20.1.1. Τα υψηλότερα λιπαρά οξέα μπορούν να συντεθούν στο σώμα από μεταβολίτες του μεταβολισμού των υδατανθράκων. Η αρχική ένωση για αυτή τη βιοσύνθεση είναι ακετυλο-CoA, που σχηματίζεται στα μιτοχόνδρια από πυροσταφυλικό - προϊόν της γλυκολυτικής διάσπασης της γλυκόζης. Η θέση σύνθεσης λιπαρών οξέων είναι το κυτταρόπλασμα των κυττάρων, όπου υπάρχει ένα πολυενζυμικό σύμπλεγμα συνθετάση ανώτερων λιπαρών οξέων. Αυτό το σύμπλεγμα αποτελείται από έξι ένζυμα που σχετίζονται με πρωτεΐνη που φέρει ακύλιο, το οποίο περιέχει δύο ελεύθερες ομάδες SH (APB-SH). Η σύνθεση λαμβάνει χώρα με πολυμερισμό θραυσμάτων δύο άνθρακα, το τελικό προϊόν της είναι παλμιτικό οξύ - ένα κορεσμένο λιπαρό οξύ που περιέχει 16 άτομα άνθρακα. Τα υποχρεωτικά συστατικά που εμπλέκονται στη σύνθεση είναι το NADPH (ένα συνένζυμο που σχηματίζεται στις αντιδράσεις της οδού οξείδωσης της φωσφορικής πεντόζης) και το ATP.
20.1.2. Το Acetyl-CoA εισέρχεται στο κυτταρόπλασμα από τα μιτοχόνδρια μέσω του κιτρικού μηχανισμού (Εικόνα 20.1). Στα μιτοχόνδρια, το ακετυλο-CoA αλληλεπιδρά με το οξαλοξικό (ένα ένζυμο - κιτρική συνθετάση), το κιτρικό που προκύπτει μεταφέρεται μέσω της μιτοχονδριακής μεμβράνης χρησιμοποιώντας ένα ειδικό σύστημα μεταφοράς. Στο κυτταρόπλασμα, το κιτρικό αντιδρά με το HS-CoA και το ATP, αποσυντίθεται ξανά σε ακετυλο-CoA και οξαλοξικό (ένα ένζυμο - κιτρική λυάση).
Εικόνα 20.1.Μεταφορά ακετυλομάδων από τα μιτοχόνδρια στο κυτταρόπλασμα.
20.1.3. Η αρχική αντίδραση για τη σύνθεση λιπαρών οξέων είναι η καρβοξυλίωση του ακετυλο-CoA με το σχηματισμό μηλονυλο-CoA (Εικόνα 20.2). Το ένζυμο ακετυλο-CoA καρβοξυλάση ενεργοποιείται από το κιτρικό και αναστέλλεται από παράγωγα CoA ανώτερων λιπαρών οξέων.
Εικόνα 20.2.Αντίδραση καρβοξυλίωσης ακετυλο-CoA.
Στη συνέχεια, το ακετυλο-CoA και το μηλονυλο-CoA αλληλεπιδρούν με τις ομάδες SH της πρωτεΐνης που μεταφέρει ακύλιο (Εικόνα 20.3).
Εικόνα 20.3.Αλληλεπίδραση ακετυλο-CoA και μηλονυλο-CoA με πρωτεΐνη που μεταφέρει ακύλιο.
Εικόνα 20.4.Αντιδράσεις ενός κύκλου βιοσύνθεσης λιπαρών οξέων.
Το προϊόν της αντίδρασης αλληλεπιδρά με ένα νέο μόριο μηλονυλ-CoA και ο κύκλος επαναλαμβάνεται πολλές φορές μέχρι να σχηματιστεί ένα υπόλειμμα παλμιτικού οξέος.
20.1.4. Θυμηθείτε τα κύρια χαρακτηριστικά της βιοσύνθεσης λιπαρών οξέων σε σύγκριση με τη β-οξείδωση:
- η σύνθεση λιπαρών οξέων πραγματοποιείται κυρίως στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου και η οξείδωση στα μιτοχόνδρια.
- συμμετοχή στη διαδικασία δέσμευσης CO2 με ακετυλο-CoA.
- Η πρωτεΐνη που μεταφέρει ακύλιο συμμετέχει στη σύνθεση των λιπαρών οξέων και το συνένζυμο Α συμμετέχει στην οξείδωση.
- Για τη βιοσύνθεση των λιπαρών οξέων απαιτούνται τα οξειδοαναγωγικά συνένζυμα NADPH και για την β-οξείδωση απαιτούνται NAD+ και FAD.
Προηγουμένως, θεωρήθηκε ότι οι διαδικασίες διάσπασης είναι η αντιστροφή των διαδικασιών σύνθεσης, συμπεριλαμβανομένης της σύνθεσης λιπαρών οξέων θεωρήθηκε ως διαδικασία αντίστροφη από την οξείδωσή τους.
Έχει πλέον αποδειχθεί ότι το μιτοχονδριακό σύστημα βιοσύνθεσης λιπαρών οξέων, το οποίο περιλαμβάνει μια ελαφρώς τροποποιημένη αλληλουχία της αντίδρασης β-οξείδωσης, επιμηκύνει μόνο τα λιπαρά οξέα μέσης αλυσίδας που υπάρχουν ήδη στο σώμα, ενώ η πλήρης βιοσύνθεση του παλμιτικού οξέος από ακετυλο- Το ΣτΕ προχωρά ενεργά. έξω από τα μιτοχόνδριαμε τελείως διαφορετικό τρόπο.
Ας εξετάσουμε μερικά σημαντικά χαρακτηριστικά της οδού βιοσύνθεσης λιπαρών οξέων.
1. Η σύνθεση γίνεται στο κυτταρόπλασμα, σε αντίθεση με τη διάσπαση που συμβαίνει στη μιτοχονδριακή μήτρα.
2. Τα ενδιάμεσα σύνθεσης λιπαρών οξέων συνδέονται ομοιοπολικά με τις σουλφυδρυλικές ομάδες της πρωτεΐνης μεταφοράς ακυλίου (ACP), ενώ τα ενδιάμεσα διάσπασης λιπαρών οξέων συνδέονται με το συνένζυμο Α.
3. Πολλά από τα ένζυμα σύνθεσης λιπαρών οξέων σε ανώτερους οργανισμούς είναι οργανωμένα σε ένα σύμπλεγμα πολλαπλών ενζύμων που ονομάζεται συνθετάση λιπαρών οξέων. Αντίθετα, τα ένζυμα που καταλύουν τη διάσπαση των λιπαρών οξέων δεν φαίνεται να συνδέονται.
4. Η αυξανόμενη αλυσίδα λιπαρών οξέων επιμηκύνεται με διαδοχική προσθήκη συστατικών δύο άνθρακα που προέρχονται από ακετυλο-CoA. Το Malonyl-APB χρησιμεύει ως ενεργοποιημένος δότης συστατικών δύο άνθρακα στο στάδιο της επιμήκυνσης. Η αντίδραση επιμήκυνσης πυροδοτείται από την απελευθέρωση CO 2 .
5. Ο ρόλος του αναγωγικού παράγοντα στη σύνθεση των λιπαρών οξέων εκτελείται από το NADPH.
6. Στις αντιδράσεις συμμετέχει και το Mn 2+.
7. Η επιμήκυνση υπό τη δράση του συμπλέγματος συνθετάσης λιπαρού οξέος σταματά στο στάδιο του σχηματισμού παλμιτικού (C 16). Η περαιτέρω επιμήκυνση και η εισαγωγή διπλών δεσμών πραγματοποιούνται από άλλα ενζυμικά συστήματα.
Σχηματισμός μηλονυλοσυνενζύμου Α
Η σύνθεση των λιπαρών οξέων ξεκινά με την καρβοξυλίωση του ακετυλο-CoA σε μηλονυλο-CoA. Αυτή η μη αναστρέψιμη αντίδραση είναι ένα κρίσιμο βήμα στη σύνθεση λιπαρών οξέων.
Η σύνθεση του μαλονυλ-CoA καταλύεται από ακετυλο-CoA καρβοξυλάσηκαι πραγματοποιείται σε βάρος της ενέργειας ATR. Η πηγή του CO 2 για την καρβοξυλίωση του ακετυλο-CoA είναι διττανθρακικό.
Ρύζι. Σύνθεση μηλονυλο-CoA
Η ακετυλο-CoA καρβοξυλάση περιέχει ως προσθετική ομάδα βιοτίνη.
