Біосинтез гліцеролу, жирних кислот, ацилгліцеролів, фосфогліцеридів та холестеролу

1. Біосинтез глцеролу та жирних кислот.

2. Біосинтез ацилгліцеролів, фосфогліцеридів та холестерину.

3. Патологія ліпідного обміну.

Біосинтез жирних кислот (шляхLinean)

Цей процес протікає у цитоплазмі клітин. Суть його - поступове подовження молекули жирної кислоти на 2 вуглецеві атоми за рахунок молекули ацетил-КоА і чотирьох іонів водню, що поставляються НАДФ-Н2. на першому етапі відбувається приєднання до ацетил-КоА вуглекислого газу за участю біотин-ферменту.

рибозо-5-фосфат і НАДФ-Н2, що генеруються з глюкози в реакціях пентозного циклу, а також кобаламін та фолієва кислота, що виробляються мікрофлорою рубця.

У малоніл-КоА радикал -S-КоА, що утворився, замінюється на радикал ацилпереносного білка (-АПБ). Паралельно радикал -S-КоА замінюється радикал-АПБ в молекулі ацетил-КоА. Потім малоніл-АПБ, відщеплюючи вуглекислий газ, з'єднується з ацетил-АПБ і утворюється ацетоацетил-АПБ. Останній відновлюється іонами водню, що відщеплюються від НАДФ-Н2, β-гідроксибутирил-АПБ. Після відщеплення від цієї речовини молекули води утворюється кротоніл-АПБ, що надалі відновлюється іонами водню НАДФ-Н2 до бутирил-АПБ. Цією реакцією завершується перший цикл біосинтезу жирної кислоти.

Другий цикл починається зі з'єднання β-гідроксибутирил-АПБ з ацетил-АПБ із відщепленням молекули вуглекислого газу. Капроніл-АПБ, що утворився, таким же чином, як і ацетоацетил-АПБ, цикл за циклом, перетворюється на ацил-АПБ, що синтезуєтьсяжирної кислоти з подальшим відщепленням від останнього радикалу АПБ.

Кількість молекул АТФ, що витрачається на біосинтез однієї молекули жирної кислоти (ХАТФ) розраховують про формулу: ХАТФ=n/2 – 1, де деn– число вуглецевих атомів, включаючи групу –СООН, а кількість НАДФ-Н2 (ХНАДФ-Н) -за формулою: ХНАДФ-Н = n-2.

Біосинтез гліцерол-3-фосфатупоходить з 3-фосфогліцеральдегіду, що утворився з глюкози в реакціях гліколізу:

На першому етапі його гліцерол-3-фосфат взаємодіє з двома активованими молекулами жирних кислот (наприклад, стеарил-КоА) з утворенням фосфатидної кислоти. Від останньої відщеплюється залишок фосфорної кислоти з наступним приєднанням на місце третього радикалу жирної кислоти.

АЛЕ-СН + 2 Стеарил-КоААцил-КоА- С17Н35-СО-О-СНФосфатидіофосфатаза

1 трансфераза1 + НОН

3-фосфогліцеролФосфатидна кислота

Спочатку, як описано вище, синтезується фосфатидна кислота, в якій до другого вуглецевого атома гліцеролу приєднано залишок арахідонової кислоти. Після цього активується молекула холіну:

Холін-АДФФосфохолін

Фосфохолін взаємодіє з цитидинтрифосфатом (ЦТФ):

На першому етапі цього процесу із двох молекул ацетил-КоА в результаті реакції, що каталізується тіолазою, утворюється ацетоацетил-КоА. Після приєднання до останнього третьої молекули ацетил-КоА, що каталізується β-гідрокси-β-метил-глутатил-КоА-синтазою, утворюється β-гідрокси-β-метил-глутатил-КоА. (ГМГ-КоА). Цей фермент здатні інгібувати деякі лікарські засоби, що застосовуються для лікування хворих на атеросклероз, зокрема зокор. ГМГ-КоА надалі відновлюється іонами водню, що відщеплюються від НАДФ-Н2 в результаті.реакції, що каталізується ГМФ-КоА-редуктазою, до мевалонату Останній в результаті шести реакцій, що послідовно протікають, перетворюється на сквален, вуглеводень з довгим відкритим ланцюгом:

Березів-312 стор.

Надалі сквален в результаті реакції, що каталізується скваленоксидоциклазою, циклізується в ланостерин. Останній через кілька послідовних реакцій перетворюється на холестерин.

Регуляція метаболізму ліпідів.

Цей процес виражений на стадії надходження їжі до організму. Надлишок вуглеводів сприяє підвищеній інкреції інсуліну, який не тільки посилює біосинтез ацилгліцеролів з вуглеводів, але й гальмує їхнє розщеплення ліпазою у жирових депо. Інсулін також посилює біосинтез холестерину у печінці. Тироксин і триіодтиронін, вироблені щитовидною залозою, стимулюють окислення бічного ланцюга холестерину і вихід його в кишечник з жовчю.

Мобілізації ацилгліцеролів з жирових депо сприяють гормони адреналін, норадреналін, глюкагон, тироксин, соматотропін, β-ліпотропін, кортикотропін та ін., які активують ліпазу, сприяючи переходу неактивної її форми в активну фосфорильовану.

Патологія ліпідного обміну.

Надмірне надходження вуглеводів і ліпідів з їжею, а також недостатнє вироблення передрідної часткою гіпофізу β-ліпотропіну призводить до розвитку ожиріння. Надмірна інкреція цього гормону призводить до розвитку гіпофізарної кахексії.

Гідроліз ліпідів в органах травної системи може порушуватися при недостатньому виробленні підшлункової залозою ферментів, припиненні надходженні в кишечник жовчних кислот, що посилюють перетравлення та всмоктування ліпідів, запалення стінки кишечника та ін. У цих випадках ліпіди виділяються з калом у вигляді крапель (стеаторея).

Синтезовані в печінці ацилгліцероли виводяться з неї, перетворюючись на фофогліцериди. Для біосинтезу останніх необхідні холін, метіонін, вітамін В12, цистеїн, інозитол та інші ліпотропні речовини. При їхньому дефіциті в організмі, пов'язаному з недостатнім надходженням або порушенням біосинтезу мікроорганізмами травного тракту, патологією останнього і т.д. виведення ацилгліцеролів з печінки порушується та розвивається жирова інфільтрація цього органу.

При годівлі жуйних тварин високонцентратними кормами порушується вироблення мікроорганізмами травного тракту вітаміну В12, що призводить також до порушення перетворення пропіонової кислоти, утвореної мікроорганізмами з клітковини, а сукциніл-КоА та окислення останнього у циклі Кребса. Це призводить до накопичення кетонових тіл у крові (гіперкетонемія та в сечі (кетонурія).

Кетонові тіла накопичуються в організмі та при цукровому діабеті. Дефіцит у тканинах вуглеводів призводить до посиленого β-окислення жирних кислот до кетонових тіл. Через нестачу глюкози порушується також послідовно вироблення із щавлевооцтової кислоти, першого метаболіту циклу Кребса. Через це гальмується окислення в останньому кетонових тіл, що також призводить до розвитку кетоацидозу. Підвищена концентрація у крові хворих на діабет глюкози призводить до пошкодження ендотелію кровоносних судин, що сприяє розвитку атеросклерозу з подальшою зміною в крові рівня показників ліпідів, зазначеному вище.