49) Биосинтез жирных кислот. Напишите уравнение реакция синтеза масляной кислоты.

Кроме пищевых жиров источником жирных кислот в организме служит их синтез из глюкозы. Непосредственным предшественником жирных кислот при их синтезе в организме является ацетил-КоА, т. е. то же вещество, которое образуется при р-окислении жирных кислот. Несмотря на то, что все реакции р-окисления обратимы, они не используются для синтеза жирных кислот.

А цетил-КоА для синтеза жирных кислот образуется путем окислительного де-карбоксилирования пирувата. Кроме того, окисление и синтез жирных кислот разделены в пространстве: окисление происходит в митохондриях, а синтез — в цитозоле.Перенос ацетильных остатков из митохондрий в цитозоль. Пируватдегидрогеназный комплекс локализован на внутренней поверхности внутренней мембраны митохондрий, и ацетил-КоА освобождается в матрикс митохондрий. Для синтеза жирных кислот ацетил-КоА должен быть перенесен в цитозоль. Мембрана митохондрий непроницаема для ацетил-КоА, и перенос ацетильного остатка в цитозоль происходит при участии челночного механизма (рис. 10.5). Пируват, образующийся из глюкозы в цитозоле, поступает в митохондрии, где частью превращается в ацетил-КоА (окислительное декарбоксилирование), частью — в оксалоацетат (при действии пи-руваткарбоксилазы). Затем из этих веществ образуется цитрат, для которого, как и для пирувата, есть белок-переносчик в мембране митохондрий. Образование малонил-КоА. Преобладающая часть ацетил-КоА, используемого для синтеза жирных кислот, вначале превращается в малонил-КоА при действии ацетил-КоА-карбоксилазы. Синтез пальмитиновой кислоты. Пальмитилсинтаза обладает каталитической активностью, в результате которой ацетильный и малонильный остатки переносятся на SH-группу пантотеновой кислоты (ацилтрансферазная активность) (рис. 10.7, реакции 1 и 2). Далее в реакции 3 ацетильный остаток переносится на место карбоксильной группы малонильного остатка; карбоксильная группа при этом отщепляется в виде С02 (реакция конденсации двух ацетильных остатков). Затем последовательно происходят восстановление р-карбонильной группы (реакция 4), отщепление воды с образованием двойной связи между а- и р-углеродны-ми атомами (реакция 5), восстановление (гидрирование) двойной связи (реакция 6). В результате получается остаток четырехуглеродной жирной кислоты, соединенный с ферментом (бутирил-Е). Все эти реакции катализируются разными активными центрами одного белка: как мы уже отмечали, пальмитилсинтаза — многофункциональный фермент. Субъединица пальмитилсинтазы представляет собой доменный белок, каждый домен которого катализирует одну из шести указанных реакций. Промежуточные продукты остаются постоянно связанными с ферментом через пантотеновую кислоту, перемещаясь на этой «привязи» из одного активного центра в другой.

56) Клетка. Роль клеточных компонентов в процессах метаболизма.

В прокариотной клетке почти все процессы регулируются. Одна и та же реакция может одновременно подвергаться нескольким видам регуляторного воздействия, неравноценным по направлению и силе действия. Следствием этого является строгая координация активности отдельных метаболических процессов, приводящая к тому, что любой организм в норме представляет собой хорошо отлаженное устройство с системой развитых регуляторных связей. Эффективность клет.регулят. механизмов очень высока. Они обеспечивают максиамльноэкономическое использование питательных веществ среды, предупреждают избыточный синтез промежуточных и конечных метаболитов, отвечают за быструю адаптацию к изменившимся условиям. Регуляция метаболизма сводится к регуляции интенсивности ферментативных реакций. Скорость последних регулируется: путем изменения количества ферментов и/или изменения их активности. Регуляция активности ферментов (Р.А.Ф.) Факторы РАФ делятся на физические (темпер., давление, свет, магнит. поле, электр. импульсы)оказывают меньшее действие, чем химические. Одни хим. вещ-ва связываются сактивным ценром фермента (субстраты, кофакторы, конкуретные ингебиторы), что приводит к изменению ферментативной активности. Другие вещества взаимодействуют со специальными участками на поверхности молекулы определенного типа фермента, не имеющими непосредственного отношения к центрам каталитической активности, но приводящими к ее изменению. Р.А.Ф. происходит путем химической модификации их молекулы, в основе которой лежит ковалентное обратимое связывание с ферментом определенной группировки, что приводит к изменению его активности. Наиболее быстрым и тонким механизмом Р.А.Ф. является регуляция, которой подвергается определенный тип ферментов, получивших названиеаллостерических. Наиболее простой случай аллостерической регуляции – регуляция первого фермента неразветвленного биосинтетического пути его конечным продуктом. Некоторые аллостеричекие ферменты существуют в виде нескольких молекулярных форм (изоферментов). Регуляция синтеза ферментов. Регулирование конечным продуктом активности аллостерического фермента определенного биосинтетического пути обеспечивает мгновенную реакцию, приводящую к изменению выхода этого продукта. Если последний оказывается ненужным, отпадает надобность и в ферментах, участвующих в его синтезе. Очевидна нужность синтеза только тех ферментов, которые необходимы в конкретных условиях. У прокариот в одних условиях фермент может содержаться в количестве не более 1-2 молекул, в других – составлять несколько процентов от клеточной массы. Количество определенного фермента в клетке может регулироваться на нескольких уровнях: на этапе транскрипции, трансляции, в процессе сборки и разрушения ферментативного белка. Специфические химические сигналы могут инициировать или блокировать транскрипцию определенного участка ДНК в иРНК. Регуляция синтеза ферментов на этапе транскрипции основана на том, что «считывание» бактериальных генов происходит избирательно и скорость образования копий соответствующих иРНК находится под сложным контрольным механизмом. Ферменты, синтез которых в растущей клетке происходит с постоянной скоростью в результате постоянного транскрибирования соответствующих генов, они присутствуют в клетке в более или менее постоянной концентрации, называются конститутивными. К ним относят, например гликолитические ферменты. Метаболические пути, функционирующие с участием конститутивных ферментов, контролируются посредством других регуляторных воздействий, аллостерического ингибипования.