Ρύζι. Βιοτίνη
Το ένζυμο αποτελείται από έναν μεταβλητό αριθμό πανομοιότυπων υπομονάδων, καθεμία από τις οποίες περιέχει βιοτίνη, καρβοξυλάση βιοτίνης, πρωτεΐνη μεταφοράς καρβοξυβιοτίνης, τρανσκαρβοξυλάση, καθώς και το ρυθμιστικό αλλοστερικό κέντρο, δηλ. αντιπροσωπεύει πολυενζυμικό σύμπλεγμα.Η καρβοξυλομάδα της βιοτίνης συνδέεται ομοιοπολικά με την ε-αμινομάδα του υπολείμματος λυσίνης της πρωτεΐνης που φέρει καρβοξυβιοτίνη. Η καρβοξυλίωση του συστατικού βιοτίνης στο σχηματιζόμενο σύμπλοκο καταλύεται από τη δεύτερη υπομονάδα, την καρβοξυλάση βιοτίνης. Το τρίτο συστατικό του συστήματος, η τρανσκαρβοξυλάση, καταλύει τη μεταφορά του ενεργοποιημένου CO2 από την καρβοξυβιοτίνη στο ακετυλο-CoA.
Ένζυμο βιοτίνης + ATP + HCO 3 - ↔ CO 2 ~ Ένζυμο βιοτίνης + ADP + P i,
CO 2 ~ Βιοτίνη-ένζυμο + Ακετυλο-CoA ↔ Μολονυλο-CoA + Ένζυμο βιοτίνη.
Το μήκος και η ευελιξία του δεσμού μεταξύ της βιοτίνης και της πρωτεΐνης μεταφοράς της καθιστούν δυνατή τη μετακίνηση της ενεργοποιημένης καρβοξυλικής ομάδας από τη μια ενεργή θέση του συμπλέγματος ενζύμου σε μια άλλη.
Στους ευκαρυώτες, η ακετυλο-CoA καρβοξυλάση υπάρχει ως ενζυμικά ανενεργό πρωτομερές (450 kDa) ή ως ενεργό νηματοειδές πολυμερές. Η αλληλομετατροπή τους ρυθμίζεται αλλοστερικά. Ο βασικός αλλοστερικός ενεργοποιητής είναι κιτρικό άλας, που μετατοπίζει την ισορροπία προς την ενεργό ινώδη μορφή του ενζύμου. Ο βέλτιστος προσανατολισμός της βιοτίνης σε σχέση με τα υποστρώματα επιτυγχάνεται σε ινώδη μορφή. Σε αντίθεση με το κιτρικό, το παλμιτοϋλ-CoA μετατοπίζει την ισορροπία προς την ανενεργή μορφή πρωτομερούς. Έτσι, το παλμιτοϋλ-CoA, το τελικό προϊόν, αναστέλλει το πρώτο κρίσιμο βήμα στη βιοσύνθεση λιπαρών οξέων. Η ρύθμιση της ακετυλο-CoA καρβοξυλάσης στα βακτήρια διαφέρει σημαντικά από αυτή των ευκαρυωτών, καθώς σε αυτά τα λιπαρά οξέα είναι κυρίως πρόδρομοι των φωσφολιπιδίων και όχι εφεδρικό καύσιμο. Εδώ, το κιτρικό δεν έχει επίδραση στη βακτηριακή ακετυλο-CoA καρβοξυλάση. Η δραστηριότητα του συστατικού της τρανσκαρβοξυλάσης του συστήματος ρυθμίζεται από νουκλεοτίδια γουανίνης, τα οποία συντονίζουν τη σύνθεση των λιπαρών οξέων με την ανάπτυξη και τη διαίρεση των βακτηρίων.
ΚΡΑΤΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΡΑΔΙΟΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΛΕΥΚΟΡΩΣΙΑΣ
Τμήμα ΕΤΤ
ΑΦΗΡΗΜΕΝΗ
Με θέμα:
Οξείδωση ακόρεστων λιπαρών οξέων. βιοσύνθεση της χοληστερόλης. Μεταφορά μεμβράνης»
ΜΙΝΣΚ, 2008
Οξείδωση ακόρεστων λιπαρών οξέωναπό.
Κατ 'αρχήν, εμφανίζεται με τον ίδιο τρόπο όπως τα κορεσμένα, ωστόσο, υπάρχουν χαρακτηριστικά. Οι διπλοί δεσμοί των φυσικά απαντώμενων ακόρεστων λιπαρών οξέων είναι στη διαμόρφωση cis, ενώ στους εστέρες CoA ακόρεστων οξέων, που είναι ενδιάμεσα οξείδωσης, οι διπλοί δεσμοί είναι στη διαμόρφωση trans. Στους ιστούς υπάρχει ένα ένζυμο που αλλάζει τη διαμόρφωση του διπλού δεσμού cis-to-trans.
Μεταβολισμός κετονικών σωμάτων.
Ο όρος κετονικά (ακετόνη) σώματα σημαίνει ακετοξικό οξύ, α-υδροξυβουτυρικό οξύ και ακετόνη. Σώματα κετόνης σχηματίζονται στο ήπαρ ως αποτέλεσμα της αποακυλίωσης του ακετοακετυλ CoA. Υπάρχουν στοιχεία που υποδεικνύουν σημαντικό ρόλο για τα κετονοσώματα στη διατήρηση της ενεργειακής ομοιόστασης. Τα σώματα κετόνης είναι ένα είδος προμηθευτή καυσίμου για τους μύες, τον εγκέφαλο και τα νεφρά και λειτουργούν ως μέρος ενός ρυθμιστικού μηχανισμού που εμποδίζει την κινητοποίηση των λιπαρών οξέων από την αποθήκη.
βιοσύνθεση λιπιδίων.
Η βιοσύνθεση των λιπιδίων από τη γλυκόζη είναι ένας σημαντικός μεταβολικός κρίκος στους περισσότερους οργανισμούς. Η γλυκόζη, σε ποσότητες που υπερβαίνουν τις άμεσες ενεργειακές ανάγκες, μπορεί να αποτελέσει δομικό υλικό για τη σύνθεση λιπαρών οξέων και γλυκερίνης. Η σύνθεση των λιπαρών οξέων στους ιστούς συμβαίνει στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου. Στα μιτοχόνδρια εμφανίζεται κυρίως η επιμήκυνση των υπαρχουσών αλυσίδων λιπαρών οξέων.
Εξωμιτοχονδριακή σύνθεση λιπαρών οξέων.
Το δομικό στοιχείο για τη σύνθεση λιπαρών οξέων στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου είναι το ακετύλιο CoA, το οποίο προέρχεται κυρίως από το μιτοχονδριακό. Η σύνθεση απαιτεί την παρουσία διοξειδίου του άνθρακα και διττανθρακικών ιόντων και κιτρικών στο κυτταρόπλασμα. Το μιτοχονδριακό ακετυλο CoA δεν μπορεί να διαχυθεί στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου, γιατί η μιτοχονδριακή μεμβράνη είναι αδιαπέραστη από αυτήν. Το μιτοχονδριακό ακετυλο CoA αλληλεπιδρά με το οξαλοξικό, σχηματίζοντας κιτρικό άλας και διεισδύει στο κυτταρόπλασμα του κυττάρου, όπου διασπάται σε ακετύλιο CoA και οξαλοξικό.
Υπάρχει ένας άλλος τρόπος διείσδυσης του ακετυλ CoA μέσω της μεμβράνης - με τη συμμετοχή της καρνιτίνης.
Βήματα στη βιοσύνθεση λιπαρών οξέων:
Ο σχηματισμός του μηλονυλικού CoA, δεσμεύοντας διοξείδιο του άνθρακα (ένζυμο βιοτίνης και ATP) με το συνένζυμο Α. Αυτό απαιτεί την παρουσία NADPH 2.
Σχηματισμός ακόρεστων λιπαρών οξέων:
Υπάρχουν 4 οικογένειες ακόρεστων λιπαρών οξέων στους ιστούς των θηλαστικών -
1.παλμιτολεϊκό, 2.ελαϊκό, 3.λινελαϊκό,4.λινολενικό
Τα 1 και 2 συντίθενται από παλμιτικό και στεατικό οξύ.
βιοσύνθεση τριγλυκεριδίων.
Η σύνθεση των τριγλυκεριδίων προέρχεται από τη γλυκερίνη και τα λιπαρά οξέα (στεατικό, παλμιτικό, ελαϊκό). Η οδός της βιοσύνθεσης των τριγλυκεριδίων συμβαίνει μέσω του σχηματισμού της 3-φωσφορικής γλυκερόλης.
Η 3-φωσφορική γλυκερόλη ακυλιώνεται και σχηματίζεται φωσφατιδικό οξύ. Ακολουθεί αποφωσφορυλίωση του φωσφατιδικού οξέος και σχηματισμός 1,2-διγλυκεριδίου. Ακολουθεί εστεροποίηση με το μόριο ακυλ CoA και σχηματισμός τριγλυκεριδίων. Τα γλυκεροφωσφολιπίδια συντίθενται στην ενδοπλασματική αλυσίδα.
