Механизмът на синтеза на висши мастни киселини. Синтез на палмитинова киселина. Активни групи на синтазата на мастни киселини

Ацетил-КоА е субстратът за синтеза на VFAs.Въпреки това, по време на синтеза на мастни киселини (FA), не самият ацетил-CoA се използва във всеки цикъл на удължаване, а неговото производно, малонил-CoA.

Тази реакция се катализира от ензима ацетил-КоА карбоксилаза, ключов ензим в мултиензимната система на синтеза на ФК. Ензимната активност се регулира от вида на отрицателната обратна връзка. Инхибиторът е продукт на синтеза: ацил-КоА с дълга верига (n=16) - палмитоил-КоА. Активаторът е цитрат. Непротеиновата част на този ензим съдържа витамин Н (биотин).

Впоследствие, по време на синтеза на мастни киселини, молекулата на ацил-CoA постепенно се удължава с 2 въглеродни атома за всяка стъпка поради малонил-CoA, който губи CO 2 в този процес на удължаване.

След образуването на малонил-КоА, основните реакции на синтеза на мастни киселини се катализират от един ензим - синтетаза на мастни киселини (фиксиран върху мембраните на ендоплазмения ретикулум). Синтетазата на мастните киселини съдържа 7 активни места и ацил-носещ протеин (ACP). Мястото на свързване на малонил-CoA съдържа непротеинов компонент, витамин В3 (пантотенова киселина). Последователността на един цикъл от реакции за синтеза на HFA е показана на Фиг. 45.

Фиг.45. Реакции за синтеза на висши мастни киселини

След края на цикъла ацил-APB влиза в следващия цикъл на синтез. Нова молекула малонил-КоА е прикрепена към свободната SH-група на протеина, носещ ацил. След това ацилният остатък се отцепва, прехвърля се към малониловия остатък (с едновременно декарбоксилиране) и цикълът от реакции се повтаря.

Така въглеводородната верига на бъдещата мастна киселина постепенно нараства (с два въглеродни атома за всеки цикъл). Това се случва, докато се удължи до 16 въглеродни атома (в случай на синтез на палмитинова киселина) или повече (синтез на други мастни киселини). След това настъпва тиолиза и активната форма на мастната киселина, ацил-КоА, се образува в готов вид.

За нормалното протичане на синтеза на висши мастни киселини са необходими следните условия:

1) Приемът на въглехидрати, при окисляването на които се образуват необходимите субстрати и NADPH 2.

2) Висок енергиен заряд на клетката - високо съдържание на АТФ, което осигурява освобождаването на цитрат от митохондриите в цитоплазмата.

Сравнителни характеристики на b-окислението и синтеза на висши мастни киселини:

1 . b-окислението се извършва в митохондриите, а синтезът на мастни киселини се извършва в цитоплазмата върху мембраните на ендоплазмения ретикулум. Въпреки това, образуваният в митохондриите ацетил-КоА не може сам да премине през мембраните. Следователно съществуват механизми за транспортиране на ацетил-КоА от митохондриите към цитоплазмата с участието на ензими от цикъла на Кребс (фиг. 46).

Фиг.46. Механизмът на транспортиране на ацетил-КоА от митохондриите до цитоплазмата.

Ключовите ензими на TCA са цитрат синтаза и изоцитрат дехидрогеназа. Основните алостерични регулатори на тези ензими са АТФ и АДФ. Ако в клетката има много АТФ, тогава АТФ действа като инхибитор на тези ключови ензими. Въпреки това, изоцитрат дехидрогеназата се инхибира от АТФ повече от цитрат синтетазата. Това води до натрупване на цитрат и изоцитрат в митохондриалната матрица. При натрупване цитратът напуска митохондриите и навлиза в цитоплазмата. Цитоплазмата съдържа ензима цитрат лиаза. Този ензим разгражда цитрата до PAA и ацетил-CoA.

По този начин условието за освобождаване на ацетил-КоА от митохондриите в цитоплазмата е добро снабдяване на клетката с АТФ. Ако има малко АТФ в клетката, тогава ацетил-КоА се разцепва до CO2 и H2O.

2 . По време на b-окислението, междинните продукти се свързват с HS-CoA, а по време на синтеза на мастни киселини, междинните продукти се свързват със специфичен протеин, носещ ацил (ACP). Това е сложен протеин. Непротеиновата му част е подобна по структура на CoA и се състои от тиоетиламин, пантотенова киселина (витамин B3) и фосфат.

3 . При b-окислението NAD и FAD се използват като окислител. При синтеза на мастни киселини е необходим редуциращ агент - използва се NADP * H 2.

Има 2 основни източника на NADP * H 2 в клетката за синтеза на мастни киселини:

а) пентозофосфатен път на разграждане на въглехидратите;

Синтезът на мастни киселини се извършва в цитоплазмата на клетката. В митохондриите се случва главно удължаването на съществуващите вериги на мастни киселини. Установено е, че палмитинова киселина (16 въглеродни атома) се синтезира в цитоплазмата на чернодробните клетки, а в митохондриите на тези клетки от вече синтезирана в цитоплазмата на клетката палмитинова киселина или от мастни киселини с екзогенен произход, т.е. идващи от червата, се образуват мастни киселини, съдържащи 18, 20 и 22 въглеродни атома.

Първата реакция на биосинтеза на мастни киселини е карбоксилирането на ацетил-КоА, което изисква бикарбонатни, АТФ и манганови йони. Тази реакция се катализира от ензима ацетил-КоА карбоксилаза. Ензимът съдържа биотин като простетична група. Авидин, инхибитор на биотин, инхибира тази реакция, както и синтеза на мастни киселини като цяло.

Установено е, че ацетил-КоА карбоксилазата се състои от различен брой идентични субединици, всяка от които съдържа биотин, биотин карбоксилаза, карбоксибиотин трансферен протеин, транскарбоксилаза и регулаторен алостеричен център, т.е. е полиензимен комплекс.

Реакцията протича на два етапа: I - карбоксилиране на биотин с участието на АТФ и II - прехвърляне на карбоксилната група към ацетил-CoA, което води до образуването на малонил-CoA:

Мултиензимният комплекс, наречен синтетаза на мастни киселини (синтаза), се състои от 6 ензима, свързани с така наречения ацил-трансферен протеин (ACP). Този протеин в синтетазната система играе ролята на CoA.Ето последователност от реакции, които се случват по време на синтеза на мастни киселини:

образуването на бутирил-ACB завършва само първия от 7 цикъла, във всеки от които началото е добавянето на молекула малонил-ACB към карбоксилния край на растящата верига на мастна киселина. В този случай дисталната карбоксилна група на малонил-APB се отцепва под формата на CO2. Например бутирил-APB, образуван в първия цикъл, взаимодейства с малонил-APB:

Синтезът на мастни киселини завършва чрез разцепване на HS-ACP от ацил-ACP под въздействието на ензима деацилаза. Например:

Общото уравнение за синтеза на палмитинова киселина може да бъде написано, както следва:

Образуване на ненаситени мастни киселини. удължаване на мастни киселини.

палмитоолеинова и олеинова - синтезирани от палмитинова и стеаринова киселини.

Заедно с десатурацията на мастните киселини (образуването на двойни връзки), тяхното удължаване (удължаване) също се случва в микрозомите и двата процеса могат да се комбинират и повтарят. Удължаването на веригата на мастната киселина се осъществява чрез последователно добавяне на двувъглеродни фрагменти към съответния ацил-КоА с участието на малонил-КоА и NADPH. Ензимната система, катализираща удължаването на мастни киселини, се нарича елонгаза. Схемата показва пътищата за трансформация на палмитинова киселина в реакциите на десатурация и удължаване.

Регулиране на синтеза на FA:

асоцииране/дисоциация на комплекси от субединици на ензима Ac-CoA карбоксилаза. Активатор - цитрат; инхибиторът е палмитоил-КоА.

фосфорилиране/de=//=. Фосфорилиран f. неактивни (глюкагон и адреналин). Инсулинът предизвиква дефосфорилиране - става активен.

индуциране на ензимен синтез. Прекомерна консумация на u/v - ускоряване на превръщането на продуктите от катаболизма в мазнини; гладуване или диета, богата на мазнини, води до намаляване на синтеза на ензими и мазнини.

Синтезът на мастни киселини се извършва в цитоплазмата на клетката. В митохондриите се случва главно удължаването на съществуващите вериги на мастни киселини. Установено е, че палмитинова киселина (16 въглеродни атома) се синтезира в цитоплазмата на чернодробните клетки, а в митохондриите на тези клетки от вече синтезирана в цитоплазмата на клетката палмитинова киселина или от мастни киселини с екзогенен произход, т.е. идващи от червата, се образуват мастни киселини, съдържащи 18, 20 и 22 въглеродни атома. Първата реакция на биосинтеза на мастни киселини е карбоксилирането на ацетил-КоА, което изисква бикарбонатни, АТФ и манганови йони. Тази реакция се катализира от ензима ацетил-КоА карбоксилаза. Ензимът съдържа биотин като простетична група. Реакцията протича в два етапа: I - карбоксилиране на биотин с участието на АТФ и II - прехвърляне на карбоксилната група към ацетил-КоА, което води до образуването на малонил-КоА. Malonyl-CoA е първият специфичен продукт от биосинтезата на мастни киселини. В присъствието на подходяща ензимна система, малонил-КоА се превръща бързо в мастни киселини. Последователността на реакциите, протичащи по време на синтеза на мастни киселини:

След това цикълът на реакциите се повтаря. В сравнение с β-окислението, биосинтезата на мастни киселини има редица характерни особености: синтезът на мастни киселини се извършва главно в цитозола на клетката, а окислението се извършва в митохондриите; участие в процеса на биосинтеза на мастни киселини малонил-КоА, който се образува чрез свързване на CO2 (в присъствието на биотин-ензим и АТФ) с ацетил-КоА; във всички етапи на синтеза на мастни киселини участва протеин, носещ ацил (HS-ACP); по време на биосинтезата се образува D (–) изомерът на 3-хидрокси киселината, а не L (+) изомерът, какъвто е случаят с β-окислението на мастни киселини; необходим за синтеза на мастни киселини коензим NADPH.

