Mecanismul de sinteză a acizilor grași superiori. Sinteza acidului palmitic. Grupuri active de acizi grași sintaze

Acetil-CoA este substratul pentru sinteza VFA.Cu toate acestea, în timpul sintezei acizilor grași (AG), nu acetil-CoA în sine este utilizat în fiecare ciclu de alungire, ci derivatul său, malonil-CoA.

Această reacție este catalizată de enzima acetil-CoA carboxilază, o enzimă cheie în sistemul multienzimatic al sintezei FA. Activitatea enzimei este reglată de tipul de feedback negativ. Inhibitorul este un produs de sinteză: acil-CoA cu lanț lung (n=16) - palmitoil-CoA. Activatorul este citratul. Partea non-proteică a acestei enzime conține vitamina H (biotină).

Ulterior, în timpul sintezei acizilor grași, molecula de acil-CoA este alungită treptat cu 2 atomi de carbon pentru fiecare pas din cauza malonil-CoA, care pierde CO 2 în acest proces de alungire.

După formarea malonil-CoA, principalele reacții ale sintezei acizilor grași sunt catalizate de o enzimă - sintetaza acizilor grași (fixată pe membranele reticulului endoplasmatic). Sinteza acizilor grași conține 7 situsuri active și o proteină purtătoare de acil (ACP). Locul de legare a malonil-CoA conține o componentă non-proteică, vitamina B 3 (acid pantotenic). Secvența unui ciclu de reacții pentru sinteza HFA este prezentată în Fig. 45.

Fig.45. Reacții pentru sinteza acizilor grași superiori

După sfârșitul ciclului, acil-APB intră în următorul ciclu de sinteză. O nouă moleculă de malonil-CoA este atașată la gruparea SH liberă a proteinei purtătoare de acil. Apoi, reziduul de acil este scindat, este transferat în restul de malonil (cu decarboxilare simultană) și ciclul de reacții se repetă.

Astfel, lanțul de hidrocarburi al viitorului acid gras crește treptat (cu doi atomi de carbon pentru fiecare ciclu). Aceasta se întâmplă până când se prelungește la 16 atomi de carbon (în cazul sintezei acidului palmitic) sau mai mult (sinteza altor acizi grași). În urma acesteia, are loc tioliza și forma activă a acidului gras, acil-CoA, se formează în formă finită.

Pentru desfășurarea normală a sintezei acizilor grași superiori, sunt necesare următoarele condiții:

1) Aportul de carbohidrați, în timpul oxidării cărora se formează substraturile necesare și NADPH 2.

2) Încărcarea energetică ridicată a celulei - un conținut ridicat de ATP, care asigură eliberarea citratului din mitocondrii în citoplasmă.

Caracteristici comparative ale b-oxidării și sintezei acizilor grași superiori:

1 . b-oxidarea are loc în mitocondrii, iar sinteza acizilor grași are loc în citoplasma de pe membranele reticulului endoplasmatic. Cu toate acestea, acetil-CoA format în mitocondrii nu poate trece prin membrane. Prin urmare, există mecanisme pentru transportul acetil-CoA de la mitocondrii la citoplasmă cu participarea enzimelor ciclului Krebs (Fig. 46).

Fig.46. Mecanismul de transport al acetil-CoA din mitocondrii la citoplasmă.

Enzimele cheie ale TCA sunt citrat sintaza și izocitrat dehidrogenaza. Principalii regulatori alosterici ai acestor enzime sunt ATP și ADP. Dacă există mult ATP în celulă, atunci ATP acționează ca un inhibitor al acestor enzime cheie. Cu toate acestea, izocitrat dehidrogenaza este inhibată de ATP mai mult decât citrat sintetaza. Aceasta duce la acumularea de citrat și izocitrat în matricea mitocondrială. Odată cu acumularea, citratul părăsește mitocondriile și intră în citoplasmă. Citoplasma conține enzima citrat liaza. Această enzimă descompune citratul în PAA și acetil-CoA.

Astfel, condiția pentru eliberarea acetil-CoA din mitocondrii în citoplasmă este o bună aprovizionare cu ATP în celulă. Dacă există puțin ATP în celulă, atunci acetil-CoA este scindat în CO2 și H2O.

2 . În timpul b-oxidării, intermediarii sunt asociați cu HS-CoA, iar în timpul sintezei acizilor grași, intermediarii sunt asociați cu o proteină purtătoare de acil (ACP) specifică. Aceasta este o proteină complexă. Partea sa non-proteică este similară ca structură cu CoA și constă din tioetilamină, acid pantotenic (vitamina B 3) și fosfat.

3 . În b-oxidare, NAD și FAD sunt folosite ca oxidant. În sinteza acizilor grași este necesar un agent reducător - se utilizează NADP * H 2.

Există 2 surse principale de NADP * H 2 în celulă pentru sinteza acizilor grași:

a) calea pentozo-fosfatului de descompunere a carbohidraților;

Sinteza acizilor grași are loc în citoplasma celulei. În mitocondrii are loc în principal alungirea lanțurilor de acizi grași existente. S-a stabilit că acidul palmitic (16 atomi de carbon) este sintetizat în citoplasma celulelor hepatice, iar în mitocondriile acestor celule din acidul palmitic deja sintetizat în citoplasma celulei sau din acizi grași de origine exogenă, adică. proveniti din intestine se formeaza acizi grasi continand 18, 20 si 22 de atomi de carbon.

