Окисление липидов

1. Классификация липидов

ЛИПИДЫ
ПРОСТЫЕ
Жиры
Воска
СЛОЖНЫЕ
Фосфолипиды
Гликолипиды
Глицерол-фосфолипиды
Фосфатидилхолины
Фосфатидилэтаноламины
Фосфатидилсерины
Фосфатидилинозиты
Плазмалогены
Цереброзиды
Сульфатиды
Ганглиозиды
Сфингомиелины
1
Стерины,
стероиды

2. Структура триглицеридов

Структура
Название кислоты
триглицеридов
a1 СН2-О-СО-R1
ǀ
b
CH-O-CO-R2
ǀ
a 3 CH2-O-CO-R3
Сn : m
Миристиновая
Пальмитиновая
Стеариновая
Арахиновая
14 : 0
16 : 0
18 : 0
20 : 0
Пальмитолеиновая
16 : 1, Δ9
Олеиновая
18 : 1, Δ9
Линолевая
18 : 2,
Δ 9, 12
18 : 3,
Δ 9, 12, 15
20 : 4,
Δ 5, 8,11, 14
Линоленовая
Арахидоновая
ω Структура кислот
Насыщенные
СН3– (СН2)12 – СООН
СН3– (СН2)14 – СООН
СН3– (СН2)16 – СООН
СН3– (СН2)18 – СООН
Моноеновые
СН3–(СН2)5СН=СН(СН2)7–СООН
СН3–(СН2)7СН=СН(СН2)7–СООН
Полиеновые
6 СН3–(СН2)4СН=СН-СН2-СН=СН- (СН2)7–СООН
3 СН3–СН2 -СН=СН-СН2-СН=СН-СН2-СН=СН(СН2)7–СООН
6 СН3–(СН2)4СН=СН-СН2 -СН=СН-СН2-СН=СН-СН2СН=СН-(СН2)3–СООН
Витамин F: эссенциальные жирные кислоты:
линолевая, линоленовая, арахидоновая.

3.

4.

Глицериды*

5.

глицерофосфолипиды

6.

сфинголипиды
В основном они находятся в
мембранах животных и растительных клеток.
Особенно богата ими нервная ткань.
Сфингомиелины обнаружены также
в ткани почек, печени и других органов.
При гидролизе сфингомиелины
образуют одну молекулу жирной кислоты, одну
молекулу двухатомного ненасыщенного спирта
сфингозина, одну молекулу азотистого
основания (чаще это холин) и одну молекулу
фосфорной кислоты.

7.

ГЛИКОЛИПИДЫ (ГЛИКОСФИНГОЛИПИДЫ)
Простейшими
гликосфинголипидами
являются
галактозилцерамиды и глюкозилцерамиды.
Галактозилцерамиды * – главные сфинголипиды мозга и
других нервных тканей, но в небольших количествах
встречаются и во многих других тканях.
Более сложными гликосфинголипидами
являются
ганглиозиды,
образующиеся
из
гликозилцерамидов.
Ганглиозиды дополнительно содержат одну
или несколько молекул сиаловой кислоты. В тканях
человека доминирующей сиаловой кислотой является
нейраминовая. Ганглиозиды в больших количествах
находятся в нервной ткани

8.

СТЕРОИДЫ
Стероиды – широко распространенные в природе соединения. Они часто обнаруживаются в ассоциации с
жирами. Их можно отделить от жира путем омыления * (они попадают в неомыляемую фракцию). Все
стероиды в своей структуре имеют ядро, образованное гидрированным фенантреном (кольца А, В и С) и
циклопентаном (кольцо D):
* Омылением называется гидролиз жира щелочью. Продуктами омыления являются глицерин и щелочные
соли жирных кислот, которые называют мылами.

9.

10.

11.

Активация панкреатической
липазы

12.

13.

14.

Желчные кислоты представляют собой основной конечный
продукт метаболизма холестерина.

15.

• Желчные кислоты
ОН
Желчные кислоты
присутствуют в желчи в
конъюгированной форме.
Эти соединения иногда
называют парными
желчными кислотами, так
как они состоят из двух
компонентов – желчной
кислоты и глицина или
таурина.
СН3
СН3
СН3
СО-NH
|
(CH2)2
|
SO3
Таурин
ПУЛ
2,5 – 3,5 г/сут
Таурохолат
НО
ОН
ОН
СН3
СН3
СН3
СО-NH
|
CH2
|
СОО
Глицин
СН3
НО
ОН
Гликохолат
БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ:
1.
Эмульгирование жиров;
2. Активация липазы;
3.
Образование мицелл для
всасывания жирных кислот;
15

16.

Гидролиз триглицеридов при участии
панкреатической липазы можно изобразить в
виде следующей схемы:

17.

