Анаболизм липидов. Синтез высших жирных кислот

1.

Анаболизм липидов.
Синтез высших жирных кислот
К.б.н., доц. А.А. Анашкина

2.

Синтез высших жирных кислот
⚫ Функция – синтез жирных кислот для построения
сложных липидов. Синтезируются ЖК с четным
количеством атомов углерода, насыщенные и
мононенасыщенные.
⚫ Локализация – начинается в митохондриях,
заканчивается в цитоплазме и ЭПР; печень, жировая
ткань, мозг, тонкий кишечник, лактирующая молочная
железа.
⚫ Этапы: транспорт ацетил-КоА через мембрану
митохондрии, синтез малонил-КоА, синтез
пальмитиновой кислоты на пальмитоилсинтазе,
элонгация и десатурация в ЭПР.
⚫ Необходимо: ацетил-КоА и НАДФН2.

3.

1.Транспорт ацетил-КоА из
митохондрии в цитоплазму –
цитратный путь
цитратсинтаза
цитратлиаза
В абсорбтивный период
из глюкозы образуется
ацетил-КоА. При
энергозатратах (физ. и
др. нагрузка) ацетилКоА уходит в ЦТК, а при
отсутствии энергозатрат
ЦТК ингибирован
избытком АТФ, цитрат выходит в цитоплазму для
синтеза жирных кислот. Поэтому малоподвижный
образ жизни может приводить к ожирению.
Есть также карнитиновый путь

4.

2. Образование малонил-КоА
⚫ Ацетил-КоА-карбоксилаза – регуляторный
фермент синтеза жирных кислот (кофермент
– витамин Н).

5.

Пальмитоилсинтаза
Пальмитоилсинтаза - димер из двух идентичных антипараллельных
полипептидных цепей. Каждая субъединица содержит 8 доменов: 7
активных центров и ацилпереносящий белок. Каждая субъединица
имеет две SH-группы: одна SH-группа принадлежит цистеину, другая остатку фосфопантотеновой кислоты (производное вит. В5).
Одновременно идет синтез двух ЖК в противоположном направлении.

6.

3 Синтез пальмитиновой кислоты
(С16)
1. Присоединение ацетил КоА
2. Присоединение малонил КоА

7.

3. Реакция конденсации
4. Реакция восстановления

8.

5. Реакция дегидратации
6. Реакция восстановления

9.

7. Завершается первый этап синтеза перемещением радикала бутирила
на свободную SH-группу цистеина
⚫ Затем остаток бутирила подвергается тем же
превращениям и снова удлиняется на 2
углеродных атома, происходящих из малонил-КоА.
Аналогичные циклы реакций повторяются до тех
пор, пока не образуется радикал пальмитиновой
кислоты.

10.

4. Элонгация и десатурация (на
ЭПР)
⚫ Удлинение углеродной цепи осуществляется
с помощью малонил-КоА в качестве донора
углеродных атомов, и НАДФН2- в качестве
восстановителя под действием фермента –
элонгаза.
⚫ Образование двойных связей происходит
под действием десатуразы на ЭПР (с
участием цитохрома Р450).

11.

Регуляция
Глюкоза
гликолиз
ПВК
ПДК
ацетилКоА
Синтез
жирных
кислот
Жирная
кислота

12.

Регуляция
период – после приема богатой углеводами
⚫ Абсорбтивный
пищи.
⚫ Ацетил-КоА-карбоксилаза – регуляторный фермент.
⚫ Гормональная:
Глюкагон, адреналин – ингибируют (фосфорилированная);
инсулин – активирует (дефосфорилированная).
Ассоциация и диссоциация:
- активируется цитратом - ассоциация;
- ингибируется пальмитоил-КоА - диссоциация.
⚫

13.

Синтез ТАГ и ФЛ

14.

Синтез фосфатидной кислоты

15.

Синтез ТАГ
⚫ В печени и жировой ткани
⚫ Ресинтез триацилглицеролов в кишечнике

16.

