Слайд 1Л И П И Д Ы  3
Биосинтез липидов
Лекция 14
                            							
							
							
						 
											
                            Слайд 2  
Содержание: 
- биосинтез насыщенных ЖК
биосинтез ненасыщенных ЖК
биосинтезТГ и
                                                            
                                    
фосфатидов
биосинтез ХС. Пул ХС в клетке
механизм регуляции углеводного обмена
- жиро-углеводный
                                    цикл Рэндла
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 3Биосинтез ЖК
  Наиболее интенсивно протекает в ЖКТ, гепатоцитах, энтероцитах,
                                                            
                                    
лактирующей молочной железе. Источником углерода для биосинтеза ЖК яв-ся избыточные
                                    углеводы, аминокислоты, продукты метаболизма ЖК.
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 4  Биосинтез ЖК- это альтернативный вариант ß- окисления, но
                                                            
                                    
осуществляемый в цитоплазме. Процесс ß- окисления выдает энергию в форме
                                    FADH2, NADH2 и АТФ, а биосинтез ЖК, поглощает ее в такой же форме.
   
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 5  Исходным субстратом для синтеза яв-ся ацетил-КоА, образующийся в
                                                            
                                    
митохондриальном матриксе. Мембрана митохондрии не проницаема для ацетил-КоА, поэтому он
                                    взаимодействует с ЩУК с образованием цитрата, который свободно проходит в цитоплазму и там расщепляется до ЩУК и ацетил-КоА.
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 6Увеличение цитрат в цитоплазме яв-ся сигналом к началу биосинтез ЖК.
                                                            
                                    
 Цитрат + АТФ + НSКоА -----?
------? CН3-СО-SКоА+ ЩУК +АДФ
                                    
Реакция протекает под действием цитратлиазы.
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 7  Для синтеза ЖК необходима одна молекула ацетил-КоА, неактивированная,
                                                            
                                    тогда как остальные должны быть активированы.
 СН3-СО-SКоА + СО2+ АТФ
                                    + биотин-------------------------------?СООН-СН2-СО-SКоА
 Активатором фермента- Ацетил-КоА-карбоксилазы яв-ся цитрат
 Первой реакцией в биосинтезе яв-ся образование малонил-КоА.	 
Ацетил-КоА-карбоксилаза
                                
 
                            							
														
						 
											
                            Слайд 8 
  
  Малонил-КоА - это начальный промежуточный
                                                            
                                    
продукт в синтезе жирных кислот, образованный из ацетил-КоА в цитоплазме.
                                    
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 9  Избыток ацетил-КоА в митохондриях не может самостоятельно пройти
                                                            
                                    
в цитоплазму. Проход через митохондриальную мембрану становится возможным благодаря цитратному
                                    шунту. Ацетил-КоА карбоксилаза катализирует образование малонил-КоА. 
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 10  
 На эту реакцию расходуется СО2 и АТФ.
                                                            
                                    
Таким образом, условия, которые способствуют липогенезу (наличие большого количества глюкозы),
                                    подавляют β-окисление жирных кислот
                                
                            							
														
						 
											
											
                            Слайд 12  Биосинтез ЖК осуществляется с помощью мультиферментного комплекса- пальмитоилсинтетазы
                                                            
                                    
жирных кислот. Она состоит из 7 ферментов, связанных с АПБ
                                    ( ацилпереносящим белком). АПБ состоит из 2 сбъединиц, на каждую из которых приходится по 250 тыс. д.
  АПБ содержит 2 SН группы. После образования малонил-КоА происходит перенос ацетильного и малонильного остатков на АПБ.
                                
                            							
														
						 
											
											
											
											
                            Слайд 16  Биосинтез ЖК будет протекать при высоком уровне глюкозы
                                                            
                                    
в крови, что обусловливает интенсивность гликолиза( поставщика ацетил-КоА), ПФП( поставщика
                                    NADFH2 и СО2).
  В условиях голодания, диабета, ситез ЖК маловероятен,т.к. нетГл( при диабете она не поступет в ткани, а находится в крови), следовательно будет низкой ативность гликолиза и ПФП.
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 17   Но в этих условиях в митохондриях печени
                                                            
                                    
имеются запасы СН3-СО-SКоА( источник ß-окисления ЖК). Однако этот ацетил-КоА не
                                    вступает в реакции синтеза ЖК,т.к. он должен лимитироваться продуктами ПЦ, СО2 и NADH2.
  В данном случае организму выгоднее синтезировать ХС, который требует только лишь NADFH2 и ацетил-КоА, что происходит при голодании и диабете.
                                
                            							
														
						 
											
											
											
											
											
											
											
											
                            Слайд 25Биосинтез ТГ и ФЛ
  Синтез ТГ происходит из Глицерина
                                                            
                                    
(Гн) и ЖК в основном стеариновой , пальмитиновой олеиновой.
 
                                    Путь биосинтез ТГ в тканях протекает через образование глицерол-3 фосфата, как промежуточного соединения. В почках, энтероцитах, где активность глицеролкиназы высокая, Гн фосфорилируется АТФ до глицеролфосфата.
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 26 В жировой ткани и мыщцах, вследствие очень низкой активности
                                                            
                                    
глицеролкиназы, образование глицеро-3-фосфата, в основном связано с гликолизом. 
 Известно,
                                    что пригликолизе образуется ДАФ( диоксиацетонфосфат), который в присутствии глицеролфосфат-ДГ способен превращаться в Г-3ф (глицерол-3 фосфат).
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 27 В печени наблюдаютсяоба пути образования г-3-ф. В тех случаях,
                                                            
                                    
когда содержанеи Глюкозы в ЖК понижено( при голодании), образуется лишь
                                    незначительное количество Г-3-ф. Поэтому, освободитвшиеся в результате липолиза ЖК не могут быть использованы ввиду этого для ресинтеза. Поэтому они покидают ЖТ и количество резервного жира снижается.
                                
                            							
														
						 
											
											
                            Слайд 29  
   Ненасыщенные жирные
   
                                                            
                                    
  кислоты,
       
                                            биосинтез
                                
                            							
														
						 
											
											
                            Слайд 31  Синтез ненасыщенных жирных кислот из насыщенных с параллельным
                                                            
                                    
удлинением цепи. Десатурация проходит под действием микросомального комплекса ферментов, состоящего
                                    из трех компонентов белковой природы: цитохрома b5, цитохром b5-редуктазы и десатуразы, которые содержат в своем составе негемовое железо. 
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 32  
  В качестве субстратов используются НАДФН и
                                                            
                                    
молекулярный кислород. Из этих компонентов образуется короткая цепь переноса электронов,
                                    с помощью которой на короткий период времени в молекулу жирной кислоты включаются гидроксильные группы
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 33 
  Затем они отщепляются в виде воды, в
                                                            
                                    
результате в молекуле жирной кислоты формируется двойная связь. Имеется целое
                                    семейство субъединиц десатуразы, которые специфичны к определенному месту введения двойной связи.
                                
                            							
														
						 
											
											
											
                            Слайд 36Происхождение ненасыщенных жирных кислот в клетках организма. Метаболизм арахидоновой кислоты
Незаменимые
                                                            
                                    
и заменимые - Среди ненасыщенных жирных кислот в организме человека
                                    не могут синтезироваться ω-3 и ω-6 жирные кислоты в связи с отсутствием ферментной системы, которая могла бы катализировать образование двойной связи в положении ω-6 или любом другом положении, близко расположенном к ω-концу. 
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 37  К таким жирным кислотам относятся линолевая кислота (18:2,
                                                            
                                    
Δ9,12), линоленовая кислота (18:3, Δ9,12,15) и арахидоновая кислота (20:4, Δ5,8,11,14).
                                    Последняя является незаменимой только при недостатке линолевой кислоты, поскольку в норме она может синтезироваться из линолевой кислоты
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 38 У человека при недостатке в пище незаменимых жирных кислот
                                                            
                                    
описаны дерматологические изменения. Обычный рацион взрослых людей содержит достаточное количество
                                    незаменимых жирных кислот. Однако у новорожденных, которые получают рацион, обедненный жирами, отмечаются признаки поражения кожи. Они проходят, если в курс лечения включается линолевая кислота. 
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 39  Случаи подобного дефицита наблюдаются и у пациентов, которые
                                                            
                                    
длительное время находятся на парентеральном питании, обедненном незаменимыми жирными кислотами.
                                    В качестве профилактики такого состояния достаточно, чтобы в организм поступали незаменимые жирные кислоты в количестве 1-2% от общей калорической потребности.
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 40  Синтез ненасыщенных жирных кислот из насыщенных с параллельным
                                                            
                                    
удлинением цепи. Десатурация проходит под действием микросомального комплекса ферментов, состоящего
                                    из трех компонентов белковой природы: цитохрома b5, цитохром b5-редуктазы и десатуразы, которые содержат в своем составе негемовое железо. В качестве субстратов используются НАДФН и молекулярный кислород. 
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 41  Из этих компонентов образуется короткая цепь переноса электронов,
                                                            
                                    
с помощью которой на короткий период времени в молекулу жирной
                                    кислоты включаются гидроксильные группы. Затем они отщепляются в виде воды, в результате в молекуле жирной кислоты формируется двойная связь. Имеется целое семейство субъединиц десатуразы, которые специфичны к определенному месту введения двойной связи.
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 42Образование и утилизация кетоновых тел
Двумя основными видами ацетоновых тел являются
                                                            
                                    
ацетоацетат и β-гидроксибутират. β-гидроксибутират - это восстановленная форма ацетоацетата. Ацетоацетат
                                    образуется в клетках печени из ацетил~КоА. Образование происходит в митохондриальном матриксе.
                                
                            							
														
						 
											
											
                            Слайд 44  
  Первоначальная стадия этого процесса катализируется ферментом
                                                            
                                    
- β-кетотиолазой. Затем ацетоацетил-КоА конденсируется со следующей молекулой ацетил-КоА под
                                    влиянием фермента ГОМГ-КоА синтетазы. В результате образуется β-гидрокси-β-метилглютарил-КоА. Затем фермент - ГОМГ-КоА лиаза катализирует расщепление ГОМГ-КоА на ацетоацетат и ацетил-КоА. 
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 45  
  В дальнейшем ацетоуксусная кислота восстанавливается под
                                                            
                                    
влиянием фермента b-гидроксибутиратдегидрогеназы и в результате образуется b-оксимасляная кислота. 
                                                                    
                            							
														
						 
											
                            Слайд 46  
  Затем фермент - ГОМГ-КоА лиаза катализирует
                                                            
                                    
расщепление ГОМГ-КоА на ацетоацетат и ацетил-КоА. В дальнейшем ацетоуксусная кислота
                                    восстанавливается под влиянием фермента b-гидроксибутиратдегидрогеназы и в результате образуется b-оксимасляная кислота. 
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 47
эти реакции происходят в митохондриях. В цитозоле имеются изоферменты -
                                                            
                                    
β-кетотиолазы и ГОМГ~КоА синтетазы, которые также катализируют образование ГОМГ~КоА, но
                                    в качестве промежуточного продукта в синтезе холестерола. Цитозольный и митохондриальный фонды ГОМГ~КоА не смешиваются.
  
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 48  
  Образование кетоновых тел в печени контролируется
                                                            
                                    
состоянием питания. Такое контрольное действие усиливается инсулином и глюкагоном. Принятие
                                    пищи и инсулин снижают образование кетоновых тел, в то время как при голодании стимулируется кетогенез вследствие увеличения количества жирных кислот в клетках 
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 49  
  При голодании усиливается липолиз, растет уровень
                                                            
                                    
глюкагона
  и концентрация цАМФ в печени. Происходит фосфорилирование, тем
                                    самым активация ГОМГ-КоА синтетазы. Аллостерическим ингибитором ГОМГ-КоА синтетазы выступает сукцинил-КоА.
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 50
В норме кетоновые тела являются источником энергии для мышц; при
                                                            
                                    
продолжительном голодании они могут использоваться центральной нервной системой. Следует иметь
                                    ввиду, что окисление кетоновых тел не может проходить в печени. В клетках других органов и тканей оно протекает в митохондриях. 
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 51  
  Такая избирательность обусловлена локализацией ферментов, катализирующих
                                                            
                                    
этот процесс.
  Сначала β-гидроксибутират дегидрогеназа катализирует окисление β-гидроксибутирата до
                                    ацетоацетата в НАД+-зависимой реакции. Затем с помощью фермента, сукцинил~КоА -Ацетоацетил~КоА трансферазы, кофермент А перемещается с сукцинил~КоА на ацетоацетат. 
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 52 
  
  Образуется ацетоацетил~КоА, который является промежуточным
                                                            
                                    
продуктом последнего витка β-окисления жирных кислот. Этот фермент в печени
                                    не образуется. Именно поэтому там не может происходить окисление кетоновых тел. 
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 53  
  Зато спустя несколько суток после начала
                                                            
                                    
голодания в клетках мозга начинается экспрессия гена, кодирующего этот фермент.
                                    Тем самым мозг адаптируется к использованию кетоновых тел в качестве альтернативного источника энергии, снижая свою потребность в глюкозе и белке.
   
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 54  
  Тиолаза довершает расщепление ацетоацетил-КоА, встраивая КоА
                                                            
                                    
по месту разрыва связи между α и β углеродными атомами.
                                    В результате образуется две молекулы ацетил-КоА.
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 55 
  Интенсивность окисления кетоновых тел во внепеченочных тканях
                                                            
                                    
пропорциональна их концентрации в крови. Общая концентрация кетоновых тел в
                                    крови обычно ниже 3 мг/100 мл, а средняя ежесуточная экскреция с мочой составляет приблизительно от 1 до 20 мг. 
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 56  В определенных метаболических условиях, когда происходит интенсивное окисление
                                                            
                                    
жирных кислот, в печени образуются значительные количества так называемых кетоновых
                                    тел. 
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 57  Состояние организма, при котором концентрация кетоновых тел в
                                                            
                                    
крови выше нормальной, называется кетонемией. Повышенное содержание кетоновых тел в
                                    моче называется кетонурией. В тех случаях, когда имеет место выраженная кетонемия и кетонурия, в выдыхаемом воздухе ощущается запах ацетона. 
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 58  
  Он обусловлен спонтанным декарбоксилированием ацетоацетата в
                                                            
                                    
ацетон. Эти три симптома - кетонемия, кетонурия и запах ацетона
                                    при дыхании объединяются общим названием - кетоз 
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 59  
  Кетоз возникает в результате недостатка доступных
                                                            
                                    
углеводов. Например, при голодании их мало поступает (или не поступает)
                                    с пищей, а при сахарном диабете, вследствие недостатка гормона - инсулина, когда глюкоза не может эффективно окисляться в клетках органов и тканей. 
                                
                            							
														
						 
											
                            Слайд 60 
  Это приводит к дисбалансу между этерификацией и
                                                            
                                    
липолизом в жировой ткани в сторону интенсификации последнего. Он обусловлен
                                    спонтанным декарбоксилированием ацетоацетата в ацетон. 
  
                                
                            							
														
						 
											
											
                            Слайд 62 
  Количество ацетоацетата, которое восстанавливается в β-гидроксибутират, зависит
                                                            
                                    
от соотношения НАДН/НАД+. Восстановление это происходит под влиянием фермента β-гидроксибутиратдегидрогеназы.
                                    Печень служит главным местом образования кетоновых тел благодаря высокому содержанию ГОМГ-КоА синтетазы в митохондриях гепатоцитов. 
                                
                            							
														
						 
											
											
                            Слайд 64Биосинтез ХС
ХС синтезируется гепатоцитами( 80%), энтероцитами (10%) , клетками почек
                                                            
                                    
(5%), и кожей.
В сутки образуется 0.3-1 г ХС( эндогенный пул).
                                                                    
                            							
														
						 
											
                            Слайд 65        Функции ХС:
Непременный
                                                            
                                    
участник клеточных мембран
Предшественние стероидных гормонов
Предшественник желчных кислот и витамина Д
                                                                    
                            							
														
						 
											
                            Слайд 66  Ежесуточно человек потребляет от 2-3г ХС. Процесс биосинтеза
                                                            
                                    
ХС включает в себя более 35 энзиматических реакций.
В них выделяют
                                    3 стадии:
Превращение ацетил-КоА в мевалоновую кислоту
Образование сквалена из мевалоновой кислоты
Превращение сквалена в ХС