Питання для самоконтролю

1. Як утворюється лимонна кислота у нижчих рослин?

2. Описати хімізм перетворення піровиноградної кислоти в щавлевооцтову, яблучну, фумарову, бурштинову.

3. Описати хімізм реакції утворення.

2.5. Обмін ліпідів

Інформація

В організмі тварин і людини обмін ліпідів складається з їх розщеплення в шлунково-кишковому тракті, катаболізму та анаболізму в клітинах і тканинах організму.

Ліпіди надходять з їжею. Перетворення ліпідів у шлунково-кишковому тракті - процес, який складається з розщеплення та всмоктування утворених продуктів. Важливе значення для розщеплення ліпідів має їх емульгація. Утворенню тонкої емульсії ліпідів сприяють жовчні кислоти, а також деякі продукти гідролізу триацилгліцеролів - моноацилгліцерол і вільні жирні кислоти.

Ліпіди розщеплюються ферментами (ліпаза, фосфоліпаза) до різноманітних продуктів, які всмоктуються епітеліальними клітинами слизової оболонки тонкого кишечника. З продуктів розщеплення знову утворюються (ресинтезуються) жири, але вже специфічні для організм.

Прочитайте

Л-2, с. 278-288; Л-3, с. 233-262.

Зверніть увагу

Вищі жирні кислоти синтезуються з двокарбонових фрагментів (біосинтез de novo), а також за рахунок подовження молекули кислоти з кінця карбонового ланцюга. Біосинтез de novo локалізований у Цитоплазмі.

Вихідним матеріалом є ацетил-КоА, який утворюється в процесі β-окиснення жирних кислот у мітохондріях під час окисного декарбоксилування піровиноградної кислоти в метаболізмі вуглеводів та ін. Процес біосинтезу de novo жирних кислот каталізується ацетил-КоА-карбоксилазою і мультиферментним комплексом - синтетазою жирних кислот. У цій реакції утворюється малоніл-КоА і С0₂.

Запам'ятайте

Основним шляхом окиснення вищих жирних кислот у організмі є ферментативний процес β-окиснення. Назва процесу пов'язана з тим, що окиснення відбувається за β-атомом Карбону в молекулі активованої жирної кислоти (ацил-КоА). У результаті окиснення відщеплюється двокарбоновий фрагмент у вигляді ацетил-КоА. Процес відбувається в матриксі мітохондрій.

β│α

р | а R- СН₂-СН₂-СН₂ |-СН₂-СООН

│

Зверніть увагу

У цитоплазмі клітини активується жирна кислота, яка потім надходить до мітохондрії. У матриксі мітохондрій вона зазнає ферментативного окиснення зі ступінчастим відщепленням ацетил-КоА. Атоми Гідрогену, які при цьому вивільняються, надходять у мітохондріальний дихальний ланцюг, а активні ацетати окислюються в циклі трикарбонових кислот. Процес β-окиснення вищих жирних кислот має важливе значення в енергетичному забезпеченні організму. β-окиснення вищих жирних кислот енергетично більш ефективне, ніж окиснення вуглеводів. Так, під час окиснення молекули глюкози (шість атомів Карбону) до С0₂ і Н₂0 утворюється 38 молекул АТФ, а під час окиснення до С0₂ і Н₂0 жирної кислоти утворюється 44 молекули АТФ.

Біосинтез триацилгліцеролів відбувається у різних органах і тканинах організму при наявності двох вихідних сполук - активного гліцерину (α-фосфогліцерину) і активних жирних кислот (ацил-КоА) та відповідних ферментних систем. Біосинтез гліцерину відбувається шляхом відновлення діоксиацетонмонофосфату - проміжного продукту обміну вуглеводів, а також при гідролітичному розщепленні тригліцеридів і фосфогліцеридів під впливом ліпаз. Біосинтез жирних кислот відбувається з вихідної сполуки ацетил-КоА, який утворюється при β-окисненні жирних кислот і при окисному декарбоксилуванні піровиноградної кислоти.

Кінцевими продуктами повного ферментативного гідролізу триацилгліцеролів є гліцерол і вільні жирні кислоти.

Під час гідролізу триацилгліцеролів у реакції, що каталізується ліпазою, з триацилгліцеролів швидко утворюються діацилгліцероли, з яких повільніше синтезуються моноацилгліцероли. Гліцерол утворюється з моноацилгліцеролів із найменшою швидкістю. Для дії ліпаз характерно:

позиційна, тобто здатність каталізувати реакції гідролітичного розщеплення естерних зв'язків лише в положенні 1 або 1 і 2 молекули триацилгліцеролу;

стереоспецифічність, тобто здатність каталізувати розщеплення зв'язків тільки в положенні 1 або 3 молекули триацилгліцеролу;

специфічність гідролізу естерних зв'язків, утворених жирними кислотами з певними особливостями структури (довгим карбоновим ланцюгом і ступенем ненасиченості).

Процес гідролізу триацилгліцеролів у рослинному організмі відбувається особливо енергійно при проростанні насіння олійних рослин. Продукти гідролізу (гліцерол і жирні кислоти) надзвичайно швидко використовуються для різних синтезів, що відбуваються в проростках. Основним продуктом, що з'являється в результаті перетворення триацилгліцеролів, є вуглеводи (гексози, пентози). Дихальний коефіцієнт олійного насіння при проростанні менший 1, тому що бідні на Оксиген жирні кислоти перетворюються на збагачені ним цукри. Внаслідок цього кисень потрібен не тільки для здійснення самого процесу дихання насіння, а також для попереднього перетворення жиру в цукор.

Метаболізм фосфоліпідів є складним процесом, що характеризується значною кількістю попередників синтезу, проміжних продуктів, наявністю альтернативних шляхів біосинтезу. Перетворення фосфатидів розпочинається з гідролізу. Під дією ліпази відбувається відщеплення зв'язаних з гліцерином двох молекул жирних кислот. У випадку фосфатидилхоліну (лецитину) утворюються вільні жирні кислоти і α - гліцерофосфохолін.

α-гліцерофосфохолін під впливом ферменту фосфоліпази відщеплює холін і перетворюється в α-гліцерофосфат. Далі від α-гліцерофосфату при каталітичній дії фосфоліпаз відщеплюється фосфатна кислота й утворюється гліцерин. Отже, кінцевим продуктом розщеплення лецитину внаслідок дії цілого комплексу фосфоліпаз є гліцерин, жирні кислоти, холін і фосфатна кислота.