A magasabb zsírsavak szintézisének mechanizmusa. A palmitinsav szintézise. A zsírsav-szintáz aktív csoportjai

A VFA szintézisének szubsztrátja az acetil-CoA, azonban a zsírsavak (FA) szintézise során minden elongációs ciklusban nem magát az acetil-CoA-t, hanem annak származékát, a malonil-CoA-t használjuk.

Ezt a reakciót az acetil-CoA karboxiláz enzim katalizálja, amely a FA szintézis multienzim rendszerének kulcsenzime. Az enzimaktivitást negatív visszacsatolás szabályozza. Az inhibitor egy szintézistermék: hosszú láncú acil-CoA (n=16) - palmitoil-CoA. Az aktivátor citrát. Ennek az enzimnek a nem fehérje része a H-vitamint (biotint) tartalmazza.

Ezt követően a zsírsavak szintézise során az acil-CoA molekula fokozatosan 2 szénatommal meghosszabbodik minden szakaszban a malonil-CoA miatt, amely a megnyúlási folyamat során CO 2 -t veszít.

A malonil-CoA képződése után a zsírsavszintézis fő reakcióit egy enzim - zsírsav-szintetáz (az endoplazmatikus retikulum membránján rögzítve) katalizálja. A zsírsav-szintetáz 7 aktív helyet és ACP-t (acyl transfer protein) tartalmaz. A malonil-CoA kötőhely egy nem fehérje komponenst - B3-vitamint (pantoténsavat) tartalmaz. A VLC szintézis reakcióinak egy ciklusának sorrendjét a 45. ábra mutatja.

45. ábra. Magasabb zsírsavak szintézisének reakciói

A ciklus vége után az acil-ACP belép a következő szintézis ciklusba. Az acil-transzfer fehérje szabad SH csoportjához új malonil-CoA molekulát adnak. Ezután az acilmaradékot eltávolítjuk, a malonil-maradékra adjuk át (egyidejű dekarboxilezéssel), és a reakcióciklust megismételjük.

Így a jövőbeli zsírsav szénhidrogénlánca fokozatosan növekszik (minden ciklusban - két szénatommal). Ez addig fordul elő, amíg 16 szénatomosra nem hosszabbodik (palmitinsav szintézise esetén) vagy többre (más zsírsavak szintézise). Ezt követően tiolízis megy végbe, és kialakul a zsírsav aktív formája, az acil-CoA.

A magasabb zsírsavak normál szintéziséhez a következő feltételek szükségesek:

1) Szénhidrátok bevitele, amelyek oxidációja során keletkeznek a szükséges szubsztrátok és NADPH 2.

2) A sejt nagy energiatöltése - magas ATP tartalom, amely biztosítja a citrát felszabadulását a mitokondriumokból a citoplazmába.

A b-oxidáció és a magasabb zsírsavak szintézise összehasonlító jellemzői:

1 . a b-oxidáció a mitokondriumokban, a zsírsavszintézis pedig az endoplazmatikus retikulum membránjain lévő citoplazmában megy végbe. A mitokondriumokban képződött acetil-CoA azonban nem képes önmagában átjutni a membránokon. Ezért léteznek olyan mechanizmusok, amelyek az acetil-CoA-t a mitokondriumokból a citoplazmába szállítják Krebs-ciklus enzimek részvételével (46. ábra).

46. ​​ábra. Az acetil-CoA transzportjának mechanizmusa a mitokondriumokból a citoplazmába.

A TCA-ciklus kulcsenzimei a citrát-szintáz és az izocitrát-dehidrogenáz. Ezen enzimek fő alloszterikus szabályozói az ATP és az ADP. Ha sok ATP van a sejtben, akkor az ATP gátolja ezeket a kulcsenzimeket. Az izocitrát-dehidrogenázt azonban jobban gátolja az ATP, mint a citrát-szintetázt. Ez citrát és izocitrát felhalmozódásához vezet a mitokondriális mátrixban. Amikor felhalmozódik, a citrát elhagyja a mitokondriumokat a citoplazmába. A citoplazma citrát-liáz enzimet tartalmaz. Ez az enzim a citrátot PAA-ra és acetil-CoA-ra bontja.

Így az acetil-CoA mitokondriumból a citoplazmába történő felszabadulásának feltétele a sejt megfelelő ATP-ellátása. Ha kevés ATP van a sejtben, akkor az acetil-CoA CO 2 -re és H 2 O-ra bomlik.

2 . A b-oxidáció során az intermedierek a HS-CoA-val, a zsírsavszintézisben az intermedierek egy speciális acil-transzfer proteinnel (ACP) kapcsolódnak. Ez egy összetett fehérje. Nem fehérje része szerkezetében hasonló a CoA-éhoz, és tioetil-aminból, pantoténsavból (B3-vitamin) és foszfátból áll.

3 . A b-oxidációban NAD-t és FAD-ot használnak oxidálószerként. A zsírsavak szintéziséhez redukálószerre van szükség - NADP*H 2 -t használnak.

A sejtben 2 fő NADP*H 2 forrás található a zsírsavak szintéziséhez:

a) pentóz-foszfát út a szénhidrátok lebontásához;

A zsírsavak szintézise a sejt citoplazmájában történik. A mitokondriumok főként a meglévő zsírsavláncok megnyúlásával járnak. Megállapítást nyert, hogy a palmitinsav (16 szénatomos) a májsejtek citoplazmájában, ezen sejtek mitokondriumaiban pedig a sejt citoplazmájában már szintetizált palmitinsavból vagy exogén eredetű zsírsavakból, pl. a belekből 18, 20 és 22 szénatomos zsírsavak keletkeznek.