Мицелла
СН2-ОН
CH-O-CO-С17Н33
Таурохолат
Гликохолат
-
CH2-OН
-
Желчные
кислоты (Хэ)
-
Холестерин
-
Глицерин (г) (Хэ)
-
Мг
желчные
кислоты
-
- жирные кислоты
17

18.

Кишечная ворсинка
Энтероцит
выход желчных кислот
Просвет
кишечника
- - - мицелла
Лимфатический
сосуд
in ductus lymphaticus
Артерия
in venae portae
18

19. Переваривание и всасывание липидов

20.

21.

РЕСИНТЕЗ ЛИПИДОВ В СТЕНКЕ КИШЕЧНИКА
1

22.

РЕСИНТЕЗ ЛИПИДОВ В СТЕНКЕ КИШЕЧНИКА
2

23. Ресинтез триглицеридов и фосфолипидов (в энтероцитах)

Ресинтез триглицеридов и фосфолипидов
Глицерофосфат-ацилтрансфераза
глицеролкиназа
СН2-ОН
СН2-ОН
CH-OН
CH-OН
CH2-OН
CH2-O-(Р)
АТФ АДФ
Глицерин
Диглицерид-ацилтрансфераза
СН2-О-СО-R1
R1-CO-S-KoA
CH-O-CO-R2
Фосфатидат-фосфогидролаза
CH2-O-(Р)
R2-CO-S-KoA
Глицерофосфат
Фосфатидная к-та
СН2-О-СО-R1
CH-O-CO-R2
ЦТФ!
РР
Фн
HsKoA
ЦДФ-диглицерид
серин-(Р)
ЦМФ
Фосфатидил
серин
CH2-O-CO-R3
Триглицерид
ЦМФ
Фосфатидил
инозит
Ацил-КоА-синтетаза
R1 + HS-KoA → R1-CO-S-KoA
(в энтероцитах)
Фосфатидил
этаноламин
3”S”-аденозилметионин
3”S”-аденозингомоцистеин
СО2
Фосфатидил
холин

24.

25.

26. ХМ-хиломикроны (липопротеид)

Белок - 2%
Фл – 8%
Тг – 83%
Хс+Хэ – 7%
эндогенные
Адипоциты
V. portae
липопротеид
липаза
липопротеид
липаза
26

27. Строение хиломикрона

28. Внутриклеточный липолиз (гепатоциты, адипоциты, кардиомиоциты)

2АТФ
цАМФ
Протеинкиназа(н)
Протеинкиназа(а)
Тг-липаза(н)
Тг-липаза(а)
АТФ
АДФ
Тг
Кровь, связь с
альбуминами
Дг
R1СООН
R3COOH
Дг-липаза
Мг
Мг-липаза
R2СООН
Глицерин

29. Регуляция липолиза

ингибирование
Инсулин
Глюкоза (высокая концентрация)
ЛИПОЛИЗ
активирование
Катехоламины
Глюкагон
Тироксин
ТТГ, АКТГ, СТГ
Глюкоза (низкая концентрация)
Стресс
Физическая нагрузка
Голодание
Охлаждение

30. Этапы b-окисления

• I Активирование жирных кислот (цитозоль)
R-COOH + АТФ + HsKoA R-СO~SKoA+
АЦИЛ-КоА
АЦИЛ-КоА-СИНТАЗА
АМФ + ФФн
II Транспорт в Mt
СН3
+
СН3-N-CH2-CH-CH2-COOH
СН3
ОН КАРНИТИН
R-СO~SKoA
КАРНИТИН-АЦИЛ КоА ТРАНСФЕРАЗА
АЦИЛКАРНИТИН
+
СН3
+
СН3-N-CH2-CH-CH2-COOH
СН3
О-СO~R
+ HSKoA
В Mt, где распадается на
R-СO~SKoA и карнитин,

31.

32.

III b-окисление (Мt) – четное количество атомов
R
CH2
CH2
CO~SKoA
1
ФАД
R
CHOH
CH2
CO~SKoA
2
Н2О
2
ФАД-Н2
3
НАД
1
R
CH
CH
CO~SKoA
HSKoA
R
C=O
CH2
CO~SKoA 4
НАД-Н2
3
ацил-КоА-дегидрогеназа;
еноил-КоА-гидратаза;
4
СПб 2002
R
CO~SKoA
повтор
этапов
до
бутирилаКоА
СН3
CO~SKoA
b-гидроксиацил-КоА ;
тиолаза;
32

33.

СН3
CH2
CH2
CO~SKoA
бутирилКоА
1
ФАД
СН3
CHOH
CH2
CO~SKoA
1
2
бутирил-КоА-дегидрогеназа;
кротонил-КоА-гидратаза;
3
Н2О
2
кротонилКоА
ФАД-Н2
b-гидроксибутирил- НАД
КоА
СН3
CH
CH
CO~SKoA
HSKoA
СН3
C=O
CH2
CO~SKoA 4
НАД-Н2
ацетоацетилКоА
3
4
СН3
CO~SKoA
СН3
CO~SKoA
b-гидроксибутирил-КоА-дегидрогеназа ;
тиолаза;

34.

35. СХЕМА ЦИКЛА β–ОКИСЛЕНИЯ ЖИРНЫХ КИСЛОТ

дегидрогеназа
2 АТФ
гидратаза
дегидрогеназа
3 АТФ
тиолаза
12 АТФ

36. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИТОГ β-ОКИСЛЕНИЯ

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 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

37.

III b-окисление (Мt) - нечетное количество атомов
СН3
CH2
CH2
СН2
CO~SKoA
валерилКоА
«СО2»(вит.Н)
***
СН3-CO~SKoA
1
пропионил-КоА-карбоксилаза;
2
метилмалонил-мутаза;
СН3
СН2
CO~SKoA
пропионилКоА
СООН
CH-СH3
CO~SKoA
1
АТФ
АДФ
метилмалонилКоА
В12
2
СООН
CН2
CH2
CO~SKoA
сукцинил-КоА
Цикл
Кребса

38.

39. Обмен глицерина

Глицерин
АТФ
АДФ
Синтез
фосфолипидов
Синтез
триглицеридов
Глицерофосфат
Глюконеогенез
Окисление
Анаэробное
Лактат
Аэробное
(до СО2 и Н2О)
20-22 АТФ

40. Метаболизм кетоновых тел (печень)

1. СН3-СНОН-СН2-СООН; b-гидроксимасляная кислота
2. СН3-СО-СН2-СООН; ацетоуксусная кислота
3. СН3-СО-СН3; ацетон
тиолаза
1)
2)
2 СН3СО~SKoA
СН3-СО-СН2-СО~SKoA
Ацетил КоА
ацетоацил КоА
СН3
CО
+
CH2
CO~SKoA
ацетоацил КоА
HSKoA
СН3
CO~SKoA
оксиметил
глутарил-КоА
синтаза
HSKoA
СН3
CH2
НО-С-СН3
CH2
CO~SKoA
b-гидроксиb-метилглутарил-КоА

41. 2 СН3СО~SKoA

3)
СН3
CH2
НО-С-СН3
CH2
CO~SKoA
бета-ГМГ
лиаза
СН3
C=О ацетоуксусная кислота
CH2
COОН
ацетилKoA
b-гидроксиb-метилглутарил-КоА
СО2
СН3-С-СН3
О
ацетон
НАД-Н2
НАД
СН3-С-ОН
СН2-СООН
b-гидроксимасляная
кислота
УТИЛИЗАЦИЯ КЕТОНОВЫХ ТЕЛ
СООН
CH2
+
CH2
CO~SKoA
сукцинил-КоА
СН3
C=О
CH2
COОН
ацетоуксусная
кислота
Содержание КТ в крови:
30 мг\л – норма;
300-500 мг\л – при голодании;
3-4 г\л – при сахарном диабете;
СООН
CH2
CH2
COОН
сукцинат
+
СН3
C=О
CH2
CO~SKoA
ацетоацетилКоА
тиолаза
HSKoA
Цикл Кребса
2 СН3СО~SKoA

42.

43.

Перекисное окисление липидов – это реакции
окисления полиненасыщенных жирных кислот,
направленные на образование свободных
радикалов.

44.

Стадии перекисного окисления липидов:
1. Инициация: образование свободного радикала
L L*
2. Развитие цепи:
L* + О2 LOO* (липопероксирадикал)
LOO* + LH LOOH + LR* (пероксид липида)
3. Разрушение структуры липидов:
Малоновый диальдегид, гидропероксид жирной
кислоты.
4. Обрыв цепи:
LOO* + L* LOOH + LH;
L* + vit E LH + vit E*
Vit E* + L* LH + vit E окисл.

45.

Антиоксидантные системы
1.
Супероксиддисмутаза (СОД)
О2-*+ О2-*+ 2Н+
2.
Каталаза, пероксидаза
2 Н2О2
3.
Система глутатиона:
2 глю-цис-гли
+ Н2О2
SH
ГSH
Г-S-S-Г
Н2О2 + О2
каталаза (в эритроцитах)
2 Н2О + О2
пероксидаза (в лейкоцитах)
глутатионпероксидаза
глутатионредуктаза
НАДФ-Н2 НАДФ
4.
5.
6.
Витамин Е (альфа-токоферол);
Витамин С (аскорбиновая кислота);
β – каротин (провитамин А).
глю-цис-гли
S
S
глю-цис-гли
Г-S-S-Г
2 ГSH
+ 2 Н2О