Βιοσύνθεση κορεσμένων λιπαρών οξέων.
Το Malonyl CoA είναι ο άμεσος πρόδρομος των μονάδων δύο άνθρακα στη σύνθεση των λιπαρών οξέων.
Η πλήρης σύνθεση των κορεσμένων λιπαρών οξέων καταλύεται από ένα ειδικό σύμπλεγμα συνθετάσης που αποτελείται από 7 ένζυμα. Το σύστημα συνθετάσης που καταλύει τη σύνθεση λιπαρών οξέων στο διαλυτό κλάσμα του κυτταροπλάσματος είναι υπεύθυνο για την ακόλουθη συνολική αντίδραση στην οποία ένα μόριο ακετυλ CoA και 7 μόρια μηλονυλ CoA συμπυκνώνονται για να σχηματίσουν ένα μόριο παλμιτικού οξέος (η αναγωγή πραγματοποιείται με NADPH) . Το μόνο μόριο ακετυλ CoA που απαιτείται για την αντίδραση είναι ο εκκινητής.
Σχηματισμός μηλονυλο CoA:
1. Το κιτρικό είναι ικανό να περάσει μέσα από τη μιτοχονδριακή μεμβράνη στο κυτταρόπλασμα. Το μιτοχονδριακό ακετύλιο CoA μεταφέρεται σε οξαλοξικό για να σχηματίσει κιτρικό άλας, το οποίο μπορεί να περάσει μέσω της μιτοχονδριακής μεμβράνης στο κυτταρόπλασμα μέσω ενός συστήματος μεταφοράς. Στο κυτταρόπλασμα, το κιτρικό διασπάται σε ακετυλο-CoA, το οποίο, αλληλεπιδρώντας με το διοξείδιο του άνθρακα, μετατρέπεται σε μηλονυλο-CoA. Το περιοριστικό ένζυμο ολόκληρης της διαδικασίας σύνθεσης λιπαρών οξέων είναι η ακετυλ CoA καρβοξυλάση.
2. Στη σύνθεση των λιπαρών οξέων, η πρωτεΐνη που μεταφέρει ακύλιο χρησιμεύει ως ένα είδος αγκύρωσης, στην οποία συνδέονται τα ενδιάμεσα ακυλίου κατά τις αντιδράσεις σχηματισμού της αλειφατικής αλυσίδας. Στα μιτοχόνδρια, τα κορεσμένα λιπαρά οξέα επιμηκύνονται με τη μορφή εστέρων CoA με διαδοχική προσθήκη CoA. Οι ομάδες ακυλίου του ακετυλ CoA και του μηλονυλίου CoA μεταφέρονται στις ομάδες θειόλης της πρωτεΐνης που φέρει ακύλιο.
3. Μετά τη συμπύκνωση αυτών των θραυσμάτων δύο άνθρακα, αποκαθίστανται με το σχηματισμό ανώτερων κορεσμένων λιπαρών οξέων.
Τα επόμενα βήματα στη σύνθεση λιπαρών οξέων στο κυτταρόπλασμα είναι παρόμοια με τις αντίστροφες αντιδράσεις της μιτοχονδριακής β-οξείδωσης. Η εφαρμογή αυτής της διαδικασίας με όλα τα ενδιάμεσα προϊόντα συνδέεται στενά με ένα μεγάλο πολυενζυμικό σύμπλεγμα - συνθετάση λιπαρών οξέων.
ρύθμιση του μεταβολισμού των λιπαρών οξέων.
Οι διαδικασίες του μεταβολισμού του λίπους στο σώμα ρυθμίζονται με τον νευροχυμικό τρόπο. Ταυτόχρονα, το κεντρικό νευρικό σύστημα και ο εγκεφαλικός φλοιός πραγματοποιούν τον συντονισμό διαφόρων ορμονικών επιδράσεων. Ο εγκεφαλικός φλοιός ασκεί τροφική επίδραση στον λιπώδη ιστό είτε μέσω του συμπαθητικού και του παρασυμπαθητικού συστήματος είτε μέσω των ενδοκρινών αδένων.
Η διατήρηση μιας ορισμένης αναλογίας μεταξύ του καταβολισμού και του αναβολισμού των λιπαρών οξέων στο ήπαρ σχετίζεται με την επίδραση των μεταβολιτών στο εσωτερικό του κυττάρου, καθώς και με την επίδραση των ορμονικών παραγόντων και της τροφής που καταναλώνεται.
Στη ρύθμιση της α-οξείδωσης, η διαθεσιμότητα του υποστρώματος είναι υψίστης σημασίας. Η είσοδος των λιπαρών οξέων στα ηπατικά κύτταρα εξασφαλίζεται από:
1. η δέσμευση λιπαρών οξέων από τον λιπώδη ιστό, η ρύθμιση αυτής της διαδικασίας πραγματοποιείται από ορμόνες.
2. η δέσμευση λιπαρών οξέων (λόγω της περιεκτικότητας των τροφίμων σε λιπαρά).
3. απελευθέρωση λιπαρών οξέων υπό τη δράση της λιπάσης από τα τριγλυκερίδια του ήπατος.
Ο δεύτερος παράγοντας ελέγχου είναι το επίπεδο αποθήκευσης ενέργειας στην κυψέλη (ο λόγος ADP και ATP). Εάν υπάρχει πολύ ADP (τα αποθέματα κυτταρικής ενέργειας είναι μικρά), τότε συμβαίνουν αντιδράσεις σύζευξης, οι οποίες συμβάλλουν στη σύνθεση του ATP. Εάν η περιεκτικότητα σε ATP είναι αυξημένη, οι παραπάνω αντιδράσεις αναστέλλονται και τα συσσωρευμένα λιπαρά οξέα χρησιμοποιούνται για τη βιοσύνθεση λιπών και φωσφολιπιδίων.
Η ικανότητα του κύκλου του κιτρικού οξέος να καταβολίζει το ακετυλ CoA που παράγεται από την α-οξείδωση είναι σημαντική για την πραγματοποίηση του συνολικού ενεργειακού δυναμικού του καταβολισμού των λιπαρών οξέων καθώς και για την ανεπιθύμητη συσσώρευση κετονικών σωμάτων (ακετοξικό οξύ, α-υδροξυβουτυρικό και ακετόνη).
Η ινσουλίνη ενισχύει τη βιοσύνθεση των λιπαρών οξέων, τη μετατροπή των υδατανθράκων σε λίπη. Η αδρεναλίνη, η θυροξίνη και η αυξητική ορμόνη ενεργοποιούν τη διάσπαση (λιπόλυση) του λίπους.
Η μείωση της παραγωγής των ορμονών της υπόφυσης και των ορμονών του φύλου οδηγεί στη διέγερση της σύνθεσης λίπους.
Διαταραχές του μεταβολισμού των λιπιδίων
1. Παραβίαση των διαδικασιών απορρόφησης λίπους
α) ανεπαρκής πρόσληψη παγκρεατικής λιπάσης
β) παραβίαση της ροής της χολής στα έντερα
γ) παραβίαση του γαστρεντερικού σωλήνα (βλάβη στο επιθηλιακό κάλυμμα).
2. Παραβίαση των διαδικασιών μεταφοράς λίπους από το αίμα στους ιστούς - διαταράσσεται η μετάβαση των λιπαρών οξέων από τα χυλομικρά του πλάσματος του αίματος σε αποθήκες λίπους. Αυτή είναι μια κληρονομική ασθένεια που σχετίζεται με την απουσία ενζύμου.
3. Κετονουρία και κετοναιμία - όταν νηστεύουν σε άτομα με διαβήτη, η περιεκτικότητα σε κετονοσώματα αυξάνεται - αυτό είναι κετοναιμία. Αυτή η κατάσταση συνοδεύεται από κετονουρία (παρουσία κετονοσωμάτων στα ούρα). Λόγω της ασυνήθιστα υψηλής συγκέντρωσης κετονικών σωμάτων στο εισερχόμενο αίμα, οι μύες και άλλα όργανα δεν μπορούν να αντιμετωπίσουν την οξείδωσή τους.
4. Αθηροσκλήρωση και λιποπρωτεΐνες. Ο ηγετικός ρόλος ορισμένων κατηγοριών λιποπρωτεϊνών στην παθογένεση της αθηροσκλήρωσης έχει αποδειχθεί. Ο σχηματισμός λιπιδικών κηλίδων και πλακών συνοδεύεται από βαθιές εκφυλιστικές αλλαγές εντός του αγγειακού τοιχώματος.