50. Холестерол-холестерол - органично съединение, естествен мастен (липофилен) алкохол, съдържащ се в клетъчните мембрани на всички животински организми, с изключение на безядрените (прокариоти). Неразтворим във вода, разтворим в мазнини и органични разтворители. биологична роля. Холестеролът в състава на клетъчната плазмена мембрана играе ролята на двуслоен модификатор, придавайки му известна твърдост чрез увеличаване на плътността на "опаковането" на фосфолипидните молекули. По този начин холестеролът е стабилизатор на течливостта на плазмената мембрана. Холестеролът отваря веригата на биосинтеза на стероидни полови хормони и кортикостероиди, служи като основа за образуването на жлъчни киселини и витамини от група D, участва в регулирането на клетъчната пропускливост и защитава червените кръвни клетки от действието на хемолитични отрови. Обмен на холестерол. Свободният холестерол претърпява окисление в черния дроб и органите, които синтезират стероидни хормони (надбъбречни жлези, тестиси, яйчници, плацента). Това е единственият процес на необратимо отстраняване на холестерола от мембраните и липопротеиновите комплекси. Всеки ден 2-4% от холестерола се изразходват за синтеза на стероидни хормони. В хепатоцитите 60-80% от холестерола се окислява до жлъчни киселини, които като част от жлъчката се секретират в лумена на тънките черва и участват в храносмилането (емулгиране на мазнини). Заедно с жлъчните киселини в тънките черва се освобождава малко количество свободен холестерол, който се отстранява частично с изпражненията, а останалата част се разтваря и заедно с жлъчните киселини и фосфолипидите се абсорбира от стените на тънките черва. Жлъчните киселини осигуряват разграждането на мазнините до техните съставни части (емулгиране на мазнини). След изпълнение на тази функция 70-80% от останалите жлъчни киселини се абсорбират в крайния отдел на тънките черва (илеума) и навлизат през системата на порталната вена в черния дроб. Тук си струва да се отбележи, че жлъчните киселини имат и друга функция: те са най-важният стимулант за поддържане на нормалното функциониране (мотилитета) на червата. Не напълно оформени (зараждащи се) липопротеини с висока плътност започват да се синтезират в черния дроб. И накрая, HDL се образува в кръвта от специални протеини (апопротеини) на хиломикрони, VLDL и холестерол, идващи от тъканите, включително от артериалната стена. По-просто цикълът на холестерола може да се обясни по следния начин: липопротеиновият холестерол пренася мазнините от черния дроб до различни части на тялото, като използва кръвоносните съдове като транспортна система. След доставянето на мазнини, холестеролът се връща в черния дроб и отново повтаря работата си. първични жлъчни киселини. (холен и хенодезоксихолен) се синтезират в чернодробните хепатоцити от холестерола. Вторични: дезоксихолева киселина (първоначално синтезирана в дебелото черво). Жлъчните киселини се образуват в митохондриите на хепатоцитите и извън тях от холестерола с участието на АТФ. Хидроксилирането по време на образуването на киселини се извършва в ендоплазмения ретикулум на хепатоцита. Първичният синтез на жлъчни киселини се инхибира (забавя) от присъстващите в кръвта жлъчни киселини. Въпреки това, ако абсорбцията на жлъчни киселини в кръвта е недостатъчна, например поради тежко чревно увреждане, тогава черният дроб, способен да произвежда не повече от 5 g жлъчни киселини на ден, няма да може да попълни количеството на жлъчни киселини, необходими за тялото. Жлъчните киселини са основните участници в ентерохепаталната циркулация при човека. Вторичните жлъчни киселини (дезоксихолева, литохолева, урсодезоксихолева, алохолна и други) се образуват от първичните жлъчни киселини в дебелото черво под влияние на чревната микрофлора. Броят им е малък. Дезоксихолевата киселина се абсорбира в кръвта и се секретира от черния дроб в жлъчката. Литохолевата киселина се абсорбира много по-зле от дезоксихолевата киселина.

• 
  В сравнение с β-окислението биосинтеза мазни киселиниима редица характерни особености: синтез мазни киселинисе извършва главно в цитозола на клетката и окислението ...


• 
  Биосинтезатриглицериди (триацилглицероли). Биосинтеза мазни киселиниМазнините могат да се синтезират както от разпадните продукти на мазнините, така и от въглехидратите.


• 
  БИОСИНТЕЗАТРИГЛИЦЕРИДИ. Синтезът на триглицеридите идва от глицерол и мазни киселини(главно стеаринова, па.


• 
  Биосинтеза мазни киселини. Синтез мазни киселини


• 
  Биосинтеза мазни киселини. Синтез мазни киселинипротича в цитоплазмата на клетката. В митохондриите се среща главно udli.

Образуване на ацетил-КоА и транспортирането му до цитозола

Синтезът на мастни киселини се извършва по време на периода на усвояване. Активната гликолиза и последващото окислително декарбоксилиране на пируват допринасят за повишаване на концентрацията на ацетил-КоА в митохондриалната матрица. Тъй като синтезът на мастни киселини се извършва в цитозола на клетките, ацетил-КоА трябва да се транспортира през вътрешната митохондриална мембрана в цитозола. Вътрешната митохондриална мембрана обаче е непроницаема за ацетил-CoA, следователно в митохондриалната матрица ацетил-CoA кондензира с оксалоацетат, за да образува цитрат с участието на цитратна синтаза:

Ацетил-КоА + Оксалоацетат -> Цитрат + HS-КоА.

