Биосинтез глицерола, жирных кислот и триацилглицеролов. Образование фосфолипидов. Тема 9

1. Биосинтез глицерола, жирных кислот и триацилглицеролов. Образование фосфолипидов.

2.

1. Биосинтез глицерола
глицерол-3-фосфат
дегидрогеназа
НАДH+H
H2C OH
C O
H2C O
НАД
H 2O
+
H3PO4
H2C OH
H2C OH
HC OH
HC OH O
O
P O
O
+
глицерол-3-фосфатаза
-
-
Диоксиацетонфосфат
(из гликолиза)
H2C O
P O
O
-
-
Глицерол-3-фосфат
H2C OH
AДФ
глицеролкиназа
ATФ
Глицерол

3.

2. Биосинтез жирных кислот.
a) Транспорт Ацетил КоА
COO
цитратсинтаза
O
H3C
C
+
SCoA
+
Малат
+НАД
-НАДН
O С
COO
COO
-
O С
COO
-
H2С
H2С
СOO Оксалоацетат
HSKoA
COO
СOO
-
Цитрат
+АТФ
+HSKoA
O
O С
-
+
H3C
-НАД+
H2С
+ H3PO4
HC OH
малат
+
АДФ
COO - дегидрогеназа СOO
Малат
Оксалоацетат
C
+
НАДФ
H2C
-
+НАДН
H2C
-
Пируват + CO2 + НАДФН
SCoA
МАТРИКС
ЦИТОЗОЛЬ
Цитрат
АТФ-цитрат
лиаза

4.

б) Синтез жирных кислот
Мультиферментный комплекс состоит из 7
ферментов и ацилпереносящего белка (АПБ, Acyl
Carrier Protein - АСР).
АПБ имеет 2 свободные SH-группы:
цистеина - для присоединения ацетил-КоА
фосфопантотеина - для малонил-КоА

5.

б) Синтез жирных кислот
O
HN
Биотин
NH
(CH2)4 COO
S
O
Ацил
H3C C SCoA + Переносящий
Белок
АцетилKoA
HCO3-, биотин
O
H3C
C
2
SCoA
ацетил КоА
карбоксилаза
ацетил
трансацетилаза
1
- HSKoA
COO
-
H2C
+ АПБ
3
-
O
H3C C S АПБ
Ацетил АПБ
+
COO
H2C
-
- HSKoA O C S
АПБ
малонил
МалонилKoA трансацилаза Малонил АПБ
O C
SKoA
4

6.

б) Синтез жирных кислот
4
CH3
CH
O
CH2
C
АПБ
3-Гидроксибутаноат АПБ
- H 2O
CO2 + HS-АПБ
O
5
S
синтетаза
НАДФН, Н+
НАДФ+
OH
кетоацил-АПБ
кетоацил-АПБ
CH3
редуктаза
C
O
CH2
C
S
АПБ
3-Оксобутаноат АПБ
гидроксиацил-АПБ
6
дегидротаза
O
CH3 CH CH C S АПБ
транс-2-Бутеноат АПБ
НАДФН, Н+
НАДФ+
O
7
CH3
CH2
CH2
C
Бутаноат АПБ
8
S
АПБ

7.

б) Синтез жирных кислот
+ 6 x Малонил АПБ
+ HSKoA
16:0
SKoА
Пальмитоат SKoА
тиоэстераза
8 ...
16:0 АПБ
Пальмитоат АПБ

8.

COO
O
+
H3C C S АПБ
Ацетил АПБ
-
H2C
O C
S
АПБ
Малонил АПБ
б) Синтез жирных кислот
кетоацил-АПБ
синтетаза
OH
CH3
CH
O
CH2
C
O
S
АПБ
3-Гидроксибутаноат АПБ
- H 2O
CO2 + HS-АПБ
НАДФН, Н+
НАДФ+
кетоацил-АПБ
CH3
редуктаза
C
O
CH2
C
S
АПБ
кетоацил-АПБ
синтетаза
3-Оксобутаноат АПБ
гидроксиацил-АПБ
дегидротаза
НАДФН, Н+
НАДФ+
O
O
CH3 CH CH C S АПБ
транс-2-Бутеноат АПБ
CH3
CH2
CH2
C
S
АПБ
Бутаноат АПБ
+ 6 x Малонил АПБ
+ HSKoA
16:0
SKoА
Пальмитоат SKoА
тиоэстераза
16:0 АПБ
Пальмитоат АПБ

9.