Χοληστερίνη
Στα θηλαστικά, το μεγαλύτερο μέρος (περίπου 90%) της χοληστερόλης συντίθεται στο ήπαρ. Το μεγαλύτερο μέρος του (75%) χρησιμοποιείται στη σύνθεση των λεγόμενων χολικών οξέων, τα οποία βοηθούν στην πέψη των λιπιδίων που έρχονται με την τροφή στα έντερα. Τα κάνουν πιο προσιτά σε υδρολυτικά ένζυμα - λιπάσες. Το κύριο χολικό οξύ είναι το χολικό οξύ. Η χοληστερόλη είναι επίσης ο μεταβολικός πρόδρομος άλλων σημαντικών στεροειδών, πολλά από τα οποία δρουν ως ορμόνες: αλδοστερόνη και κορτιζόνη, οιστρόνη, τεστοστερόνη και ανδροστερόνη.
Το φυσιολογικό επίπεδο χοληστερόλης στο πλάσμα του αίματος κυμαίνεται από 150-200 mg/ml. Τα υψηλά επίπεδα μπορεί να οδηγήσουν στην εναπόθεση πλακών χοληστερόλης στην αορτή και τις μικρές αρτηρίες, μια κατάσταση γνωστή ως αρτηριοσκλήρωση (αθηροσκλήρωση). Τελικά, συμβάλλει στην παραβίαση της καρδιακής δραστηριότητας. Η διατήρηση των φυσιολογικών επιπέδων χοληστερόλης πραγματοποιείται με την οργάνωση μιας σωστής διατροφής, καθώς και in vivo ρύθμιση της οδού ακετυλο-CoA. Ένας τρόπος για να μειωθεί η υψηλή χοληστερόλη στο αίμα είναι η λήψη ενώσεων που μειώνουν την ικανότητα του σώματος να συνθέτει χοληστερόλη. Η χοληστερόλη συντίθεται στο ήπαρ και στο πλάσμα του αίματος, συσκευάζεται σε σύμπλοκα λιποπρωτεϊνών, τα οποία μεταφέρονται σε άλλα κύτταρα. Η διείσδυση της χοληστερόλης στο κύτταρο εξαρτάται από την παρουσία μεμβρανικών υποδοχέων που δεσμεύουν τέτοια σύμπλοκα, τα οποία εισέρχονται στο κύτταρο με ενδοκυττάρωση και στη συνέχεια τα λυσοσωμικά ένζυμα απελευθερώνουν χοληστερόλη μέσα στο κύτταρο. Ελαττωματικοί υποδοχείς έχουν βρεθεί σε ασθενείς με υψηλά επίπεδα χοληστερόλης στο αίμα, αυτό είναι ένα γενετικό ελάττωμα.
Η χοληστερόλη είναι ο πρόδρομος πολλών στεροειδών όπως τα στεροειδή κοπράνων, τα χολικά οξέα και οι στεροειδείς ορμόνες. Στο σχηματισμό στεροειδών ορμονών από τη χοληστερόλη, συντίθεται αρχικά το ενδιάμεσο προϊόν πρεγνενολόνη, το οποίο χρησιμεύει ως πρόδρομος της προγεστερόνης - της ορμόνης του πλακούντα και του ωχρού σωματίου, των ανδρικών ορμονών φύλου (τεστοστερόνη), των γυναικείων ορμονών του φύλου (οιστρόνη) και των ορμονών του ο φλοιός των επινεφριδίων (κορτικοστερόνη).
Το κύριο υλικό εκκίνησης για τη βιοσύνθεση αυτών των ορμονών είναι το αμινοξύ τυροσίνη. Η πηγή του είναι στα κύτταρα -
1. Πρωτεόλυση
2. Σχηματισμός από φαινυλαλανίνη (απαραίτητο ΑΑ)
Η βιοσύνθεση των στεροειδών ορμονών, παρά το ποικίλο φάσμα δράσης τους, είναι μια ενιαία διαδικασία.
Η προγεστερόνη είναι κεντρική στη βιοσύνθεση όλων των στεροειδών ορμονών.
Υπάρχουν 2 τρόποι για να το συνθέσετε:
Από τη χοληστερίνη
Από οξικό
Στη ρύθμιση των ρυθμών βιοσύνθεσης μεμονωμένων στεροειδών ορμονών, σημαντικό ρόλο παίζουν οι τροπικές ορμόνες της υπόφυσης. Η ACTH διεγείρει τη βιοσύνθεση των ορμονών του φλοιού των επινεφριδίων.
Υπάρχουν 3 λόγοι για τη διαταραχή της βιοσύνθεσης και την απελευθέρωση συγκεκριμένων ορμονών:
1. Η ανάπτυξη μιας παθολογικής διαδικασίας στον ίδιο τον ενδοκρινικό αδένα.
2. Παραβίαση των ρυθμιστικών επιδράσεων στις διεργασίες από την πλευρά του κεντρικού νευρικού συστήματος.
3. Παραβίαση του συντονισμού της δραστηριότητας μεμονωμένων ενδοκρινών αδένων.
βιοσύνθεση της χοληστερόλης.
Αυτή η διαδικασία έχει 35 στάδια.
Υπάρχουν 3 βασικά:
1. Μετατροπή ενεργού οξικού σε μεβαλονικό οξύ
2. Σχηματισμός σκουαλενίου
3. Οξειδωτική κυκλοποίηση του σκουαλενίου σε χοληστερόλη.
Η χοληστερόλη είναι ο πρόδρομος πολλών στεροειδών:
Στεροειδή κοπράνων, χολικά οξέα, στεροειδείς ορμόνες. Η διάσπαση της χοληστερόλης είναι η μετατροπή της σε χολικά οξέα στο ήπαρ.
Έχει αποδειχθεί ότι η ρύθμιση της βιοσύνθεσης της χοληστερόλης πραγματοποιείται αλλάζοντας τη σύνθεση και τη δράση της -υδροξυ-μεθυλγλουταρυλ CoA αναγωγάσης. Το ένζυμο αυτό εντοπίζεται στις μεμβράνες του ενδοπλασματικού δικτύου του κυττάρου. Η δραστηριότητά του εξαρτάται από τη συγκέντρωση της χοληστερόλης, οδηγώντας σε μείωση της δραστηριότητας του ενζύμου. Η ρύθμιση της δραστηριότητας της αναγωγάσης από τη χοληστερόλη είναι ένα παράδειγμα ρύθμισης του τελικού προϊόντος ενός βασικού ενζύμου με τρόπο αρνητικής ανάδρασης.
Υπάρχει επίσης μια δεύτερη οδός για τη βιοσύνθεση του μεβαλονικού οξέος.
Δύο αυτόνομα μονοπάτια είναι σημαντικά για την ενδοκυτταρική διαφοροποίηση της βιοσύνθεσης της χοληστερόλης που είναι απαραίτητη για τις ενδοκυτταρικές ανάγκες (σύνθεση λιποπρωτεϊνών της κυτταρικής μεμβράνης) από τη χοληστερόλη, η οποία χρησιμοποιείται για το σχηματισμό λιπαρών οξέων. Στη σύνθεση των λιποπρωτεϊνών, η χοληστερόλη φεύγει από το ήπαρ και εισέρχεται στο αίμα. Η περιεκτικότητα της ολικής χοληστερόλης στο πλάσμα του αίματος είναι 130-300 mg/ml.
Μοριακά συστατικά μεμβρανών.
Οι περισσότερες μεμβράνες είναι περίπου 40% λιπίδια και 60% πρωτεΐνες. Το λιπιδικό τμήμα των μεμβρανών περιέχει κυρίως πολικά λιπίδια διαφόρων τύπων· σχεδόν όλα τα πολικά λιπίδια του κυττάρου είναι συγκεντρωμένα στις μεμβράνες του.
Οι περισσότερες μεμβράνες περιέχουν λίγες τριακυλογλυκερόλες και στερόλες, με εξαίρεση από αυτή την άποψη οι πλασματικές μεμβράνες ανώτερων ζωικών κυττάρων με τη χαρακτηριστική υψηλή περιεκτικότητά τους σε χοληστερόλη.
Η αναλογία μεταξύ διαφορετικών λιπιδίων είναι σταθερή για κάθε δεδομένο τύπο κυτταρικής μεμβράνης και επομένως προσδιορίζεται γενετικά. Οι περισσότερες μεμβράνες χαρακτηρίζονται από την ίδια αναλογία λιπιδίων και πρωτεΐνης. Σχεδόν όλες οι μεμβράνες είναι εύκολα διαπερατές από το νερό και τις ουδέτερες λιπόφιλες ενώσεις, σε μικρότερο βαθμό από πολικές ουσίες όπως τα σάκχαρα και τα αμίδια, και πολύ ελάχιστα διαπερατές σε μικρά ιόντα όπως το νάτριο ή το χλωρίδιο.