След това транслоказата транспортира цитрата до цитоплазмата (фиг. 8-35).

Прехвърлянето на цитрат в цитоплазмата става само с увеличаване на количеството цитрат в митохондриите, когато изоцитрат дехидрогеназата и α-кетоглутарат дехидрогеназата се инхибират от високи концентрации на NADH и ATP. Тази ситуация се създава в периода на усвояване, когато чернодробната клетка получава достатъчно количество енергийни източници. В цитоплазмата цитратът се разцепва от ензима цитрат лиаза:

Цитрат + HSKoA + ATP → Acetyl-CoA + ADP + Pi + Оксалоацетат.

Ацетил-КоА в цитоплазмата служи като първоначален субстрат за синтеза на мастни киселини, а оксалоацетатът в цитозола претърпява следните трансформации (вижте диаграмата по-долу).

Пируватът се транспортира обратно в митохондриалната матрица. Редуциран в резултат на действието на малеиновия ензим, NADPH се използва като донор на водород за последващи реакции при синтеза на мастни киселини. Друг източник на NADPH са окислителните стъпки в пентозофосфатния път на катаболизма на глюкозата.

Образуване на малонил-КоАот ацетил-КоА – регулаторна реакция в биосинтезата на мастни киселини.

Първата реакция при синтеза на мастни киселини е превръщането на ацетил-КоА в малонил-КоА. Ензимът, катализиращ тази реакция (ацетил-КоА карбоксилаза), принадлежи към класа на лигазите. Съдържа ковалентно свързан биотин (Фигура 8-36). В първия етап на реакцията CO 2 ковалентно се свързва с биотин поради енергията на АТФ, във втория етап COO се прехвърля към ацетил-CoA с образуването на малонил-CoA. Активността на ензима ацетил-КоА карбоксилаза определя скоростта на всички последващи реакции на синтез на мастни киселини.

Реакции, катализирани от синтаза на мастни киселини- ензимен комплекс, катализиращ реакциите на синтеза на палмитинова киселина, е описан по-долу.

След образуването на малонил-КоА, синтезът на мастни киселини продължава върху мултиензимен комплекс - синтаза на мастни киселини (палмитоил синтетаза). Този ензим се състои от 2 идентични протомера, всеки от които има доменна структура и съответно 7 центъра с различна каталитична активност (фиг. 8-37). Този комплекс последователно удължава радикала на мастната киселина с 2 въглеродни атома, чийто донор е малонил-КоА. Крайният продукт на този комплекс е палмитинова киселина, така че предишното име на този ензим е палмитоил синтетаза.

Първата реакция е прехвърлянето на ацетиловата група на ацетил-КоА към тиоловата група на цистеина от ацетилтрансацилазния център (фиг. 8-38). След това малонилният остатък се прехвърля от малонил-КоА към сулфхидрилната група на ацил-носещия протеин от малонилтрансацилазния център. След това комплексът е готов за първия цикъл на синтез.

Ацетиловата група кондензира с остатъка от малонил на мястото на отделения CO 2 . Реакцията се катализира от кетоацил синтазен център. Полученият ацетоацетилов радикал

Схема

Ориз. 8-35. Трансфер на ацетилови остатъци от митохондриите към цитозола.Активни ензими: 1 - цитрат синтаза; 2 - транслоказа; 3 - цитрат лиаза; 4 - малат дехидрогеназа; 5 - малик-ензим.

Ориз. 8-36. Ролята на биотина в реакцията на карбоксилиране на ацетил-КоА.

Ориз. 8-37. Структурата на мултиензимния комплекс е синтеза на мастни киселини.Комплексът е димер от две идентични полипептидни вериги, всяка от които има 7 активни места и ацил-носещ протеин (ACP). SH групите на протомерите принадлежат към различни радикали. Едната SH група принадлежи на цистеин, другата принадлежи на остатък от фосфопантетеинова киселина. Цистеиновата SH група на един мономер е разположена до 4-фосфопантетеинатната SH група на друг протомер. Така протомерите на ензима са подредени от главата до опашката. Въпреки че всеки мономер съдържа всички каталитични места, комплекс от 2 протомера е функционално активен. Следователно, всъщност се синтезират 2 мастни киселини едновременно. За простота схемите обикновено изобразяват последователността на реакциите при синтеза на една киселинна молекула.

последователно се редуцира от кетоацил редуктазата, след това се дехидратира и отново се редуцира от еноил редуктазата, активните центрове на комплекса. В резултат на първия цикъл от реакции се образува бутирилов радикал, свързан със субединица на синтазата на мастната киселина.

Преди втория цикъл бутириловият радикал се прехвърля от позиция 2 в позиция 1 (където ацетилът е в началото на първия цикъл от реакции). След това бутириловият остатък претърпява същите трансформации и се удължава с 2 въглеродни атома, произхождащи от малонил-КоА.

Подобни цикли на реакции се повтарят, докато се образува радикал на палмитинова киселина, който под действието на тиоестеразния център се отделя хидролитично от ензимния комплекс, превръщайки се в свободна палмитинова киселина (палмитат, фиг. 8-38, 8-39).

Общото уравнение за синтеза на палмитинова киселина от ацетил-КоА и малонил-КоА е както следва:

CH 3 -CO-SKoA + 7 HOOC-CH 2 -CO-SKoA + 14 (NADPH + H +) → C 15 H 31 COOH + 7 CO 2 + 6 H 2 O + 8 HSKoA + 14 NADP + .

Основните източници на водород за синтеза на мастни киселини

Във всеки цикъл на биосинтеза на палмитинова киселина протичат 2 редукционни реакции,

Ориз. 8-38. Синтез на палмитинова киселина.Синтаза на мастни киселини: в първия протомер SH-групата принадлежи на цистеина, във втория - на фосфопантетеина. След края на първия цикъл бутириловият радикал се прехвърля към SH групата на първия протомер. След това се повтаря същата последователност от реакции, както в първия цикъл. Palmitoyl-E е остатък от палмитинова киселина, свързан със синтазата на мастни киселини. В синтезираната мастна киселина само 2 дистални въглерода, отбелязани с *, идват от ацетил-КоА, а останалите от малонил-КоА.

Ориз. 8-39. Обща схема на реакциите за синтез на палмитинова киселина.

в който коензимът NADPH служи като донор на водород. Възстановяването на NADP + става в реакциите:

дехидрогениране в окислителните етапи на пентозофосфатния път на глюкозния катаболизъм;

дехидрогениране на малат с ябълчен ензим;

дехидрогениране на изоцитрат от цитозолна NADP-зависима дехидрогеназа.

2. Регулиране на синтеза на мастни киселини

Регулаторният ензим за синтеза на мастни киселини е ацетил-КоА карбоксилаза. Този ензим се регулира по няколко начина.

Асоцииране/дисоциация на комплекси от ензимни субединици.В неактивната си форма ацетил-КоА карбоксилазата е отделен комплекс, всеки от които се състои от 4 субединици. Ензимен активатор - цитрат; стимулира свързването на комплекси, в резултат на което се повишава активността на ензима. Инхибитор - палмитоил-КоА; той причинява дисоциация на комплекса и намаляване на ензимната активност (фиг. 8-40).

Фосфорилиране/дефосфорилиране на ацетил-КоА карбоксилаза.В постабсорбционно състояние или по време на физическа работа глюкагонът или адреналинът чрез аденилатциклазната система активират протеин киназа А и стимулират фосфорилирането на ацетил-КоА карбоксилазните субединици. Фосфорилираният ензим е неактивен и синтезът на мастни киселини спира. По време на абсорбционния период инсулинът активира фосфатазата и ацетил-КоА карбоксилазата се дефосфорилира (фиг. 8-41). След това под действието на цитрата настъпва полимеризация на протомерите на ензима и той става активен. Освен активирането на ензима, цитратът има и друга функция в синтеза на мастни киселини. По време на абсорбционния период цитратът се натрупва в митохондриите на чернодробните клетки, в които ацетилният остатък се транспортира до цитозола.

Индуциране на ензимен синтез.Дългосрочната консумация на храни, богати на въглехидрати и бедни на мазнини, води до увеличаване на секрецията на инсулин, което стимулира индукцията на синтеза на ензими: ацетил-КоА карбоксилаза, синтаза на мастни киселини, цитрат лиаза,

Ориз. 8-40. Асоциация/дисоциация на ацетил-КоА карбоксилазни комплекси.

Ориз. 8-41. Регулиране на ацетил-КоА карбоксилаза.

Ориз. 8-42. Удължаване на палмитинова киселина в ER.Радикалът на палмитинова киселина е удължен с 2 въглеродни атома, чийто донор е малонил-КоА.

изоцитрат дехидрогеназа. Следователно прекомерната консумация на въглехидрати води до ускоряване на превръщането на продуктите от катаболизма на глюкозата в мазнини. Гладуването или богатата на мазнини храна води до намаляване на синтеза на ензими и съответно на мазнини.

3. Синтез на мастни киселини от палмитинова киселина

Удължаване на мастни киселини.В ER палмитинова киселина се удължава с участието на малонил-КоА. Последователността на реакциите е подобна на тази, която се случва по време на синтеза на палмитинова киселина, но в този случай мастните киселини са свързани не със синтазата на мастни киселини, а с CoA. Ензимите, участващи в удължаването, могат да използват като субстрати не само палмитинова, но и други мастни киселини (фиг. 8-42), следователно в тялото могат да се синтезират не само стеаринова киселина, но и мастни киселини с голям брой въглеродни атоми.

Основният продукт на удължаване в черния дроб е стеаринова киселина (С 18:0), но в мозъчната тъкан се образуват голямо количество мастни киселини с по-дълга верига - от С 20 до С 24, които са необходими за образуването на сфинголипиди и гликолипиди.

В нервната тъкан се синтезират и други мастни киселини, а-хидрокси киселини. Оксидазите със смесена функция хидроксилират C22 и C24 киселини, за да образуват лигноцеринова и церебронова киселини, открити само в мозъчните липиди.

Образуване на двойни връзки в радикали на мастни киселини.Включването на двойни връзки в радикали на мастни киселини се нарича десатурация. Основните мастни киселини, образувани в човешкия организъм в резултат на десатурация (фиг. 8-43), са палмитоолеинова (C16:1Δ9) и олеинова (C18:1Δ9).

Образуването на двойни връзки в радикалите на мастни киселини става в ER в реакции, включващи молекулярен кислород, NADH и цитохром b 5 . Ензимите десатураза на мастни киселини, налични в човешкото тяло, не могат да образуват двойни връзки в радикали на мастни киселини, дистални от деветия въглероден атом, т.е. между девети и

Ориз. 8-43. Образуване на ненаситени мастни киселини.

метил въглеродни атоми. Следователно мастните киселини от семействата ω-3 и ω-6 не се синтезират в организма, незаменими са и трябва да се доставят с храната, тъй като изпълняват важни регулаторни функции.

Образуването на двойна връзка в радикала на мастната киселина изисква молекулярен кислород, NADH, цитохром b 5 и FAD-зависима цитохром b 5 редуктаза. Водородните атоми, отделени от наситената киселина, се освобождават като вода. Един молекулярен кислороден атом е включен във водната молекула, а другият също се редуцира до вода с участието на NADH електрони, които се прехвърлят чрез FADH 2 и цитохром b 5 .

Ейкозаноидите са биологично активни вещества, синтезирани от повечето клетки от полиенови мастни киселини, съдържащи 20 въглеродни атома (думата "ейкоса" на гръцки означава 20).

4. Съотношение на полярни и неполярни групи на повърхността на нативните протеинови молекули

5. Разтворимост на протеини

1. Методи за тъканна деструкция и извличане на протеини

2. Методи за пречистване на протеини

3. Пречистване на протеини от нискомолекулни примеси

11. Конформационна лабилност на протеините. Денатурация, признаци и фактори, които я предизвикват. Защита срещу денатурация чрез специализирани протеини на топлинен шок (шаперони).

12. Принципи на класификация на протеините. Класификация по състав и биологични функции, примери за представители на отделни класове.

13. Имуноглобулини, класове имуноглобулини, структурни и функционални особености.

14. Ензими, определение. Характеристики на ензимната катализа. Спецификата на действието на ензимите, видове. Класификация и номенклатура на ензимите, примери.

1. Оксидоредуктори

2. Трансфери

V. Механизмът на действие на ензимите

1. Образуване на ензим-субстратния комплекс

3. Роля на активния център в ензимната катализа

1. Киселинно-алкална катализа

2. Ковалентна катализа

16. Кинетика на ензимните реакции. Зависимост на скоростта на ензимните реакции от температурата, pH на средата, концентрацията на ензима и субстрата. Уравнение на Михаелис-Ментен, Km.

17. Ензимни кофактори: метални йони и тяхната роля в ензимната катализа. Коензимите като производни на витамините. Коензимни функции на витамини В6, РР и В2 на примера на трансаминази и дехидрогенази.

1. Ролята на металите в прикрепването на субстрата към активния център на ензима

2. Ролята на металите в стабилизирането на третичната и кватернерната структура на ензима

3. Роля на металите в ензимната катализа

4. Ролята на металите в регулацията на ензимната активност

1. Механизъм за пинг-понг

2. Последователен механизъм

18. Ензимно инхибиране: обратимо и необратимо; състезателни и несъстезателни. Лекарства като ензимни инхибитори.

1. Конкурентно инхибиране

2. Неконкурентно инхибиране

1. Специфични и неспецифични инхибитори

2. Необратими ензимни инхибитори като лекарства

20. Регулиране на каталитичната активност на ензимите чрез ковалентна модификация чрез фосфорилиране и дефосфорилиране.

21. Асоцииране и дисоциация на протомери на примера на протеин киназа а и ограничена протеолиза при активиране на протеолитични ензими като начини за регулиране на каталитичната активност на ензимите.

22. Изоензими, техният произход, биологично значение, дайте примери. Определяне на ензими и изоензимен спектър на кръвна плазма с цел диагностика на заболявания.

23. Ензимопатии наследствени (фенилкетонурия) и придобити (скорбут). Използването на ензими при лечението на заболявания.

24. Обща схема за синтез и разпадане на пиримидинови нуклеотиди. Регламент. Оротацидурия.

25. Обща схема за синтез и разпадане на пуринови нуклеотиди. Регламент. подагра.

27. Азотни основи, влизащи в структурата на нуклеиновите киселини - пурин и пиримидин. Нуклеотиди, съдържащи рибоза и дезоксирибоза. Структура. Номенклатура.

28. Първична структура на нуклеиновите киселини. ДНК и РНК - прилики и разлики в състава, локализация в клетката, функция.

29. Вторична структура на ДНК (модел на Уотсън и Крик). Връзки, които стабилизират вторичната структура на ДНК. Допълване. Правилото на Чаргаф. Полярност. Антипаралелизъм.

30. Хибридизация на нуклеинови киселини. Денатурация и регенерация на ДНК. Хибридизация (ДНК-ДНК, ДНК-РНК). Методи за лабораторна диагностика, базирани на хибридизация на нуклеинови киселини.