A zsírsav-bioszintézis első reakciója az acetil-CoA karboxilezése, amelyhez bikarbonát, ATP és mangán ionokra van szükség. Ezt a reakciót az acetil-CoA karboxiláz enzim katalizálja. Az enzim protéziscsoportként biotint tartalmaz. Az avidin, egy biotin inhibitor gátolja ezt a reakciót, valamint általában a zsírsavak szintézisét.

Megállapítást nyert, hogy az acetil-CoA karboxiláz változó számú azonos alegységből áll, amelyek mindegyike biotint, biotin-karboxilázt, karboxibiotin transzfer fehérjét, transzkarboxilázt, valamint egy szabályozó alloszterikus központot, pl. egy multienzim komplex.

A reakció két szakaszban megy végbe: I - a biotin karboxilezése ATP részvételével és II - a karboxilcsoport acetil-CoA-ba való átvitele, ami malonil-CoA képződését eredményezi:

A zsírsav-szintetáznak (FAS) nevezett multienzim komplex 6 enzimből áll, amelyek az úgynevezett aciltranszfer fehérjéhez (ACP) kapcsolódnak. Ez a fehérje a CoA szerepét tölti be a szintetázrendszerben. Íme a zsírsavak szintézise során fellépő reakciók sorrendje:

A butiril-ACP képződése csak az elsőt fejezi be a 7 ciklus közül, amelyek mindegyikének kezdete egy malonil-ACP-molekula hozzáadása a növekvő zsírsavlánc karboxil-végéhez. Ebben az esetben a malonil-ACP disztális karboxilcsoportja CO2 formájában lehasad. Például az első ciklusban képződött butiril-ACP kölcsönhatásba lép a malonil-ACP-vel:

A zsírsavszintézist a HS-ACP acil-ACP-ről való lehasítása teszi teljessé a deaciláz enzim hatására. Például:

A palmitinsav szintézisének általános egyenlete a következőképpen írható fel:

Telítetlen zsírsavak képződése. A zsírsavak megnyúlása.

palmitolein és olajsav - palmitinsavból és sztearinsavból szintetizálják.

A zsírsavak deszaturációjával (kettős kötések kialakulása) együtt a mikroszómákban megnyúlik (megnyúlásuk) is, és mindkét folyamat kombinálható és megismételhető. A zsírsavlánc megnyúlása úgy történik, hogy a megfelelő acil-CoA-hoz két szénatomos fragmenseket adunk, malonil-CoA és NADPH részvételével. A zsírsavak megnyúlását katalizáló enzimrendszert elongáznak nevezik. A diagram a palmitinsav átalakulásának útjait mutatja deszaturációs és elongációs reakciókban.

Az FA szintézis szabályozása:

Az Ac-CoA karboxiláz enzim alegységei komplexeinek asszociációja/disszociációja. Aktivátor – citrát; inhibitor – palmitoil-CoA.

foszforiláció/de=//=. Foszforilált f. inaktív (glükagon és adrenalin). Az inzulin defoszforilációt okoz – aktívvá válik.

enzimszintézis indukciója. Túlzott vízfogyasztás – a katabolikus termékek zsírokká való átalakulásának felgyorsulása; böjt vagy zsírban gazdag étrend az enzimek és zsírok szintézisének csökkenéséhez vezet.

A zsírsavak szintézise a sejt citoplazmájában történik. A mitokondriumok főként a meglévő zsírsavláncok megnyúlásával járnak. Megállapítást nyert, hogy a palmitinsav (16 szénatomos) a májsejtek citoplazmájában, ezen sejtek mitokondriumaiban pedig a sejt citoplazmájában már szintetizált palmitinsavból vagy exogén eredetű zsírsavakból, pl. a belekből 18, 20 és 22 szénatomos zsírsavak keletkeznek. A zsírsav-bioszintézis első reakciója az acetil-CoA karboxilezése, amelyhez bikarbonát, ATP és mangán ionokra van szükség. Ezt a reakciót az acetil-CoA karboxiláz enzim katalizálja. Az enzim protéziscsoportként biotint tartalmaz. A reakció két szakaszban megy végbe: I - a biotin karboxilezése ATP részvételével és II - a karboxilcsoport acetil-CoA-ba való átvitele, ami malonil-CoA képződését eredményezi. A malonil-CoA a zsírsav-bioszintézis első specifikus terméke. Megfelelő enzimrendszer jelenlétében a malonil-CoA gyorsan zsírsavakká alakul. A zsírsavak szintézise során fellépő reakciók sorrendje:

Ezután a reakciók ciklusa megismétlődik. A β-oxidációhoz képest a zsírsavak bioszintézisének számos jellegzetessége van: a zsírsavak szintézise főként a sejt citoszoljában, az oxidáció a mitokondriumban történik; részvétel a malonil-CoA zsírsavak bioszintézisének folyamatában, amely a CO2 (biotin enzim és ATP jelenlétében) acetil-CoA-val való megkötésével jön létre; az acil-transzfer fehérje (HS-ACP) részt vesz a zsírsavszintézis minden szakaszában; a bioszintézis során a 3-hidroxisav D(–)-izomerje képződik, és nem az L(+)-izomer, mint a zsírsavak β-oxidációja során; szükséges a zsírsavak szintéziséhez, a NADPH koenzimhez.

50. Koleszterin – a koleszterin egy szerves vegyület, természetes zsíros (lipofil) alkohol, amely minden állati szervezet sejtmembránjában található, kivéve a nem nukleáris szervezeteket (prokarióták). Vízben nem oldódik, zsírokban és szerves oldószerekben oldódik. Biológiai szerep. A sejtplazmamembrán összetételében a koleszterin kétrétegű módosító szerepet játszik, bizonyos merevséget adva a foszfolipidmolekulák „csomagolásának” sűrűségének növelésével. Így a koleszterin a plazmamembrán folyékonyságának stabilizátora. A koleszterin megnyitja a szteroid nemi hormonok és kortikoszteroidok bioszintézisének láncát, alapjául szolgál az epesavak és D-vitamin képződéséhez, részt vesz a sejtek permeabilitásának szabályozásában és megvédi a vörösvértesteket a hemolitikus mérgek hatásától. Koleszterincsere. A szabad koleszterin oxidációnak van kitéve a májban és a szteroid hormonokat szintetizáló szervekben (mellékvese, herék, petefészkek, placenta). Ez az egyetlen folyamat a koleszterin visszafordíthatatlan eltávolítására a membránokból és a lipoprotein komplexekből. Naponta a koleszterin 2-4%-a fogyasztódik el a szteroid hormonok szintéziséhez. A hepatocitákban a koleszterin 60-80%-a epesavakká oxidálódik, amelyek az epe részeként a vékonybél lumenébe kerülnek, és részt vesznek az emésztésben (zsírok emulgeálása). Az epesavakkal együtt kis mennyiségű szabad koleszterin kerül a vékonybélbe, amelyet részben eltávolítanak a széklettel, a többi pedig feloldódik, és az epesavakkal és foszfolipidekkel együtt felszívódik a vékonybél falaiban. Az epesavak biztosítják a zsírok lebontását alkotórészeikre (zsírok emulgeálása). E funkció elvégzése után a megmaradt epesavak 70-80%-a felszívódik a vékonybél végső részében (ileum), és bejut a portális vénarendszerbe a májba. Itt érdemes megjegyezni, hogy az epesavaknak egy másik funkciójuk is van: a belek normál működésének (motilitása) fenntartásához a legfontosabb stimulánsok. A májban kezdenek szintetizálódni a nem teljesen kialakult (születő) nagy sűrűségű lipoproteinek. Végül HDL képződik a vérben a kilomikronok speciális fehérjéiből (apoproteinekből), VLDL-ből és koleszterinből, amely a szövetekből származik, beleértve az artériák falát is. Egyszerűbben a koleszterinciklus a következőképpen magyarázható: a lipoproteinekben lévő koleszterin zsírt szállít a májból a test különböző részeibe, az ereket szállító rendszerként használva. A zsír leadása után a koleszterin visszatér a májba, és ismét megismétli a munkáját. Elsődleges epesavak. (kólikus és kenodeoxikól) a máj hepatocitáiban szintetizálódnak koleszterinből. Másodlagos: dezoxikólsav (kezdetben a vastagbélben szintetizálódik). Az epesavak a hepatociták mitokondriumában és azon kívül képződnek koleszterinből, ATP részvételével. A savak képződése során a hidroxiláció a májsejtek endoplazmatikus retikulumában történik. Az epesavak elsődleges szintézisét a vérben jelenlévő epesavak gátolják (gátolják). Ha azonban az epesavak felszívódása a vérben nem kielégítő, például súlyos bélkárosodás miatt, akkor a naponta legfeljebb 5 g epesavat termelő máj nem tudja pótolni az epesavak mennyiségét. a szervezet által igényelt epesavak. Az epesavak az emberi enterohepatikus keringés fő résztvevői. A másodlagos epesavak (dezoxikól, litocholic, ursodeoxycholic, allocholic és mások) a vastagbélben lévő elsődleges epesavakból képződnek a bél mikroflóra hatására. Számuk kicsi. A dezoxikólsav felszívódik a vérbe, és a máj választja ki az epe részeként. A litokolsav sokkal kevésbé szívódik fel, mint a dezoxikólsav.

• 
  A β-oxidációhoz képest bioszintézis zsíros savak számos jellemző tulajdonsággal rendelkezik: szintézis zsíros savak főleg a sejt citoszoljában fordul elő, és az oxidáció...


• 
  Bioszintézis trigliceridek (triacilglicerinek). Bioszintézis zsíros savak A zsír szintetizálható zsírbomlási termékekből és szénhidrátokból is.


• 
  BIOSINTÉZIS TRIGLICERIDEK. A triglicerid szintézis glicerinből és zsíros savak(főleg sztearin, pl.


• 
  Bioszintézis zsíros savak. Szintézis zsíros savak


• 
  Bioszintézis zsíros savak. Szintézis zsíros savak a sejt citoplazmájában fordul elő. A legtöbb udli a mitokondriumokban fordul elő.

Az acetil-CoA képződése és transzportja a citoszolba

A zsírsavak szintézise a felszívódási periódus alatt megy végbe. Az aktív glikolízis és a piruvát ezt követő oxidatív dekarboxilezése hozzájárul az acetil-CoA koncentrációjának növekedéséhez a mitokondriális mátrixban. Mivel a zsírsavszintézis a sejtek citoszoljában megy végbe, az acetil-CoA-t a belső mitokondriális membránon keresztül a citoszolba kell szállítani. A mitokondriumok belső membránja azonban áthatolhatatlan az acetil-CoA számára, ezért a mitokondriális mátrixban az acetil-CoA oxálacetáttal kondenzálódik, és citrát szintáz részvételével citrátot képez:

Acetil-CoA + Oxaloacetát -> Citrát + HS-CoA.

A transzlokáz ezután a citrátot a citoplazmába szállítja (8-35. ábra).

A citrát citoplazmába történő átjutása csak akkor következik be, ha a citrát mennyisége a mitokondriumokban megnő, amikor az izocitrát-dehidrogenázt és az α-ketoglutarát-dehidrogenázt a NADH és az ATP magas koncentrációja gátolja. Ez a helyzet a felszívódási időszakban jön létre, amikor a májsejt elegendő mennyiségű energiaforrást kap. A citoplazmában a citrátot a citrát-liáz enzim bontja le:

Citrát + HSKoA + ATP → Acetil-CoA + ADP + Pi + Oxaloacetát.

A citoplazmában lévő acetil-CoA a zsírsavak szintézisének kezdeti szubsztrátja, és a citoszolban lévő oxaloacetát a következő átalakulásokon megy keresztül (lásd az alábbi diagramot).

A piruvát visszajut a mitokondriális mátrixba. A NADPH-t, amely a malik enzim hatására redukálódik, hidrogéndonorként használják a zsírsavszintézis későbbi reakcióihoz. A NADPH másik forrása a glükóz katabolizmus pentóz-foszfát útvonalának oxidatív lépései.

Malonil-CoA képződése acetil-CoA-ból - szabályozó reakció a zsírsavak bioszintézisében.

A zsírsavszintézis első reakciója az acetil-CoA átalakulása malonil-CoA-vá. Az ezt a reakciót katalizáló enzimet (acetil-CoA karboxiláz) ligázként osztályozzák. Kovalensen kötött biotint tartalmaz (8-36. ábra). A reakció első szakaszában a CO 2 kovalensen kötődik a biotinhoz az ATP energiájának köszönhetően, a második szakaszban a COO acetil-CoA-ba kerül, így malonil-CoA keletkezik. Az acetil-CoA karboxiláz enzim aktivitása határozza meg a zsírsavszintézis összes későbbi reakciójának sebességét.

Zsírsav-szintáz által katalizált reakciók- egy enzimkomplexet, amely a palmitinsav szintézisét katalizálja, az alábbiakban ismertetjük.

A malonil-CoA képződése után a zsírsavak szintézise a multienzim komplexben - zsírsav-szintázban (palmitoil-szintetáz) folytatódik. Ez az enzim 2 azonos protomerből áll, amelyek mindegyike doménszerkezettel és ennek megfelelően 7 különböző katalitikus aktivitású centrummal rendelkezik (8-37. ábra). Ez a komplex szekvenciálisan kiterjeszti a zsírsavgyököt 2 szénatommal, melynek donora a malonil-CoA. Ennek a komplexnek a végterméke a palmitinsav, ezért az enzim korábbi neve palmitoil-szintetáz.

Az első reakció az acetil-CoA acetilcsoportjának a cisztein tiolcsoportjába történő átvitele az acetil-transaciláz centrummal (8-38. ábra). A malonil-CoA-ból származó malonil-maradék ezután a malonil-transzaciláz helyén keresztül az acil-transzfer fehérje szulfhidrilcsoportjába kerül. Ezt követően a komplex készen áll az első szintézis ciklusra.

Az acetilcsoport a malonil-maradékkal kondenzálódik a leválasztott CO 2 helyén. A reakciót a ketoacil-szintáz centrum katalizálja. A keletkező acetoacetil-gyök

Rendszer

Rizs. 8-35. Az acetilmaradékok átvitele a mitokondriumokból a citoszolba. Aktív enzimek: 1 - citrát szintáz; 2 - transzlokáz; 3 - citrát-liáz; 4 - malát-dehidrogenáz; 5 - malik enzim.

Rizs. 8-36. A biotin szerepe az acetil-CoA karboxilezési reakciójában.

Rizs. 8-37. A multienzim komplex szerkezete - zsírsavszintézis. A komplex két azonos polipeptid lánc dimerje, amelyek mindegyike 7 aktív centrummal és egy acil transzfer fehérjével (ATP) rendelkezik. A protomerek SH csoportjai különböző gyökökhöz tartoznak. Az egyik SH csoport a ciszteinhez, a másik egy foszfopanteinsavhoz tartozik. Az egyik monomer cisztein SH csoportja a másik protomer 4-foszfopanteteinát SH csoportja mellett helyezkedik el. Így az enzim protomerek fejtől farokig vannak elrendezve. Bár mindegyik monomer tartalmazza az összes katalitikus helyet, egy 2 protomerből álló komplex funkcionálisan aktív. Ezért valójában 2 zsírsav szintetizálódik egyszerre. Az egyszerűsítés kedvéért a diagramok általában egy savmolekula szintézise során fellépő reakciók sorrendjét ábrázolják.

szekvenciálisan redukálódik ketoacil-reduktázzal, majd dehidratálódik, és ismét redukálódik az enoil-reduktázzal, a komplex aktív centrumaival. A reakciók első ciklusa egy zsírsav-szintáz alegységhez kötődő butiril-gyököt eredményez.

A második ciklus előtt a butiril-gyök átkerül a 2-es pozícióból az 1-es pozícióba (ahol az acetil az első reakcióciklus elején volt). A butiril-maradék ezután ugyanazon átalakuláson megy keresztül, és a malonil-CoA-ból származó 2 szénatommal meghosszabbodik.

Hasonló reakcióciklusok ismétlődnek, amíg egy palmitinsav gyök keletkezik, amely a tioészteráz centrum hatására hidrolitikusan elválik az enzimkomplextől, szabad palmitinsavvá alakulva (palmitát, 8-38., 8-39. ábra) .

A palmitinsav acetil-CoA-ból és malonil-CoA-ból történő szintézisének általános egyenlete a következő:

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 +.

A zsírsavszintézis fő hidrogénforrásai

A palmitinsav bioszintézis minden ciklusában 2 redukciós reakció megy végbe,

Rizs. 8-38. A palmitinsav szintézise. Zsírsav szintáz: az első protomerben az SH csoport a ciszteinhez, a másodikban a foszfopanteteinhez tartozik. Az első ciklus végén a butiril gyök átkerül az első protomer SH csoportjába. Ezután ugyanaz a reakciósorozat ismétlődik, mint az első ciklusban. A Palmitoyl-E egy palmitinsav-maradék, amely zsírsav-szintázhoz kapcsolódik. A szintetizált zsírsavban csak a 2 távoli szénatom, amelyet *-gal jelöltünk, az acetil-CoA-ból, a többi a malonil-CoA-ból származik.

Rizs. 8-39. A palmitinsav szintézisének általános reakcióvázlata.

a hidrogéndonor, amelyben a NADPH koenzim. A NADP+ redukciója a következő reakciókban megy végbe:

dehidrogénezés a glükóz katabolizmus pentóz-foszfát útvonalának oxidatív szakaszaiban;

malát dehidrogénezése almasav enzimmel;

izocitrát dehidrogénezése citoszolos NADP-függő dehidrogenáz által.

2. A zsírsavszintézis szabályozása

A zsírsavszintézis szabályozó enzime az acetil-CoA karboxiláz. Ezt az enzimet többféleképpen szabályozzák.

Enzim alegység komplexek asszociációja/disszociációja. Inaktív formájában az acetil-CoA karboxiláz különálló komplex, amely mindegyike 4 alegységből áll. Enzimaktivátor - citrát; serkenti a komplexek asszociációját, aminek következtében megnő az enzimaktivitás. Inhibitor - palmitoil-CoA; a komplex disszociációját és az enzimaktivitás csökkenését okozza (8-40. ábra).

Az acetil-CoA karboxiláz foszforilációja/defoszforilációja. Posztabszorptív állapotban vagy fizikai aktivitás során a glukagon vagy az epinefrin aktiválja a protein-kináz A-t az adenilát-cikláz rendszeren keresztül, és serkenti az acetil-CoA karboxiláz alegységek foszforilációját. A foszforilált enzim inaktív, és a zsírsavszintézis leáll. A felszívódási periódus alatt az inzulin aktiválja a foszfatázt, és az acetil-CoA karboxiláz defoszforilált állapotba kerül (8-41. ábra). Ezután citrát hatására az enzim protomereinek polimerizációja megtörténik, és ez aktívvá válik. Az enzim aktiválása mellett a citrátnak egy másik funkciója is van a zsírsavak szintézisében. A felszívódási periódus alatt a citrát felhalmozódik a májsejtek mitokondriumaiban, amelyben az acetilmaradék a citoszolba kerül.

Az enzimszintézis indukciója. A szénhidrátban gazdag és alacsony zsírtartalmú élelmiszerek hosszú távú fogyasztása fokozza az inzulin szekréciót, ami serkenti az enzimek szintézisének indukcióját: acetil-CoA karboxiláz, zsírsav szintáz, citrát liáz,

Rizs. 8-40. Acetil-CoA karboxiláz komplexek asszociációja/disszociációja.

Rizs. 8-41. Az acetil-CoA karboxiláz szabályozása.

Rizs. 8-42. A palmitinsav megnyúlása az ER-ben. A palmitinsav gyök 2 szénatommal bővül, melynek donora a malonil-CoA.

izocitrát-dehidrogenáz. Következésképpen a szénhidrátok túlzott fogyasztása a glükóz katabolikus termékek zsírokká való átalakulásának felgyorsulásához vezet. A böjt vagy a zsírban gazdag ételek fogyasztása az enzimek és ennek megfelelően a zsírok szintézisének csökkenéséhez vezet.

3. Zsírsavak szintézise palmitinsavból

A zsírsavak megnyúlása. Az ER-ben a palmitinsav megnyúlik malonil-CoA részvételével. A reakciók sorrendje hasonló a palmitinsav szintézisénél, de ebben az esetben a zsírsavak nem a zsírsav-szintázhoz, hanem a CoA-hoz kapcsolódnak. Az elongációban részt vevő enzimek nem csak a palmitinsavat, hanem más zsírsavakat is használhatnak szubsztrátként (8-42. ábra), ezért nemcsak a sztearinsav, hanem a nagy szénatomszámú zsírsavak is szintetizálódhatnak a szervezetben .

A májban a megnyúlás fő terméke a sztearinsav (C 18:0), de az agyszövetben nagy mennyiségű hosszabb láncú zsírsav képződik - C 20-tól C 24 -ig, amelyek a szfingolipidek képződéséhez szükségesek. és glikolipidek.

Az idegszövetben más zsírsavak, az α-hidroxisavak szintézise is megtörténik. A vegyes funkciójú oxidázok a C22 és C24 savakat hidroxilálják lignocerin- és cerebronsavakká, amelyek csak az agyi lipidekben találhatók meg.

Kettős kötések kialakulása zsírsavgyökökben. A kettős kötések zsírsavgyökökbe való beépülését deszaturációnak nevezzük. Az emberi szervezetben a deszaturáció következtében képződő fő zsírsavak (8-43. ábra) a palmito-lein (C16:1Δ9) és az olajsav (C18:1Δ9).

