Yağ asitlerinin biyosentezi en aktif olarak karaciğer, bağırsak, yağ dokusu hücrelerinin sitozolünde meydana gelir. dinlenme veya yemekten sonra.

Geleneksel olarak, 4 biyosentez aşaması ayırt edilebilir:

1. Glikoz, diğer monosakkaritler veya ketojenik amino asitlerden asetil-SCoA oluşumu.

2. Asetil-SCoA'nın mitokondriden sitozole transferi:

  • ile birleştirilebilir karnitin, tıpkı mitokondri içine daha yüksek yağ asitlerinin aktarılması gibi, ancak burada taşıma farklı bir yöne gidiyor,
  • genellikle dahil sitrik asit ilk CTC reaksiyonunda oluşur.

Mitokondriden gelen sitrat sitozolde parçalanır. ATP sitrat liyaz oksaloasetat ve asetil-SCoA'ya.

Sitrik asitten asetil-SCoA oluşumu

Oksaloasetat ayrıca malata indirgenir ve ikincisi ya mitokondriye (malat-aspartat mekiği) girer ya da malik enzim ("malik" enzim) tarafından piruvat için dekarboksilatlanır.

3. Asetil-SCoA'dan malonil-SCoA oluşumu.

Asetil-SCoA'nın karboksilasyonu şu şekilde katalize edilir: asetil-SCoA karboksilaz, üç enzimden oluşan bir multienzim kompleksi.

Asetil-SCoA'dan malonil-SCoA oluşumu

4. Palmitik asit sentezi.

uygulandı multienzimatik karmaşık " yağ asidi sentazı" (eşanlamlı sözcük palmitat sentaz) 6 enzim ve bir açil taşıyan protein (ACP) içerir.

Asil taşıyan protein pantotenik asit türevi içerir - 6-fosfopantetein(FP) HS-CoA gibi bir HS grubuna sahip. Kompleksin enzimlerinden biri, 3-ketoasil sentaz, ayrıca sistein bileşiminde bir HS grubuna sahiptir. Bu grupların etkileşimi, yağ asitlerinin yani palmitik asidin biyosentezinin başlangıcını ve devamını belirler. Sentez reaksiyonları NADPH gerektirir.

Aktif yağ asidi sentaz grupları

İlk iki reaksiyonda, malonil-SCoA, açil taşıyan proteinin fosfopantetinine ve asetil-SCoA, 3-ketoasil sentazın sisteinine sırayla eklenir.

3-Ketoasil sentazüçüncü reaksiyonu katalize eder - karboksil grubunun ortadan kaldırılmasıyla asetil grubunun C2 malonile transferi.

Ayrıca, indirgeme reaksiyonlarında keto grubu ( 3-ketoasil redüktaz), dehidrasyon (dehidrataz) ve tekrar geri kazanım (enoil redüktaz) doymuş bir asil oluşturmak üzere metilene dönüşür, fosfopantetein ile ilişkili.

asiltransferaz elde edilen açili sisteine ​​aktarır 3-ketoasil sentazlar, malonil-SCoA, fosfopanteteine ​​bağlanır ve döngü, bir palmitik asit tortusu oluşana kadar 7 kez tekrarlanır. Daha sonra palmitik asit, kompleksin altıncı enzimi olan tiyoesteraz tarafından parçalanır.

Yağ asidi sentez reaksiyonları

Yağ asidi zinciri uzaması

Sentezlenen palmitik asit, gerekirse endoplazmik retikuluma girer. Bu vesile ile malonil-S-CoA ve NADPH zincir C18 veya C20'ye kadar uzar.

Doymamış yağ asitleri (oleik, linoleik, linolenik) ayrıca eikosanoik asit türevlerinin oluşumu ile uzayabilir (C 20). Ancak çift bağ hayvan hücreleri tarafından sağlanır. en fazla 9 karbon atomu bu nedenle, ω3- ve ω6- çoklu doymamış yağ asitleri sadece karşılık gelen öncüllerden sentezlenir.

Örneğin, araşidonik asit bir hücrede sadece linolenik veya linoleik asitlerin varlığında oluşturulabilir. Bu durumda, linoleik asit (18:2) y-linolenik aside (18:3) hidrojenden arındırılır ve eikosotrienoik aside (20:3) uzatılır, ikincisi araşidonik aside (20:4) ayrıca hidrojenden arındırılır. ω6 serisi yağ asitleri bu şekilde oluşur

ω3 serisinin yağ asitlerinin oluşumu için, örneğin, timnodonik asit (20:5), susuz kalan (18:4), uzayan a-linolenik asidin (18:3) varlığı gereklidir (20: 4) ve tekrar susuz kalır (20:5).