Ожирение
⚫ Связано с дисбалансом калорийности
питания и расходами энергии:
- состав и количество потребляемой пищи;
- уровень физической активности;
- психологические факторы.
Связано с гормональными нарушениями:
- щитовидная железа, надпочечники;
- система «гипофиз-адипоциты» и гормоны,
регулирующие пищевое поведение – лептин,
грелин, нейропептид Y.
⚫

17.

Синтез фосфатидной кислоты

18.

Синтез глицерофосфолипидов

19.

Синтез глицерофосфолипидов
путь
ТА
Г
ПНЖК
В 12 и В9
В6
2

20.

Жировое перерождение
печени
Липотропные вещества -
⚫ направляют фосфатидную
кислоту на синтез
фосфолипидов.
⚫ Холин, серин, этаноламин,
иназитол, ПНЖК, витамины
В6 , В9, В12, метионин.
⚫ Используются в
гепатопротекторных
препаратах для
восстановления функции
печени.
Антилипотропные
вещества -
⚫ направляют фосфатидную
кислоту на синтез ТАГ.
⚫ Гепатотоксические яды,
тяжелые металлы, этанол,
витамины и лекарственные
средства в высоких
концентрациях и при
длительном приеме.
⚫ Накопление ТАГ в гепатоцитах
приводит к жировой дистрофии
печени.

21.

Синтез холестерола

22.

Синтез холестерола
⚫ Функция – синтез холестерола для мембран,
витамина D, желчных кислот и стероидных
гормонов.
⚫ Локализация – цитоплазма; печень, мозг, тонкий
кишечник, кожа, кора надпочечников,
лактирующая молочная железа.
⚫ Этапы: синтез мевалоновой кислоты, сквалена
⚫
(конденсация), ланостерола (циклизация) и
холестерола (деметилирование).
Необходимо: ацетил-КоА и НАДФН2.

23.

Синтез холестерола – образование
мевалоновой кислоты

24.

Синтез холестерола
Мевалонат
(конденсация, изомеризация)
Сквален
(окисление, циклизация)
Ланостерол
(деметилирование)
Холестерол

25.

Регуляция
⚫ Абсорбтивный период.
⚫ ГМГ-КоА-редуктаза – регуляторный фермент.
⚫ Гормональная:
Глюкагон, адреналин – ингибируют (фосфорилир.
); инсулин – активирует (дефосфорилир.).
⚫ Аллостерическая:
- активируется АТФ, НАДФН2;
- ингибируется АДФ, НАДФ, холестеролом
(ретроингибирование + снижение синтеза
ферментов).

26.

Гиперхолестеролемия
⚫ Гиперхолестеролемия повышает
риск развития атеросклероза и желчекаменной болезни.
⚫ Причины:
-
избыток углеводов и липидов в пище;
-
малоподвижный образ жизни;
-
сахарный диабет;
-
Генетический дефект рецепторов ЛПНП (семейная гиперхолестеролемия).
▪
Препараты:
-
ингибиторы ГМГ-КоА-редуктазы – статины;
-
пищевые волокна – снижают всасывание липидов и углеводов в
кишечнике, что уменьшает как количество экзогенного, так и эндогенного
холестерола;
-
ПНЖК – улучшают состояние сосудистой стенки, увеличивают количество
ЛПВП, улучшают состояние печени.
-
антиоксиданты снижают ПОЛ, повреждение липопротеинов и сосудистой
⚫ Пищевые факторы и БАДы:

27.

Роль ацетилКоА в метаболизме

28.

Взаимосвязь углеводного и
липидного обменов
глюкоза
ПВК
ацетилКоА
Глицерол-3фосфат
ХС
ЖК
Фосфатидная
кислота
ТАГ
ЭХС
ФЛ
НАДФН2

29.

Биологические мембраны

30.

Биологические мембраны
- это двумерные высоковязкие, комплексные
структуры, состоящие из липидов, белков и
углеводов.
- Мембраны самособирающиеся, не
пассивные барьеры, на них протекают
различные метаболические процессы в
клетке.