32. Репликация. Принципи на репликация на ДНК. етапи на репликация. Посвещение. Протеини и ензими, участващи в образуването на репликационната вилка.

33. Елонгация и терминация на репликацията. Ензими. Асиметричен синтез на ДНК. Фрагменти от Оказаки. Ролята на ДНК лигазата при образуването на непрекъсната и изоставаща верига.

34. Увреждане и възстановяване на ДНК. Видове щети. Методи за възстановяване. Дефекти в системите за възстановяване и наследствени заболявания.

35. Транскрипция Характеризиране на компонентите на системата за синтез на РНК. Структурата на ДНК-зависимата РНК полимераза: ролята на субединиците (α2ββ'δ). Иницииране на процеса. удължаване, прекъсване на транскрипцията.

36. Първичен препис и неговата обработка. Рибозимите като пример за каталитичната активност на нуклеиновите киселини. Biorol.

37. Регулиране на транскрипцията при прокариоти. Теория на оперона, регулация по тип индукция и репресия (примери).

1. Теория на оперона

2. Индукция на протеиновия синтез. Лак оперон

3. Потискане на протеиновия синтез. Триптофанови и хистидинови оперони

39. Сглобяване на полипептидната верига върху рибозомата. Формиране на инициационен комплекс. Удължаване: образуване на пептидна връзка (реакция на транспептидация). Транслокация. Транслоказе. Прекратяване на договора.

1. Посвещение

2. Удължение

3. Прекратяване

41. Сгъване на протеини. Ензими. Ролята на шапероните в сгъването на протеини. Сгъване на протеинова молекула с помощта на шаперонинова система. Болестите, свързани с нарушено сгъване на протеини, са прионни заболявания.

42. Характеристики на синтеза и обработката на секретираните протеини (на примера на колаген и инсулин).

43. Биохимия на храненето. Основните компоненти на човешката храна, тяхната биороля, ежедневна нужда от тях. Основни компоненти на храната.

44. Протеиново хранене. Биологичната стойност на протеините. азотен баланс. Пълноценност на протеиновото хранене, протеинови норми в храненето, протеинов дефицит.

45. Разграждане на протеини: стомашно-чревни протеази, тяхното активиране и специфичност, рН оптимум и резултат от действието. Образуване и роля на солната киселина в стомаха. Защита на клетките от действието на протеазите.

1. Образуване и роля на солната киселина

2. Механизъм за активиране на пепсин

3. Възрастови особености на храносмилането на протеини в стомаха

1. Активиране на панкреатичните ензими

2. Специфика на действие на протеазите

47. Витамини. Класификация, номенклатура. Провитамини. Хипо-, хипер- и бери-бери, причини. Витамин-зависими и витамин-резистентни състояния.

48. Минерални вещества на храната, макро- и микроелементи, биологична роля. Регионални патологии, свързани с липса на микроелементи.

3. Течливост на мембраните

1. Структура и свойства на мембранните липиди

51. Механизми за пренос на вещества през мембраните: проста дифузия, пасивен симпорт и антипорт, активен транспорт, регулирани канали. мембранни рецептори.

1. Първичен активен транспорт

2. Вторичен активен транспорт

Мембранни рецептори

3. Ендергонични и екзергонични реакции

4. Конюгиране на екзергонични и ендергонични процеси в тялото

2. Структура на АТФ синтазата и синтеза на АТФ

3. Коефициент на окислително фосфорилиране

4.Респираторен контрол

56. Образуване на реактивни кислородни видове (синглетен кислород, водороден пероксид, хидроксилен радикал, пероксинитрил). Място на образуване, реакционни схеми, тяхната физиологична роля.

57. Механизмът на увреждащото действие на реактивните кислородни видове върху клетките (пол, окисление на протеини и нуклеинови киселини). Примери за реакции.

1) Иницииране: образуване на свободен радикал (l)

2) Развитие на веригата:

3) Разрушаване на структурата на липидите

1. Структура на пируват дехидрогеназния комплекс

2. Окислително декарбоксилиране на пируват

3. Връзка между окислителното декарбоксилиране на пирувата и cpe

59. Цикъл на лимонената киселина: последователност от реакции и характеризиране на ензими. Ролята на цикъла в метаболизма.

1. Последователността на реакциите на цитратния цикъл

60. Цикъл на лимонената киселина, диаграма на процеса. Комуникационен цикъл с цел пренос на електрони и протони. Регулиране на цикъла на лимонената киселина. Анаболни и анаплеротични функции на цитратния цикъл.

61. Основни въглехидрати на животните, биологична роля. Въглехидратна храна, смилане на въглехидрати. Усвояване на продукти от храносмилането.

Методи за определяне на кръвната захар

63. Аеробна гликолиза. Последователност на реакциите до образуване на пируват (аеробна гликолиза). Физиологично значение на аеробната гликолиза. Използването на глюкоза за синтез на мазнини.

1. Етапи на аеробна гликолиза

64. Анаеробна гликолиза. Гликолитична оксидоредукционна реакция; субстратно фосфорилиране. Разпределение и физиологично значение на анаеробното разграждане на глюкозата.