Οι περισσότερες μεμβράνες χαρακτηρίζονται από υψηλή ηλεκτρική αντίσταση. Αυτές οι γενικές ιδιότητες αποτέλεσαν τη βάση για τη δημιουργία της πρώτης σημαντικής υπόθεσης σχετικά με τη δομή των βιολογικών μεμβρανών - την υπόθεση της στοιχειώδους μεμβράνης. Σύμφωνα με την υπόθεση, η στοιχειώδης μεμβράνη αποτελείται από ένα διπλό στρώμα μικτών πολικών λιπιδίων, στο οποίο οι αλυσίδες υδρογονάνθρακα είναι στραμμένες προς τα μέσα και σχηματίζουν μια συνεχή φάση υδρογονάνθρακα και οι υδρόφιλες κεφαλές των μορίων κατευθύνονται προς τα έξω, καθεμία από τις επιφάνειες του Το διπλό στρώμα λιπιδίων καλύπτεται με ένα μονομοριακό στρώμα πρωτεΐνης, οι πολυπεπτιδικές αλυσίδες του οποίου είναι σε επιμήκη μορφή. Το συνολικό πάχος της στοιχειώδους μεμβράνης είναι 90 angstroms και το πάχος της λιπιδικής διπλοστιβάδας είναι 60-70 angstroms.
Η δομική ποικιλομορφία των μεμβρανών είναι μεγαλύτερη από αυτή που βασίζεται στη στοιχειώδη υπόθεση της μεμβράνης.
Άλλα μοντέλα μεμβράνης:
1. Η δομική πρωτεΐνη της μεμβράνης βρίσκεται μέσα στο διπλό στρώμα των λιπιδίων, και οι υδρογονανθρακικές ουρές των λιπιδίων διεισδύουν στις ελεύθερες κ.λπ.................
Σύνθεση λιπαρών οξέων
ΣΥΝΘΕΣΗ ΛΙΠΩΝ ΟΞΕΩΝ
1. De novo βιοσύνθεση (σύνθεση παλμιτικού οξέος C16).
1. Σύστημα τροποποίησης λιπαρών οξέων:
διεργασίες επιμήκυνσης λιπαρών οξέων (επιμήκυνση κατά 2 άτομα άνθρακα),
αποκορεσμός (σχηματισμός ακόρεστου δεσμού).
Ένα σημαντικό μέρος των λιπαρών οξέων συντίθεται στο συκώτι, σε μικρότερο βαθμό στον λιπώδη ιστό και στον θηλάζοντα αδένα.
SYNTHESIS de novo
Η πρώτη ύλη είναι το ακετυλο-CoA.
Το ακετυλο-CoA, που σχηματίζεται στη μιτοχονδριακή μήτρα ως αποτέλεσμα της οξειδωτικής αποκαρβοξυλίωσης του πυροσταφυλικού, του τελικού προϊόντος της γλυκόλυσης, μεταφέρονται μέσω της μιτοχονδριακής μεμβράνης στο κυτταρόπλασμαόπου συντίθενται τα λιπαρά οξέα.
ΣΚΗΝΩΤΩ. ΜΕΤΑΦΟΡΑ ACETIL-CoA ΑΠΟ ΜΙΤΟΧΟΝΔΡΙΑ ΣΤΟ ΚΥΤΤΑΡΟ
1. μηχανισμός καρνιτίνης.
2. Στη σύνθεση του κιτρικού που σχηματίστηκε στην πρώτη αντίδραση του TCA:
ΟΞΑΛΟΟΞΙΚΟ |
||||
μιτοχόνδρια |
ACETYL-CoA |
1 HS-CoA |
||
κυτόπλασμα |
ACETYL-CoA |
||||||
ΜΗΛΙΚΟ ΟΞΑΛΟΟΞΙΚΟ
ΠΑΝΩ + 3
1 - κιτρική συνθάση. 2 - κιτρική λυάση.
3 - μηλική αφυδρογονάση;
4 - ένζυμο μηλικό; 5 - πυροσταφυλική καρβοξυλάση
ΙΙ ΣΤΑΔΙΟ. ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ MALONYL-COA
CH3-C-KoA |
COOH-CH2 - C-KoA |
ακετυλο-CoA ακετυλο-CoA καρβοξυλάση, μηλονυλο-CoA που περιέχει βιοτίνη
Διεξάγεται από ένα πολυενζυματικό σύμπλοκο «συνθάση λιπαρών οξέων» που περιλαμβάνει 6 ένζυμα και μια πρωτεΐνη που φέρει ακύλιο (ACP). Το APB περιλαμβάνει ένα παράγωγο του παντοθενικού οξέος 6-φωσφοπαντεθεΐνη, το οποίο έχει μια ομάδα SH, όπως το HS-CoA.
ΣΤΑΔΙΟ III. ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ ΠΑΛΜΙΤΙΚΟΥ ΟΞΕΟΥ
ΣΤΑΔΙΟ III. ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ ΠΑΛΜΙΤΙΚΟΥ ΟΞΕΟΥ
Μετά από αυτό, το acyl-APB εισέρχεται σε έναν νέο κύκλο σύνθεσης. Ένα νέο μόριο malonyl-CoA συνδέεται με την ελεύθερη ομάδα SH του APB. Στη συνέχεια το υπόλειμμα ακυλίου αποκόπτεται και μεταφέρεται στο υπόλειμμα μηλονυλίου με ταυτόχρονη αποκαρβοξυλίωση και ο κύκλος αντίδρασης επαναλαμβάνεται. Έτσι, η αλυσίδα υδρογονάνθρακα του μελλοντικού λιπαρού οξέος μεγαλώνει σταδιακά (κατά δύο άτομα άνθρακα για κάθε κύκλο). Αυτό συμβαίνει μέχρι τη στιγμή που επιμηκύνεται στα 16 άτομα άνθρακα.
Σύνθεση παλμιτικού οξέος (C16) από Acetyl-CoA.
1) Εμφανίζεται στο κυτταρόπλασμα των ηπατικών κυττάρων και του λιπώδους ιστού.
2) Σημασία: για τη σύνθεση λιπών και φωσφολιπιδίων.
3) Διαρροές μετά το φαγητό (κατά την περίοδο απορρόφησης).
4) Σχηματίζεται από ακετυλο-CoA που λαμβάνεται από γλυκόζη (γλυκόλυση → ODPVP → Ακετυλο-CoA).
5) Στη διαδικασία επαναλαμβάνονται διαδοχικά 4 αντιδράσεις:
συμπύκνωση → μείωση → αφυδάτωση → μείωση.
Στο τέλος κάθε κύκλου LCD επιμηκύνεται κατά 2 άτομα άνθρακα.
Ο δότης 2C είναι το malonyl-CoA.
6) Το NADPH + H + συμμετέχει σε δύο αντιδράσεις αναγωγής (50% προέρχεται από PFP, 50% από το ένζυμο MALIK).
7) Μόνο η πρώτη αντίδραση προχωρά απευθείας στο κυτταρόπλασμα (ρυθμιστική).
Τα υπόλοιπα 4 κυκλικά - σε ειδικό σύμπλεγμα παλμιτικής συνθάσης (σύνθεση μόνο παλμιτικού οξέος)
8) Το ρυθμιστικό ένζυμο λειτουργεί στο κυτταρόπλασμα - Ακετυλο-CoA-καρβοξυλάση (ATP, βιταμίνη Η, βιοτίνη, κατηγορία IV).
Η δομή του συμπλέγματος παλμιτικής συνθετάσης
Η παλμιτική συνθάση είναι ένα ένζυμο που αποτελείται από 2 υπομονάδες.
Το καθένα αποτελείται από μία ΔΕΗ, η οποία διαθέτει 7 ενεργά κέντρα.
Κάθε ενεργή θέση καταλύει τη δική της αντίδραση.
Κάθε PPC περιέχει μια πρωτεΐνη που φέρει ακύλιο (ACP) στην οποία λαμβάνει χώρα η σύνθεση (περιέχει φωσφοπαντετονικό).
Κάθε υπομονάδα έχει μια ομάδα HS. Στη μία, η ομάδα HS ανήκει στην κυστεΐνη, στην άλλη στο φωσφοπαντοθενικό οξύ.
Μηχανισμός
1) Το Acetyl-Coa, που προέρχεται από υδατάνθρακες, δεν μπορεί να εισέλθει στο κυτταρόπλασμα, όπου συντίθενται τα λιπαρά οξέα. Εξέρχεται μέσω της πρώτης αντίδρασης του CTC - του σχηματισμού κιτρικού.
2) Στο κυτταρόπλασμα, το κιτρικό διασπάται σε Acetyl-Coa και οξαλοξικό.
3) Οξαλοοξικό → μηλικό (αντίδραση CTC προς την αντίθετη κατεύθυνση).
4) Μηλικό → πυροσταφυλικό, το οποίο χρησιμοποιείται στο OHDP.
5) Ακετυλο-CoA → Σύνθεση FA.