2. Биосинтез жирных кислот.
• Катализируется синтазой жирных кислот.
• Ферментная система локализована в
цитоплазме и нуждается в качестве затравки в
ацетил-КоА.
• В циклической реакции одна молекула
удлиняется семикратно на С2-звена.
• В качестве конечного продукта реакции
образуется анион С16-кислоты, пальмитат.

10.

2. Биосинтез жирных кислот.
• Фактический субстрат реакции удлинения цепи
малонил-КоА на каждой стадии конденсации
отщепляет карбоксильную группу в виде СО2.
• Восстановителем в синтезе жирных кислот
является НАДФН + Н+.
• В результате на синтез одной молекулы
пальмитата расходуется одна молекула ацетилКоА, 7 молекул малонил-КоА и 14 молекул
НАДФН + Н+; при этом образуются 7 молекул
СО2, 6 молекул H2O, 8 молекул КоА и 14 молекул
НАДФ+.

11.

3. Биосинтез триацилглицеролов
O
1
R
C
SCoA
HSKoA
O
H2C O
H2C OH
O
-
Глицерол-3-фосфат
1
R
HС OH
HС OH
O
H2С O P O
C
глицерол-3-фосфат
ацилтрансфераза
O
H2С O P O
O
-
1-Ацилглицерол-3-фосфат
(лизофосфатидат)

12.

O
2
R
O
H2C O
C
C
HSKoA
SCoA
1
R
HС OH
O
H2С O P O
O
H2C O C R1
O
2
HС O C R
-
1-Ацилглицерол-3-фосфат
H2С O P OO
ацилтрансфераза
O
O
1,2-Диацилглицерол-3-фосфат
1-Ацилглицерол-3-фосфат
(Фосфатидная кислота,
(лизофосфатидат)
Фосфатидат)
фосфатидат
фосфогидролаза
O
O
1
H2C O C R
O
2
HС O C R
H2С O С
3
R
O
Триацилглицерол
HSKoA
3
R
C
O
SCoA
диацилглицерол
ацилтрансфераза
H2C O C R1
O
2
HС O C R
H2С OH
Диацилглицерол

13.

4. Биосинтез фосфолипидов
Синтез Фосфатидилхолина (лецитина)
АТФ
CH2
АДФ
CH2 OH
CH2
+
N (CH3)3
Холин
O
холинкиназа
CH2 O
+
N (CH3)3
Фосфохолин
P O
O
-
-

14.

NH2
ЦТФ
O
CH2
P O
CH2 O
+
N (CH3)3
O
ФФн
-
-
CH2
CH2 O
+
N (CH3)3
холинфосфат
цитидилтрансфераза
N
O
O
P O
P O
O
-
O
-
Цитидиндифосфатхолин
(ЦДФ-холин)
Фосфохолин
CH2
N
O
H
H
H
H
OH
OH
+
O
O
ЦМФ
1
H2C O C R
O
2
HС O C R
H2С O
P O
O O
CH2
Фосфатидилхолин
(лецитин)
CH2
+
N (CH3)3
холин
фосфотрансфераза
H2C O C R1
O
2
HС O C R
H2С OH
Диацилглицерол
O

15.

Фосфолипиды не являются существенным
энергетическим материалом и играют важную роль в:
• структуре и функции клеточных мембран,
• активации мембранных и лизосомальных
ферментов,
• в проведении нервных импульсов,
• свертывании крови,
• иммунологических реакциях,
• процессах клеточной пролиферации и регенерации
тканей,
• в переносе электронов в цепи «дыхательных»
ферментов
• в формировании липо-протеидных комплексов.

16.

Наиболее важные фосфолипиды синтезируются
главным образом в эндоплазматической сети клетки.
Биосинтез фосфолипидов интенсивно происходит в
печени, стенке кишечника, семенниках, яичниках,
молочной железе и других тканях.

17. Показатели липидного обмена в крови здорового человека

Общие липиды
Триглицериды
Фосфолипиды
Холестерин
ЛПОНП
ЛПВП
ЛПНП
НЭЖК
4-10 г/л
1-1,5 г/л
2-2,5 г/л
1,5-2 г/л
1,2 г/л
3,5 г/л
4,5 г/л
0,1 г/л

18. В плазме крови новорожденных

• содержание ЛП ниже, чем у взрослых,
причём полностью отсутствуют ХМ, а
ЛПОНП резко снижены.
• Доля холестерина в ЛПВП новорожденных в
2 раза больше, чем у взрослых.
• С возрастом уровень ЛПВП снижается, а
ЛПНП - повышается.
• У новорожденных основным классом ЛП в
крови являются ЛПВП.

19.

Спасибо за внимание !