Биохимия / 4_Lektsia_Mobilizatsia_lipidov_iz_zhirovoy_tkani

дегидрогеназного мультиферментного комплекса («малик-фермента») и

превращается в ПВК. ПВК самостоятельно попадает в матрикс митохондрий, там карбоксилируется пируваткарбоксилазой в присутствии ионов Mg2+ с затратой 1

мол. АТФ и превращается в ОАА; либо ПВК подвергается декарбоксилированию НАД+-зависимым пируват-дегидрогеназным комплексом с затратой HS-KoA, и

образуется ацетил-KoA. В результате цитратный цикл замыкается. Также в цитозоле продуктом реакции, кроме ПВК, является НАДФН2, который поступает на синтез ВЖК и ХСа.

Транспорт ацетил-КоА в цитозоль (цитратный челночный механизм)

2 этап: синтез малонил-КоА.

Малонил-КоА образуется в реакции карбоксилирования ацетил-SКоА при действии фермента – ацетил-КоА-карбоксилазы. Фермент содержит в качестве простетической группы биотин (витамин Н), который ковалентно присоединяется к α-аминогруппе остатка лизина, входящего в фермент.

Карбоксилирование ацетил-КоА происходит в 2 стадии:

1. В первой стадии СО2 ковалентно связывается с биотином за счет энергии гидролиза АТФ.

Источником СО2 является гидрокарбонат ион (НСО3-).

Реакцию катализирует фермент АТФ-аза.

Образование активной формы СО2

2. Во второй стадии СОО- переносится на Ацетил-КоА с образованием малонил-КоА.

Активность фермента ацетил-КоА-карбоксилазы определяет скорость всех последующих реакций синтеза жирных кислот. Это регуляторный аллостерический фермент.

Его положительными модуляторами являются:

1.Цитрат (главный положительный модулятор);

2.АТФ.

Отрицательные модуляторы:

1.АДФ;

2.АМФ;

3.Ацетил-КоА.

Схема образования малонил-SКоА

3 этап. Формирование (сборка) цепи С16:0

Катализирует синтез: синтаза ВЖК или синтазный мультиферментный комплекс,

в который входят:

а) 7 ферментов:

1)ацетилтрансфераза;

2)малонилтрансфераза;

3)кетоацилсинтетаза (конденсирующий фермент, содержащий цис-SH);

4)кетоацилредуктаза (НАДФН2 - зависимая);

5)гидратаза ( - Н2О);

6)редуктаза (НАДФН2-зависимая);

7)тиоэстераза.

б) Ацилпереносящий белок (АПБ). АПБ имеет HS-фосфопантетеинат

(производное вит. В3), который служит в синтезе «подвижной рукой»,

переносящей промежуточное соединение от первого фермента ко 2 и т.д. до Синтазный комплекс активен только в виде димера и синтезирует одновременно

2 жирные кислоты. Каждый мономер имеет все ферменты и 2 SH-группы. Одна принадлежит АПБ, другая – цистеину третьего фермента (конденсирующего).

Цис-SH ← для присоединения Ацетил-SКоА

2 × Е

АПБ-SH ← для присоединения малонил-SКоА Стадии процесса:

1. Заполнение SH-групп (ацетилом или малонилом). для присоединения Образуется ацетил-малонил-Е..

2.Конденсация. Образуется 3-кетоацил-Е.

3.Первое восстановление. Образуется 3-гидроксиацил-Е .

4.Дегидратация. Образуется ненасыщенный ацил-Е.

5.Второе восстановление. Образуется насыщенный ацил-Е.

Схема синтеза ВЖК.

Цикл повторяется еще 6 раз до образования С16:0. С16 – ацил не является

субстратом для конденсирующего фермента и поэтому синтез прекращается.