1. Реакции на анаеробна гликолиза

66. Гликоген, биологично значение. Биосинтеза и мобилизация на гликоген. Регулиране на синтеза и разграждането на гликоген.

68. Наследствени нарушения на метаболизма на монозахаридите и дизахаридите: галактоземия, непоносимост към фруктоза и дизахариди. Гликогенози и агликогенози.

2. Агликогенози

69. Липиди. Основни характеристики. биологична роля. Класификация на липидите Висши мастни киселини, структурни особености. полиенови мастни киселини. Триацилглицероли..

72. Отлагане и мобилизиране на мазнини в мастната тъкан, физиологичната роля на тези процеси. Ролята на инсулина, адреналина и глюкагона в регулацията на мастния метаболизъм.

73. Разграждането на мастните киселини в клетката. Активиране и транспортиране на мастни киселини в митохондриите. В-окисление на мастни киселини, енергиен ефект.

74. Биосинтеза на мастни киселини. Основните етапи на процеса. регулиране на метаболизма на мастни киселини.

2. Регулиране на синтеза на мастни киселини

76. Холестерол. Пътища на навлизане, използване и отделяне от тялото. Ниво на серумния холестерол. Биосинтеза на холестерола, нейните етапи. регулиране на синтеза.

81. Индиректно дезаминиране на аминокиселини. Схема на процеса, субстрати, ензими, кофактори.

Трансфер на ацетилови остатъци от митохондриите към цитозола.Активни ензими: 1 - цитрат синтаза; 2 - транслоказа; 3 - цитрат лиаза; 4 - малат дехидрогеназа; 5 - малик-ензим.

Ориз. 8-36. Ролята на биотина в реакцията на карбоксилиране на ацетил-КоА.

Ориз. 8-37.Структурата на мултиензимния комплекс е синтеза на мастни киселини.Комплексът е димер от две идентични полипептидни вериги, всяка от които има 7 активни места и ацил-носещ протеин (ACP). SH групите на протомерите принадлежат към различни радикали. Едната SH група принадлежи на цистеин, другата принадлежи на остатък от фосфопантетеинова киселина. Цистеиновата SH група на един мономер е разположена до 4-фосфопантетеинатната SH група на друг протомер. Така протомерите на ензима са подредени от главата до опашката. Въпреки че всеки мономер съдържа всички каталитични места, комплекс от 2 протомера е функционално активен. Следователно, всъщност се синтезират 2 мастни киселини едновременно. За простота схемите обикновено изобразяват последователността на реакциите при синтеза на една киселинна молекула.

Синтез на палмитинова киселина.Синтаза на мастни киселини: в първия протомер SH-групата принадлежи на цистеина, във втория - на фосфопантетеина. След края на първия цикъл бутириловият радикал се прехвърля към SH групата на първия протомер. След това се повтаря същата последователност от реакции, както в първия цикъл. Palmitoyl-E е остатък от палмитинова киселина, свързан със синтазата на мастни киселини. В синтезираната мастна киселина само 2 дистални въглерода, отбелязани с *, идват от ацетил-КоА, а останалите от малонил-КоА.

Ориз. 8-42.Удължаване на палмитинова киселина в ER.Радикалът на палмитинова киселина е удължен с 2 въглеродни атома, чийто донор е малонил-КоА.

2. Регулиране на синтеза на мастни киселини

Регулаторният ензим за синтеза на мастни киселини е ацетил-КоА карбоксилаза. Този ензим се регулира по няколко начина.

Асоцииране/дисоциация на комплекси от ензимни субединици.В неактивната си форма ацетил-КоА карбоксилазата е отделен комплекс, всеки от които се състои от 4 субединици. Ензимен активатор - цитрат; стимулира свързването на комплекси, в резултат на което се повишава активността на ензима. Инхибитор - палмитоил-КоА; той причинява дисоциация на комплекса и намаляване на ензимната активност.

Фосфорилиране/дефосфорилиране на ацетил-КоА карбоксилаза.В постабсорбционно състояние или по време на физическа работа глюкагонът или адреналинът чрез аденилатциклазната система активират протеин киназа А и стимулират фосфорилирането на ацетил-КоА карбоксилазните субединици. Фосфорилираният ензим е неактивен и синтезът на мастни киселини спира. По време на абсорбционния период инсулинът активира фосфатазата и ацетил-КоА карбоксилазата се дефосфорилира (фиг. 8-41). След това под действието на цитрата настъпва полимеризация на протомерите на ензима и той става активен. Освен активирането на ензима, цитратът има и друга функция в синтеза на мастни киселини. По време на абсорбционния период цитратът се натрупва в митохондриите на чернодробните клетки, в които ацетилният остатък се транспортира до цитозола.

Индуциране на ензимен синтез.Продължителната консумация на храни, богати на въглехидрати и бедни на мазнини, води до повишаване на секрецията на инсулин, което стимулира индукцията на синтеза на ензими: ацетил-КоА карбоксилаза, синтаза на мастни киселини, цитрат лиаза, изоцитрат дехидрогеназа. Следователно прекомерната консумация на въглехидрати води до ускоряване на превръщането на продуктите от катаболизма на глюкозата в мазнини. Гладуването или богатата на мазнини храна води до намаляване на синтеза на ензими и съответно на мазнини.

"