31.

Виды биологических мембран

32.

Структурная,
разделительная,
интегративная
Функции
мембран
Рецепторная
Ферментативная, в
том числе,
энергообразующая
Транспортная
Электрогенна
я

33.

Жидкостно-мозаичная модель
биологической мембраны
Свойства:
- текучесть,
- мозаичность,
- асимметричность,
-
- полупроницаемость,
- динамичность.
кристалличность,

34.

Химический состав мембран
1.
2.
3.
⚫
Липиды
Белки
Углеводы, входящие в состав белков (гликопротеины) и липидов
(липопротеины)
Свободные углеводы в составе мембран не встречаются!

35.

Липиды биологических
мембран
1.
Фосфолипиды (текучесть):
• глицерофосфолипиды
• сфингофосфолипиды
2. Гликолипиды
3. Холестерол (жесткость).
⚫ Функции:
- структурная,
-
якорная,
-
активаторы ферментов мембран,
-
предшественники вторичных посредников при передаче гормонального
сигнала,
-
электроизоляция.

36.

ТИПЫ ДВИЖЕНИЯ МОЛЕКУЛ
ЛИПИДОВ В БИСЛОЕ МЕМБРАН
вращательная
диффузия
латеральная
диффузия
флип-флоп
переход

37.

Белки биологических мембран
⚫ ПОВЕРХНОСТНЫЕ – цитохром С.
⚫ ПОЛУПОГРУЖЕННЫЕ –
сукцинатдегидрогеназа.
⚫ ИНТЕГАЛЬНЫЕ – рецептор инсулина.

38.

Функции белков мембран
1. ФЕРМЕНТАТИВНАЯ –
карнитинацилтрансфераза.
2. ТРАНСПОРТНАЯ – ГЛЮТ.
3. РЕЦЕПТОРНАЯ – рецептор инсулина.
3. АДГЕЗИВНАЯ.
4. АНТИГЕННАЯ.

39.

Транспорт веществ через
мембрану

40.

1. Пассивный транспорт
- перенос молекул по
концентрационному или
электрохимическому градиенту,
осуществляемый без затраты
энергии.
Простая диффузия –
неполярные или
амфифильные молекулы
(жирные кислоты, ацетон) и
газы диффундируют через
мембрану.
• Облегченная диффузия – с
помощью белковпереносчиков (ГЛЮТ).
• Каналогенная диффузия –
транспорт веществ по
каналам по градиенту
концентрации (ионы).

41.

2. Активный транспорт
-
перенос молекул против градиента концентрации, сопряженный с
затратой энергии.
Перично-активный транспорт перенос веществ через мембрану против
градиента концентрации, связанный с затратой энергии АТФ (Na-КАТФаза).
Вторично-активный транспорт перенос веществ против через мембрану
происходит за счет градиента концентрации, созданного при первичноактивном транспорте других молекул (всасывание глюкозы в кишечнике).

42.

3. Цитоз
- перенос крупных
частиц вместе с
частью мембраны
при
последовательном
образовании и
слиянии с
плазматической
мембраной везикул.
- Экзоцитоз –
выделение гормонов.
- Эндоцитоз –
эндоцитоз ЛПНП.
- Пиноцитоз –
растворенные
вещества.

43.

Метаболизм мембран особенности
⚫ 1. Высокая скорость обмена компонентов.
⚫ 2. Метаболизм мембран включает те обменные
реакции, которые происходят с их основными
компонентами:
- распад белков мембран (вначале атакуются
молекулы белков, обращенные в сторону водной
фазы) – протеазы;
- синтез белков (транскрипция и трансляция);
- обновление липидов (прямой и обратный транспорт
ХС, синтез фосфолипидов);
- распад фосфолипидов (фосфолипазы А1, А2, С и D).
3. Специфическая особенность - перекисное
окисление липидов (ПОЛ) – необходимо для начала
распада липидов.
⚫