A zsírsavgyökökben a kettős kötések kialakulása az ER-ben megy végbe olyan reakciókban, amelyekben molekuláris oxigén, NADH és citokróm b 5 vesz részt. Az emberben található zsírsav-deszaturáz enzimek nem tudnak kettős kötést kialakítani a kilencedik szénatomtól távolabbi zsírsavgyökökben, azaz. kilencedik és között

Rizs. 8-43. Telítetlen zsírsavak képződése.

metil szénatomok. Ezért az ω-3 és ω-6 családba tartozó zsírsavak nem szintetizálódnak a szervezetben, nélkülözhetetlenek és táplálékkal kell ellátni őket, mivel fontos szabályozó funkciókat látnak el.

A zsírsavgyökben kettős kötés kialakulásához molekuláris oxigén, NADH, citokróm b 5 és FAD-függő citokróm b 5 reduktáz szükséges. A telített savból eltávolított hidrogénatomok víz formájában szabadulnak fel. A molekuláris oxigén egyik atomja beépül egy vízmolekulába, a másik pedig szintén vízzé redukálódik NADH elektronok részvételével, amelyek a FADH 2-n és a citokróm b 5-ön keresztül kerülnek átadásra.

Az eikozanoidok biológiailag aktív anyagok, amelyeket a legtöbb sejt 20 szénatomot tartalmazó polién zsírsavakból szintetizál (az „eicosis” szó görögül 20-at jelent).

4. Poláris és nem poláris csoportok aránya a natív fehérjemolekulák felületén

5. Fehérje oldhatósága

1. Szövetroncsolás és fehérje extrakció módszerei

2. Fehérjetisztítási módszerek

3. Fehérjék tisztítása kis molekulatömegű szennyeződésektől

11. A fehérjék konformációs labilitása. Denaturáció, jelek és okozó tényezők. Védelem a denaturáció ellen speciális hősokkfehérjék (chaperon) által.

12. A fehérjék osztályozásának elvei. Osztályozás összetétel és biológiai funkciók szerint, példák az egyes osztályok képviselőire.

13. Immunglobulinok, immunglobulinok osztályai, szerkezetük és működésük jellemzői.

14. Enzimek, definíció. Az enzimatikus katalízis jellemzői. Az enzimhatás sajátosságai, típusai. Az enzimek osztályozása és nómenklatúrája, példák.

1. Oxidoreduktok

2. Átigazolások

V. Az enzimek hatásmechanizmusa

1. Az enzim-szubsztrát komplex kialakulása

3. Az aktív hely szerepe az enzimatikus katalízisben

1. Sav-bázis katalízis

2. Kovalens katalízis

16. Enzimatikus reakciók kinetikája. Az enzimreakciók sebességének függése a hőmérséklettől, a környezet pH-jától, az enzim és a szubsztrát koncentrációjától. Michaelis-Menten egyenlet, Km.

17. Enzimkofaktorok: fémionok és szerepük az enzimatikus katalízisben. Koenzimek, mint vitaminszármazékok. A B6, pp és B2 vitaminok koenzim funkciói a transzaminázok és dehidrogenázok példáján.

1. A fémek szerepe a szubsztrátnak az enzim aktív helyéhez való kapcsolódásában

2. A fémek szerepe az enzim tercier és kvaterner szerkezetének stabilizálásában

3. Fémek szerepe az enzimatikus katalízisben

4. A fémek szerepe az enzimaktivitás szabályozásában

1. Ping-pong mechanizmus

2. Szekvenciális mechanizmus

18. Enzimgátlás: reverzibilis és irreverzibilis; versenyképes és nem versenyképes. Gyógyszerek, mint enzimgátlók.

1. Kompetitív gátlás

2. Nem kompetitív gátlás

1. Specifikus és nem specifikus inhibitorok

2. Irreverzibilis enzimgátlók, mint gyógyszerek

20. Enzimek katalitikus aktivitásának szabályozása kovalens módosítással foszforiláción és defoszforiláción keresztül.

21. Protomerek asszociációja és disszociációja a protein kináz a példáján, valamint a proteolitikus enzimek aktiválása utáni korlátozott proteolízis, mint az enzimek katalitikus aktivitásának szabályozása.

22. Izoenzimek, eredetük, biológiai jelentőségük, mondjon példákat! Vérplazma enzimek és izoenzim spektrum meghatározása betegségek diagnosztizálása céljából.

23. Az enzimpátiák örökletesek (fenilketonúria) és szerzettek (skorbut). Enzimek alkalmazása betegségek kezelésére.

24. A pirimidin nukleotidok szintézisének és lebontásának általános sémája. Szabályozás. Orotaciduria.

25. A purin nukleotidok szintézisének és lebontásának általános sémája. Szabályozás. Köszvény.

27. A nukleinsavak szerkezetében szereplő nitrogénbázisok a purin és a pirimidin. Ribózt és dezoxiribózt tartalmazó nukleotidok. Szerkezet. Elnevezéstan.

28. Nukleinsavak elsődleges szerkezete. A DNS és az RNS hasonlóságok és különbségek az összetételben, a sejtben való elhelyezkedésben és a funkciókban.

29. A DNS másodlagos szerkezete (Watson és Crick modell). A DNS másodlagos szerkezetét stabilizáló kötések. Komplementaritás. Chargaff szabálya. Polaritás. Antiparallelizmus.

30. Nukleinsavak hibridizációja. A DNS denaturálása és renaturációja. Hibridizáció (DNS-DNS, DNS-RNS). Nukleinsav-hibridizáción alapuló laboratóriumi diagnosztikai módszerek.

32. Replikáció. A DNS replikáció elvei. Replikációs szakaszok. Megindítás, inicializálás. A replikációs villa kialakulásában részt vevő fehérjék és enzimek.