Asetil-CoA, VFA'ların sentezi için substrattır.Ancak, yağ asitlerinin (FA) sentezi sırasında, her uzama döngüsünde asetil-CoA'nın kendisi değil, türevi malonil-CoA kullanılır.

Bu reaksiyon, FA sentezinin multienzim sisteminde anahtar bir enzim olan asetil-CoA karboksilaz enzimi tarafından katalize edilir. Enzim aktivitesi negatif olarak düzenlenir geri bildirim. İnhibitör bir sentez ürünüdür: uzun zincirli (n=16) asil-CoA - palmitoil-CoA. Aktivatör sitrattır. Bu enzimin protein olmayan kısmı H vitamini (biotin) içerir.

Daha sonra, yağ asitlerinin sentezi sırasında, bu uzama işleminde CO2 kaybeden malonil-CoA nedeniyle açil-CoA molekülü her adım için 2 karbon atomu kadar yavaş yavaş uzar.

Malonil-CoA'nın oluşumundan sonra, yağ asidi sentezinin ana reaksiyonları bir enzim - yağ asidi sentetaz (endoplazmik retikulumun zarlarına sabitlenmiş) tarafından katalize edilir. Yağ asidi sentetaz, 7 aktif bölge ve bir açil taşıyan protein (ACP) içerir. Malonil-CoA bağlanma bölgesi, protein olmayan bir bileşen olan B3 vitamini (pantotenik asit) içerir. HFA sentezi için bir reaksiyon döngüsünün sırası, Şekil 45'te gösterilmektedir.

Şekil 45. Daha yüksek yağ asitlerinin sentezi için reaksiyonlar

Döngünün bitiminden sonra açil-APB, bir sonraki sentez döngüsüne girer. Açil taşıyan proteinin serbest SH grubuna yeni bir malonil-CoA molekülü eklenir. Daha sonra asil tortusu ayrılır, malonil tortusuna aktarılır (eşzamanlı dekarboksilasyon ile) ve reaksiyon döngüsü tekrarlanır.

Böylece, gelecekteki yağ asidinin hidrokarbon zinciri yavaş yavaş büyür (her döngü için iki karbon atomu). Bu, 16 karbon atomuna (palmitik asit sentezi durumunda) veya daha fazlasına (diğer yağ asitlerinin sentezi) ulaşana kadar olur. Bunu takiben tiyoliz meydana gelir ve yağ asidinin aktif formu olan açil-CoA, bitmiş formda oluşturulur.

Daha yüksek yağ asitlerinin sentezinin normal seyri için aşağıdaki koşullar gereklidir:

1) Oksidasyon sırasında gerekli substratların ve NADPH 2'nin oluştuğu karbonhidrat alımı.

2) Hücrenin yüksek enerji yükü - sitratın mitokondriden sitoplazmaya salınmasını sağlayan yüksek bir ATP içeriği.

B-oksidasyonunun ve daha yüksek yağ asitlerinin sentezinin karşılaştırmalı özellikleri:

1 . b-oksidasyon mitokondride meydana gelir ve yağ asidi sentezi endoplazmik retikulumun zarlarındaki sitoplazmada meydana gelir. Ancak mitokondride oluşan asetil-CoA, kendi başına zarlardan geçemez. Bu nedenle, Krebs döngüsü enzimlerinin katılımıyla asetil-CoA'nın mitokondriden sitoplazmaya taşınması için mekanizmalar vardır (Şekil 46).

Şekil 46. Asetil-CoA'nın mitokondriden sitoplazmaya taşınma mekanizması.

TCA'nın anahtar enzimleri sitrat sentaz ve izositrat dehidrojenazdır. Bu enzimlerin ana allosterik düzenleyicileri ATP ve ADP'dir. Hücrede çok fazla ATP varsa, ATP bu anahtar enzimlerin inhibitörü olarak görev yapar. Ancak izositrat dehidrojenaz, ATP tarafından sitrat sentetazdan daha fazla inhibe edilir. Bu, mitokondriyal matriste sitrat ve izositrat birikmesine yol açar. Birikme ile sitrat mitokondriyi terk eder ve sitoplazmaya girer. Sitoplazma, sitrat liyaz enzimini içerir. Bu enzim sitratı PAA ve asetil-CoA'ya ayırır.

Bu nedenle, asetil-CoA'nın mitokondriden sitoplazmaya salınması için koşul, hücreye iyi bir ATP beslemesidir. Hücrede çok az ATP varsa, asetil-CoA, CO2 ve H2O'ya bölünür.

2 . B-oksidasyon sırasında ara ürünler HS-CoA ile ilişkilidir ve yağ asitlerinin sentezi sırasında ara ürünler spesifik bir açil taşıyan protein (ACP) ile ilişkilidir. Bu karmaşık bir proteindir. Protein olmayan kısmı yapı olarak CoA'ya benzer ve tioetilamin, pantotenik asit (B3 vitamini) ve fosfattan oluşur.

3 . B-oksidasyonda oksidan olarak NAD ve FAD kullanılır. Yağ asitlerinin sentezinde indirgeyici bir maddeye ihtiyaç vardır - NADP * H2 kullanılır.

Yağ asitlerinin sentezi için hücrede 2 ana NADP * H2 kaynağı vardır:

a) karbonhidrat yıkımının pentoz fosfat yolu;

Vücuttaki yağların sentezi, esas olarak fazla gelen ve glikojen sentezi için kullanılmayan karbonhidratlardan oluşur. Ek olarak, bazı amino asitler de lipitlerin sentezinde rol oynar. Glikojen ile karşılaştırıldığında, yağlar daha az okside ve hidratlı oldukları için daha kompakt bir enerji depolama biçimini temsil eder. Aynı zamanda yağ hücrelerinde nötral lipidler şeklinde depolanan enerji miktarı da glikojenden farklı olarak hiçbir şekilde sınırlı değildir. Lipogenezdeki merkezi süreç, neredeyse tüm lipid gruplarının bir parçası oldukları için yağ asitlerinin sentezidir. Ayrıca ATP moleküllerinin kimyasal enerjisine dönüştürülebilen yağlardaki ana enerji kaynağının yağ asitlerinin oksidatif dönüşüm süreçleri olduğu unutulmamalıdır.

Yağ asitlerinin biyosentezi

Yağ asidi sentezinin yapısal öncüsü asetil-CoA'dır. Bu bileşik mitokondriyal matriste esas olarak piruvattan oksidatif dekarboksilasyon reaksiyonunun bir sonucu olarak ve ayrıca yağ asitlerinin p-oksidasyonu sürecinde oluşturulur. Sonuç olarak, hidrokarbon zincirleri, asetil-CoA formundaki iki karbonlu fragmanların sıralı eklenmesi sırasında birleştirilir, yani yağ asidi biyosentezi, p-oksidasyon ile karşılaştırıldığında aynı şekilde, ancak zıt yönde gerçekleşir.

Bununla birlikte, bu iki işlemi birbirinden ayıran, termodinamik olarak uygun, geri döndürülemez ve farklı şekilde düzenlenmiş olmaları nedeniyle bir dizi özellik vardır.

Ana not edilmelidir ayırt edici özellikleri yağ asidi anabolizması.

  • Ökaryotik hücrelerde hidrokarbon zincir uzunluğu C16'ya (palmitik asit) kadar olan doymuş asitlerin sentezi hücrenin sitozolünde gerçekleştirilir. Mitokondride ve kısmen doymuş asitlerin doymamış asitlere dönüştürüldüğü ER'de daha fazla zincir uzaması meydana gelir.
  • Termodinamik olarak önemli olan asetil-CoA'nın karboksilasyonu ve oluşumu ATP molekülünün bir makroerjik bağını gerektiren malonil-CoA'ya (COOH-CH2-COOH) dönüştürülmesidir. Palmitik asit sentezi için gerekli olan sekiz asetil-CoA molekülünden sadece biri reaksiyona asetil-CoA formunda, geri kalan yedisi malonil-CoA formunda dahil edilir.
  • NADPH, keto grubunun hidroksi grubuna indirgenmesi için indirgeyici eşdeğerlerin bir vericisi olarak işlev görürken, NADH veya FADH2, p-oksidasyon sırasında ters reaksiyon sırasında indirgenir. asil-CoA dehidrojenasyon reaksiyonlarında.
  • Yağ asidi anabolizmasını katalize eden enzimler, "yüksek yağ asidi sentetaz" adı verilen tek bir çoklu enzim kompleksinde birleştirilir.
  • Yağ asidi sentezinin tüm aşamalarında, aktifleştirilmiş açil kalıntıları, yağ asitlerinin p-oksidasyonu sürecinde olduğu gibi koenzim A ile değil, bir asil taşıyan protein ile ilişkilidir.

İntramitokondriyal asetil-CoA'nın sitoplazmaya taşınması. Asetil-CoA, hücrede esas olarak mitokondri içi oksidasyon reaksiyonları sürecinde oluşur. Mitokondriyal zarın asetil-CoA'ya karşı geçirimsiz olduğu bilinmektedir.

Asetil-CoA'nın mitokondriden sitoplazmaya transferini sağlayan iki taşıma sistemi bilinmektedir: daha önce açıklanan açil-karnitin mekanizması ve sitrat taşıma sistemi (Şekil 23.14).

Pirinç. 23.14.

Mitokondriyal asetil-CoA içinde nitrat mekanizması ile sitoplazmaya taşınma sürecinde, ilk önce sitrata dönüştürülen oksaloasetat ile etkileşime girer (sitrat sentaz enzimi tarafından katalize edilen trikarboksilik asit döngüsünün ilk reaksiyonu; Bölüm 19) . Ortaya çıkan sitrat, koenzim A'nın oksaloasetat ve asetil-CoA'ya katılımıyla sitrat liyaz enzimi tarafından parçalandığı spesifik bir translokaz ile sitoplazmaya aktarılır. ATP hidrolizi ile birlikte bu reaksiyonun mekanizması aşağıda verilmiştir:


Mitokondriyal zarın oksaloasetat için geçirimsiz olması nedeniyle, sitoplazmada zaten NADH tarafından malata indirgenir, bu da belirli bir translokazın katılımıyla oksalat asetata oksitlendiği mitokondriyal matrise geri dönebilir. Böylece, metokondriyal zar boyunca asetil taşınmasının sözde mekik mekanizması tamamlanır. Sitoplazmik malatın bir kısmı oksidatif dskarboksilasyona uğrar ve koenzim NADP + olan özel bir "malik" enzimi yardımıyla piruvata dönüştürülür. Asetil-CoA ve CO2 ile birlikte indirgenmiş NADPH, yağ asitlerinin sentezinde kullanılır.

Sitratın sitoplazmaya yalnızca mitokondriyal matristeki konsantrasyonu yeterince yüksek olduğunda, örneğin, trikarboksilik asit döngüsü asetil-CoA tarafından sağlandığında, fazla karbonhidrat varlığında taşındığını unutmayın.

Böylece sitrat mekanizması hem asetil-CoA'nın mitokondriden taşınmasını hem de yağ asidi sentezinin indirgeme reaksiyonlarında kullanılan NADPH ihtiyacının yaklaşık %50'sini sağlar. Ek olarak, NADPH ihtiyacı da glikoz oksidasyonunun pentoz fosfat yolu ile karşılanır.


BELARUSYA DEVLET BİLGİ BİLİMLERİ VE RADYO ELEKTRONİK ÜNİVERSİTESİ
ETT Daire Başkanlığı
MAKALE
Konu hakkında:
Doymamış yağ asitlerinin oksidasyonu. kolesterol biyosentezi. Zar taşınımı"

MİNSK, 2008
Doymamış yağ asitlerinin oksidasyonuitibaren.
Prensip olarak, doymuş olanlarla aynı şekilde oluşur, ancak özellikler vardır. Doğal olarak oluşan doymamış yağ asitlerinin çift bağları cis konfigürasyonundayken, oksidasyon ara ürünleri olan doymamış asitlerin CoA esterlerinde çift bağlar trans konfigürasyonundadır. Dokularda cis-trans çift bağın konfigürasyonunu değiştiren bir enzim vardır.
Keton cisimlerinin metabolizması.
Keton (aseton) cisimleri terimi, asetoasetik asit, a-hidroksibutirik asit ve aseton anlamına gelir. Asetoasetil CoA'nın deasilasyonu sonucu karaciğerde keton cisimleri oluşur. Enerji homeostazını sürdürmede keton cisimlerinin önemli bir rolü olduğunu gösteren kanıtlar vardır. Keton cisimleri, kaslar, beyin ve böbrekler için bir tür yakıt tedarikçisidir ve yağ asitlerinin depodan mobilizasyonunu önleyen düzenleyici bir mekanizmanın parçası olarak hareket eder.
lipidlerin biyosentezi.
Lipidlerin glikozdan biyosentezi çoğu organizmada önemli bir metabolik bağlantıdır. Acil enerji gereksinimlerini aşan miktarlarda glikoz, Yapı malzemesi yağ asitleri ve gliserol sentezi için. Dokulardaki yağ asitlerinin sentezi hücrenin sitoplazmasında gerçekleşir. Mitokondride esas olarak mevcut yağ asidi zincirlerinin uzaması meydana gelir.
Yağ asitlerinin ekstramitokondriyal sentezi.
Hücre sitoplazmasında yağ asitlerinin sentezi için yapı taşı, esas olarak mitokondriyalden türetilen asetil CoA'dır. Sentez, sitoplazmada karbon dioksit ve bikarbonat iyonlarının ve sitratın varlığını gerektirir. Mitokondriyal asetil CoA hücre sitoplazmasına difüze olamaz çünkü mitokondriyal zar geçirgen değildir. Mitokondriyal asetil CoA, oksaloasetat ile etkileşir, sitrat oluşturur ve asetil CoA ve oksaloasetata bölündüğü hücre sitoplazmasına nüfuz eder.
Asetil CoA'nın zardan penetrasyonunun başka bir yolu var - karnitin katılımıyla.
Yağ asidi biyosentezindeki adımlar:
Karbondioksitin (biyotin-enzim ve ATP) koenzim A ile bağlanmasıyla malonil CoA oluşumu. Bu, NADPH 2'nin varlığını gerektirir.
Doymamış yağ asitlerinin oluşumu:
Memeli dokularında 4 doymamış yağ asidi ailesi vardır -
1.palmitoleik, 2.oleik, 3.linoleik, 4.linolenik
1 ve 2 palmitik ve stearik asitlerden sentezlenir.
trigliseritlerin biyosentezi.
Trigliseritlerin sentezi gliserol ve yağ asitlerinden (stearik, palmitik, oleik) gelir. Trigliserit biyosentezinin yolu, gliserol-3-fosfat oluşumu yoluyla gerçekleşir.
Gliserol-3-fosfat açillenir ve fosfatidik asit oluşur. Bunu fosfatidik asidin defosforilasyonu ve 1,2-digliserit oluşumu izler. Bunu açil CoA molekülü ile esterleşme ve trigliserit oluşumu takip eder. Gliserofosfolipidler endoplazmik zincirde sentezlenir.
Doymuş yağ asitlerinin biyosentezi.
Malonil CoA, yağ asitlerinin sentezinde iki karbonlu birimlerin hemen öncüsüdür.
Doymuş yağ asitlerinin tam sentezi, 7 enzimden oluşan özel bir sentetaz kompleksi tarafından katalize edilir. Sitoplazmanın çözünür fraksiyonunda yağ asitlerinin sentezini katalize eden sentetaz sistemi, bir molekül asetil CoA ve 7 molekül malonil CoA'nın bir molekül palmitik asit oluşturmak üzere yoğunlaştığı aşağıdaki genel reaksiyondan sorumludur (indirgeme, NADPH). Reaksiyon için gerekli olan tek asetil CoA molekülü başlatıcıdır.
malonil CoA oluşumu:
1. Sitrat, mitokondriyal zardan sitoplazmaya geçebilir. Mitokondriyal asetil CoA, bir taşıma sistemi yoluyla mitokondriyal zardan sitoplazmaya geçebilen sitratı oluşturmak için oksaloasetata aktarılır. Sitoplazmada sitrat, karbondioksit ile etkileşime girerek malonil CoA'ya dönüşen asetil CoA'ya parçalanır. Tüm yağ asidi sentezi sürecinin sınırlayıcı enzimi asetil CoA karboksilazdır.
2. Yağ asitlerinin sentezinde, açil taşıyan protein, alifatik zincirin oluşum reaksiyonları sırasında açil ara ürünlerinin eklendiği bir tür çapa görevi görür. Mitokondride, doymuş yağ asitleri, CoA'nın sıralı eklenmesiyle CoA esterleri şeklinde uzatılır. Asetil CoA ve malonil CoA'nın asil grupları, asil taşıyan proteinin tiyol gruplarına transfer edilir.
3. Bu iki karbonlu parçaların yoğunlaştırılmasından sonra, daha yüksek doymuş yağ asitlerinin oluşumu ile restore edilirler.
Sitoplazmada yağ asitlerinin sentezindeki sonraki adımlar, mitokondriyal β-oksidasyonunun ters reaksiyonlarına benzer. Bu işlemin tüm ara ürünlerle uygulanması, büyük bir çoklu enzim kompleksi - yağ asidi sentetaz ile güçlü bir şekilde ilişkilidir.
yağ asidi metabolizmasının düzenlenmesi.
Vücuttaki yağ metabolizması süreçleri nörohumoral yol tarafından düzenlenir. Aynı zamanda, merkezi sinir sistemi ve serebral korteks, çeşitli organların koordinasyonunu gerçekleştirir. hormonal etkiler. Serebral korteks, ya sempatik ve parasempatik sistem ya da endokrin bezleri aracılığıyla yağ dokusu üzerinde trofik bir etki gösterir.
Karaciğerdeki yağ asitlerinin katabolizması ve anabolizması arasında belirli bir oranın korunması, hücre içindeki metabolitlerin etkisinin yanı sıra hormonal faktörlerin ve tüketilen yiyeceklerin etkisiyle ilişkilidir.
α-oksidasyonun düzenlenmesinde, substratın mevcudiyeti çok önemlidir. Yağ asitlerinin karaciğer hücrelerine girişi şu şekilde sağlanır:
1. Yağ dokusundan yağ asitlerinin yakalanması, bu işlemin düzenlenmesi hormonlar tarafından gerçekleştirilir.
2. yağ asitlerinin yakalanması (gıdadaki yağ içeriğinden dolayı).
3. Karaciğer trigliseritlerinden lipazın etkisi altında yağ asitlerinin salınması.
İkinci kontrol faktörü, hücredeki enerji depolama seviyesidir (ADP ve ATP oranı). Çok fazla ADP varsa (hücresel enerji rezervleri küçüktür), ATP sentezine katkıda bulunan konjugasyon reaksiyonları meydana gelir. ATP içeriği artarsa, yukarıdaki reaksiyonlar engellenir ve biriken yağ asitleri, yağların ve fosfolipidlerin biyosentezi için kullanılır.
Sitrik asit döngüsünün a-oksidasyon tarafından üretilen asetil CoA'yı katabolize etme yeteneği, yağ asidi katabolizmasının genel enerji potansiyelinin yanı sıra istenmeyen keton cisimlerinin (asetoasetik asit, a-hidroksibutirat ve aseton) birikiminin gerçekleştirilmesinde önemlidir. .
İnsülin, yağ asitlerinin biyosentezini, karbonhidratların yağlara dönüşmesini arttırır. Adrenalin, tiroksin ve büyüme hormonu yağın parçalanmasını (lipolizi) aktive eder.
Hipofiz hormonlarının ve seks hormonlarının üretimindeki azalma, yağ sentezinin uyarılmasına yol açar.
Lipid metabolizması bozuklukları
1. Yağ emilim süreçlerinin ihlali
a) yetersiz pankreatik lipaz alımı
b) bağırsaklara safra akışının ihlali
