 |
Катаболизм триацилглицеролов (нейтральных жиров)
|
|
|
|
Катаболизм триацилглицеролов (нейтральных жиров)
Триацилглицеролы – важный резерв энергетического и пластического материала для организма. Основные их запасы сосредоточены в клетках белой жировой ткани – адипоцитах. У человека (мужчина) массой 70 кг запас жира составляет приблизительно 12 кг. Прекращение поступления продуктов гидролиза пищевых веществ из желудочно-кишечного тракта в кровь (постабсорбтивное состояние) стимулирует гидролиз триацилглицеролов (липолиз) в адипоцитах. Липолиз запускается глюкагоном, а при усиленной мышечной работе – адреналином. Триацилглицеролы расщепляются триацилглицероллипазой (ТАГ-липаза) до свободных жирных кислот и глицерина. Продукты гидролиза поступают в кровь и с её током доставляются клеткам мишеням. Жирные кислоты в крови связываются альбумином в отношении 1׃ 1 или 1: 2 и транспортируются в составе этого комплекса. Окисление жирных кислот представленных предельными и непредельными кислотами с четным числом углеродных атомов осуществляется в метаболических путях описанных ранее. Катаболизм глицерола идет через превращение его молекулы в промежуточный продукт гликолиза (диоксиацетонфосфат), гликолиз, окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты, цикл Кребса, цепь переноса электронов, окислительное фосфорилирование. Катаболизм глицерола, показанный на схеме рисунка четыре, осуществляется в гепатоцитах, миокардиоцитах – клетках с высокой активностью фермента глицеролкиназы, но не могут осуществляться в адипоцитах и мышечных клетках с низкой активностью фермента.
Примечание: ОкФ – окислительное фосфорилирование, ЦПЭ – цепь переноса электронов.
|
|
|
Рис. 15. Катаболизм глицерола
Глицерол пищевых и эндогенных глицеролипидов может участвовать не только для получения энергии, но и для других целей, как это показано на схеме:
Рис. 16 Метаболизм глицерола.
Синтез жирных кислот
Синтез жирных кислот осуществляется на мембранах гладкого эндоплазматического ретикулума (ГЭР) ассоциированным с ним мультиферментным коньюгатом синтетазы жирных кислот. Строительным материалом для синтеза жирных кислот является ацетил-КоА. Это соединение образуется в митохондриях в процессе окисления углеводов, липидов, аминокислот, однако в синтезе, главным образом, участвует ацетил-КоА, образованный из углеводов. Внутренняя мембрана митохондрий непроницаема для ацетил-КоА, поэтому для его выведения в цитозоль используется цитратный челнок, показанный на рисунке 17.
Рис. 17. Цитратный челнок.
В работе челночного переноса участвует фермент цикла Кребса - цитратсинтаза, катализирующий реакцию конденсации ацетил-КоА и щавелевоуксусной кислоты (ЩУК) с образованием цитрата. Полученное соединение транспортируется из митохондрий транслоказой, локализованной во внутренней мембране митохондрий. В цитозоле цитрат распадается до ЩУК и ацетил-КоА в цитратлиазной реакции. В реакции участвуют также АТФ и НS-КоА. Таким образом, митохондриальный ацетил-КоА оказывается в цитозоле, где используется в синтезе жирной кислоты. ЩУК образованный в этой же реакции, преобразуется в малат цитоплазматической малатдегидрогеназой. В свою очередь малат декарбоксилируется до пировиноградной кислоты (ПВК) малик-ферметом (малатдегидрогеназа декарбоксилирующая). ПВК транспортируется в цитозоль, где кабоксилируется до ЩУК. На этой реакции цикл завершается, следовательно, ЩУК выполняет функцию молекулы переносчика ацетил-КоА, не расходуясь при этом.
Мультиферментный коньюгат синтазы жирных кислот человека участвует в синтезе пальмитиновой кислоты – С16, состоящий из двух димеров. Одна полипептидная цепь коньюгата содержит семь каталитических центров и ацилпереносящий белок (АПБ).
|
|
|
В синтезе пальмитата участвует малонил-КоА, образующийся путем карбоксилирования ацетил-КоА.
Синтез пальмитата идет поэтапно (семь этапов), в повторяющейся последовательности реакций (рис. 18).
Рис. 18 Этап синтеза пальмитиновой кислоты и переход к новому этапу.
Каждый этап состоит из шести реакций. В первой реакции идет перенос ацетильного остатка на ацил-переносящий белок (АПБ). Образуется ацетил-АПБ, в котором ацетильный остаток связан с серой остатка цистеина. Далее образовавшийся комплекс взаимодействует с малонил-КоА, который связывается с серой остатка фосфопантетеина АПБ. В третьей реакции идет перенос ацетильного остатка на малонильный, который при этом декарбоксилируется. Углекислый газ, образованный в этой реакции тот же самый, который участвовал в синтезе малонил-КоА. Три последние реакции этапа включают две реакции гидрирования с участием НАДФН + Н+ и одну реакцию дегидратации. Восстановленная форма кофермента (НАДФН + Н+) поступает из пентозофосфатного пути или реакции катализируемой малик-ферментом. Этап завершается образованием остатка масляной кислоты связанной с АПБ (бутирил-S-АПБ). Остаток бутирата переносится на серу цистеина и начинается новый этап, но уже без участия ацетил-КоА.
На каждом этапе синтеза жирной кислоты имеют место две реакции восстановительного синтеза, донором водорода в которых используется восстановленная форма пиридинового кофермента – НАДФН. Основными источниками НАДФН являются пентозофосфатный путь, реакции катализируемые малик-ферментом и изоцитратдегидрогеназой цитоплазматической.
|
|
|