33. A replikáció megnyúlása és befejezése. Enzimek. Aszimmetrikus DNS-szintézis. Okazaki töredékei. A DNS-ligáz szerepe a folyamatos és késleltetett szálak kialakításában.

34. Sérülések és DNS-javítás. A sérülés típusai. A jóvátétel módszerei. A jóvátételi rendszerek hibái és örökletes betegségek.

35. Transzkripció Az RNS szintézis rendszer komponenseinek jellemzői. A DNS-függő RNS polimeráz szerkezete: alegységek szerepe (α2ββ′δ). A folyamat elindítása. Elongáció, transzkripció termináció.

36. Elsődleges átirat és feldolgozása. Ribozimek a nukleinsavak katalitikus aktivitásának példájaként. Biorole.

37. A transzkripció szabályozása prokariótákban. Operonelmélet, szabályozás indukcióval és elnyomással (példák).

1. Operonelmélet

2. Fehérjeszintézis indukciója. Lac operon

3. A fehérjeszintézis visszaszorítása. Triptofán és hisztidin operonok

39. Polipeptidlánc felépítése riboszómán. Az iniciációs komplexum kialakulása. Elongáció: peptidkötés kialakulása (transzpeptidációs reakció). Transzlokáció. Transzlokáz. Felmondás.

1. Beavatás

2. Megnyúlás

3. Felmondás

41. Fehérje hajtogatás. Enzimek. A chaperonok szerepe a fehérjetekeredésben. Fehérje molekula hajtogatása chaperonin rendszer segítségével. A fehérje-tekeredési rendellenességekkel kapcsolatos betegségek prionbetegségek.

42. A szekretált fehérjék (például kollagén és inzulin) szintézisének és feldolgozásának jellemzői.

43. A táplálkozás biokémiája. Az emberi táplálék fő összetevői, bio szerepük, napi szükségletük. Alapvető élelmiszer-összetevők.

44. Fehérje táplálkozás. A fehérjék biológiai értéke. Nitrogén egyensúly. A fehérje táplálkozás teljessége, fehérje normák a táplálkozásban, fehérjehiány.

45. Fehérje emésztés: gastrointestinalis proteázok, aktivációjuk és specificitásuk, pH optimum és hatás eredménye. A sósav képződése és szerepe a gyomorban. A sejtek védelme a proteázok hatásától.

1. A sósav képződése és szerepe

2. A pepszin aktiválásának mechanizmusa

3. A fehérjeemésztés életkorral összefüggő jellemzői a gyomorban

1. A hasnyálmirigy enzimek aktiválása

2. A proteázhatás specifitása

47. Vitaminok. Osztályozás, nómenklatúra. Provitaminok. Hipo-, hiper- és avitaminózis, okai. Vitaminfüggő és vitamin-rezisztens állapotok.

48. Az élelmiszerek ásványi anyagai, makro- és mikroelemei, biológiai szerepe. A mikroelemek hiányával összefüggő regionális patológiák.

3. A membránok folyékonysága

1. A membránlipidek szerkezete és tulajdonságai

51. A membránokon keresztüli anyagtranszfer mechanizmusai: egyszerű diffúzió, passzív szimport és antiport, aktív transzport, szabályozott csatornák. Membrán receptorok.

1. Elsődleges aktív transzport

2. Másodlagos aktív transzport

Membrán receptorok

3. Endergonikus és exergonikus reakciók

4. Exergonikus és endergonikus folyamatok összekapcsolása a szervezetben

2. Az ATP szintáz és az ATP szintézis szerkezete

3. Oxidatív foszforilációs együttható

4. Légzésszabályozás

56. Reaktív oxigénfajták képződése (szingulett oxigén, hidrogén-peroxid, hidroxilgyök, peroxinitril). A kialakulás helye, reakcióminták, élettani szerepük.

57. A reaktív oxigénfajták sejtkárosító hatásának mechanizmusa (ivar, fehérjék és nukleinsavak oxidációja). Példák reakciókra.

1) Beindulás: szabad gyök képződése (l)

2) Láncfejlesztés:

3) A lipidszerkezet megsemmisülése

1. A piruvát-dehidrogenáz komplex szerkezete

2. Piruvát oxidatív dekarboxilezése

3. A piruvát és a cpe oxidatív dekarboxilezése közötti kapcsolat

59. Citromsavciklus: a reakciók sorrendje és az enzimek jellemzői. A ciklus szerepe az anyagcserében.

1. A citrátciklus reakcióinak sorrendje

60. Citromsavciklus, folyamatábra. A ciklus kommunikációja elektronok és protonok átvitele céljából. A citromsav ciklus szabályozása. A citrát ciklus anabolikus és anaplerotikus funkciói.

61. Alapvető állati szénhidrátok, biológiai szerep. Szénhidrátok az élelmiszerekben, a szénhidrátok emésztése. Az emésztési termékek felszívódása.

A vércukorszint meghatározásának módszerei

63. Aerob glikolízis. Piruvát képződéséhez vezető reakciók sorrendje (aerob glikolízis). Az aerob glikolízis élettani jelentősége. A glükóz használata zsírszintézishez.

1. Az aerob glikolízis szakaszai

64. Anaerob glikolízis. Glikolitikus oxidoredukciós reakció; szubsztrát foszforiláció. A glükóz anaerob lebontásának megoszlása ​​és élettani jelentősége.

1. Anaerob glikolízis reakciók

66. Glikogén, biológiai jelentősége. A glikogén bioszintézise és mobilizálása. A glikogén szintézis és lebontás szabályozása.