Prima reacție de biosinteză a acizilor grași este carboxilarea acetil-CoA, care necesită ioni de bicarbonat, ATP și mangan. Această reacție este catalizată de enzima acetil-CoA carboxilază. Enzima conține biotină ca grup protetic. Avidina, un inhibitor de biotină, inhibă această reacție, precum și sinteza acizilor grași în general.

S-a stabilit că acetil-CoA carboxilază constă dintr-un număr variabil de subunități identice, fiecare dintre acestea conținând biotină, biotin carboxilază, proteină de transfer carboxibiotină, transcarboxilază și un centru alosteric reglator, de exemplu. este un complex polienzimatic.

Reacția se desfășoară în două etape: I - carboxilarea biotinei cu participarea ATP și II - transferul grupării carboxil la acetil-CoA, ducând la formarea malonil-CoA:

Complexul multi-enzimatic, numit sintetaza acizilor grasi (sintaza), este format din 6 enzime asociate asa-numitei proteine ​​de transfer acil (ACP). Această proteină din sistemul sintetazei joacă rolul CoA. Iată o secvență de reacții care apar în timpul sintezei acizilor grași:

formarea butiril-ACB completează doar primul dintre cele 7 cicluri, în fiecare dintre care începutul este adăugarea unei molecule de malonil-ACB la capătul carboxil al lanțului de acizi grași în creștere. În acest caz, gruparea carboxil distală a malonil-APB este scindată sub formă de CO2. De exemplu, butiril-APB format în primul ciclu interacționează cu malonil-APB:

Sinteza acizilor grași este finalizată prin scindarea HS-ACP din acil-ACP sub influența enzimei deacilaze. De exemplu:

Ecuația generală pentru sinteza acidului palmitic poate fi scrisă după cum urmează:

Formarea acizilor grași nesaturați. alungirea acizilor grași.

palmitooleic și oleic - sintetizat din acizi palmitic și stearic.

Odată cu desaturarea acizilor grași (formarea de duble legături), alungirea (alungirea) acestora are loc și în microzomi, iar ambele procese pot fi combinate și repetate. Alungirea lanțului de acizi grași are loc prin adăugarea secvențială a fragmentelor cu două atomi de carbon la acil-CoA corespunzătoare cu participarea malonil-CoA și NADPH. Sistemul enzimatic care catalizează alungirea acizilor grași se numește elongază. Schema arată căile de transformare a acidului palmitic în reacțiile de desaturare și alungire.

Reglarea sintezei FA:

asocierea/disocierea complexelor de subunități ale enzimei Ac-CoA carboxilază. Activator - citrat; inhibitorul este palmitoil-CoA.

fosforilare/de=//=. fosforilat f. inactiv (glucagon și adrenalină). Insulina provoacă defosforilare - devine activă.

inducerea sintezei enzimatice. Consum excesiv de u/v - accelerarea conversiei produselor de catabolism în grăsimi; foametea sau o alimentatie bogata in grasimi duce la scaderea sintezei de enzime si grasimi.

Sinteza acizilor grași are loc în citoplasma celulei. În mitocondrii are loc în principal alungirea lanțurilor de acizi grași existente. S-a stabilit că acidul palmitic (16 atomi de carbon) este sintetizat în citoplasma celulelor hepatice, iar în mitocondriile acestor celule din acidul palmitic deja sintetizat în citoplasma celulei sau din acizi grași de origine exogenă, adică. proveniti din intestine se formeaza acizi grasi continand 18, 20 si 22 de atomi de carbon. Prima reacție de biosinteză a acizilor grași este carboxilarea acetil-CoA, care necesită ioni de bicarbonat, ATP și mangan. Această reacție este catalizată de enzima acetil-CoA carboxilază. Enzima conține biotină ca grup protetic. Reacția se desfășoară în două etape: I - carboxilarea biotinei cu participarea ATP și II - transferul grupării carboxil la acetil-CoA, ducând la formarea malonil-CoA. Malonil-CoA este primul produs specific al biosintezei acizilor grași. În prezența unui sistem enzimatic adecvat, malonil-CoA este transformat rapid în acizi grași. Secvența reacțiilor care apar în timpul sintezei acizilor grași:

Apoi ciclul de reacții se repetă. În comparație cu β-oxidarea, biosinteza acizilor grași are o serie de trăsături caracteristice: sinteza acizilor grași se realizează în principal în citosolul celulei, iar oxidarea se realizează în mitocondrii; participarea la procesul de biosinteză a acizilor grași malonil-CoA, care se formează prin legarea CO2 (în prezența enzimei biotină și ATP) cu acetil-CoA; la toate etapele sintezei acizilor grași, ia parte o proteină purtătoare de acil (HS-ACP); în timpul biosintezei se formează izomerul D (–) al acidului 3-hidroxi, și nu izomerul L (+), așa cum este cazul β-oxidării acizilor grași; necesar pentru sinteza acizilor grași coenzima NADPH.

50. Colesterol-colesterol - un compus organic, un alcool natural gras (lipofil) conținut în membranele celulare ale tuturor organismelor animale, cu excepția celor fără nucleu (procariote). Insolubil în apă, solubil în grăsimi și solvenți organici. rol biologic. Colesterolul din compoziția membranei plasmatice celulare joacă rolul unui modificator cu două straturi, conferindu-i o anumită rigiditate prin creșterea densității de „ambalare” a moleculelor de fosfolipide. Astfel, colesterolul este un stabilizator de fluiditate al membranei plasmatice. Colesterolul deschide lanțul de biosinteză a hormonilor sexuali steroizi și a corticosteroizilor, servește ca bază pentru formarea acizilor biliari și a vitaminelor din grupa D, participă la reglarea permeabilității celulelor și protejează celulele roșii din sânge de acțiunea otrăvurilor hemolitice. Schimbul de colesterol. Colesterolul liber suferă oxidare în ficat și în organele care sintetizează hormoni steroizi (suprarenale, testicule, ovare, placentă). Acesta este singurul proces de îndepărtare ireversibilă a colesterolului din membrane și complexe de lipoproteine. În fiecare zi, 2-4% din colesterol este consumat pentru sinteza hormonilor steroizi. În hepatocite, 60-80% din colesterol este oxidat în acizi biliari, care, ca parte a bilei, sunt secretați în lumenul intestinului subțire și participă la digestie (emulsificarea grăsimilor). Împreună cu acizii biliari, o cantitate mică de colesterol liber este eliberată în intestinul subțire, care este eliminat parțial cu fecale, iar restul este dizolvat și, împreună cu acizii biliari și fosfolipidele, este absorbit de pereții intestinului subțire. Acizii biliari asigură descompunerea grăsimilor în părțile lor constitutive (emulsionarea grăsimilor). După îndeplinirea acestei funcții, 70-80% din acizii biliari rămași sunt absorbiți în secțiunea finală a intestinului subțire (ileon) și intră prin sistemul venei porte în ficat. Este de remarcat aici că acizii biliari au o altă funcție: sunt cel mai important stimulent pentru menținerea funcționării normale (motilității) a intestinului. Lipoproteinele de înaltă densitate neformate complet (naștere) încep să fie sintetizate în ficat. În cele din urmă, HDL se formează în sânge din proteine ​​speciale (apoproteine) ale chilomicronilor, VLDL și colesterol provenind din țesuturi, inclusiv din peretele arterial. Mai simplu, ciclul colesterolului poate fi explicat astfel: colesterolul lipoproteic transportă grăsimea din ficat în diferite părți ale corpului tău, folosind vasele de sânge ca sistem de transport. După livrarea grăsimilor, colesterolul revine în ficat și își repetă activitatea din nou. acizii biliari primari. (colice și chenodeoxicolice) sunt sintetizate în hepatocitele hepatice din colesterol. Secundar: acid deoxicolic (sintetizat inițial în intestinul gros). Acizii biliari se formează în mitocondriile hepatocitelor și în afara acestora din colesterol cu ​​participarea ATP. Hidroxilarea în timpul formării acizilor se realizează în reticulul endoplasmatic al hepatocitei. Sinteza primară a acizilor biliari este inhibată (încetinită) de acizii biliari prezenți în sânge. Cu toate acestea, dacă absorbția acizilor biliari în sânge este insuficientă, de exemplu, din cauza unei leziuni intestinale severe, atunci ficatul, capabil să producă nu mai mult de 5 g de acizi biliari pe zi, nu va putea reumple cantitatea de acizii biliari necesari organismului. Acizii biliari sunt principalii participanți în circulația enterohepatică la om. Acizii biliari secundari (deoxicolici, litocolici, ursodeoxicolici, alocolici și alții) sunt formați din acizii biliari primari în intestinul gros sub influența microflorei intestinale. Numărul lor este mic. Acidul deoxicolic este absorbit în sânge și secretat de ficat în bilă. Acidul litocolic este absorbit mult mai rău decât acidul deoxicolic.

• 
  Comparativ cu β-oxidarea biosinteza gras acizi are o serie de trăsături caracteristice: sinteza gras acizi se efectuează în principal în citosolul celulei, iar oxidarea...


• 
  Biosinteza trigliceride (triacilgliceroli). Biosinteza gras acizi Grăsimea poate fi sintetizată atât din produsele de descompunere a grăsimilor, cât și din carbohidrați.


• 
  BIOSINTEZA TRGLICERIDE. Sinteza trigliceridelor provine din glicerol și gras acizi(în principal stearic, pa.


• 
  Biosinteza gras acizi. Sinteză gras acizi


• 
  Biosinteza gras acizi. Sinteză gras acizi are loc în citoplasma celulei. În mitocondrii, udli apare în principal.

Formarea acetil-CoA și transportul acestuia către citosol

Sinteza acizilor grași are loc în perioada de absorbție. Glicoliza activă și decarboxilarea oxidativă ulterioară a piruvatului contribuie la creșterea concentrației de acetil-CoA în matricea mitocondrială. Deoarece sinteza acizilor grași are loc în citosolul celulelor, acetil-CoA trebuie transportat prin membrana mitocondrială interioară în citosol. Cu toate acestea, membrana mitocondrială interioară este impermeabilă la acetil-CoA, prin urmare, în matricea mitocondrială, acetil-CoA se condensează cu oxalacetat pentru a forma citrat cu participarea citrat sintetazei:

Acetil-CoA + Oxaloacetat -> Citrat + HS-CoA.

Translocaza transportă apoi citratul în citoplasmă (Fig. 8-35).

Transferul citratului în citoplasmă are loc numai cu creșterea cantității de citrat în mitocondrii, când izocitrat dehidrogenaza și α-cetoglutarat dehidrogenaza sunt inhibate de concentrații mari de NADH și ATP. Această situație se creează în perioada de absorbție, când celula hepatică primește o cantitate suficientă de surse de energie. În citoplasmă, citratul este scindat de enzima citrat liaza:

Citrat + HSKoA + ATP → Acetil-CoA + ADP + Pi + Oxaloacetat.

Acetil-CoA din citoplasmă servește ca substrat inițial pentru sinteza acizilor grași, iar oxalacetatul din citosol suferă următoarele transformări (vezi diagrama de mai jos).

Piruvatul este transportat înapoi în matricea mitocondrială. Redus ca urmare a actiunii enzimei maleice, NADPH este folosit ca donor de hidrogen pentru reactiile ulterioare de sinteza acizilor grasi. O altă sursă de NADPH sunt etapele oxidative din calea pentozei fosfatului a catabolismului glucozei.

Formarea malonil-CoA din acetil-CoA - o reacție de reglare în biosinteza acizilor grași.

Prima reacție în sinteza acizilor grași este conversia acetil-CoA în malonil-CoA. Enzima care catalizează această reacție (acetil-CoA carboxilază) aparține clasei ligazelor. Conține biotină legată covalent (Figura 8-36). În prima etapă a reacției, CO 2 se leagă covalent de biotină datorită energiei ATP, în a doua etapă, COO este transferat la acetil-CoA cu formarea de malonil-CoA. Activitatea enzimei acetil-CoA carboxilază determină viteza tuturor reacțiilor ulterioare de sinteză a acizilor grași.

Reacții catalizate de sintaza acizilor grași- un complex enzimatic care catalizează reacţiile de sinteză a acidului palmitic, este descris mai jos.

După formarea malonil-CoA, sinteza acizilor grași continuă pe un complex multienzimatic - sintetaza acizilor grași (palmitoil sintetaza). Această enzimă constă din 2 protomeri identici, fiecare având o structură de domeniu și, în consecință, 7 centri cu activități catalitice diferite (Fig. 8-37). Acest complex alungește succesiv radicalul de acid gras cu 2 atomi de carbon, al cărui donor este malonil-CoA. Produsul final al acestui complex este acidul palmitic, astfel încât denumirea anterioară a acestei enzime este palmitoil sintetaza.

Prima reacție este transferul grupării acetil a acetil-CoA la gruparea tiol a cisteinei de către centrul acetiltransacilază (Fig. 8-38). Reziduul malonil este apoi transferat de la malonil-CoA la gruparea sulfhidril a proteinei purtătoare de acil de către centrul maloniltransacilazei. După aceea, complexul este gata pentru primul ciclu de sinteză.

Gruparea acetil se condensează cu restul de malonil la locul CO2 separat. Reacția este catalizată de un centru de cetoacil sintetază. Radicalul acetoacetil rezultat

Sistem

Orez. 8-35. Transferul reziduurilor de acetil din mitocondrii în citosol. Enzime active: 1 - citrat sintază; 2 - translocaza; 3 - citrat liaza; 4 - malat dehidrogenaza; 5 - malik-enzima.

Orez. 8-36. Rolul biotinei în reacția de carboxilare a acetil-CoA.

Orez. 8-37. Structura complexului multienzimatic este sinteza acizilor grași. Complexul este un dimer din două lanțuri polipeptidice identice, fiecare dintre ele având 7 situsuri active și o proteină purtătoare de acil (ACP). Grupările SH ale protomerilor aparțin unor radicali diferiți. O grupă SH aparține cisteinei, cealaltă aparține unui rest de acid fosfoanteteic. Gruparea cisteină SH a unui monomer este situată lângă grupa SH 4-fosfoanteteinat a altui protomer. Astfel, protomerii enzimei sunt aranjați cap la coadă. Deși fiecare monomer conține toate situsurile catalitice, un complex de 2 protomeri este activ funcțional. Prin urmare, 2 acizi grași sunt de fapt sintetizați simultan. Pentru simplitate, schemele descriu de obicei secvența reacțiilor în sinteza unei molecule de acid.

este redus succesiv de cetoacil reductază, apoi deshidratat și din nou redus de enoil reductază, centrii activi ai complexului. Ca rezultat al primului ciclu de reacții, se formează un radical butiril, asociat cu o subunitate a sintetazei acizilor grași.

Înainte de al doilea ciclu, radicalul butiril este transferat din poziția 2 în poziția 1 (unde acetilul a fost la începutul primului ciclu de reacții). Apoi, restul butiril suferă aceleași transformări și este extins cu 2 atomi de carbon, provenind din malonil-CoA.

Cicluri similare de reacții se repetă până se formează un radical de acid palmitic, care, sub acțiunea centrului tioesterazei, se separă hidrolitic de complexul enzimatic, transformându-se în acid palmitic liber (palmitat, Fig. 8-38, 8-39).

