Лекция Липиды тканевой обмен (1)

1.

ЛИПИДЫ
ТКАНЕВОЙ ОБМЕН

2.

4. Энергетическое использование липидов
4.1 Липолиз жировой ткани (мобилизация жиров)
• Это ступенчатый гидролиз сложноэфирных связей ТАГ под
действием специфических тканевых липаз с образованием
глицерола и ВЖК. Протекает в постабсорбтивном периоде,
при голодании и активной физической работе.
• Лимитирующим ферментом липолиза является
триацилглицероллипаза. Она имеет две формы:
фосфорилированную (активную) и нефосфорилированную
(неактивную).
15/Ж.В.

3.

Регуляция липолиза
Активируют липолиз:
Глюкокортикоиды, СТГ, АКТГ, глюкагон,
адреналин, тироксин, липотропин гипофиза,
+АТФ (протеинкиназа)
(неакт. липаза) Е-ОН →
Е-ОРО3Н2 (активн.)
-Н3РО4 (протерфосфатаза)
←
Ингибирует:
инсулин

4.

Реакции липолиза
СН2–О–СО–R1
СН2–ОН
|
ТАГ-липаза |
ДАГ липаза
CН–О–СО–R2
CН–О–СО–R2
|
- R1–CООН |
- R3–CООН
СН2–О–СО–R3
СН2–О–СО–R3
ТАГ
CН2 – ОН
|
CН – О – СО – R2
|
CН2 – ОН
МАГ
ДАГ
МАГ-липаза
- R2 – CООН
CН2 – ОН
|
CН – ОН
|
CН2 – ОН
Глицерол

5.

Реакции липолиза (продолжение)

6.

РЕАКЦИЯ АКТИВАЦИИ ЖК

7.

ПЕРЕНОС АЦИЛ-КоА ИЗ ЦИТОЗОЛЯ В
МАТРИКС МИТОХОНДРИЙ

8.

β-ОКИСЛЕНИЕ ЖИРНЫХ КИСЛОТ
R
СН2 СН2 CO ~ SKoA
ацил-КоА
дегидрогеназа
ФАД
ФАДН2
R
СН СН
CO ~ SKoA
еноил-КоА
гидратаза
R
Н2О
СН СН2 CO ~ SKoA
OH
гидроксиацил-КоА
2
АТФ

9.

R
CH
СН2
OH
CO ~ SKoA
гидроксиацил-КоА
НАД+
дегидрогеназа
НАДН + Н+
СН2
R С
O
CO ~ SKoA
кетоацил-КоА
НS-KoA
тиолаза
R CO ~ SKoA
ацил-КоА (nС-2)
3
АТФ
CH3 CO ~ SKoA
ацетил-КоА
следующий цикл β-
ЦТК
12
АТФ

10.

ОБЩАЯ СХЕМА β-ОКИСЛЕНИЯ ЖК

11.

ЭНЕРГЕТИЧЕКИЙ ВЫХОД ПРИ β-ОКИСЛЕНИИ
ПАЛЬМИТИНОВОЙ КИСЛОТЫ
энергетический выход = n/2 . 12 + (n/2 - 1) . 5 - 1, где
n – количество С-атомов в жирной кислоте;
n/2 – количество молекул ацетил-КоА, образованных в
процессе β-окисления;
12 – количество АТФ, синтезирующихся в ЦПЭ при окислении
ацетил-КоА в ЦТК ;
(n/2 – 1) – количество циклов β-окисления;
5 – количество молекул АТФ, образованных в каждом цикле
за счёт двух реакций дегидрирования;
1 – затрата 1 молекулы АТФ на активацию жирной кислоты

12.

ОКИСЛЕНИЕ ЖК С НЕЧЕТНЫМ
КОЛИЧЕСТВОМ АТОМОВ УГЛЕРОДА

13.

Окисление ненасыщенных
жирных кислот
∆3,4-Цис-∆2,3-Транс-еноилКоАизомераза
…
β-окисление

14.

Регуляция
β-окисление активируют: глюкагон, адреналин, ЖК, НАД+,
АДФ:
Голод, физическая нагрузка → ↑ глюкагон, ↑ адреналин →
↑липолиз ТАГ в адипоцитах → ↑ ЖК в крови →
↑ β-окисление в аэробных условиях в мышцах, печени →
↑АТФ;
β-окисление ингибируют: инсулин, НАДH2, АТФ.
Пища → ↑ инсулин → ↑ гликолиз → ↑ Ацетил-КоА → ↑ синтез
малонил-КоА и ЖК,

15.

6. Пластическое использование липидов.
Глюкоза
Гликолиз
6.1. Общая схема синтеза ВЖК (пальмитата)
ПВК
НАДФН2
АцетилКоА/Ацил-КоА
Ацетил-КоА
Малонил-КоА
Синтаза ЖК
(Пальмитатсинтазный
Комплекс)
Пальмитиновая
кислота
31/Ж.В.

16.

СИНТЕЗ ВЫСШИХ ЖИРНЫХ КИСЛОТ
Для бисинтеза ЖК необходимо:
1. Образование ацетил-SКоА из глюкозы или кетогенных
аминокислот.
2. Перенос ацетил-SКоА из митохондрий в цитозоль (цитратмалатный челночный механизм)
3. Образование малонил-SКоА из ацетил-SКоА.
Карбоксилирование ацетил-SКоА катализируется ацетилSКоА-карбоксилазой, мульферментным комплексом из трех
ферментов.

17.

ПЕРЕНОС АЦЕТИЛ-КоА ИЗ МИТОХОНДРИЙ В ЦИТОЗОЛЬ
Поступающий из
митохондрий цитрат в
цитозоле расщепляется АТФ
цитрат-лиазой до
оксалоацетата и ацетилSКоА. Оксалоацетат в
дальнейшем
восстанавливается до
малата, и последний либо
переходит в митохондрии
(малат-аспартатный челнок),
либо декарбоксилируется в
пируват "малик"ферментом (яблочный
фермент).

18.

6.1.2.Первая реакция синтеза ВЖК –образование малонил-КоА
АТФ
Ацетил-КоА
СО2
АДФ + Фн
Биотин
Малонил-КоА
Ацетил-КоА карбоксилаза
2 стадии: 1.
2.
СО2 + биотин + АТФ → биотин-СООН + АДФ + Фн
ацетил-КоА + биотин-СООН → малонил-КоА + биотин
+ Цитрат (положительный аллостерический эффектор)
+ Инсулин (в печени: активация путем дефосфорилирования фермента и индукция его
синтеза; в жировой ткани –активация фермента путем дефосфорилирования)
- Пальмитоил-КоА (отрицательный аллостерический эффектор)
- Адреналин, глюкагон (инактивация фермента путем его фосфорилирования)
33/Ж.В.

19.

ГОРМОНАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ АКТИВНОСТИ
АЦЕТИЛ-SКоА-КАРБОКСИЛАЗЫ
Фосфорилирование ацетил-КоА-карбоксилазы снижает скорость
образования малонил-КоА и его концентрацию в цитозоле. Поэтому в
печени снижается синтез ЖК и увеличивается скорость β-окисления ЖК

20.

СИНТЕТАЗА ЖК

21.

СХЕМАТИЧНОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ СИНТЕТАЗЫ

22.

Синтаза жирных кислот
Полиферментный комплекс, катализирующий
синтез жирных кислот (цитозоль).
1. Комплекс представляет собой димер, состоящий из
двух идентичных мономеров А и Б.
2. Мономеры А и Б в синтазном комплексе
располагаются по принципу «голова к хвосту».
3. Мономеры А и Б в синтазном комплексе не
являются функциональными единицами.
4. Каждый из мономеров включает 6 ферментов,
катализирующих биосинтез ВЖК и

23.

1.Синтез ЖК начинается с
переноса ацетильного
остатка на SH группу ЦИС, а
затем малонильного остатка на SH
группу АПБ малонилтрансферазой
2. Конденсация их
кетоацилсинтазой с
освобождением СО2
3. Образовавшийся радикал
ацетоацетила восстанавливается
кетоацилредуктазой,
дегидратируется дегидратазой,
восстанавливается еноилредуктазой.
4. Образуется R бутирила,
связанного с ферментом
5. Затем повторяется такой же
цикл реакций и образуется R ЖК с
6 атомами С.
6. Циклы повторяются вновь до
образования R пальмитата.
7. Фермент тиоэстераза
отщепляет ЖК от фермента
синтезы ЖК

24.

25.

26.

27.

28.

7.2. Глицерофосфатный путь синтеза ТГ и ФЛ
Основной путь синтеза липидов в организме Процесс активирует инсулин
CH2OH
O
H
H
OH
OH
С
H
O
H
H
CH 2OH
гликолиз
H
OH
НАД+
НАДН2
CH 2OH
С
Глицерол-ф ДГ
CH 2OPO 3H2
OH
глюкоза
ФДА
CH 2OPO 3H2
цитоплазма
Печень, адипоцит, мышцы
глицеро-ф
O
H2C
HC
H2C
O
O
O
С
O
R1
С
O
R2
С
R3
ТГ
H2C
3 Н2О
ЛПЛ
АДФ
OH
(ХИЛОМИКРОНЫ,
ЛПОНП )
C
АТФ
ЛИПОЛИЗ
ЖИРОВ
HS-KoA цитоплазма
O
R
См. следующий
слайд
Глицеролкиназа
печень
O
+ HC OH
3 R C OH
Жирная кислота
кровь
H2C
OH
глицерин
Активная форма
глицерола
OH
Печень, адипоцит O
OH
Жирная кислота
R
АТФ
АМФ+ФФн
ацил-КоА-синтетаза
C
O
SKoA
Ацил-SKoA
43/Ж.В.

29.

30.

РЕАКЦИЯ СИНТЕЗА ТАГ В ПЕЧЕНИ

31.

O
CH 2O
H
C
O
C
O
R
O C
R
R-CO-SKoA
CH 2O
HS-KoA
H
Ацилтрансфераза
CH 2OH
ЦМФ
H2C
O
CH
O
C
H2 C
R2 C O CH
O
R1
R
C
R
O
Холинтрансфераза
ЦМФ
O C
O
ТГ
ЦДФ-холин
ЦДФэтаноламин
R
CH 2O
1,2-ДГ
R2 C O
C
C
O
O
O
C
R1
O
H2C O P O CH2CH2N(CH3)3
OH
O
H2C O P O CH2CH2NH2
OH
L –Фосфатидилэтаноламин
L –Фосфатидилхолин
(Лецитин)
45/Ж.В.

32.

СИНТЕЗ ФЛ НА ПРИМЕРЕ ФОСФАТИДИЛХОЛИНА

33.

ОБЩАЯ СХЕМА СИНТЕЗА ФОСФОЛИПИДОВ И ТАГ

34.

Взаимодействие углеводного и
липидного обменов

35.

Взаимодействие углеводного и
липидного обменов