c) ihlal gastrointestinal sistem(epitel hasarı).
2. Kandan dokulara yağ transferi süreçlerinin ihlali - yağ asitlerinin kan plazma şilomikronlarından yağ depolarına geçişi bozulur. BT kalıtsal hastalık enzim eksikliği ile ilişkilidir.
3. Ketonüri ve ketonemi - diyabetli kişilerde oruç tutarken keton cisimlerinin içeriği artar - bu ketonemidir. Bu duruma ketonüri (idrarda keton cisimlerinin varlığı) eşlik eder. Akan kandaki alışılmadık derecede yüksek keton cisimleri konsantrasyonu nedeniyle, kaslar ve diğer organlar oksidasyonlarıyla baş edemezler.
4. Ateroskleroz ve lipoproteinler. Ateroskleroz patogenezinde belirli lipoprotein sınıflarının öncü rolü kanıtlanmıştır. Lipid lekelerinin ve plakların oluşumuna derin distrofik değişiklikler damar duvarı içinde.
Kolesterol
Memelilerde kolesterolün çoğu (yaklaşık %90'ı) karaciğerde sentezlenir. Çoğu (%75) bağırsaklarda yiyeceklerle birlikte gelen lipitlerin sindirimine yardımcı olan safra asitlerinin sentezinde kullanılır. Onları hidrolitik enzimler - lipazlar için daha erişilebilir hale getirirler. Ana safra asidi kolik asittir. Kolesterol ayrıca, çoğu hormon görevi gören diğer önemli steroidlerin metabolik öncüsüdür: aldosteron ve kortizon, estron, testosteron ve androsteron.
Kan plazmasındaki normal kolesterol seviyesi 150-200 mg/ml aralığındadır. Yüksek seviyeler, arterioskleroz (ateroskleroz) olarak bilinen bir durum olan aort ve küçük arterlerde kolesterol plaklarının birikmesine yol açabilir. Sonuçta, kardiyak aktivitenin ihlaline katkıda bulunur. Bakım onarım normal seviye kolesterol, asetil-CoA yolunun in vivo düzenlenmesinin yanı sıra uygun bir diyet düzenlenerek gerçekleştirilir. Yüksek kan kolesterolünü düşürmenin bir yolu, vücudun kolesterol sentezleme yeteneğini azaltan bileşikler almaktır. Kolesterol, karaciğerde ve kan plazmasında sentezlenir, diğer hücrelere aktarılan lipoprotein kompleksleri halinde paketlenir. Kolesterolün hücre içine penetrasyonu, endositoz yoluyla hücreye giren ve daha sonra lizozomal enzimlerin hücre içinde kolesterolü serbest bırakan bu tür kompleksleri bağlayan membran reseptörlerinin varlığına bağlıdır. Kan kolesterol düzeyi yüksek olan hastalarda hatalı reseptörler bulunmuştur, bu genetik bir kusurdur.
Kolesterol, fekal steroidler gibi birçok steroidin öncüsüdür. safra asitleri ve steroid hormonları. Kolesterolden steroid hormonlarının oluşumunda, ilk önce plasenta ve plasenta hormonu olan progesteronun öncüsü olarak hizmet eden ara ürün pregnenolon sentezlenir. korpus luteum, erkek cinsiyet hormonları (testosteron), kadın cinsiyet hormonları (estron) ve adrenal korteks hormonları (kortikosteron).
Bu hormonların biyosentezi için ana başlangıç ​​maddesi amino asit tirozindir. Kaynağı hücrelerde -
1. Proteoliz
2. Fenilalanin oluşumu (temel AA)
Steroid hormonlarının biyosentezi, çeşitli etki spektrumlarına rağmen tek bir işlemdir.
Progesteron, tüm steroid hormonlarının biyosentezinin merkezinde yer alır.
Bunu sentezlemenin 2 yolu vardır:
kolesterolden
asetattan
Bireysel steroid hormonlarının biyosentez hızlarının düzenlenmesinde hipofiz bezinin tropik hormonları önemli bir rol oynar. ACTH, kortikal adrenal hormonların biyosentezini uyarır.
Biyosentez bozukluğunun ve spesifik hormonların salınımının 3 nedeni vardır:
1. Geliştirme patolojik süreç endokrin bezinin kendisinde.
2. Merkezi sinir sistemi tarafındaki süreçler üzerindeki düzenleyici etkilerin ihlali.
3. Bireysel endokrin bezlerinin aktivitesinin koordinasyonunun ihlali.
kolesterol biyosentezi.
Bu sürecin 35 aşaması vardır.
3 ana vardır:
1. Aktif asetatın mevalonik aside dönüştürülmesi
2. Skualen oluşumu
3. Skualenin kolesterole oksidatif siklizasyonu.
Kolesterol, birçok steroidin öncüsüdür:
Fekal steroidler, safra asitleri, steroid hormonları. Kolesterolün parçalanması, karaciğerde safra asitlerine dönüştürülmesidir.
Kolesterol biyosentezinin düzenlenmesinin, -hidroksi-metilglutaril CoA redüktazın sentezini ve aktivitesini değiştirerek gerçekleştirildiği gösterilmiştir. Bu enzim, hücrenin endoplazmik retikulumunun zarlarında lokalizedir. Aktivitesi, enzimin aktivitesinde bir azalmaya yol açan kolesterol konsantrasyonuna bağlıdır. Redüktaz aktivitesinin kolesterol tarafından düzenlenmesi, son ürün tarafından bir anahtar enzimin negatif geri besleme düzenlemesine bir örnektir.
Ayrıca mevalonik asidin biyosentezi için ikinci bir yol vardır.
Hücre içi ihtiyaçlar (lipoprotein sentezi) için gerekli olan kolesterol biyosentezinin hücre içi farklılaşması için iki otonom yol önemlidir. hücre zarları) yağ asitleri oluşturmak için kullanılan kolesterolden. Lipoproteinlerin bileşiminde kolesterol karaciğeri terk eder ve kana girer. Kan plazmasındaki toplam kolesterol içeriği 130-300 mg/ml'dir.
Membranların moleküler bileşenleri.
Çoğu zar yaklaşık %40 lipid ve %60 proteinden oluşur. Zarların lipit kısmı, ağırlıklı olarak çeşitli tiplerde polar lipitler içerir; hücrenin polar lipitlerinin neredeyse tamamı, zarlarında yoğunlaşmıştır.
Çoğu zar, karakteristik yüksek kolesterol içeriğine sahip daha yüksek hayvan hücrelerinin plazma zarları olması dışında, az miktarda triaçilgliserol ve sterol içerir.
Farklı lipidler arasındaki oran, verilen her hücre zarı tipi için sabittir ve bu nedenle genetik olarak belirlenir. Çoğu zar, aynı lipit ve protein oranı ile karakterize edilir. Hemen hemen tüm membranlar suya ve nötr lipofilik bileşiklere, daha az ölçüde şekerler ve amidler gibi polar maddelere ve sodyum veya klorür gibi küçük iyonlara karşı çok zayıf geçirgenliğe sahiptir.
Çoğu membran, yüksek elektrik direnci ile karakterize edilir. Bunlar Genel Özellikler biyolojik zarların yapısı ile ilgili ilk önemli hipotezin - temel zar hipotezinin - yaratılmasının temelini oluşturdu. Hipoteze göre, temel zar, hidrokarbon zincirlerinin içe dönük olduğu ve sürekli bir hidrokarbon fazı oluşturduğu ve moleküllerin hidrofilik kafalarının dışa doğru yönlendirildiği, çift katmanlı karışık polar lipidlerden oluşur. çift ​​​​lipid tabakası, polipeptit zincirleri içinde bulunan monomoleküler bir protein tabakası ile kaplıdır. uzatılmış şekil. Temel zarın toplam kalınlığı 90 angstromdur ve lipit çift tabakasının kalınlığı 60-70 angstromdur.
Zarların yapısal çeşitliliği, temel zar hipotezine göre daha fazladır.
Diğer membran modelleri:
1. Membranın yapısal proteini, lipit çift tabakasının içinde bulunur ve lipitlerin hidrokarbon kuyrukları, serbest olanlara nüfuz eder, vb....................................

20.1.1. Vücutta karbonhidrat metabolizmasının metabolitlerinden daha yüksek yağ asitleri sentezlenebilir. Bu biyosentez için başlangıç ​​bileşiği asetil-CoA, mitokondride piruvattan oluşur - glikozun glikolitik parçalanmasının bir ürünü. Yağ asidi sentezinin yeri, bir multienzim kompleksinin bulunduğu hücrelerin sitoplazmasıdır. yüksek yağ asitlerinin sentezi. Bu kompleks, aşağıdakilerle ilişkili altı enzimden oluşur: asil taşıyan protein, iki serbest SH grubu (APB-SH) içerir. Sentez, iki karbonlu parçaların polimerizasyonu ile gerçekleşir, son ürünü, 16 karbon atomu içeren doymuş bir yağ asidi olan palmitik asittir. Sentezde yer alan zorunlu bileşenler, NADPH (karbohidrat oksidasyonunun pentoz fosfat yolunun reaksiyonlarında oluşan bir koenzim) ve ATP'dir.

20.1.2. Asetil-CoA, sitrat mekanizması yoluyla mitokondriden sitoplazmaya girer (Şekil 20.1). Mitokondride, asetil-CoA oksaloasetat (bir enzim - sitrat sentaz), ortaya çıkan sitrat, özel bir taşıma sistemi kullanılarak mitokondriyal zar boyunca taşınır. Sitoplazmada sitrat, HS-CoA ve ATP ile reaksiyona girerek tekrar asetil-CoA ve oksaloasetata (bir enzim - sitrat liyaz).

Şekil 20.1. Asetil gruplarının mitokondriden sitoplazmaya transferi.

20.1.3. Yağ asitlerinin sentezi için ilk reaksiyon, malonil-CoA oluşumu ile asetil-CoA'nın karboksilasyonudur (Şekil 20.2). Asetil-CoA karboksilaz enzimi sitrat tarafından aktive edilir ve daha yüksek yağ asitlerinin CoA türevleri tarafından inhibe edilir.


Şekil 20.2. Asetil-CoA karboksilasyon reaksiyonu.

Asetil-CoA ve malonil-CoA daha sonra açil taşıyan proteinin SH grupları ile etkileşime girer (Şekil 20.3).


Şekil 20.3. Asetil-CoA ve malonil-CoA'nın bir asil taşıyan protein ile etkileşimi.

Şekil 20.4. Yağ asidi biyosentezinin bir döngüsünün reaksiyonları.

Reaksiyon ürünü, yeni bir malonil-CoA molekülü ile etkileşime girer ve döngü, bir palmitik asit kalıntısı oluşana kadar birçok kez tekrarlanır.

20.1.4. β-oksidasyona kıyasla yağ asidi biyosentezinin temel özelliklerini hatırlayın:

  • yağ asitlerinin sentezi esas olarak hücrenin sitoplazmasında ve oksidasyon - mitokondride gerçekleştirilir;
  • asetil-CoA'ya CO2 bağlama sürecine katılım;
  • asil taşıyan protein, yağ asitlerinin sentezinde yer alır ve koenzim A oksidasyonda yer alır;
  • yağ asitlerinin biyosentezi için redoks koenzimleri NADPH gereklidir ve β-oksidasyon için NAD+ ve FAD gereklidir.