6) Το ακετυλο-CoA μετατρέπεται σε μηλονυλο-CoA από την ακετυλο-CoA καρβοξυλάση.
Ενεργοποίηση του ενζύμου ακετυλο-CoA καρβοξυλάση:
α) με την ενίσχυση της σύνθεσης υπομονάδων υπό τη δράση της ινσουλίνης - τρία τετραμερή συντίθενται χωριστά
β) υπό τη δράση του κιτρικού, τρία τετραμερή συνδυάζονται και το ένζυμο ενεργοποιείται
γ) κατά τη διάρκεια της νηστείας, η γλυκαγόνη αναστέλλει το ένζυμο (με φωσφορυλίωση), δεν συμβαίνει σύνθεση λίπους
7) ένα ακετυλ CoA από το κυτταρόπλασμα μετακινείται στην ομάδα HS (από κυστεΐνη) της παλμιτικής συνθάσης. ένα μηλονυλο-CoA ανά ομάδα HS της δεύτερης υπομονάδας. Περαιτέρω στην παλμιτική συνθετάση εμφανίζονται:
8) η συμπύκνωση τους (ακετυλο CoA και μαλονυλο-CoA)
9) ανάκτηση (δότης - NADPH + H + από PFP)
10) αφυδάτωση
11) ανάκτηση (δότης - NADPH + H + από ένζυμο MALIK).
Ως αποτέλεσμα, η ρίζα ακυλίου αυξάνεται κατά 2 άτομα άνθρακα.
 |
Κινητοποίηση λίπους
Κατά τη διάρκεια της νηστείας ή της παρατεταμένης σωματικής καταπόνησης, απελευθερώνεται γλυκαγόνη ή αδρεναλίνη. Ενεργοποιούν τη λιπάση TAG στον λιπώδη ιστό, η οποία βρίσκεται στα λιποκύτταρα και ονομάζεται λιπάση ιστού(ορμονοευαίσθητο). Διασπά τα λίπη στον λιπώδη ιστό σε γλυκερίνη και λιπαρά οξέα. Η γλυκερίνη πηγαίνει στο συκώτι για τη γλυκονεογένεση. Οι FA εισέρχονται στην κυκλοφορία του αίματος, συνδέονται με τη λευκωματίνη και εισέρχονται σε όργανα και ιστούς, χρησιμοποιούνται ως πηγή ενέργειας (από όλα τα όργανα, εκτός από τον εγκέφαλο, το οποίο χρησιμοποιεί σώματα γλυκόζης και κετόνης κατά τη διάρκεια νηστείας ή παρατεταμένης άσκησης).
Για τον καρδιακό μυ, τα λιπαρά οξέα είναι η κύρια πηγή ενέργειας.
β-οξείδωση
β-οξείδωση- η διαδικασία διάσπασης του LC για την εξαγωγή ενέργειας.
1) Ειδική οδός καταβολισμού FA προς ακετυλο-CoA.
2) Εμφανίζεται στα μιτοχόνδρια.
3) Περιλαμβάνει 4 επαναλαμβανόμενες αντιδράσεις (δηλαδή υπό όρους κυκλικές):
οξείδωση → ενυδάτωση → οξείδωση → διάσπαση.
4) Στο τέλος κάθε κύκλου, το FA μειώνεται κατά 2 άτομα άνθρακα με τη μορφή ακετυλο-CoA (που εισέρχεται στον κύκλο TCA).
5) 1 και 3 αντιδράσεις - αντιδράσεις οξείδωσης που σχετίζονται με CPE.
6) Πάρτε μέρος βιτ. B 2 - συνένζυμο FAD, βιτ. PP, NAD, παντοθενικό οξύ, HS-KoA.
Ο μηχανισμός μεταφοράς FA από το κυτταρόπλασμα στα μιτοχόνδρια.
1. Η FA πρέπει να ενεργοποιηθεί πριν εισέλθει στα μιτοχόνδρια.
Μόνο ενεργοποιημένο FA = ακυλο-CoA μπορεί να μεταφερθεί μέσω της διπλής μεμβράνης λιπιδίων.
Ο φορέας είναι η L-καρνιτίνη.
Το ρυθμιστικό ένζυμο της β-οξείδωσης είναι η καρνιτίνη ακυλοτρανσφεράση-Ι (ΚΑΤ-Ι).
2. Το CAT-I μεταφέρει τα λιπαρά οξέα στον διαμεμβρανικό χώρο.
3. Υπό τη δράση του CAT-I, το ακυλο-CoA μεταφέρεται στον φορέα L-καρνιτίνη.
Σχηματίζεται ακυλοκαρνιτίνη.
4. Με τη βοήθεια μιας τρανσλοκάσης ενσωματωμένης στην εσωτερική μεμβράνη, η ακυλοκαρνιτίνη κινείται στα μιτοχόνδρια.
5. Στη μήτρα, υπό τη δράση του CAT-II, το FA διασπάται από την καρνιτίνη και εισέρχεται σε β-οξείδωση.
Η καρνιτίνη επιστρέφει στον ενδιάμεσο χώρο.
Αντιδράσεις β-οξείδωσης
1. Οξείδωση: Το FA οξειδώνεται με τη συμμετοχή του FAD (ένζυμο ακυλ-CoA-DG) → ενόλιο.
Το FAD εισέρχεται στο CPE (p/o=2)
2. Ενυδάτωση: ενόυλο → β-υδροξυακυλο-CoA (ένζυμο ενοϋλυδρατάση)
3. Οξείδωση: β-υδροξυακυλο-CoA → β-κετοακυλο-CoA (με συμμετοχή NAD, που εισέρχεται στο CPE και έχει p/o=3).
4. Διάσπαση: β-κετοακυλο-CoA → ακετυλο-CoA (ένζυμο θειολάσης, με συμμετοχή HS-KoA).
Ακετυλο-CoA → CTK → 12 ATP.
Acyl-CoA (C-2) → επόμενος κύκλος β-οξείδωσης.
Υπολογισμός ενέργειας κατά την β-οξείδωση
Στο παράδειγμα του μεριστικού οξέος (14C).
Υπολογίζουμε πόσο ακετυλο-CoA διασπά τα λιπαρά οξέα
½ n \u003d 7 → TCA (12ATP) → 84 ATP.
Μετρήστε πόσους κύκλους χρειάζονται για να αποσυντεθεί
(1/2 n)-1=6 5(2 ATP για 1 αντίδραση και 3 ATP για 3 αντίδραση) = 30 ATP
Αφαιρέστε 1 ATP που δαπανήθηκε για την ενεργοποίηση λιπαρών οξέων στο κυτταρόπλασμα.
Σύνολο - 113 ATP.
Σύνθεση κετονικών σωμάτων
Σχεδόν όλο το ακετυλο-CoA εισέρχεται στο TCA. Ένα μικρό μέρος χρησιμοποιείται για τη σύνθεση κετονικών σωμάτων = σωμάτων ακετόνης.
Σώματα κετόνης- ακετοξικό, β-υδροξυβουτυρικό, ακετόνη (στην παθολογία).
Η κανονική συγκέντρωση είναι 0,03-0,05 mmol/l.
Συντίθενται μόνο στο συκώτιαπό ακετυλο-CoA που λαμβάνεται με β-οξείδωση.
Χρησιμοποιείται ως πηγή ενέργειας από όλα τα όργανα εκτός από το ήπαρ (δεν υπάρχει ένζυμο).
Με παρατεταμένη νηστεία ή σακχαρώδη διαβήτη, η συγκέντρωση των κετονικών σωμάτων μπορεί να δεκαπλασιαστεί, γιατί. Υπό αυτές τις συνθήκες, τα LC είναι η κύρια πηγή ενέργειας. Υπό αυτές τις συνθήκες, εμφανίζεται έντονη β-οξείδωση και όλο το ακετυλο-CoA δεν έχει χρόνο να χρησιμοποιηθεί στο TCA, επειδή:
έλλειψη οξαλοξικού (χρησιμοποιείται στη γλυκονεογένεση)
· Ως αποτέλεσμα της β-οξείδωσης, σχηματίζεται πολύ NADH + H + (σε 3 αντιδράσεις), το οποίο αναστέλλει το ισοκιτρικό-DH.
Επομένως, το ακετυλο-CoA πηγαίνει στη σύνθεση κετονικών σωμάτων.
Επειδή Τα κετονικά σώματα είναι οξέα, προκαλούν μετατόπιση στην οξεοβασική ισορροπία. Εμφανίζεται οξέωση (λόγω κετοναιμία).
Δεν έχουν χρόνο να αξιοποιηθούν και εμφανίζονται στα ούρα ως παθολογικό συστατικό → κετουρία. Υπάρχει και η μυρωδιά του ασετόν από το στόμα. Αυτή η κατάσταση ονομάζεται κέτωση.