68. A monoszacharid és diszacharid anyagcsere örökletes rendellenességei: galaktoszémia, fruktóz és diszacharid intolerancia. Glikogenózisok és aglikogenózisok.

2. Aglikogenózisok

69. Lipidek. Általános jellemzők. Biológiai szerep. Lipidek osztályozása Magasabb zsírsavak, szerkezeti jellemzők. Polién zsírsavak. Triacilglicerolok...

72. A zsírok lerakódása és mobilizációja a zsírszövetben, e folyamatok élettani szerepe. Az inzulin, az adrenalin és a glukagon szerepe a zsíranyagcsere szabályozásában.

73. A zsírsavak lebontása a sejtben. A zsírsavak aktiválása és átvitele a mitokondriumokba. Zsírsavak B-oxidációja, energiahatás.

74. Zsírsavak bioszintézise. A folyamat főbb szakaszai. A zsírsav-anyagcsere szabályozása.

2. A zsírsavszintézis szabályozása

76. Koleszterin. Bejutási, felhasználási és kiválasztási útvonalak a szervezetből. Szérum koleszterin szint. A koleszterin bioszintézise, ​​szakaszai. A szintézis szabályozása.

81. Aminosavak közvetett dezaminálása. Folyamat diagram, szubsztrátok, enzimek, kofaktorok.

Az acetilmaradékok átvitele a mitokondriumokból a citoszolba. Aktív enzimek: 1 - citrát szintáz; 2 - transzlokáz; 3 - citrát-liáz; 4 - malát-dehidrogenáz; 5 - malik enzim.

Rizs. 8-36. A biotin szerepe az acetil-CoA karboxilezési reakciójában.

Rizs. 8-37.A multienzim komplex szerkezete - zsírsavszintézis. A komplex két azonos polipeptid lánc dimerje, amelyek mindegyike 7 aktív centrummal és egy acil transzfer fehérjével (ATP) rendelkezik. A protomerek SH csoportjai különböző gyökökhöz tartoznak. Az egyik SH csoport a ciszteinhez, a másik egy foszfopanteinsavhoz tartozik. Az egyik monomer cisztein SH csoportja a másik protomer 4-foszfopanteteinát SH csoportja mellett helyezkedik el. Így az enzim protomerek fejtől farokig vannak elrendezve. Bár mindegyik monomer tartalmazza az összes katalitikus helyet, egy 2 protomerből álló komplex funkcionálisan aktív. Ezért valójában 2 zsírsav szintetizálódik egyszerre. Az egyszerűsítés kedvéért a diagramok általában egy savmolekula szintézise során fellépő reakciók sorrendjét ábrázolják.

A palmitinsav szintézise. Zsírsav szintáz: az első protomerben az SH csoport a ciszteinhez, a másodikban a foszfopanteteinhez tartozik. Az első ciklus végén a butiril gyök átkerül az első protomer SH csoportjába. Ezután ugyanaz a reakciósorozat ismétlődik, mint az első ciklusban. A Palmitoyl-E egy palmitinsav-maradék, amely zsírsav-szintázhoz kapcsolódik. A szintetizált zsírsavban csak a 2 távoli szénatom, amelyet *-gal jelöltünk, az acetil-CoA-ból, a többi a malonil-CoA-ból származik.

Rizs. 8-42.A palmitinsav megnyúlása az ER-ben. A palmitinsav gyök 2 szénatommal bővül, melynek donora a malonil-CoA.

2. A zsírsavszintézis szabályozása

A zsírsavszintézis szabályozó enzime az acetil-CoA karboxiláz. Ezt az enzimet többféleképpen szabályozzák.

Enzim alegység komplexek asszociációja/disszociációja. Inaktív formájában az acetil-CoA karboxiláz különálló komplex, amely mindegyike 4 alegységből áll. Enzimaktivátor - citrát; serkenti a komplexek asszociációját, aminek következtében megnő az enzimaktivitás. Inhibitor - palmitoil-CoA; a komplex disszociációját és az enzimaktivitás csökkenését okozza.

Az acetil-CoA karboxiláz foszforilációja/defoszforilációja. Posztabszorptív állapotban vagy fizikai aktivitás során a glukagon vagy az epinefrin aktiválja a protein-kináz A-t az adenilát-cikláz rendszeren keresztül, és serkenti az acetil-CoA karboxiláz alegységek foszforilációját. A foszforilált enzim inaktív, és a zsírsavszintézis leáll. A felszívódási periódus alatt az inzulin aktiválja a foszfatázt, és az acetil-CoA karboxiláz defoszforilált állapotba kerül (8-41. ábra). Ezután citrát hatására az enzim protomereinek polimerizációja megtörténik, és ez aktívvá válik. Az enzim aktiválása mellett a citrátnak egy másik funkciója is van a zsírsavak szintézisében. A felszívódási periódus alatt a citrát felhalmozódik a májsejtek mitokondriumaiban, amelyben az acetilmaradék a citoszolba kerül.

Az enzimszintézis indukciója. A szénhidrátban gazdag és alacsony zsírtartalmú élelmiszerek hosszú távú fogyasztása az inzulin szekréciójának növekedéséhez vezet, ami serkenti az enzimek szintézisének indukcióját: acetil-CoA karboxiláz, zsírsav szintáz, citrát liáz, izocitrát dehidrogenáz. Következésképpen a szénhidrátok túlzott fogyasztása a glükóz katabolikus termékek zsírokká való átalakulásának felgyorsulásához vezet. A böjt vagy a zsírban gazdag ételek fogyasztása az enzimek és ennek megfelelően a zsírok szintézisének csökkenéséhez vezet.

"