1 ацетил-КоА + 7 малонил –SкоА + 14 НАДФН+Н+ → С16:0 + 7СО2 + 6Н2О + 8КоА-SН + 14НАДФ+

Источники НАДФН для биосинтеза ВЖК

1. Пентозофосфатный путь окисления глюкозы (Е – глюкозо-6-фосфат-

дегидрогеназа, Е – 6-фосфоглюконат-дегидрогеназа), поставляет 40% НАДФН2;

2. Дегидрирование малата малик-ферментом, поставляет 50% НАДФН2;

Реакция, катализируемая «малик-ферментом»

3. Дегидрирвание изоцитрата цитозольной НАДФ-зависимой изоцитратдегидрогеназой. Поставляет 10% НАДФН2.

Реакция, катализируемая цитозольной изоцитратдегидрогеназой

Источником изоцитрата является цитрат, поступивший из митохондрий по цитратному челночному механизму. Фермент, катализирующий превращение цитрата в изоцитрат в цитозоле – цитозольная аконитаза.

Синтез С18:0, С18:1 в организме человека

В клетках животных С16:0 служит предшественником других жирных кислот

(в основном С18:0). Удлинение С16:0 происходит с участием малонил-SКоА.

Последовательность реакций сходна с той, что происходит при синтезе С16:0.

Радикал пальмитиновой кислоты (С16:0) удлиняется на 2 углеродных атома,

донором которых служит малонил-КоА.

Ферменты, участвующие в элонгации могут использовать в качестве субстратов не только С16:0, но и другие жирные кислоты. Поэтому в организме могут

синтезироваться не только стеариновая кислота, но и жирные кислоты с большим числом атомов углерода (С22:0, С24:0).

Включение двойных связей в жирные кислоты называется десатурацией.

Образование двойных связей в радикалах жирных кислот происходит в эндоплазматическом ретикулуме в результате реакциях с участием:

1.Десатуразы жирных кислот; 2. Молекулярного кислорода; 3.

НАДН+Н+; 4. Цитохрома В5; 5. ФАД-зависимой редуктазы цитохрома В5.

Реакции десатурации, происходящие в микросомах

Ферменты десатуразы жирных кислот организма человека не могут образовывать двойные связи в радикалах жирных кислот дистальнее девятого атома углерода,

поэтому жирные кислоты семейства ω-3 и ω-6 не синтезируются в организме, а

являются незаменимыми.

Регуляция синтеза жирных кислот

Главный регуляторный фермент: Ацетил-КоА карбоксилаза (катализирует превращение ацетил-КоА в малонил-КоА).

Схема синтеза жирных кислот в организме человека.

Метаболическая регуляция

1)ассоциация-диссоциация.

Внеактивной форме фермент представляет собой отдельные комплексы, каждый из которых состоит из четырех субъединиц.

Активаторы фермента: цитрат, который стимулирует ассоциацию субъединиц фермента, активируя его.

Ингибитор фермента: пальмитоил-КоА, вызывающим диссоциацию активного комплекса, и фермент ингибируется.

1)фосфорилирование-дефосфорилирование:

Фермент активен в дефосфорилированном состоянии и неактивен в фосфорилированном состоянии.

Гормональная регуляция

В постабсорбтивном периоде или при физической работе глюкагон или адреналин стимулируют фосфорилирование субъединиц фермента через аденилат-циклазную систему, действуя на протеинкиназу и синтез ЖК приостанавливается.

В абсорбтивный период инсулин активирует фосфатазу, которая дефосфорилирует фермент и начинается синтез жирных кислот.

При длительном употреблении пищи, богатой углеводами и бедной жирами,

происходит увеличение секреции инсулина, который стимулирует индукцию синтеза ферментов ацетил-КоА-карбоксилазы, синтазы жирных кислот,

цитратлиазы, изоцитрат-ДГ. Следовательно, избыток углеводов превращается в жиры.

Голодание или богатая жирами пища приводит к снижению синтеза ферментов, и соответственно, жиров.

Регуляция синтеза ВЖК

Биологическое значение синтеза жирных кислот

1.Образовавшиеся жирные кислоты используются в синтезе ТАГ и ФЛ.

2.Значение биосинтеза жирных кислот заключается в трансформации избытка углеводов, поступающих в организм, и аккумулировании их энергии либо на непродолжительное время (для использования в период между приемами пищи),

либо на более длительный срок жировой тканью в составе ТАГ.