Ανταλλαγή χοληστερόλης
χοληστερίνηΤο (Xc) είναι μια μονοϋδρική αλκοόλη που βασίζεται στον δακτύλιο του κυκλοπεντανίου υπερυδροφαινανθρενίου.
27 άτομα άνθρακα.
Η κανονική συγκέντρωση χοληστερόλης είναι 3,6-6,4 mmol / l, όχι μεγαλύτερη από 5 επιτρέπεται.
για την κατασκευή μεμβρανών (φωσφολιπίδια: Xc = 1: 1)
σύνθεση λιπαρών οξέων
σύνθεση στεροειδών ορμονών (κορτιζόλη, προγεστερόνη, αλδοστερόνη, καλσιτριόλη, οιστρογόνα)
Στο δέρμα υπό την επίδραση της υπεριώδους ακτινοβολίας χρησιμοποιείται για τη σύνθεση της βιταμίνης D3 - χοληκαλσιφερόλη.
Το σώμα περιέχει περίπου 140 g χοληστερόλης (κυρίως στο ήπαρ και τον εγκέφαλο).
Ημερήσια απαίτηση - 0,5-1 g.
Περιεχόμενο μόνοσε ζωικά προϊόντα (αυγά, βούτυρο, τυρί, συκώτι).
Το Xc δεν χρησιμοποιείται ως πηγή ενέργειας, γιατί. Ο δακτύλιος του δεν διασπάται σε CO 2 και H 2 O και δεν απελευθερώνεται ATP (χωρίς ένζυμο).
Η περίσσεια Xc δεν απεκκρίνεται, δεν εναποτίθεται, εναποτίθεται στο τοίχωμα των μεγάλων αιμοφόρων αγγείων με τη μορφή πλακών.
Το σώμα συνθέτει 0,5-1 g Xc. Όσο περισσότερο καταναλώνεται με το φαγητό, τόσο λιγότερο συντίθεται στον οργανισμό (κανονικά).
Το Xc στο σώμα συντίθεται στο ήπαρ (80%), στα έντερα (10%), στο δέρμα (5%), στα επινεφρίδια, στους σεξουαλικούς αδένες.
Ακόμη και οι χορτοφάγοι μπορεί να έχουν αυξημένα επίπεδα χοληστερόλης. για τη σύνθεσή του χρειάζονται μόνο υδατάνθρακες.
Βιοσύνθεση χοληστερόλης
Προχωρά σε 3 στάδια:
1) στο κυτταρόπλασμα - πριν από το σχηματισμό του μεβαλονικού οξέος (παρόμοιο με τη σύνθεση κετονικών σωμάτων)
2) σε EPR - μέχρι σκουαλένιο
3) στο EPR - στη χοληστερόλη
Περίπου 100 αντιδράσεις.
Το ρυθμιστικό ένζυμο είναι η β-υδροξυμεθυλγλουταρυλ-CoA αναγωγάση (HMG reductase). Οι στατίνες που μειώνουν τη χοληστερόλη αναστέλλουν αυτό το ένζυμο.)
Ρύθμιση της αναγωγάσης HMG:
α) Αναστέλλεται από την αρχή της αρνητικής ανάδρασης από την υπερβολική διατροφική χοληστερόλη
β) Μπορεί να αυξήσει τη σύνθεση του ενζύμου (οιστρογόνα) ή να μειώσει (χοληστερόλη και πέτρες στη χολή)
γ) Το ένζυμο ενεργοποιείται από την ινσουλίνη με αποφωσφορυλίωση
δ) Εάν υπάρχει πολύ ένζυμο, τότε η περίσσεια μπορεί να διασπαστεί με πρωτεόλυση
Η χοληστερόλη συντίθεται από το ακετυλο-CoA που προέρχονται από υδατάνθρακες(γλυκόλυση → ODPVK).
Η προκύπτουσα χοληστερόλη στο ήπαρ συσκευάζεται μαζί με λίπος σε VLDL non-sp. Το VLDL έχει αποπρωτεΐνη B100, εισέρχεται στην κυκλοφορία του αίματος και μετά την προσθήκη των αποπρωτεϊνών C-II και E, μετατρέπεται σε ώριμο VLDL, το οποίο εισέρχεται στην LP-λιπάση. Η LP-λιπάση αφαιρεί τα λίπη (50%) από τη VLDL, αφήνοντας την LDL, που αποτελείται από 50-70% εστέρες χοληστερόλης.
Παρέχει χοληστερόλη σε όλα τα όργανα και τους ιστούς
· Τα κύτταρα έχουν υποδοχείς στο Β100, με τους οποίους αναγνωρίζουν την LDL και την απορροφούν. Τα κύτταρα ρυθμίζουν την πρόσληψη χοληστερόλης αυξάνοντας ή μειώνοντας τον αριθμό των υποδοχέων Β100.
Στον σακχαρώδη διαβήτη, μπορεί να συμβεί γλυκοζυλίωση της Β100 (προσθήκη γλυκόζης). Κατά συνέπεια, τα κύτταρα δεν αναγνωρίζουν την LDL και εμφανίζεται υπερχοληστερολαιμία.
Η LDL μπορεί να διεισδύσει στα αγγεία (αθηρογόνο σωματίδιο).
Περισσότερο από το 50% της LDL επιστρέφει στο ήπαρ, όπου η χοληστερόλη χρησιμοποιείται για τη σύνθεση των χολόλιθων και την αναστολή της δικής της σύνθεσης χοληστερόλης.
Υπάρχει ένας μηχανισμός προστασίας από την υπερχοληστερολαιμία:
ρύθμιση της σύνθεσης της ίδιας της χοληστερόλης σύμφωνα με την αρχή της αρνητικής ανάδρασης
Τα κύτταρα ρυθμίζουν την πρόσληψη χοληστερόλης αυξάνοντας ή μειώνοντας τον αριθμό των υποδοχέων Β100
λειτουργία της HDL
Η HDL συντίθεται στο ήπαρ. Έχει δισκοειδή μορφή, περιέχει λίγη χοληστερόλη.
Λειτουργίες HDL:
Λαμβάνει την περίσσεια χοληστερόλης από τα κύτταρα και άλλες λιποπρωτεΐνες
παρέχει C-II και E σε άλλες λιποπρωτεΐνες
Ο μηχανισμός λειτουργίας της HDL:
Η HDL έχει αποπρωτεΐνη Α1 και LCAT (ένζυμο ακυλοτρανσφεράση λεκιθινοχοληστερόλης).
Η HDL εισέρχεται στο αίμα και η LDL έρχεται σε αυτό.
Η LDL A1 αναγνωρίζει ότι έχουν πολλή χοληστερόλη και ενεργοποιεί την LCAT.
Το LCAT διασπά τα λιπαρά οξέα από τα φωσφολιπίδια HDL και τα μεταφέρει στη χοληστερόλη. Σχηματίζονται εστέρες χοληστερόλης.
Οι εστέρες της χοληστερόλης είναι υδρόφοβοι, επομένως περνούν στη λιποπρωτεΐνη.
ΘΕΜΑ 8
ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ: ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ ΠΡΩΤΕΪΝΩΝ
σκίουροι - Πρόκειται για ενώσεις υψηλού μοριακού χαρακτήρα που αποτελούνται από υπολείμματα α-αμινοξέων, τα οποία συνδέονται μεταξύ τους με πεπτιδικούς δεσμούς.
Οι πεπτιδικοί δεσμοί βρίσκονται μεταξύ της α-καρβοξυλικής ομάδας ενός αμινοξέος και της αμινομάδας ενός άλλου α-αμινοξέος που ακολουθεί.
Λειτουργίες πρωτεϊνών (αμινοξέα):
1) πλαστικό (κύρια λειτουργία) - πρωτεΐνες μυών, ιστών, πολύτιμων λίθων, καρνιτίνης, κρεατίνης, ορισμένων ορμονών και ενζύμων συντίθενται από αμινοξέα.
2) ενέργεια
α) σε περίπτωση υπερβολικής πρόσληψης με τροφή (>100 g)
β) παρατεταμένη νηστεία
Ιδιορρυθμία:
Τα αμινοξέα, σε αντίθεση με τα λίπη και τους υδατάνθρακες, δεν κατατίθεται .
Η ποσότητα των ελεύθερων αμινοξέων στο σώμα είναι περίπου 35 g.
Πηγές πρωτεΐνης για τον οργανισμό:
πρωτεΐνες τροφίμων (κύρια πηγή)
πρωτεΐνες ιστών
συντίθεται από υδατάνθρακες.
ισορροπία αζώτου
Επειδή Το 95% του συνόλου του αζώτου στο σώμα ανήκει σε αμινοξέα, τότε η ανταλλαγή τους μπορεί να κριθεί από ισορροπία αζώτου - η αναλογία του εισερχόμενου αζώτου προς το εκκρινόμενο στα ούρα.