Ecuația generală pentru sinteza acidului palmitic din acetil-CoA și malonil-CoA este următoarea:

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 + .

Principalele surse de hidrogen pentru sinteza acizilor grași

În fiecare ciclu de biosinteză a acidului palmitic au loc 2 reacții de reducere,

Orez. 8-38. Sinteza acidului palmitic. Sintaza acizilor grași: în primul protomer, grupa SH aparține cisteinei, în al doilea, fosfopanteinei. După sfârșitul primului ciclu, radicalul butiril este transferat în grupa SH a primului protomer. Apoi se repetă aceeași succesiune de reacții ca în primul ciclu. Palmitoil-E este un reziduu de acid palmitic asociat cu sintaza acizilor grași. În acidul gras sintetizat, doar 2 atomi de carbon distali, marcați cu *, provin din acetil-CoA, restul din malonil-CoA.

Orez. 8-39. Schema generală a reacțiilor pentru sinteza acidului palmitic.

în care coenzima NADPH servește ca donor de hidrogen. Recuperarea NADP + are loc în reacțiile:

dehidrogenarea în stadiile oxidative ale căii pentozofosfatului a catabolismului glucozei;

dehidrogenarea malatului cu o enzimă malică;

dehidrogenarea izocitratului de către dehidrogenază citosolică dependentă de NADP.

2. Reglarea sintezei acizilor grași

Enzima reglatoare pentru sinteza acizilor grași este acetil-CoA carboxilaza. Această enzimă este reglată în mai multe moduri.

Asocierea/disocierea complexelor subunităților enzimatice.În forma sa inactivă, acetil-CoA carboxilaza este un complex separat, fiecare dintre ele format din 4 subunități. Activator enzimatic - citrat; stimulează asocierea complexelor, în urma cărora activitatea enzimei crește. Inhibitor - palmitoil-CoA; determină disocierea complexului și scăderea activității enzimatice (Fig. 8-40).

Fosforilarea/defosforilarea acetil-CoA carboxilază.În stare postabsorbtivă sau în timpul lucrului fizic, glucagonul sau adrenalina prin sistemul adenil-ciclazei activează protein kinaza A și stimulează fosforilarea subunităților acetil-CoA carboxilază. Enzima fosforilată este inactivă și sinteza acizilor grași se oprește. În timpul perioadei de absorbție, insulina activează fosfataza, iar acetil-CoA carboxilaza devine defosforilată (Fig. 8-41). Apoi, sub acțiunea citratului, are loc polimerizarea protomerilor enzimei și devine activ. Pe lângă activarea enzimei, citratul are o altă funcție în sinteza acizilor grași. În timpul perioadei de absorbție, citratul se acumulează în mitocondriile celulelor hepatice, în care reziduul de acetil este transportat în citosol.

Inducerea sintezei enzimatice. Consumul pe termen lung de alimente bogate în carbohidrați și sărace în grăsimi duce la creșterea secreției de insulină, care stimulează inducerea sintezei enzimelor: acetil-CoA carboxilază, acizi grași sintaza, citrat liaza,

Orez. 8-40. Asocierea/disociarea complexelor acetil-CoA carboxilază.

Orez. 8-41. Reglarea acetil-CoA carboxilazei.

Orez. 8-42. Alungirea acidului palmitic în RE. Radicalul acid palmitic este alungit cu 2 atomi de carbon, al căror donor este malonil-CoA.

izocitrat dehidrogenază. Prin urmare, consumul excesiv de carbohidrați duce la o accelerare a conversiei produselor de catabolism al glucozei în grăsimi. Infometarea sau mancarea bogata in grasimi duce la scaderea sintezei enzimelor si, in consecinta, a grasimilor.

3. Sinteza acizilor grași din acidul palmitic

Alungirea acizilor grași.În ER, acidul palmitic este alungit cu participarea malonil-CoA. Secvența reacțiilor este similară cu cea care are loc în timpul sintezei acidului palmitic, cu toate acestea, în acest caz, acizii grași nu sunt asociați cu sintaza acizilor grași, ci cu CoA. Enzimele implicate în alungire pot folosi ca substrat nu numai palmitic, ci și alți acizi grași (Fig. 8-42), prin urmare, nu numai acidul stearic, ci și acizii grași cu un număr mare de atomi de carbon pot fi sintetizați în organism.

Principalul produs de alungire în ficat este acidul stearic (C 18:0), cu toate acestea, în țesutul cerebral se formează o cantitate mare de acizi grași cu un lanț mai lung - de la C 20 la C 24, care sunt necesari pentru formarea sfingolipide și glicolipide.

În țesutul nervos are loc și sinteza altor acizi grași, α-hidroxiacizi. Oxidazele cu funcție mixtă hidroxilează acizii C22 și C24 pentru a forma acizi lignoceric și cerebronic, care se găsesc numai în lipidele creierului.

Formarea de duble legături în radicalii acizilor grași.Încorporarea dublelor legături în radicalii acizilor grași se numește desaturare. Principalii acizi grași formați în corpul uman ca urmare a desaturării (Fig. 8-43) sunt palmitoo-leic (C16:1Δ9) și oleic (C18:1Δ9).

Formarea de legături duble în radicalii acizilor grași are loc în ER în reacții care implică oxigen molecular, NADH și citocromul b 5 . Enzimele desaturaze ale acizilor grași prezente în corpul uman nu pot forma legături duble în radicalii acizilor grași distali de al nouălea atom de carbon, adică. între a noua şi

Orez. 8-43. Formarea acizilor grași nesaturați.

atomi de metil carbon. Prin urmare, acizii grași din familiile ω-3 și ω-6 nu sunt sintetizați în organism, sunt indispensabili și trebuie aprovizionați cu alimente, deoarece îndeplinesc importante funcții de reglare.

Formarea unei duble legături în radicalul acid gras necesită oxigen molecular, NADH, citocrom b 5 și citocrom b 5 reductază dependent de FAD. Atomii de hidrogen despărțiți de acidul saturat sunt eliberați sub formă de apă. Un atom de oxigen molecular este inclus în molecula de apă, iar celălalt este, de asemenea, redus la apă cu participarea electronilor NADH, care sunt transferați prin FADH 2 și citocromul b 5 .

Eicosanoidele sunt substanțe biologic active sintetizate de majoritatea celulelor din acizi grași polienici care conțin 20 de atomi de carbon (cuvântul „eikosa” în greacă înseamnă 20).

4. Raportul dintre grupurile polare și nepolare de pe suprafața moleculelor de proteine ​​native

5. Solubilitatea proteinelor

1. Metode pentru distrugerea țesuturilor și extracția proteinelor

2. Metode de purificare a proteinelor

3. Purificarea proteinelor din impurități cu greutate moleculară mică

11. Labilitatea conformațională a proteinelor. Denaturarea, semnele și factorii care o cauzează. Protecție împotriva denaturarii prin proteine ​​specializate de șoc termic (chaperones).

12. Principii de clasificare a proteinelor. Clasificare după compoziție și funcții biologice, exemple de reprezentanți ai claselor individuale.

13. Imunoglobuline, clase de imunoglobuline, caracteristici structurale și funcționale.

14. Enzime, definiție. Caracteristicile catalizei enzimatice. Specificul acțiunii enzimelor, tipuri. Clasificarea și nomenclatura enzimelor, exemple.

1. Oxidoreductoare

2.Transferuri

V. Mecanismul de acţiune al enzimelor

1. Formarea complexului enzima-substrat

3. Rolul situsului activ în cataliza enzimatică

1. Cataliza acido-bazică

2. Cataliza covalentă

16. Cinetica reacțiilor enzimatice. Dependența vitezei reacțiilor enzimatice de temperatură, pH-ul mediului, concentrația enzimei și substratului. Ecuația Michaelis-Menten, Km.

17. Cofactori enzimatici: ionii metalici și rolul lor în cataliza enzimatică. Coenzimele ca derivați ai vitaminelor. Funcțiile coenzimatice ale vitaminelor B6, pp și B2 pe exemplul transaminazelor și dehidrogenazelor.

1. Rolul metalelor în atașarea substratului la locul activ al enzimei

2. Rolul metalelor în stabilizarea structurii terțiare și cuaternare a enzimei

3. Rolul metalelor în cataliza enzimatică

4. Rolul metalelor în reglarea activității enzimatice

1. Mecanism de ping-pong

2. Mecanism secvenţial

18. Inhibarea enzimatică: reversibilă și ireversibilă; competitiv și necompetitiv. Medicamentele ca inhibitori ai enzimelor.

1. Inhibarea competitivă

2. Inhibarea necompetitivă

1. Inhibitori specifici și nespecifici

2. Inhibitori de enzime ireversibili ca medicamente

20. Reglarea activității catalitice a enzimelor prin modificare covalentă prin fosforilare și defosforilare.

21. Asocierea și disocierea protomerilor pe exemplul proteinei kinazei a și proteoliză limitată la activarea enzimelor proteolitice ca modalități de reglare a activității catalitice a enzimelor.

22. Izoenzimele, originea lor, semnificația biologică, dați exemple. Determinarea enzimelor și a spectrului de izoenzime ale plasmei sanguine în scopul diagnosticării bolilor.

23. Enzimopatii ereditare (fenilcetonurie) și dobândite (scorbut). Utilizarea enzimelor în tratamentul bolilor.

24. Schema generală pentru sinteza și dezintegrarea nucleotidelor pirimidinice. Regulament. Orotacidurie.

25. Schema generala pentru sinteza si degradarea nucleotidelor purinice. Regulament. Gută.

27. Baze azotate incluse în structura acizilor nucleici – purină și pirimidină. Nucleotide care conțin riboză și dezoxiriboză. Structura. Nomenclatură.

28. Structura primară a acizilor nucleici. ADN și ARN - asemănări și diferențe de compoziție, localizare în celulă, funcție.

29. Structura secundară a ADN-ului (modelul Watson și Crick). Legături care stabilizează structura secundară a ADN-ului. Complementaritatea. regula lui Chargaff. Polaritate. Antiparalelism.

30. Hibridarea acizilor nucleici. Denaturarea și regenerarea ADN-ului. Hibridarea (dna-dna, dna-rna). Metode de diagnostic de laborator bazate pe hibridizarea acizilor nucleici.

32. Replicare. Principiile replicării ADN-ului. etape de replicare. Iniţiere. Proteine ​​și enzime implicate în formarea furcii de replicare.

33. Alungirea și terminarea replicării. Enzime. Sinteza asimetrică a ADN-ului. Fragmente din Okazaki. Rolul ADN ligazei în formarea unui lanț continuu și întârziat.

34. Deteriorarea și repararea ADN-ului. Tipuri de daune. Metode de reparare. Defecte ale sistemelor de reparare și boli ereditare.

35. Transcriere Caracterizarea componentelor sistemului de sinteză a ARN. Structura ARN polimerazei dependente de ADN: rolul subunităților (α2ββ'δ). Inițierea procesului. alungirea, terminarea transcripţiei.

36. Foaia matricolă primară și prelucrarea acesteia. Ribozimele ca exemplu de activitate catalitică a acizilor nucleici. Biorol.

37. Reglarea transcripției la procariote. Teoria operonilor, reglarea după tipul de inducție și represiune (exemple).

1. Teoria operonilor

2. Inducerea sintezei proteinelor. Operon lac

3. Reprimarea sintezei proteinelor. Operonii triptofan și histidină

39. Asamblarea lanțului polipeptidic pe ribozom. Formarea unui complex inițiatic. Alungire: formarea unei legături peptidice (reacție de transpeptidare). Translocarea. Translocaza. Încetarea.

1. Inițiere

2. Alungirea

3. Rezilierea

41. Plierea proteinelor. Enzime. Rolul chaperonelor în plierea proteinelor. Plierea unei molecule de proteină folosind sistemul chaperonină. Bolile asociate cu plierea afectată a proteinelor sunt bolile prionice.

42. Caracteristici ale sintezei și procesării proteinelor secretate (pe exemplul colagenului și insulinei).

43. Biochimia nutriției. Principalele componente ale hranei umane, biorolul lor, nevoia zilnică pentru ele. Componente esențiale ale alimentelor.

44. Nutriție proteică. Valoarea biologică a proteinelor. bilantul de azot. Completitudinea nutriției proteice, normele proteice în nutriție, deficitul de proteine.

45. Digestia proteinelor: proteaze gastrointestinale, activarea și specificitatea acestora, pH-ul optim și rezultatul acțiunii. Formarea și rolul acidului clorhidric în stomac. Protejarea celulelor de acțiunea proteazelor.

1. Formarea și rolul acidului clorhidric

2. Mecanismul de activare a pepsinei

3. Caracteristici de vârstă ale digestiei proteinelor în stomac

1. Activarea enzimelor pancreatice

2. Specificitatea acțiunii proteazelor

47. Vitamine. Clasificare, nomenclatură. Provitaminele. Cauze hipo-, hiper- și beriberi. Stari dependente de vitamine si rezistente la vitamine.

48. Substanțe minerale ale alimentelor, macro și microelemente, rol biologic. Patologii regionale asociate cu o lipsă de oligoelemente.

3. Fluiditatea membranelor

1. Structura și proprietățile lipidelor membranare

51. Mecanisme de transfer al substanțelor prin membrane: difuzie simplă, simport și antiport pasiv, transport activ, canale reglate. receptorii membranari.

1. Transport activ primar

2. Transport activ secundar

Receptorii membranari

3. Reacții endergonice și exergonice

4. Conjugarea proceselor exergonice și endergonice din organism

2. Structura ATP sintazei și sinteza ATP

3. Coeficientul de fosforilare oxidativă

4.Controlul respirator

56. Formarea speciilor reactive de oxigen (oxigen singlet, peroxid de hidrogen, radical hidroxil, peroxinitril). Locul de formare, schemele de reacție, rolul lor fiziologic.

57. Mecanismul efectului dăunător al speciilor reactive de oxigen asupra celulelor (sexul, oxidarea proteinelor și acizilor nucleici). Exemple de reacții.

1) Inițierea: formarea unui radical liber (l)

2) Dezvoltarea lanțului:

3) Distrugerea structurii lipidelor

1. Structura complexului de piruvat dehidrogenază

2. Decarboxilarea oxidativă a piruvatului

3. Relația dintre decarboxilarea oxidativă a piruvatului și cpe

59. Ciclul acidului citric: succesiunea reacțiilor și caracterizarea enzimelor. Rolul ciclului în metabolism.

1. Secvența reacțiilor ciclului citratului

60. Ciclul acidului citric, diagrama procesului. Ciclul de comunicare în scopul transferului de electroni și protoni. Reglarea ciclului acidului citric. Funcțiile anabolice și anaplerotice ale ciclului citratului.

61. Glucide de bază ai animalelor, rol biologic. Glucide alimentare, digestia carbohidraților. Absorbția produselor de digestie.

Metode de determinare a glicemiei

63. Glicoliză aerobă. Secvența reacțiilor până la formarea piruvatului (glicoliză aerobă). Semnificația fiziologică a glicolizei aerobe. Utilizarea glucozei pentru sinteza grăsimilor.

1. Etapele glicolizei aerobe

64. Glicoliză anaerobă. Reacția de oxidoreducere glicolitică; fosforilarea substratului. Distribuția și semnificația fiziologică a defalcării anaerobe a glucozei.

1. Reacții de glicoliză anaerobă

66. Glicogen, semnificație biologică. Biosinteza și mobilizarea glicogenului. Reglarea sintezei și descompunerii glicogenului.

68. Tulburări ereditare ale metabolismului monozaharidelor și dizaharidelor: galactozemie, intoleranță la fructoză și dizaharide. Glicogenoze și glicogenoze.

2. Aglicogenoze

69. Lipide. Caracteristici generale. rol biologic. Clasificarea lipidelor.Acizi grași mai mari, caracteristici structurale. acizi grași polienici. Triacilgliceroli..

72. Depunerea și mobilizarea grăsimilor în țesutul adipos, rolul fiziologic al acestor procese. Rolul insulinei, adrenalinei și glucagonului în reglarea metabolismului grăsimilor.

73. Descompunerea acizilor grași în celulă. Activarea și transportul acizilor grași în mitocondrii. Β-oxidarea acizilor grași, efect energetic.

74. Biosinteza acizilor grași. Principalele etape ale procesului. reglarea metabolismului acizilor grași.

2. Reglarea sintezei acizilor grași

76. Colesterol. Căile de intrare, utilizare și excreție din organism. Nivelul colesterolului seric. Biosinteza colesterolului, etapele sale. reglarea sintezei.

81. Dezaminarea indirectă a aminoacizilor. Schema de proces, substraturi, enzime, cofactori.

Transferul reziduurilor de acetil din mitocondrii în citosol. Enzime active: 1 - citrat sintază; 2 - translocaza; 3 - citrat liaza; 4 - malat dehidrogenaza; 5 - malik-enzima.

Orez. 8-36. Rolul biotinei în reacția de carboxilare a acetil-CoA.

Orez. 8-37.Structura complexului multienzimatic este sinteza acizilor grași. Complexul este un dimer din două lanțuri polipeptidice identice, fiecare dintre ele având 7 situsuri active și o proteină purtătoare de acil (ACP). Grupările SH ale protomerilor aparțin unor radicali diferiți. O grupă SH aparține cisteinei, cealaltă aparține unui rest de acid fosfoanteteic. Gruparea cisteină SH a unui monomer este situată lângă grupa SH 4-fosfoanteteinat a altui protomer. Astfel, protomerii enzimei sunt aranjați cap la coadă. Deși fiecare monomer conține toate situsurile catalitice, un complex de 2 protomeri este activ funcțional. Prin urmare, 2 acizi grași sunt de fapt sintetizați simultan. Pentru simplitate, schemele descriu de obicei secvența reacțiilor în sinteza unei molecule de acid.

Sinteza acidului palmitic. Sintaza acizilor grași: în primul protomer, grupa SH aparține cisteinei, în al doilea, fosfopanteinei. După sfârșitul primului ciclu, radicalul butiril este transferat în grupa SH a primului protomer. Apoi se repetă aceeași succesiune de reacții ca în primul ciclu. Palmitoil-E este un reziduu de acid palmitic asociat cu sintaza acizilor grași. În acidul gras sintetizat, doar 2 atomi de carbon distali, marcați cu *, provin din acetil-CoA, restul din malonil-CoA.

Orez. 8-42.Alungirea acidului palmitic în RE. Radicalul acid palmitic este alungit cu 2 atomi de carbon, al căror donor este malonil-CoA.

2. Reglarea sintezei acizilor grași

Enzima reglatoare pentru sinteza acizilor grași este acetil-CoA carboxilaza. Această enzimă este reglată în mai multe moduri.

Asocierea/disocierea complexelor subunităților enzimatice.În forma sa inactivă, acetil-CoA carboxilaza este un complex separat, fiecare dintre ele format din 4 subunități. Activator enzimatic - citrat; stimulează asocierea complexelor, în urma cărora activitatea enzimei crește. Inhibitor - palmitoil-CoA; determină disocierea complexului și scăderea activității enzimatice.

Fosforilarea/defosforilarea acetil-CoA carboxilază.În stare postabsorbtivă sau în timpul lucrului fizic, glucagonul sau adrenalina prin sistemul adenil-ciclazei activează protein kinaza A și stimulează fosforilarea subunităților acetil-CoA carboxilază. Enzima fosforilată este inactivă și sinteza acizilor grași se oprește. În timpul perioadei de absorbție, insulina activează fosfataza, iar acetil-CoA carboxilaza devine defosforilată (Fig. 8-41). Apoi, sub acțiunea citratului, are loc polimerizarea protomerilor enzimei și devine activ. Pe lângă activarea enzimei, citratul are o altă funcție în sinteza acizilor grași. În timpul perioadei de absorbție, citratul se acumulează în mitocondriile celulelor hepatice, în care reziduul de acetil este transportat în citosol.

Inducerea sintezei enzimatice. Consumul pe termen lung de alimente bogate în carbohidrați și sărace în grăsimi duce la creșterea secreției de insulină, ceea ce stimulează inducerea sintezei enzimelor: acetil-CoA carboxilază, acizi grași sintetaze, citrat liază, izocitrat dehidrogenază. Prin urmare, consumul excesiv de carbohidrați duce la o accelerare a conversiei produselor de catabolism al glucozei în grăsimi. Infometarea sau mancarea bogata in grasimi duce la scaderea sintezei enzimelor si, in consecinta, a grasimilor.

"