Метаболізм ацетил-коензиму а

Ацетил-КоА може окислюватися в циклі трикарбонових кислот. При цьому забезпечується 12 молекул АТФ на кожну молекулу ацетілкоензіма А. Ацетил-КоА може використовуватися для синтезу жирних кислот, при цьому потрібна достатня кількість енергії (АТФ). При нестачі енергії, при порушенні обміну вуглеводів і ліпідів синтез холестерину через мевалоновую кислоту порушується і відбувається утворення кетонових тіл з їх накопиченням в тканинах і виділенням з сечею (кетози). Мевалоновоя кислота є попередником холестерину. Однак реакції біосинтезу холестерину майже повністю збігаються з реакціями біосинтезу кетонових тел. При нормальній енергетичної забезпеченості ацетоацетил-КоА повністю перетворюється в печінці в мевалоновую кислоту, потім в холестерин. При зменшенні вуглеводів, цукровому діабеті, порушенні обміну ліпідів відбувається збільшення кетонових тіл, розвиваються кетози.

Шляхи освіти кетонових тіл

1. Освіта кетонових тіл відбувається при вуглеводному голодуванні, зменшенні енергетичних джерел для синтезу жиру, холестерину з активованою оцтової кислоти. При цьому активована Мевалонова кислота розпадається на ацетоуксусную кислоту і ацетил-КоА:

Ацетоуксусная кислота частково відновлюється до (β-оксимасляної кислоти, а частково декарбоксилируется, утворюючи ацетон:

II. Якщо CH3 -CO-KoA утворюється багато і недостатньо енергії для синтезу жиру, то утворюється активована ацетоуксусная кислота:

Потім утворюється вільна ацетоуксусная кислота:

Утвориться ацетоуксусная кислота може перетворюватися в β-оксимасляную кислоту або ацетон, як зазначено вище. Кетонові тіла синтезуються в печінці і надходять в кров. У нормальних умовах β-оксимасляная кислота, ацетоуксусная кислота окислюються в тканинах м'язів і є джерелом енергії. Однак при порушеннях обміну (цукровий діабет), коли використання вуглеводів ускладнене і посилюється окиснення ліпідів, при тривалому нестачі вуглеводів, відбувається надмірний біосинтез кетонових тіл з утворенням ацетону. При цьому відбувається кетонемия (ацидоз) і порушення нормального функціонування організму.

Окислення ненасичених жирних кислот відбувається після їх перетворення в відповідну насичену жирну кислоту. Потім вони окислюються по β-вуглецевого атома.

Окислення жирних кислот з непарним числом вуглецевих атомів відбувається так само, як і при окисленні жирних кислот з парним числом атомів вуглецю. Відмінність полягає в тому, що в кінцевому підсумку утворюється пропіоніл-КоА, який спочатку піддається карбоксилювання, в результаті утворюється активована бурштинова кислота (сукцинил-КоА). Сукцініл-КоА окислюється в циклі трикарбонових кислот.

біосинтез ліпідів

Здатність тварин запасати полісахариди досить обмежена; тому глюкоза, яка надходить в організм в значних кількостях, використовується для синтезу жирних кислот і гліцерину. Важливим процесом є також біосинтез холестерину, так як він є вихідним продуктом для утворення численних біологічно активних стероїдів.

Синтез вищих жирних кислот відбувається з ацетил-KoA в цитоплазмі. Фермент ацетил-КоА-карбоксилаза, що містить біотин, каталізує АТФ-залежний синтез Малоні-КоА з ацетил-КоА і СО 2:

За участю ацілпереносящего білка (АПБ) Мм 10 Та відбувається синтез ацетил-SАПБ і Малоні-SАПБ:

На наступному етапі ацетил-SАПБ і Малоні-SАПБ взаємодіють з утворенням ацетил-ацетил SAПБ:

Після цього ацетоацетил-SАПБ відновлюється по β-вуглецевого атома за участю НАДФН2. в результаті утворюється β-гідроксібутіріл-SAПБ. Потім відбувається приєднання активованої оцтової кислоти і молонья до ацетілпереносящему білку (АПБ):

SАПБ під дією ферменту β-гідрокси-АПБ-дегідратази втрачає молекулу води (5) і перетворюється в Кротоні-SАПБ; останній за участю НАДФН2 відновлюється в бутіріл-SAПБ. Далі цикл реакції повторюється.

Якщо йде синтез пальмітинової кислоти (C16), то до бутіріл-SAПБ приєднується послідовно ще 7 разів Малоні

SАПБ, при цьому відщеплюється дистальная карбонильная група Малоні

SАПБ у вигляді CO2. Сумарний результат цих реакцій наступний:

ацетил-КоА + 7 Малоні-КоА + 14 НАДФН2

пальмітинова кислота + 7CO2 + 8 HSKoA + 14 НАДФ + 7 H2 O

У цьому процесі 7 молекул CO2 утворюється за рахунок вільних карбоксильних груп 7 молекул Малоні-КоА. З 16 вуглецевих атомів пальмітинової кислоти 2 атома утворюється за рахунок ацетил-КоА, а решта за рахунок Малоні-КоА.

В ході синтезу 7 карбоксильних груп - С = О відновлюються з семи груп -CH2 -, на це витрачається 14 НАДФН2. за рахунок 7 з них утворюються водневі атоми груп -CH2 -, а за рахунок інших семи - кисень карбонільних груп перетворюється в воду.

Біосинтез фосфатидних кислот і тригліцеридів відбувається в печінці і жировій тканині при наявності гліцерину і жирних кислот. Гліцерин утворюється при гідролізі ліпідів, потім під впливом ферменту гліцерокінази за участю АТФ синтезується гліцерофосфат:

Гліцерофосфат може утворитися також з діоксиацетонфосфат, що виник при окисленні глюкози шляхом відновлення НАДН2.

Гліцерофосфат далі використовується для біосинтезу фосфатидного кислоти. Реакція каталізується фосфатідсінтетазой:

гліцерофосфат ацил-КоА фосфатидними кислота

У фосфатидного кислоти в двох позиціях спиртові групи гліцерину з'єднані складноефірного зв'язком із залишками жирної кислоти (найчастіше з 16 і 18 вуглецевими атомами), а в одній позиції з фосфорною кислотою. Синтез триацилглицеринов здійснюється з фосфатидного кислоти. Спочатку з фосфатидного кислоти відокремлюється фосфорна кислота, при цьому утворюється діацілгліцерін. Далі діацілгліцерін реагує з третьої молекулою активованої жирної кислоти (ацил-КоА) і утворюється тріацілгліцеріни:

фосфатидними діацілгліцерін ацил-КоА тріацілгліцеріни

Біосинтез фосфогліцерідов відбувається в ендо- плазматичних мембранах клітини. Фосфатіділетаноламін синтезується в наступній послідовності: на початку етаноламін фосфорилируется за участю АТФ і ферменту етаноламінкінази:

Потім фосфоетаноламін реагує з ЦТФ, в результаті утворюється цітіділдіфосфатетаноламін і пірофосфат:

фосфоетаноламін + ЦТФ → ЦДФ-етаноламін.

Далі ЦДФ-етаноламін взаємодіючи з 1,2 діацілгліце-Рідом, перетворюється в фосфатіділетаноламін:

Біосинтез фосфатидилхолина (лецитину) здійснюється наступним чином: синтезується фосфатидилхолин з фосфатидилетаноламін шляхом метилування або ж спочатку холін взаємодіє з ЦТФ.

Потім ЦДФ-холін з 1,2 діацілгліцерін утворює діфосфатіділхолін :.

ЦДФ-холін + 1,2 - діацілгліцерін →

Біосинтез фосфатидилсерина відбувається шляхом обміну етаноламіну на серин: