1.4. Липогенез
Липогенез - биосинтез de novo жирных кислот.
1. Карбоксилирование ацетил-КоА и образование малонил-КоА. Фермент - ацетил-КоА-карбоксилаза, содержит биотин.
СО2 + АТФ + биотин-фермент ® карбоксибиотин-фермент + АДФ + ФН
карбоксибиотин-фермент + СН3-СО-SКоА ®
® НООС-СН2-СО-S-КоА + биотин-фермент
малонил-КоА
Мультиферментный комплекс, называемый синтетазой (синтазой) жирных кислот, состоит из 6 ферментов, связанных с ацилпереносящим белком (АПБ). Он имеет две свободные HS-группы.
2. Соединение ацетил-КоА и малонил-КоА с АПБ.
3. Конденсация двух ацетильных остатков.
4. Восстановление карбонильной группы.
5. Дегидратация.
6. Гидрирование. В результате образуется бутирил-АПБ.
Далее цикл реакций повторяется. На последней стадии происходит гидролиз и освобождение АПБ.
Источники НАДФН для синтеза жирных кислот: примерно половину поставляет пентозофосфатный путь окисления глюкозы. Другая половина образуется за счет действия НАДФ-зависимой малатдегидрогеназы.
Пальмитиновая кислота служит предшественником других жирных кислот организма. Удлинение углеродной цепи происходит при участии фермента элонгазы. Ненасыщенные жирные кислоты образуются из насыщенных при участии ферментов десатураз.
Регуляция синтеза и распада жирных кислот
Переключение процессов синтеза жирных кислот на их окисление происходит при смене периода пищеварения на постабсорбтивное состояние и осуществляется с помощью регуляторных механизмов.
Важнейшее звено регуляции синтеза жирных кислот - ацетил-КоА-карбоксилаза. В период пищеварения в цитозоле увеличивается концентрация цитрата, который является переносчиком ацетильных остатков из митохондрий. Цитрат - аллостерический активатор ацетил-КоА-карбоксилазы. Ускоряется синтез малонил-КоА и, следовательно, синтез жирных кислот. Конечный продукт – пальмитил-КоА – ингибитор ацетил-КоА-карбоксилазы.
Активность ацетил-КоА-карбоксилазы регулируется глюкагоном и адреналином посредством аденилатциклазной системы. Фосфорилированная форма фермента неактивна, дефосфорилированная – активна. Эти гормоны также путем фосфорилирования переводят липазу в жировой ткани в активное состояние. Следовательно, синтез жирных кислот прекращается, а начинается мобилизация ТАГ, окисление жирных кислот и синтез кетоновых тел.
Регуляторный фермент β-окисления – ацилкарнитинтрансфераза. Его аллостерический ингибитор – малонил-КоА. В постабсорбтивный период, когда поступление ацетильных остатков из митохондрий в цитозоль прекращается, синтез малонил-КоА тоже прекращается, и активируется β-окисление. β-окисление активируется также при активном расходовании АТФ.
Скорость биосинтеза жирных кислот во многом определяется скоростью образования триглицеридов и фосфолипидов.
1.5. Метаболизм фосфолипидов
Фосфолипиды не являются существенным энергетическим материалом. Они играют важную роль в организации клеточных мембран, в формировании липопротеиновых комплексов, свертывании крови, иммунологических реакциях, в переносе электронов в дыхательной цепи.
Фосфолипиды распадаются на высшие жирные кислоты, фосфорную кислоту, азотистые основания и глицерин гидролитическим путем. Фосфолипазы относятся к подклассу эстераз (класс гидролаз).
Фосфолипаза А1 атакует эфирную связь фосфолипидов в положении 1. Фосфолипаза А2 катализирует гидролиз эфирной связи в положении 2, образуются свободная жирная кислота и лизофосфолипид. Фосфолипаза A1 локализована в ЭПС, а А2 - в митохондриях. Фосфолипаза С атакует эфирную связь в положении 3, образуется 1,2-диглицерид и фосфорильное основание. Фосфолипаза D катализирует отщепление от фосфолипида азотистого основания.
Наиболее детально изучены фосфолипазы А2. Они содержатся в яде некоторых змей. Действие фосфолипаз на мембраны приводит к существенным изменениям в их функциональной активности.
Дальнейший обмен ВЖК и глицерина рассмотрен ранее. Рассмотрим превращения холина. Одной из важнейших является реакция его ацетилирования:
Ацетилхолин участвует в передаче нервных импульсов.
Биосинтез фосфолипидов интенсивно происходит в печени, стенке кишечника, семенниках, яичниках, молочной железе, главным образом в ЭПС клетки.
При синтезе холин- и этаноламинсодержащих фосфолипидов при участии ЦТФ образуются ЦДФ-холин или ЦДФ-этаноламин - реакционноспособные азотистые основания. Затем они реагируют с 1,2-диглицеридами. Фосфатидилхолин (лецитин) может образоваться также из фосфатидилэтаноламина. Донор метильных групп - S-аденозилметионин.
При синтезе инозитсодержащих фосфолипидов при участии ЦТФ образуется ЦДФ-диглицерид - реакционноспособная форма диглицерида, которая затем реагирует с азотистым основанием.