Главная > Химия > Биохимия, Т.2
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

17.24. Регуляция синтеза жирных кислот

Синтез жирных кислот достигает максимального уровня в условиях избытка углеводов и низкого содержания жирных кислот. При этом большую роль играют как механизмы кратковременного контроля, так и механизмы долговременного контроля. Наиболее важным кратковременным регулятором синтеза жирных кислот является концентрация цитрата в цитозоле. Как уже упоминалось, цитрат стимулирует ацетил-СоА-карбоксилазу, фермент, катализирующий решающий этап в синтезе жирных кислот. Содержание цитрата находится на высоком уровне, когда и ацетил-СоА, и и АТР присутствуют в избытке. Напомним, что изоцитрат-дегидрогеназа ингибируется высоким энергетическим зарядом (разд. 13.18). Следовательно, высокое содержание цитрата говорит о доступности двухуглеродных фрагментов и АТР для синтеза жирных кислот. Пальмитоил-СоА, который накапливается при избытке жирных кислот, является антагонистом цитрата в его действии на ацетил-СоА-карбоксилазу. Кроме того, пальмитоил-СоА подавляет функцию переносчика, осуществляющего транспорт цитрата из митохондрий в цитозоль, а также ингибирует генерирование NADPH под действием глюкозо-6-фосфат - дегидрогеназы.

Долговременная регуляция опосредуется изменениями скорости синтеза и деградации ферментов, участвующих в синтезе жирных кислот. Этот тип регуляции известен также как адаптивный контроль. У животных, получающих в течение нескольких дней после голодания богатую углеводами и бедную жиром диету, наблюдается резкое увеличение количества ацетил-СоА -карбоксилазы и синтетазы жирных кислот в печени.

Заключение

Жирные кислоты играют важную физиологическую роль и в качестве компонентов фосфолипидов и гликолипидов и в качестве молекул, выполняющих функцию топлива. Они запасаются в жировой ткани в виде триацилглицеролов (нейтрального жира), которые могут быть мобилизованы под действием липаз, находящихся под гормональным контролем. Жирные кислоты активируются, превращаясь в ацил-СоА, переносятся с помощью карнитина через внутреннюю митохондриальную мембрану и расщепляются в митохондриальном матриксе в результате повторяющейся последовательности четырех реакций: 1) окисления, зависимого от гидратации, 3) окисления, зависимого от NAD+, и 4) тиолиза с участием и NADH, образовавшиеся на окислительных стадиях, передают свои электроны на через дыхательную цепь, тогда как ацетил-СоА, образовавшийся на стадии тиолиза, в норме включается в цикл трикарбоновых кислот, конденсируясь с оксалоацетатом. Если концентрация оксалоацетата недостаточно высока, образование ацетил-СоА сопровождается повышением содержания ацетоацетата и 3-гидроксибутирата, играющих в норме роль топливных молекул. При голодании и при диабете в крови накапливаются большие количества ацетоацетата, 3-гидроксибутирата и ацетона (называемых в совокупности кетоновыми телами). Млекопитающие неспособны превращать жирные кислоты в глюкозу, потому что у них нет такого метаболического пути, который бы обеспечивал образование оксалоацетата, пирувата или других промежуточных продуктов гликолиза из апетил-СоА.

Синтез жирных кислот в цитозоле осуществляется в результате реакций, отличных от реакций р-окисления. Он начинается с карбоксилирования ацетил-СоА в малонил-СоА. Данная реакция, запускаемая АТР, катализируется биотшювым ферментом ацетил-СоА-карбоксилазой. Этот решающий этап в биосинтезе жирных кислот аллостерически стимулируется цитратом. Промежуточные продукты синтеза жирных кислот связаны с ацилпереносящим белком (АПБ), а именно с сульфидным концом его фосфопантетеиновой простетической группы. Ацетил-АПБ образуется из ацетил-СоА, и малонил-АПБ-из малонил-СоА. Ацетил-АПБ и малонил-АПБ конденсируются с образованием ацетоацетил-АПБ в результате реакции, запускаемой высвобождением из активированного малонильного компонента. Далее следуют реакции восстановления, дегидратации и повторного восстановления. Восстановителем на этих стадиях служит NADPH. Образовавшийся указанным путем бутирил-АПБ может вступить во второй цикл элонгации, начинающийся с присоединения двухуглеродного компонента из малонил-АПБ, Семь циклов элонгации приводят к образованию пальмитоил-АПБ, который

гидролизуется до пальмитата. Синтез пальмитата требует восьми молекул ацетил-СоА, четырнадцати NADPH и семи АТР. У высших организмов ферменты, осуществляющие синтез жирных кислот, организованы в мульти-ферментный комплекс. Два типа полипептидных цепей в этих комплексах содержат семь ковалентно связанных ферментов. Цикл реакций, основанный на распаде цитрата, осуществляет перенос ацетильных групп из митохондрий в цитозоль и генерирование части требующегося NADPH. Остальной NADPH образуется в ходе пентозофосфатного пути. Элонгация и десатурация жирных кислот катализируются ферментными системами мембран эндоплазматического ретикулума. У млекопитающих отсутствуют ферменты, вводящие двойные связи дистальнее и поэтому они должны получать линолеат и линоленат с пищей.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

(см. скан)

Вопросы и задачи

(см. скан)

(см. скан)

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление