgšties liekana. Po to palmitino rūgštį atskiria šeštasis komplekso fermentas, tioesterazė.

Riebalų rūgščių sintezės reakcijos

Riebalų rūgščių grandinės pailgėjimas

Susintetinta palmitino rūgštis, jei reikia, patenka į endoplazminį tinklą. Čia su malonil-S-CoA ir NADPH grandinė pailgėja iki C 18 arba C 20 .

Nesočiosios riebalų rūgštys (oleino, linolo, linoleno) taip pat gali pailgėti, susidarant eikozano rūgšties dariniams (C 20). Tačiau dvigubą ryšį įveda gyvūnų ląstelės ne daugiau kaip 9 anglies atomai, todėl ω3- ir ω6-polinesočiosios riebalų rūgštys sintetinamos tik iš atitinkamų pirmtakų.

Pavyzdžiui, arachidono rūgštis gali susidaryti ląstelėje tik esant linoleno arba linolo rūgštims. Šiuo atveju linolo rūgštis (18:2) dehidrogenuojama iki γ-linoleno rūgšties (18:3) ir pailginama iki eikosotrieno rūgšties (20:3), pastaroji toliau dehidrogenuojama iki arachidono rūgšties (20:4). Taip susidaro ω6 serijos riebalų rūgštys

Kad susidarytų ω3 serijos riebalų rūgštys, pavyzdžiui, timnodono rūgštis (20:5), būtina α-linoleno rūgštis (18:3), kuri yra dehidratuota (18:4), pailgėjusi (20:4). ) ir vėl dehidratuotas (20:5).

Acetil-CoA yra VFA sintezės substratas, tačiau riebiųjų rūgščių (FA) sintezės metu kiekviename pailgėjimo cikle naudojamas ne pats acetil-CoA, o jo darinys malonil-CoA.

Šią reakciją katalizuoja fermentas acetil-CoA karboksilazė, pagrindinis fermentas FA sintezės multifermentinėje sistemoje. Fermentų aktyvumas reguliuojamas neigiamai Atsiliepimas. Inhibitorius yra sintezės produktas: acil-CoA su ilga grandine (n=16) - palmitoil-CoA. Aktyvatorius yra citratas. Šio fermento nebaltyminėje dalyje yra vitamino H (biotino).

Vėliau, vykstant riebalų rūgščių sintezei, acil-CoA molekulė kiekviename etape palaipsniui pailgėja 2 anglies atomais dėl malonilo-CoA, kuris šiame pailgėjimo procese praranda CO 2.

Susidarius malonil-CoA pagrindines riebalų rūgščių sintezės reakcijas katalizuoja vienas fermentas – riebalų rūgščių sintetazė (fiksuota ant endoplazminio tinklo membranų). Riebalų rūgščių sintetazėje yra 7 aktyvios vietos ir acilą pernešantis baltymas (ACP). Malonil-CoA surišimo vietoje yra nebaltyminis komponentas, vitaminas B3 (pantoteno rūgštis). Vieno HFA sintezės reakcijų ciklo seka parodyta 45 pav.

45 pav. Aukštesnių riebalų rūgščių sintezės reakcijos

Pasibaigus ciklui, acil-APB patenka į kitą sintezės ciklą. Nauja malonil-CoA molekulė yra prijungta prie laisvos acilą nešančio baltymo SH grupės. Tada acilo liekana atskeliama, ji perkeliama į malonilo liekaną (kartu dekarboksilinant) ir reakcijų ciklas kartojamas.

Taigi būsimos riebalų rūgšties angliavandenilių grandinė palaipsniui auga (po du anglies atomus kiekvienam ciklui). Taip nutinka tol, kol pailgėja iki 16 anglies atomų (palmitino rūgšties sintezės atveju) arba daugiau (kitų riebalų rūgščių sintezė). Po to vyksta tiolizė ir aktyvioji riebalų rūgšties forma, acil-CoA, susidaro galutinėje formoje.

Normaliam aukštesniųjų riebalų rūgščių sintezės procesui būtinos šios sąlygos:

1) Angliavandenių suvartojimas, kurių oksidacijos metu susidaro reikalingi substratai ir NADPH 2.

2) Didelis ląstelės energetinis krūvis – didelis ATP kiekis, užtikrinantis citrato išsiskyrimą iš mitochondrijų į citoplazmą.

Lyginamosios b-oksidacijos ir aukštesnių riebalų rūgščių sintezės charakteristikos:

1 . b-oksidacija vyksta mitochondrijose, o riebalų rūgščių sintezė vyksta citoplazmoje ant endoplazminio tinklo membranų. Tačiau mitochondrijose susidaręs acetil-CoA pats negali praeiti pro membranas. Todėl egzistuoja acetil-CoA pernešimo iš mitochondrijų į citoplazmą mechanizmai, dalyvaujant Krebso ciklo fermentams (46 pav.).

46 pav. Acetil-CoA transportavimo iš mitochondrijų į citoplazmą mechanizmas.

Pagrindiniai TCA fermentai yra citrato sintazė ir izocitrato dehidrogenazė. Pagrindiniai šių fermentų alosteriniai reguliatoriai yra ATP ir ADP. Jei ląstelėje yra daug ATP, tai ATP veikia kaip šių pagrindinių fermentų inhibitorius. Tačiau izocitrato dehidrogenazę ATP slopina labiau nei citrato sintetazę. Tai veda prie citrato ir izocitrato kaupimosi mitochondrijų matricoje. Su kaupimu citratas palieka mitochondrijas ir patenka į citoplazmą. Citoplazmoje yra fermento citrato liazė. Šis fermentas skaido citratą į PAA ir acetil-CoA.

Taigi acetil-CoA išsiskyrimo iš mitochondrijų į citoplazmą sąlyga yra geras ATP aprūpinimas ląstele. Jei ląstelėje yra mažai ATP, acetil-CoA suskaidomas iki CO 2 ir H 2 O.

2 . B-oksidacijos metu tarpiniai produktai yra susieti su HS-CoA, o riebalų rūgščių sintezės metu tarpiniai produktai – su specifiniu acilą pernešančiu baltymu (ACP). Tai sudėtingas baltymas. Jo nebaltyminė dalis savo struktūra panaši į CoA ir susideda iš tioetilamino, pantoteno rūgšties (vitamino B3) ir fosfato.

3 . B-oksidacijoje kaip oksidatorius naudojami NAD ir FAD. Riebalų rūgščių sintezei reikalingas reduktorius - naudojamas NADP * H 2.

Ląstelėje yra 2 pagrindiniai NADP * H 2 šaltiniai riebalų rūgščių sintezei:

a) pentozės fosfato angliavandenių skilimo kelias;

Riebalų sintezė organizme vyksta daugiausia iš angliavandenių, kurių yra perteklinis ir kurie nėra naudojami glikogeno sintezei. Be to, kai kurios aminorūgštys taip pat dalyvauja lipidų sintezėje. Palyginti su glikogenu, riebalai yra kompaktiškesnė energijos kaupimo forma, nes yra mažiau oksiduoti ir hidratuoti. Tuo pačiu metu riebalų ląstelėse neutralių lipidų pavidalu rezervuotos energijos kiekis, skirtingai nei glikogenas, jokiu būdu nėra ribojamas. Pagrindinis lipogenezės procesas yra riebalų rūgščių sintezė, nes jos yra beveik visų lipidų grupių dalis. Be to, reikia atsiminti, kad pagrindinis riebalų energijos šaltinis, kuris gali virsti chemine ATP molekulių energija, yra riebalų rūgščių oksidacinių virsmų procesai.

Riebalų rūgščių biosintezė

Struktūrinis riebalų rūgščių sintezės pirmtakas yra acetil-CoA. Šis junginys susidaro mitochondrijų matricoje daugiausia iš piruvato dėl jo oksidacinės dekarboksilinimo reakcijos, taip pat riebalų rūgščių p-oksidacijos procese. Vadinasi, angliavandenilių grandinės surenkamos nuosekliai pridedant dviejų anglies fragmentų acetil-CoA pavidalu, t.y. riebalų rūgščių biosintezė vyksta taip pat, bet priešinga kryptimi, palyginti su p-oksidacija.

Tačiau šiuos du procesus išskiria nemažai požymių, dėl kurių jie tampa termodinamiškai palankūs, negrįžtami ir skirtingai reguliuojami.

Reikėtų pažymėti pagrindinį skiriamieji bruožai riebalų rūgščių anabolizmas.

  • Sočiųjų rūgščių, kurių angliavandenilių grandinės ilgis yra iki C 16 (palmitino rūgštis), sintezė eukariotinėse ląstelėse vyksta ląstelės citozolyje. Tolesnis grandinės pratęsimas vyksta mitochondrijose ir iš dalies ER, kur sočiosios rūgštys paverčiamos nesočiosiomis.
  • Termodinaminiu požiūriu svarbus yra acetil-CoA karboksilinimas ir jo pavertimas malonil-CoA (COOH-CH 2 -COOH), kuriam susidaryti reikalingas vienas ATP molekulės makroerginis ryšys. Iš aštuonių acetil-CoA molekulių, reikalingų palmitino rūgšties sintezei, tik viena yra įtraukta į reakciją acetil-CoA, likusios septynios malonilo-CoA pavidalu.
  • NADPH veikia kaip redukuojančių ekvivalentų donoras, redukuojant keto grupę į hidroksi grupę, o NADH arba FADH 2 redukuojasi atvirkštinės reakcijos metu p-oksidacijos metu. acil-CoA dehidrinimo reakcijose.
  • Fermentai, katalizuojantys riebalų rūgščių anabolizmą, yra sujungti į vieną daugelio fermentų kompleksą, vadinamą „aukštesne riebalų rūgščių sintetaze“.
  • Visuose riebalų rūgščių sintezės etapuose aktyvuotos acilo liekanos yra susijusios su acilą pernešančiu baltymu, o ne su kofermentu A, kaip riebalų rūgščių p-oksidacijos procese.

Intramitochondrinio acetil-CoA pernešimas į citoplazmą. Acetil-CoA susidaro ląstelėje daugiausia vykstant intramitochondrijų oksidacijos reakcijoms. Yra žinoma, kad mitochondrijų membrana yra nepralaidi acetil-CoA.

Žinomos dvi transporto sistemos, užtikrinančios acetil-CoA pernešimą iš mitochondrijų į citoplazmą: anksčiau aprašytas acil-karnitino mechanizmas ir citrato transportavimo sistema (23.14 pav.).

Ryžiai. 23.14 val.

Per mitochondrijų acetil-CoA pernešant į citoplazmą nitratų mechanizmu, jis pirmiausia sąveikauja su oksaloacetatu, kuris paverčiamas citratu (pirmoji trikarboksirūgšties ciklo reakcija, katalizuojama fermento citrato sintazės; 19 sk.) . Gautas citratas specifinės translokazės būdu perkeliamas į citoplazmą, kur jį suskaido fermentas citrato liazė, dalyvaujant kofermentui A, į oksaloacetatą ir acetil-CoA. Šios reakcijos mechanizmas kartu su ATP hidrolize pateiktas žemiau:


Dėl to, kad mitochondrijų membrana yra nepralaidi oksaloacetatui, jau citoplazmoje ją NADH redukuoja iki malato, kuris, dalyvaujant specifinei translokazei, gali grįžti į mitochondrijų matricą, kur oksiduojasi iki oksalato acetato. Taigi, vadinamasis šaudyklinis acetilo transportavimo per metochondrijų membraną mechanizmas yra baigtas. Dalis citoplazminio malato vyksta oksidaciniu dskarboksilinimo būdu ir paverčiama piruvatu naudojant specialų „malik“ fermentą, kurio kofermentas yra NADP +. Sumažintas NADPH kartu su acetil-CoA ir CO 2 naudojamas riebalų rūgščių sintezei.

Atkreipkite dėmesį, kad citratas į citoplazmą transportuojamas tik tada, kai jo koncentracija mitochondrijų matricoje yra pakankamai didelė, pavyzdžiui, esant angliavandenių pertekliui, kai trikarboksirūgšties ciklą užtikrina acetil-CoA.

Taigi, citrato mechanizmas užtikrina ir acetil-CoA transportavimą iš mitochondrijų, ir maždaug 50% NADPH poreikio, kuris naudojamas riebalų rūgščių sintezės redukcijos reakcijose. Be to, NADPH poreikį taip pat tenkina gliukozės oksidacijos pentozės fosfato kelias.


BALTARUSIJOS VALSTYBINĖS INFORMACIJOS MOKSLŲ IR RADIJOELEKTRONIKOS UNIVERSITETAS
ETT katedra
ESĖ
Į temą:
Nesočiųjų riebalų rūgščių oksidacija. cholesterolio biosintezė. Membranų transportavimas »

MINSKAS, 2008 m
Nesočiųjų riebalų rūgščių oksidacijaiš.
Iš esmės tai vyksta taip pat, kaip ir sočiųjų, tačiau yra savybių. Natūraliai susidarančių nesočiųjų riebalų rūgščių dvigubos jungtys yra cis konfigūracijos, o nesočiųjų rūgščių CoA esteriuose, kurie yra tarpiniai oksidacijos produktai, dvigubos jungtys yra trans konfigūracijos. Audiniuose yra fermentas, kuris keičia cis-trans dvigubos jungties konfigūraciją.
Ketoninių kūnų metabolizmas.
Terminas ketoniniai (acetono) kūnai reiškia acetoacto rūgštį, α-hidroksisviesto rūgštį ir acetoną. Ketonų kūnai susidaro kepenyse dėl acetoacetil-CoA deacilinimo. Yra įrodymų, rodančių svarbų ketoninių kūnų vaidmenį palaikant energijos homeostazę. Ketonų kūnai yra tam tikras raumenų, smegenų ir inkstų degalų tiekėjas ir veikia kaip reguliavimo mechanizmo dalis, neleidžianti mobilizuoti riebalų rūgštys iš sandėlio.
lipidų biosintezė.
Lipidų biosintezė iš gliukozės yra svarbi daugumos organizmų metabolinė jungtis. Gliukozės kiekis, viršijantis tiesioginį energijos poreikį, gali būti Statybinė medžiaga riebalų rūgščių ir glicerolio sintezei. Riebalų rūgščių sintezė audiniuose vyksta ląstelės citoplazmoje. Mitochondrijose daugiausia pailgėja esamos riebalų rūgščių grandinės.
Ekstramitochondrinė riebalų rūgščių sintezė.
Riebalų rūgščių sintezės elementas ląstelės citoplazmoje yra acetil-CoA, kuris daugiausia gaunamas iš mitochondrijų. Sintezei citoplazmoje reikia anglies dioksido ir bikarbonato jonų bei citrato. Mitochondrijų acetilo CoA negali difunduoti į ląstelės citoplazmą, nes mitochondrijų membrana jai nepralaidi. Mitochondrijų acetil-CoA sąveikauja su oksaloacetatu, sudarydamas citratą ir prasiskverbia į ląstelės citoplazmą, kur suskaidomas į acetil-CoA ir oksaloacetatą.
Yra ir kitas acetilo CoA prasiskverbimo per membraną būdas – dalyvaujant karnitinui.
Riebalų rūgščių biosintezės etapai:
Malonilo CoA susidarymas, sujungiant anglies dioksidą (biotino fermentą ir ATP) su kofermentu A. Tam reikia NADPH 2.
Nesočiųjų riebalų rūgščių susidarymas:
Žinduolių audiniuose yra 4 nesočiųjų riebalų rūgščių šeimos -
1.palmitoleino, 2.oleino, 3.linolo,4.linoleno
1 ir 2 yra sintetinami iš palmitino ir stearino rūgščių.
trigliceridų biosintezė.
Trigliceridų sintezė vyksta iš glicerolio ir riebalų rūgščių (stearino, palmitino, oleino). Trigliceridų biosintezės kelias vyksta susidarant glicerolio-3-fosfatui.
Glicerolio-3-fosfatas acilinamas ir susidaro fosfatidinė rūgštis. Po to vyksta fosfatido rūgšties defosforilinimas ir susidaro 1,2-digliceridas. Po to seka esterifikacija su acilo CoA molekule ir susidaro trigliceridas. Glicerofosfolipidai sintetinami endoplazminėje grandinėje.
Sočiųjų riebalų rūgščių biosintezė.
Malonil CoA yra tiesioginis dviejų anglies vienetų pirmtakas riebalų rūgščių sintezėje.
Visišką sočiųjų riebalų rūgščių sintezę katalizuoja specialus sintetazės kompleksas, susidedantis iš 7 fermentų. Sintetazės sistema, katalizuojanti riebalų rūgščių sintezę tirpioje citoplazmos frakcijoje, yra atsakinga už tokią bendrą reakciją, kurios metu viena acetilo CoA molekulė ir 7 malonilo CoA molekulės kondensuojasi, kad susidarytų viena palmitino rūgšties molekulė (redukcija atliekama NADPH). Vienintelė reakcijai reikalinga acetilo CoA molekulė yra iniciatorius.
Malonilo CoA susidarymas:
1. Citratas gali prasiskverbti per mitochondrijų membraną į citoplazmą. Mitochondrijų acetilo CoA perkeliamas į oksaloacetatą, kad susidarytų citratas, kuris per mitochondrijų membraną gali patekti į citoplazmą per transportavimo sistemą. Citoplazmoje citratas suskaidomas iki acetil-CoA, kuris, sąveikaudamas su anglies dioksidu, virsta malonilo CoA. Viso riebalų rūgščių sintezės proceso ribojantis fermentas yra acetil-CoA karboksilazė.
2. Riebalų rūgščių sintezėje acilą nešantis baltymas tarnauja kaip tam tikras inkaras, prie kurio alifatinės grandinės susidarymo reakcijų metu jungiasi acilo tarpiniai produktai. Mitochondrijose sočiosios riebalų rūgštys pailgėja CoA esterių pavidalu, nuosekliai pridedant CoA. Acilo CoA ir malonilo CoA acilo grupės perkeliamos į acilą nešančio baltymo tiolio grupes.
3. Po šių dviejų anglies fragmentų kondensacijos jie atkuriami susidarant aukštesnėms sočiosioms riebalų rūgštims.
Tolesni riebalų rūgščių sintezės citoplazmoje etapai yra panašūs į atvirkštines mitochondrijų β-oksidacijos reakcijas. Šio proceso įgyvendinimas su visais tarpiniais produktais yra stipriai susijęs su dideliu kelių fermentų kompleksu – riebalų rūgščių sintetaze.
riebalų rūgščių metabolizmo reguliavimas.
Riebalų apykaitos procesus organizme reguliuoja neurohumoralinis kelias. Tuo pačiu metu centrinė nervų sistema ir smegenų žievė koordinuoja įvairius hormonų įtaka. Smegenų žievė daro trofinį poveikį riebaliniam audiniui per simpatinę ir parasimpatinę sistemą arba per endokrinines liaukas.
Tam tikro riebiųjų rūgščių katabolizmo ir anabolizmo santykio išlaikymas kepenyse yra susijęs su metabolitų įtaka ląstelės viduje, taip pat su hormoninių veiksnių ir vartojamo maisto įtaka.
Reguliuojant α-oksidaciją, substrato prieinamumas yra labai svarbus. Riebalų rūgščių patekimą į kepenų ląsteles užtikrina:
1. riebalų rūgščių surinkimas iš riebalinio audinio, šio proceso reguliavimą atlieka hormonai.
2. riebalų rūgščių surinkimas (dėl riebalų kiekio maiste).
3. riebalų rūgščių išsiskyrimas veikiant lipazei iš kepenų trigliceridų.
Antrasis kontroliuojantis veiksnys yra energijos kaupimo lygis ląstelėje (ADP ir ATP santykis). Jei ADP yra daug (ląstelių energijos atsargos mažos), tada vyksta konjugacijos reakcijos, kurios prisideda prie ATP sintezės. Padidinus ATP kiekį, minėtos reakcijos slopinamos, o susikaupusios riebalų rūgštys panaudojamos riebalų ir fosfolipidų biosintezei.
Citrinų rūgšties ciklo gebėjimas katabolizuoti acetil-CoA, susidarantį α-oksidacijos metu, yra svarbus įgyvendinant bendrą riebalų rūgščių katabolizmo energijos potencialą, taip pat nepageidaujamą ketoninių kūnų (acetoacto rūgšties, α-hidroksibutirato ir acetono) kaupimąsi. .
Insulinas stiprina riebalų rūgščių biosintezę, angliavandenių pavertimą riebalais. Adrenalinas, tiroksinas ir augimo hormonas aktyvina riebalų skaidymą (lipolizę).
Sumažėjus hipofizės ir lytinių hormonų gamybai, suaktyvėja riebalų sintezė.
Lipidų apykaitos sutrikimai
1. Riebalų pasisavinimo procesų pažeidimas
a) nepakankamas kasos lipazės suvartojimas
b) tulžies nutekėjimo į žarnyną pažeidimas
c) pažeidimas virškinimo trakto(epitelio pažeidimas).
2. Riebalų pernešimo iš kraujo į audinius procesų pažeidimas – sutrinka riebalų rūgščių perėjimas iš kraujo plazmos chilomikronų į riebalų sandėlius. tai paveldima liga susijęs su fermento nebuvimu.
3. Ketonurija ir ketonemija – badaujant diabetu sergantiems žmonėms padidėja ketoninių kūnų kiekis – tai ketonemija. Šią būklę lydi ketonurija (ketoninių kūnų buvimas šlapime). Dėl neįprastai didelės ketoninių kūnų koncentracijos įtekančiame kraujyje raumenys ir kiti organai negali susidoroti su jų oksidacija.
4. Aterosklerozė ir lipoproteinai. Įrodyta, kad tam tikrų klasių lipoproteinų vaidmuo aterosklerozės patogenezėje yra pagrindinis. Lipidinių dėmių ir apnašų susidarymą lydi gilios distrofiniai pokyčiai kraujagyslių sienelės viduje.
Cholesterolis
Žinduolių organizme didžioji dalis (apie 90%) cholesterolio sintetinama kepenyse. Didžioji jo dalis (75%) naudojama vadinamųjų tulžies rūgščių sintezei, kurios padeda virškinti su maistu žarnyne esančius lipidus. Jie tampa labiau prieinami hidroliziniams fermentams – lipazėms. Pagrindinė tulžies rūgštis yra cholio rūgštis. Cholesterolis taip pat yra kitų svarbių steroidų, kurių daugelis veikia kaip hormonai, metabolinis pirmtakas: aldosteronas ir kortizonas, estronas, testosteronas ir androsteronas.
Normalus cholesterolio kiekis kraujo plazmoje yra 150-200 mg / ml. Didelis cholesterolio kiekis gali sukelti cholesterolio plokštelių nusėdimą aortoje ir mažose arterijose, ty būklę, vadinamą ateroskleroze (ateroskleroze). Galiausiai tai prisideda prie širdies veiklos sutrikimo. priežiūra normalus lygis Cholesterolis yra atliekamas organizuojant tinkamą mitybą, taip pat in vivo reguliuojant acetil-CoA kelią. Vienas iš būdų sumažinti padidėjusį cholesterolio kiekį kraujyje – vartoti junginius, kurie mažina organizmo gebėjimą sintetinti cholesterolį per burną. Cholesterolis sintetinamas kepenyse ir kraujo plazmoje, supakuotas į lipoproteinų kompleksus, kurie perkeliami į kitas ląsteles. Cholesterolio prasiskverbimas į ląstelę priklauso nuo membraninių receptorių, surišančių tokius kompleksus, kurie endocitozės būdu patenka į ląstelę, o vėliau lizosominiai fermentai išskiria cholesterolį ląstelės viduje. Pacientams, kurių kraujyje didelis cholesterolio kiekis kraujyje, rasta defektinių receptorių, tai yra genetinis defektas.
Cholesterolis yra daugelio steroidų, tokių kaip išmatose esantys steroidai, pirmtakas, tulžies rūgštys ir steroidiniai hormonai. Iš cholesterolio susidaro steroidiniai hormonai, pirmiausia susintetinamas tarpinis produktas pregnenolonas, kuris yra progesterono, placentos ir hormono, pirmtakas. Geltonkūnis, vyriški lytiniai hormonai (testosteronas), moteriški lytiniai hormonai (estronas) ir antinksčių žievės hormonai (kortikosteronas).
Pagrindinė šių hormonų biosintezės pradinė medžiaga yra aminorūgštis tirozinas. Jo šaltinis yra ląstelėse -
1. Proteolizė
2. Susidarymas iš fenilalanino (būtinas AA)
Steroidinių hormonų biosintezė, nepaisant įvairaus jų veikimo spektro, yra vienas procesas.
Progesteronas yra visų steroidinių hormonų biosintezės pagrindas.
Yra 2 būdai jį sintetinti:
Nuo cholesterolio
Iš acetato
Reguliuojant atskirų steroidinių hormonų biosintezės greitį, svarbų vaidmenį atlieka hipofizės tropiniai hormonai. AKTH stimuliuoja žievės antinksčių hormonų biosintezę.
Yra 3 priežastys, dėl kurių sutrikusi biosintezė ir specifinių hormonų išsiskyrimas:
1. Vystymasis patologinis procesas pačioje endokrininėje liaukoje.
2. Reguliavimo įtakų procesams pažeidimas iš centrinės nervų sistemos pusės.
3. Atskirų endokrininių liaukų veiklos koordinavimo pažeidimas.
cholesterolio biosintezė.
Šis procesas susideda iš 35 etapų.
Yra 3 pagrindiniai:
1. Aktyvaus acetato pavertimas mevalono rūgštimi
2. Skvaleno susidarymas
3. Skvaleno oksidacinis ciklizavimas į cholesterolį.
Cholesterolis yra daugelio steroidų pirmtakas:
Išmatų steroidai, tulžies rūgštys, steroidiniai hormonai. Cholesterolio skaidymas yra jo pavertimas tulžies rūgštimis kepenyse.
Įrodyta, kad cholesterolio biosintezės reguliavimas vykdomas keičiant -hidroksi-metilglutarilo CoA reduktazės sintezę ir aktyvumą. Šis fermentas yra lokalizuotas ląstelės endoplazminio tinklo membranose. Jo aktyvumas priklauso nuo cholesterolio koncentracijos, todėl fermento aktyvumas mažėja. Reduktazės aktyvumo reguliavimas cholesteroliu yra neigiamo galutinio produkto fermento reguliavimo neigiamo grįžtamojo ryšio pavyzdys.
Taip pat yra antrasis mevalono rūgšties biosintezės būdas.
Du autonominiai keliai yra svarbūs tarpląstelinei cholesterolio biosintezei, reikalingai tarpląsteliniams poreikiams (lipoproteinų sintezei). ląstelių membranos) iš cholesterolio, kuris naudojamas riebalų rūgštims susidaryti. Lipoproteinų sudėtyje cholesterolis palieka kepenis ir patenka į kraują. Bendrojo cholesterolio kiekis kraujo plazmoje yra 130-300 mg/ml.
Molekuliniai membranų komponentai.
Daugumą membranų sudaro apie 40% lipidų ir 60% baltymų. Lipidinėje membranų dalyje vyrauja įvairių tipų poliniai lipidai, beveik visi ląstelės poliniai lipidai yra susitelkę jos membranose.
Daugumoje membranų yra mažai triacilglicerolių ir sterolių, išskyrus aukštesnių gyvūnų ląstelių plazmines membranas, kuriose būdingas didelis cholesterolio kiekis.
Skirtingų lipidų santykis yra pastovus kiekvienam tam tikro tipo ląstelės membranai, todėl yra nustatomas genetiškai. Daugumai membranų būdingas toks pat lipidų ir baltymų santykis. Beveik visos membranos yra lengvai pralaidžios vandeniui ir neutraliems lipofiliniams junginiams, mažesniu mastu – polinėms medžiagoms, tokioms kaip cukrus ir amidai, ir labai prastai pralaidžios mažiems jonams, tokiems kaip natris ar chloridas.
Daugumai membranų būdinga didelė elektrinė varža. Šie bendrosios savybės buvo pagrindas sukurti pirmąją svarbią hipotezę apie biologinių membranų struktūrą – elementariosios membranos hipotezę. Remiantis hipoteze, elementarioji membrana susideda iš dvigubo mišrių polinių lipidų sluoksnio, kuriame angliavandenilių grandinės yra nukreiptos į vidų ir sudaro ištisinę angliavandenilio fazę, o hidrofilinės molekulių galvutės yra nukreiptos į išorę, kiekvienas iš jų paviršių. dvigubas lipidų sluoksnis yra padengtas monomolekuliniu baltymo sluoksniu, kurio polipeptidinės grandinės yra pailgos formos. Bendras elementarios membranos storis yra 90 angstremų, o lipidinio dvisluoksnio sluoksnio storis – 60-70 angstremų.
Membranų struktūrinė įvairovė yra didesnė nei remiantis elementariąja membranos hipoteze.
Kiti membranų modeliai:
1. Struktūrinis membranos baltymas yra dvigubo lipidų sluoksnio viduje, o lipidų angliavandenilių uodegos prasiskverbia į laisvąsias ir t.t..................

