Глиоксилатный цикл

Растения и некоторые бактерии способны использовать ацетил-СоА, образующийся при катаболизме липидов (или из любого другого источника), не только для производства энергии, но и в качестве источника углерода для синтеза большинства других классов соединений. Животным также присуща такая универсальность, однако они существенно менее эффективно могут использовать углерод липидов для синтеза углеводов. Причина этого заключается в том, что растения и бактерии способны синтезировать два дополнительных фермента, изоцитрат-лиазу и малат-синтазу; оба этих фермента не синтезируются в организме животных.

Вместе с некоторыми ферментами цикла лимонной кислоты эти дополнительные ферменты участвуют в глиоксилатном цикле. В семенах растений, запасающих масло, глиоксилатный цикл осуществляется в отдельных органеллах, глиоксисомах.

Пероксисомальная/глиоксисомальная система отличается от митохондриальной двумя аспектами:

1) в первой окислительной реакции электроны переносятся на кислород, образуя воду, и 2) восстановленный NAD, образованный во второй окислительной реакции не реокисляется в пероксисомах или глиоксисомах, поэтому восстановительные эквиваленты переносятся в цитозоль и далее транспортируются в митохондрии (рис.22.11).

Митохондрия

Пероксисома/глиоксисома

Рис. 22.11. Сравнение процесса β-окисления в митохондрии и пероксисоме/глиоксисоме

Ацетил-СоА, продуцированный в пероксисомах и глиоксисомах также экспортируется: ацетат из глиоксисом используется как биосинтетические предшественники. Ацетил-СоА, образованный в митохондриях, в дальнейшем окисляется в цикле лимонной кислоты.

Лекция 23 биосинтез жирных кислот и триацилглицеролов

За исключением полиеновых эссенциальных жирных кислот (ЖК), все другие ЖК в организме животных и человека синтезируются. Синтез ЖК de novo называется липогенезом. Наиболее интенсивно липогенез происходит в печени. В качестве источника при синтезе ЖК используется ацетил-СоА. Углеводородные цепи ЖК собираются в ходе последовательного присоединения двууглеродных фрагментов.

Липогенез не является процессом, обратным β-окислению. Он отличается от него по ряду параметров: 1) биосинтез ЖК осуществляется в основном в цитозоле; 2) источником двууглеродных фрагментов при наращивании цепи ЖК служит малонил-СоА, образующийся в результате присоединения СО₂ к ацетил-СоА; 3) на всех стадиях синтеза ЖК принимает участие ацилпереносщий белок − АПБ, а не HSCoA; 4) для синтеза ЖК необходим NADPH, а в β-окислении в качестве кофермента используются FAD и NAD⁺; 5) интермедиатами в ходе синтеза ЖК являются гидроксипроизводные, относящиеся к D-ряду, тогда как при окислении ЖК − гидроксипроизводные L-ряда.

В цитозоле осуществляется синтез насыщенных жирных кислот с длиной углеводородной цепи до С₁₆ (пальмитат). В митохондриях и ЭПР может происходить дальнейшее наращивание углеводородных цепей, кроме того, в ЭПР осуществляется превращение насыщенных ЖК в ненасыщенные.

Суммарная реакция синтеза пальмитата:

пальмитатсинтаза

Ацетил-СоА + 7 малонил-СоА + 14 NADPH + 14H⁺ →

CН₃(СН₂)₁₄СООН + 7СО₂ + 6Н₂О + 14 NADP⁺ + 8 HSСоА