80. Біосинтез сечовини.

Відбувається з аміаку та вугільної к-ти (циклічний процес), в якому каталітичну роль відіграють аргінін, орнітин та цитрулін (орнітиновий цикл Кребса-Хензелайта). Джерелами 2 аміногруп, що вик. для утв. сечовини, є аміак, який вивільняється при окислювальному дезамінуванні L-глутамату, та аміногрупа L-аспартату.

Ферментативні реакції синтезу сечовини

1. Утв-ня з аміаку та діоксиду вуглецю за участю АТФ карбамоїлфосфату (ф-т: карбамоїлфосфатсинтетаза). Джерелом аміногрупи є глутаматдегідрогеназна реакція.

2. Перенесення карбамоїльної групи на орнітин з утворенням цитруліну (ф-т – орнітинарбамоїлтрансфераза):

карбамоїлфосфат + орніти → цитрулін + Н3РО4

3. Акцептування наст. аміногр=взаємодія цитруліну з L-аспартатом (ф-т — аргініно-сукцинатсинтетаза):

Цитрулін + L-Аспартат + АТФ → Аргініносукцинат + АМФ + Н4Р2О7

4. Розщеплення аргініносукцинату при дії ферменту аргініноукцинатліази; продуктами реакції є аргінін — безпосередній попередник сечовини та фумарат:

аргініносукцинат → аргінін + фумарат

5. Гідроліз аргініну при дії ферменту аргінази з утворенням сечовини та регенерацією орнітину (завершення метаболічного циклу): аргінін + Н2О → орнітин + сечовина

Фумарат, що утворюється в аргініноукцинатліазній реакції (4), є субстратом трикарбонового циклу і може перетворюватися до малату та оксалоацетату; оксалоацетат, у свою чергу, здатен в реакції трансамінування утворювати аспартат — донор другої аміногрупи в молекулі сечовини.

Локалізація_Реакції циклу локалізовані в кл печінки і протікають частково в мітохондріях, а частково в цитозолі, в результаті чого виникає необхідність у переносчиках.

Реакції в митохондрії_перед циклом утв карбомоїлфосфат з аміаку, води та вуглекислого газу за участю карбомоїлфосфатсинтетази. Дана реакція відбуається з витратою енергії 2 АТФ та утв 2 АДФ.

Реакції в цитоплазмі_В цитоплазмі цитрулін з аспарагіновою к-тою за участю аргінянсукцинат-синтетази утв спільно аргініносукцинат. В ході даної реакції вик енергія перетворення 1 АТФ до АМФ. Дифосфат, що утворюється в ході даної реакції, гідролізирється для забезпечення незворотнгості процесу.

 Під дією ферменту аргініносукцинат-ліази аспарагіносукцинат розпадається на фумарат та аргінін.

 Аргінін в свою чергу гідролізується за участю аргінази з утворенням сечовини та орнітіну, який одразу переноситься в мітохондрію.

Сумарне рівняння реакцій 2NH3 + CO2 + 3ATФ + асп. К-та + 3H2O → сечовина + фумарат + 2AДФ +2Фн+ АМФ + ФФн.

Енергетичний вихід циклу складає затрату чотирьох макроергічних зв’язків на одну молекулу сечовини, оскільки пірофосфат далі перетворюється до фосфату.

81. Регуляція метаболізму ліпідів

Який процес буде переважати в організмі – синтез жирів (ліпогенез) чи їх розпад (ліполіз), залеж від надходження їжі та фізичної акт-ті. В абсорбтивному стані під впливом інсуліну відбув. ліпогенез, в постабсорбтивному – ліполіз, що активується глюкагоном. Адреналін, секреція якого збільш. при фізичній акт-ті, стимулює ліполіз.

Регуляція синтезу Ж. В абсорбтивний період при збільш співвідн. інсулін/глюкагон в печінці акт-ся синтез Ж. В жир. тканині індукується синтез ліпопротеїнліпази (ЛП-ліпази) в адипоцитах і відбув. її експонування на поверхню ендотелію; відповідно, в цей період збільшується надходж. жирних кислот (ЖК) в адипоцити. Одночасно інсулін активує білки-перенощики глюкози – ГЛЮТ-4. Надходж. глюкози в адипоцити і гліколіз також акт-ся. В рез-ті утворюються всі необх. компоненти для синтезу Ж:

- гліцерол-3-фосфат і

- активні форми ЖК.

В печінці інсулін, діючи через різні механізми, активує ферменти шляхом дефосфорилювання та індукує їх синтез. в результаті збільш-ся акт-ть і синтез ферментів, які прийм. участь в перетворенні частини глюкози, що надходить з їжею, в жири. Це – регуляторні ферменти гліколізу, піруватдегідрогеназний комплекс та ферменти, які прийм. участь в синтезі ЖК з ацетил-КоА. Результат дії інсуліна на обмін вуглеводів та Ж в печінці – збільшення син-зу Ж і секреція їх в кров в складі ЛПДНЩ. ЛПДНЩ доставляють Ж в капіляри жирової тканини, де дія ЛП-ліпази забезпеч. швидке потрапляння ЖК в адипоцити, де вони депонуються в складі триацилгліцеринів.

Регуляція мобілізації жирів. Мобілізація депонованих Ж стимулюється глюкагоном та адреналіном, в меншій мірі – соматотропіном, кортизоном. В постабсорбтивний період та при голодуванні глюкагон, діючи на адипоцити через аденілатциклазну сис-му активує ПК-А, яка фосфорилює, і таким чином, активує гормончутливу ліпазу, що ініціює ліполіз і виділення ЖК і гліцерину в кров. При фізич. акт-ті збільш-ся секреція адреналіну, який діє через β-адренергічні рецептори адипоцитів, що активують аденілатциклазну сис-му. Відомо 3 типи β-рецепторів: β1, β2, β3, активація яких призв до ліполітичної дії. Активація β3-рецепторів призв до найбільшої ліполітичної дії. Адреналін одночасно діє і на α2-рецептори адипоцитів, які зв’язані з інгібуючим G-білком, що інактивує аденілатциклазну сис-му. Ймовірно, дія адр-ну двояка: при низьких концентраціях в крові переважає його антиліполітична дія через α2-рецептори, при високій – ліполітична через β-рецептори.

Коли постабсорбтивний період змінюється абсорбтивним, інсулін активує специфічну фосфатазу, яка дефосфорилює гормон чутливу ліпазу, і розпад Ж припиняється.