20.1.1. Didesnės riebalų rūgštys gali būti susintetintos organizme iš angliavandenių apykaitos metabolitų. Pradinis šios biosintezės junginys yra acetil-CoA, susidaręs mitochondrijose iš piruvato – glikolitinio gliukozės skilimo produkto. Riebalų rūgščių sintezės vieta yra ląstelių citoplazma, kurioje yra daugelio fermentų kompleksas. aukštesnių riebalų rūgščių sintetazė. Šis kompleksas susideda iš šešių fermentų, susijusių su acilą pernešantis baltymas, kuriame yra dvi laisvos SH grupės (APB-SH). Sintezė vyksta polimerizuojant dviejų anglies fragmentus, jos galutinis produktas yra palmitino rūgštis – sočiųjų riebalų rūgštis, turinti 16 anglies atomų. Privalomi komponentai, dalyvaujantys sintezėje, yra NADPH (kofermentas, susidarantis angliavandenių oksidacijos pentozės fosfato kelio reakcijose) ir ATP.

20.1.2. Acetil-CoA į citoplazmą patenka iš mitochondrijų citrato mechanizmu (20.1 pav.). Mitochondrijose acetil-CoA sąveikauja su oksaloacetatu (fermentu citrato sintazė), gautas citratas pernešamas per mitochondrijų membraną naudojant specialią transportavimo sistemą. Citoplazmoje citratas reaguoja su HS-CoA ir ATP, vėl suskaidydamas į acetil-CoA ir oksaloacetatą (fermentą citrato liazė).

