Регуляція біосинтезу насичених жирних кислот

Існують два пункти регуляції синтезу вищих насичених жирних кислот в організмі людини:

1. Регуляція на рівні ацетил-КоА-карбоксилази.

Ацетил-КоА-карбоксилазна реакція, в якій утворюється малоніл-КоА, є лімітуючою стадією в контролі швидкості біосинтезу жирних кислот. Регуляція перебігу реакції здійснюється за двома механізмами: 1.1. Шляхом алостеричної регуляції активності ацетил-КоА-карбоксилази пози- тивними та негативними модуляторами:

а) позитивним модулятором ферменту є цитрат. Збільшення концентрації лимонної кислоти в мітохондріях внаслідок “перевантаження” ЦТК метаболічним паливом означає створення біохімічних умов для активації анаболічних процесів, тобто запасання надлишків ацетил-КоА у вигляді жирів. Підвищений у цих умовах вихід цитрату в цитозоль активує ацетил-КоА-карбоксилазу і спричиняє утворення малоніл-КоА — джерела двовуглецевих радикалів для біосинтезу жирних кислот;

б) негативними модуляторами ацетил-КоА-карбоксилази є пальмітоїл-КоА та стеароїл-КоА— кінцеві метаболіти біосинтетичного шляху. Накопичення в цитозолі продуктів біосинтезу за принципом негативного зворотного зв’язку гальмує швидкість їх утворення.

1.2. Шляхом ковалентної модифікації ацетил-КоА-карбоксилази за рахунок її цАМФ-залежного фосфорилювання (утворення неактивної форми ферменту) та дефосфорилювання (утворення активної форми ферменту). Слід зауважити реципрокний характер зміни активності процесів ліпогенезу та ліполізу в умовах дії на клітини жирової тканини та печінки фізіологічних стимулів, що позитивно (адреналін, норадреналін, глюкагон) та негативно (інсулін) впливають на активність аденілатциклази і внутрішньоклітинний рівень цАМФ

1.3. Шляхом зміни активності синтезу ацетил-КоА-карбоксилази:

а) збільшення активності синтезу ферменту (ферментна індукція) спричиняється додатковим надходженням в організм та в клітини відповідних органів глюкози (споживання високовуглеводної дієти) та зменшенням вмісту в продуктах харчування жирів;

б) пригнічення активності синтезу ферменту спостерігається в умовах голодування або споживання дієти, збагаченої жирами.

2. Регуляція на рівні комплексу синтетази жирних кислот

Активність синтетазного комплексу (циклу Лінена) регулюється також як механізмами алостеричного контролю, так і механізмами ферментної індукції.

2.1. Алостерична активація окремих ферментів мультиензимного комплексу здійснюється за рахунок позитивного впливу фосфорильованих моносахаридів. Збільшення концентрації цукрофосфатів є метаболічним сигналом, що свідчить про високу активність гліколізу та створює біохімічні умови для спрямування обміну речовин у напрямку анаболічних процесів.

2.2. Зміни в активності процесів синтезу окремих ферментів синтетазного комплексу відбуваються в напрямках і метаболічних умовах, зазначених для ацетил-КоА-карбоксилази.

54. Біосинтез триацилгліцеролів та фосфогліцеридів.

Ферментативні реакції синтезу триацилгліцеролів

1. Утворення активованої форми гліцеролу — гліцерол-3-фосфату.Кат.- гліцеролфосфокіназа

2. Ацилювання гліцерол-3-фосфату з утворенням фосфатидної кислоти за рахунок двох молекул активованих жирних кислот — ацил-КоА.

3. Гідроліз фосфатидної кислоти до 1,2-діацил- гліцеролу (дигліцериду) за участю ферменту фосфатидат-фосфогідролази

4. Ацилювання 1,2-діацилгліцеролу третьою молекулою ацил-КоА (фермент діацилгліцеролацилтрансфераза) з утворенням триацилгліцеролу.

БІОСИНТЕЗ ФОСФОГЛІЦЕРИДІВ

Фосфогліцериди (гліцерофосфоліпіди) — фосфатидилхолін, фосфатидилетаноламін, фосфатидилсерин і кардіоліпін належать до структурних ліпідів, що складають ліпідний матрикс біологічних мембран.

Це — складні ліпіди, побудовані на основі гліцеролу, тому перші етапи їх біосинтезу є однаковими з розглянутими вище ферментативними реакціями утворення триацилгліцеролів. Після утворення фосфатидної кислоти реакції синтезу триацилгліцеролів та фосфогліцеридів дивергують. Розглянемо схему синтезу найбільш поширених мембраннних фосфогліцеридів на прикладі утворення фосфатидилхоліну та фосфатидилетаноламіну. У разі біосинтезу зазначених фосфогліцеридів до 1,2-діацилгліцеролу, що утворюється в результаті гідролізу фосфатидної кислоти, приєднується гідрофільна голівка, яка містить аміноспирт (холін або етаноламін).

Особливістю процесу є використання в реакції активованих форм аміноспиртів — комплексів холіну (етаноламіну) з нуклеозиддифосфатом ЦДФ, які утворюються за рахунок таких реакцій:

1) активації холіну (етаноламіну) шляхом АТФ-залежного фосфорилювання аміноспирту;

2) взаємодії фосфохоліну (або фосфоетаноламіну) з нуклеозидтрифосфатом ЦТФ з утворенням ЦДФ-холіну (ЦДФ-етаноламіну);

3) взаємодії ЦДФ-холіну (ЦДФ-етаноламіну) з 1,2-ді- ацилгліцеролом з утворенням фосфатидилхоліну (фосфатидилетаноламіну).

Альтернативним шляхом утворення фосфатидилхоліну є метилювання етаноламіну, що входить до складу фосфатидилетаноламіну.

Фосфатидилсерин утворюється в реакції, що є обміном гідрофільних радикалів при взаємодії фосфатидилетаноламіну й серину: фосфатидилетаноламін + серин фосфатидилсерин + етаноламін

55. Метаболізм сфінголіпідів. Генетичні аномалії обміну сфінголіпідів- сфінголіпідози.

Сфінголіпіди — складні ліпіди біологічних мембран, що побудовані на основі високомолекулярного спирту сфінгозину. Ці ліпіди — сфінгомієліни та гліко- сфінголіпіди в найбільшій кількості наявні в структурах центральної та периферичної нервової системи, зокрема в мієлінових оболонках нервів.

Біосинтез сфінголіпідів

Утворення сфінгозину

Для синтезу високомолекулярного аліфатичного аміноспирту сфінгозину використовуються вуглеводневий радикал пальмітату й залишок амінокислоти серину. Реакція каталізується ферментом, залежним від піридоксальфосфату (вітаміну В6), і потребує дії НАДФН-залежної дегідрогенази; дигідросфінгозин, що утворюється, окислюється до сфінгозину за участю ФАД-залежного флавопротеїну

Утворення N-ацилсфінгозинів (церамідів)

Цераміди є базовою молекулярною структурою всіх сфінголіпідів. Вони утворюються шляхом N-ацилювання аміногрупи сфінгозину певною високомолекулярною жирною кислотою: сфінгозин + ацил-КоА = N-ацилсфінгозин (церамід) + КоА-SH

Утворення сфінгомієлінів

Сфінгомієліни— молекулярні структури, що утворюються шляхом приєднання фосфохоліну до церамідів, які містять у своєму складі залишки різних жирних кислот. Донором фосфохоліну є ЦДФ-холін: церамід + ЦДФ-холін = сфінгомієлін + ЦМФ