ü Θετικό - απεκκρίνεται λιγότερο από ό,τι εισέρχεται (σε παιδιά, έγκυες γυναίκες, κατά την περίοδο ανάρρωσης μετά από ασθένεια).
ü Αρνητικό - περισσότερο απεκκρίνεται από ό,τι εισέρχεται (γήρας, περίοδος παρατεταμένης ασθένειας).
ü Ισοζύγιο αζώτου - σε υγιή άτομα.
Επειδή Οι πρωτεΐνες των τροφίμων είναι η κύρια πηγή αμινοξέων, τότε μιλούν για " πληρότητα της πρωτεϊνικής διατροφής ».
Όλα τα αμινοξέα χωρίζονται σε:
εναλλάξιμα (8) - Ala, Gli, Ser, Pro, Glu, Gln, Asp, Asn;
μερικώς αντικαταστάσιμο (2) - Arg, Gis (συντίθεται αργά).
υπό όρους αντικατάσταση (2) - Cys, Tyr (μπορεί να συντεθεί δεδομένου ότιαπαραίτητο εισόδημα - Met → Cys, Fen → Tyr);
· αναντικατάστατο (8) - Val, Ile, Lei, Liz, Met, Tre, Fen, Tpf.
Από αυτή την άποψη, οι πρωτεΐνες εκκρίνονται:
Πλήρες - περιέχει όλα τα απαραίτητα αμινοξέα
ü Ελαττωματικό - δεν περιέχει Met και Tpf.
Πέψη πρωτεϊνών
Ιδιαιτερότητες:
1) Οι πρωτεΐνες χωνεύονται στο στομάχι, το λεπτό έντερο
2) Ένζυμα - πεπτιδάσες (διάσπαση πεπτιδικών δεσμών):
α) εξωπεπτιδάσες - κατά μήκος των άκρων από τα C-N-άκρα
β) ενδοπεπτιδάσες - μέσα στην πρωτεΐνη
3) Τα ένζυμα του στομάχου και του παγκρέατος παράγονται σε ανενεργή μορφή - προένζυμα(επειδή θα αφομοιώσουν τους δικούς τους ιστούς)
4) Τα ένζυμα ενεργοποιούνται με μερική πρωτεόλυση (διάσπαση μέρους της ΔΕΗ)
5) Μερικά αμινοξέα σάπιονται στο παχύ έντερο
 |
1. Δεν πέπτονται στη στοματική κοιλότητα.
2. Στο στομάχι οι πρωτεΐνες δρουν πεψίνη(ενδοπεπτιδάση). Διασπά τους δεσμούς που σχηματίζονται από τις αμινομάδες των αρωματικών αμινοξέων (Tyr, Phen, Tpf).
Η πεψίνη παράγεται από τα κύρια κύτταρα ως ανενεργό πεψινογόνο.
Τα βρεγματικά κύτταρα παράγουν υδροχλωρικό οξύ.
Λειτουργίες του HCl:
ü Δημιουργεί ένα βέλτιστο pH για την πεψίνη (1,5 - 2,0)
ü Ενεργοποιεί το πεψινογόνο
ü Μετουσιώνει τις πρωτεΐνες (διευκολύνει τη δράση του ενζύμου)
ü Βακτηριοκτόνος δράση
Ενεργοποίηση πεψινογόνου
Το πεψινογόνο υπό τη δράση του HCl μετατρέπεται σε ενεργή πεψίνη με διάσπαση 42 αμινοξέων αργά. Η ενεργή πεψίνη στη συνέχεια ενεργοποιεί γρήγορα το πεψινογόνο ( αυτοκαταλυτικά).
Έτσι, στο στομάχι, οι πρωτεΐνες διασπώνται σε βραχέα πεπτίδια, τα οποία εισέρχονται στα έντερα.
3. Στο έντερο, τα παγκρεατικά ένζυμα δρουν στα πεπτίδια.
Ενεργοποίηση τρυψινογόνου, χυμοθρυψινογόνου, προελαστάσης, προκαρβοξυπεπτιδάσης
Στο έντερο υπό τη δράση της εντεροπεπτιδάσης ενεργοποιείται τρυψινογόνο. Στη συνέχεια ενεργοποιήθηκε από αυτό τρυψίνηενεργοποιεί όλα τα άλλα ένζυμα με μερική πρωτεόλυση (χυμοθρυψινογόνο → χυμοθρυψίνη, προελαστάση → ελαστάση, προκαρβοξυπεπτιδάση → καρβοξυπεπτιδάση).
τρυψίνηδιασπά δεσμούς που σχηματίζονται από καρβοξυλομάδες Lys ή Arg.
Χυμοθρυψίνημεταξύ καρβοξυλομάδων αρωματικών αμινοξέων.
Ελαστάση- δεσμοί που σχηματίζονται από καρβοξυλομάδες Ala ή Gly.
Καρβοξυπεπτιδάσηδιασπά καρβοξυλικούς δεσμούς από το C-άκρο.
Έτσι, σχηματίζονται σύντομα δι-, τριπεπτίδια στο έντερο.
4. Υπό τη δράση των εντερικών ενζύμων, διασπώνται σε ελεύθερα αμινοξέα.
Ένζυμα - δι-, τρι-, αμινοπεπτιδάσες. Δεν είναι συγκεκριμένα είδη.
Τα ελεύθερα αμινοξέα που προκύπτουν απορροφώνται με δευτερογενή ενεργό μεταφορά με Na + (έναντι της βαθμίδας συγκέντρωσης).
5. Μερικά αμινοξέα είναι σάπια.
σάπισμα - μια ενζυματική διαδικασία διάσπασης αμινοξέων σε προϊόντα χαμηλής τοξικότητας με απελευθέρωση αερίων (NH 3, CH 4, CO 2, μερκαπτάνη).
Σημασία: για τη διατήρηση της ζωτικής δραστηριότητας της εντερικής μικροχλωρίδας (κατά τη διάρκεια της αποσύνθεσης, το Tyr σχηματίζει τοξικά προϊόντα φαινόλη και κρεσόλη, Tpf - ινδόλη και σκατόλη). Τα τοξικά προϊόντα εισέρχονται στο συκώτι και εξουδετερώνονται.
Καταβολισμός αμινοξέων
Κύριο μονοπάτι- απαμινίωση - μια ενζυματική διαδικασία διάσπασης της αμινομάδας με τη μορφή αμμωνίας και σχηματισμού κετοξέος χωρίς άζωτο.
Οξειδωτική απαμίνωση
Μη οξειδωτικό (Ser, Tre)
Ενδομοριακή (GIS)
Υδρολυτικός
Οξειδωτική απαμίνωση (βασική)
Α) Απευθείας - μόνο για Glu, γιατί γιατί όλα τα άλλα ένζυμα είναι ανενεργά.
Προχωρά σε 2 στάδια:
1) Ενζυματικό
2) Αυθόρμητη
Ως αποτέλεσμα, σχηματίζεται αμμωνία και α-κετογλουταρικό.
Λειτουργίες μεταβίβασης:
ü Επειδή η αντίδραση είναι αναστρέψιμη, χρησιμεύει για τη σύνθεση μη βασικών αμινοξέων.
ü Το αρχικό στάδιο του καταβολισμού (η τρανσαμίνωση δεν είναι καταβολισμός, επειδή ο αριθμός των αμινοξέων δεν αλλάζει).
ü Για την ανακατανομή του αζώτου στο σώμα.
ü Συμμετέχει στον μηχανισμό μεταφοράς υδρογόνου στη γλυκόλυση (αντίδραση 6).
Για τον προσδιορισμό της δραστηριότητας των ALT και ASTστην κλινική διάγνωσης παθήσεων της καρδιάς και του ήπατος μετράται ο συντελεστής de Ritis:
Στο 0,6 - ηπατίτιδα,
1 - κίρρωση,
10 - έμφραγμα του μυοκαρδίου.
Αποκαρβοξυλίωσηαμινοξέα - η ενζυματική διαδικασία διάσπασης της καρβοξυλικής ομάδας με τη μορφή CO 2 από αμινοξέα.
Ως αποτέλεσμα, σχηματίζονται βιολογικά δραστικές ουσίες - βιογενείς αμίνες.
Τα ένζυμα είναι αποκαρβοξυλάσες.
Συνένζυμο - φωσφορική πυριδοξάλη ← βιτ. ΣΤΙΣ 6.
Μετά τη δράση, οι βιογενείς αμίνες εξουδετερώνονται με 2 τρόπους:
1) Μεθυλίωση (προσθήκη CH3, δότης - SAM);
2) Οξείδωση με αποβολή της αμινομάδας με τη μορφή ΝΗ 3 (ένζυμο ΜΑΟ - μονοαμινοξειδάση).