20.1 pav. Acetilo grupių perkėlimas iš mitochondrijų į citoplazmą.

20.1.3. Pradinė riebalų rūgščių sintezės reakcija yra acetil-CoA karboksilinimas, susidarant malonil-CoA (20.2 pav.). Fermentą acetil-CoA karboksilazę aktyvuoja citratas ir slopina aukštesnių riebalų rūgščių CoA dariniai.


20.2 pav. Acetil-CoA karboksilinimo reakcija.

Tada acetil-CoA ir malonil-CoA sąveikauja su acilą nešančio baltymo SH grupėmis (20.3 pav.).


20.3 pav. Acetil-CoA ir malonil-CoA sąveika su acilą pernešančiu baltymu.

20.4 pav. Vieno riebalų rūgščių biosintezės ciklo reakcijos.

Reakcijos produktas sąveikauja su nauja malonilo-CoA molekule ir ciklas kartojamas daug kartų, kol susidaro palmitino rūgšties likutis.

20.1.4. Prisiminkite pagrindines riebalų rūgščių biosintezės ypatybes, palyginti su β oksidacija:

  • riebalų rūgščių sintezė daugiausia atliekama ląstelės citoplazmoje, o oksidacija - mitochondrijose;
  • dalyvavimas CO2 prisijungimo prie acetil-CoA procese;
  • acilą pernešantis baltymas dalyvauja riebalų rūgščių sintezėje, o kofermentas A – oksidacijoje;
  • riebalų rūgščių biosintezei reikalingi redokso kofermentai NADPH, o β oksidacijai – NAD+ ir FAD.