Биохимия и молекулярная биология. Биосинтез мембранных липидов. Лекция 9

1.

Биохимия и
молекулярная биология
Лекция 9. Биосинтез
мембранных липидов
1

2. План лекции

Два пути биосинтеза
глицерофосфолипидов
Биосинтез стеринов (холестерина)
Биосинтез
мембранных липидов
2

3. Биосинтез фосфолипидов

Основные мембранные липиды
Фосфатидилхолины
Фосфатидилэтаноламины
Фосфатидилсерины
Фосфатидилглицерины
Фосфатидилинозиты
Кардиолипины
Сфингомиелины
Цереброзиды
Ганглиозиды
Биосинтез мембранных липидов
3

4. Биосинтез глицерофосфолипидов

Триацилглицерины и
глицерофосфолипиды
синтезируются из
одинаковых
предшественников:
глицерин-3-фосфата и ацилСОА. Глицерин-3-фосфат
образуется либо из
дигидроксиацетонфосфата,
либо из глицерина.
Источники ацил-СоА:
биосинтез жирных кислот,
активация высших жирных
кислот при β-окислении.
Биосинтез мембранных липидов
4

5. Биосинтез глицерофосфолипидов

Пути образования
глицерин-3-фосфата
Биосинтез мембранных липидов
5

6. Биосинтез глицерофосфолипидов

Схема синтеза ТАГ и ГФЛ
Биосинтез мембранных липидов
6

7. Биосинтез глицерофосфолипидов

Две стратегии синтеза ГФЛ
У эукариот
биосинтез
фосфолипидов
осуществляется
на поверхности
ЭПР и на
внешней
мембране
митохондрий.
Биосинтез мембранных липидов
7

8. Биосинтез глицерофосфолипидов

Биосинтез
мембранных липидов
8

9. Биосинтез глицерофосфолипидов

Биосинтез
мембранных липидов
9

10. Биосинтез глицерофосфолипидов

Биосинтез
мембранных липидов
10

11. Биосинтез глицерофосфолипидов

Биосинтез
мембранных липидов
11

12.

Биосинтез ФЭА
12

13. Биосинтез фосфолипидов

Биосинтез ФЭА
Биосинтез мембранных липидов
13

14. Биосинтез фосфолипидов

Главный путь синтеза
ФХ у животных и
растений
Биосинтез мембранных липидов
14

15. Биосинтез фосфолипидов

Синтез фосфатидилхолина
Биосинтез мембранных липидов
15

16. Биосинтез глицерофосфолипидов

Биосинтез
мембранных липидов
16

17. Биосинтез глицерофосфолипидов

Транспорт синтезированных липидов
Молекулы различных полярных
липидов после завершения их
синтеза встраиваются в липидный
бислой
клеточных
мембран.
Основная масса полярных липидов
встраивается в бислой мембран
ЭПР. Эти липиды поступают затем
последовательно
в
мембраны
аппарата Гольджи, секреторные
пузырьки
и
плазматическую
мембрану.
При
помощи
специфических
белков
липиды
эндоплазматического ретикулума
переносятся через цитозоль и
встраиваются в митохондриальные
мембраны.
Биосинтез
мембранных липидов
17

18. Биосинтез глицерофосфолипидов

Вследствие конкуренции между путями синтеза
фосфолипидов и триацилглицеринов за общие
субстраты все вещества, способствующие синтезу
фосфолипидов, препятствуют отложению ТАГ в
тканях. Эти вещества называются липотропными
факторами.
К ним относятся:
структурные
компоненты
холин, инозитол, серин;
фосфолипидов
-
метионин
–
незаменимая
аминокислота,
предшественник
S-аденозилметионина,
универсального донора метильных групп;
фолиевая
кислота
и
витамин
В12
предшественники коферментов, участвующих
реакциях переноса СН3-групп.
Биосинтез
мембранных липидов
–
в
18

19. Биосинтез стеринов и их производных

Конрад Блох (1912-2000)
Феодор Линен (1911-1979)
Нобелевская премия по медицине 1964
За открытия, касающиеся механизмов и
регуляции обмена холестерина и жирных кислот
Биосинтез мембранных липидов
19

20. Биосинтез стеринов и их производных

Синтез холестерина происходит в клетках печени ,
кишечнике и коже.
Внутриклеточная локализация процесса - ЭПР и
цитозоль.
Биосинтез холестерина служит основой синтеза
других стероидных соединений.
Биосинтез мембранных липидов
20

21. Биосинтез стеринов и их производных

Биосинтез холестерина
ХС синтезируется из 18 молекул
ацетил-СоА в четыре стадии.
1. Синтез
мевалоновой
кислоты
(мевалоната).
2. Образование
изопентенилпирофосфата.
3. Синтез сквалена.
4. Превращение
сквалена
в
холестерин.
Биосинтез мембранных липидов
21

22. Схема биосинтеза холестерина

Биосинтез мембранных липидов
22

23. Биосинтез стеринов и их производных

I. Синтез мевалоновой кислоты
Биосинтез мембранных липидов
23

24. Биосинтез стеринов и их производных

Синтез изопентенилдифосфата
Биосинтез мембранных липидов
24

25. Биосинтез стеринов и их производных

Синтез
изопентенил
дифосфата
Биосинтез мембранных липидов
25

26. Биосинтез стеринов и их производных

Изопентенилпирофосфат и
диметилаллилпирофосфат
Биосинтез мембранных липидов
26

27. Биосинтез стеринов и их производных

Синтез cквалена и образование ХС
Биосинтез мембранных липидов
27

28. Биосинтез стеринов и их производных

Синтез
фарнезил
пирофосфата
Биосинтез мембранных липидов
28

29.

Синтез
cквалена
29

30.

Образование
ланостерола
30

31.

Образование ХС
31

32. Биосинтез стеринов и их производных

Биологическая
роль
изопентенилпирофосфата
и холестерина в
синтезе
различных
соединений
Биосинтез мембранных липидов
32

33. Биосинтез холестерина

Биосинтез мембранных липидов
33

34. Биосинтез холестерина

Регуляция биосинтеза
холестерина
Биосинтез мембранных липидов
34

35. Биосинтез холестерина

Регуляция биосинтеза холестерина
1. Метаболическая регуляция – по принципу обратной
связи. ХС – аллостерический ингибитор ГМГ-СоА
редуктазы.
2. Ковалентная модификация гормонами: инсулин,
активируя протеинфосфатазу, активирует ГМГ-СоА
редуктазу.
Глюкагон
и
адреналин
по
аденилатциклазному
механизму ингибируют
фермент.
3. Скорость биосинтеза зависит от концентрации
специфического
белка-переносчика,
обеспечивающего
связывание
и
транспорт
гидрофобных
промежуточных
метаболитов
синтеза.
Биосинтез мембранных липидов
35