Шпоры по "Биохимии"

радикал азотистого соединения. Для всех глицерофосфолипидов  характерно, что одна часть их молекул (радикалы R1 и R2 ) обнаруживает резко  выраженную гидрофобность, тогда как  другая часть гидрофильна благо  даря отрицательному заряду фосфорной кислоты и положительному заряду

радикала R3. Из всех липидов глицерофосфолипиды обладают наиболее выражен-

ными  полярными свойствами.Существует несколько  групп глицерофосфолипидов. В зависимости от характера азотис того основания, присоединенного к фосфорной кислоте, Глицерофосфо- липиды подразделяют на фосфатидилхолины ,фосфатидилэта-

ноламины  и фосфатидилсерины.

Фосфатидилхолины (лецитины). Одна из трех гидроксильных групп глицерина связана не с жирной, а с фосфорной кислотой. Которая в свою очередь соединена эфирной связью с азотистым основанием – холином

[НО—СН2—СН2—N+(CH3)3].

Фосфатидилэтаноламины. Наличие в составе азотис-

того  основания этаноламина (HO—CH2—CH2—N+H3):

Эти 2 группы глицерофосфолипидов метаболически  связаны друг с другом и являются главными липидными компонентами мембран клеток.

Фосфатидилсерины. Азотистое соеди-

нение -остаток аминокислоты серина Участвуют  в синтезе фосфатидилэтаноламинов.

Гликолипиды представлены в нервной ткани, в частности в мозге. Главной формой гликолипидов в животных тканях являются гликосфинголипиды( содержат церамид, состоящий из спирта сфингозина и остатка жирной кислоты, и один или несколько

остатков  сахаров). Простейшими гликосфинголипидами  являются галактозилцерамиды и глюкозилцерамиды. Более сложными гликосфинголипидами являются ганглиозиды, образующиеся из гликозилцерамидов. Ганглиозиды дополнительно содержат

одну  или несколько молекул сиаловой кислоты. Ганглиозиды в больших  количествах находятся в нервной  ткани. Они, выполняют рецепторные  и другие функции. Стероиды Не гидролизуются с освобождением жирных кислот. В своей структуре имеют ядро, образованное

гидрированным фенантреном и циклопентаном : 

К стероидам  относятся гормоны коркового  вещества надпочечников, желчные кислоты, витамины группы D, сердечные гликозиды

и другие соединения. В организме человека важное место среди стероидов  занимают стероидные спирты. Главным  предста-

вителем стеринов является холестерин .

Холестерин  оказывает регулирующее влияние  на состояние мембраны и на активность связанных с ней ферментов. В цитоплазме холестерин находится преимущественно в виде эфиров с жирными кислотами.В плазме крови как неэтерифицированный, так и этерифицированный холестерин транспортируется в составе липопротеинов. Холестерин – источник образования в организме млекопитающих желчных кислот, а также стероидных гормонов (половых и кортикоидных). 

9. МЕТАБОЛИЗМ ЛИПИДОВ

ПЕРЕВАРИВАНИЕ И ВСАСЫВАНИЕ ЛИПИДОВ

Расщепление триглицеридов в  пищеварительном  тракте. Слюна не содержит расщепляющих жиры ферментов.. В желудочном соке содержится

липаза, получившая название желудочной, однако роль ее в гидролизе 

пищевых триглицеридов у взрослых людей  невелика После того как химус  попадает в двенадцатиперстную кишку  начинается эмульгирование жира. Наиболее мощное эмульгирующее действие на жиры оказывают соли желчных кислот, попадающие в двенадцатиперстную кишку с желчью в виде натриевых солей. Большая часть желчных кислот конъюгирована с глицином или таурином.  Желчные кислоты представляют собой основной конечный продукт метаболизма холестерина.

Считают, что только комбинация соль желчной  кислоты + ненасыщен-

ная жирная кислота + моноглицерид придает необходимую  степень эмуль-

гирования жира. Соли желчных кислот резко  уменьшают поверхностное

натяжение на поверхности раздела жир/вода, благодаря чему они не только

облегчают эмульгирование и стабилизируют  эмульсию. Панкреатическая липаза является гликопротеидом, имеющим мол. массу 48000 (у человека) и оптимум рН 8–9. Данный фермент

расщепляет  триглицериды, находящиеся в эмульгированном состоянии

Панкреатическая липаза поступает в верхний отдел  тонкой кишки в виде

неактивной  пролипазы. Основными продуктами расщепления триглицеридов являются моноглицерид и жирные кислоты.  Жирные кислоты с короткой углеродной цепью (менее 10 атомов углерода) и глицерин, будучи хорошо растворимыми в воде, свободно всасываются в кишечнике и поступают в кровь воротной вены, оттуда в печень, минуя какие-либо превращения в кишечной стенке.

Всасывание  жирных кислот с длинной углеродной цепью и моноглицеридов осуществляется при участии

желчи и главным образом желчных  кислот, входящих в ее состав. Жирные кислоты с длинной цепью и  моноглицериды в просвете кишечника образуют с этими соединениями устойчивые в водной среде мицеллы.

  Подавляющая  часть фосфолипидов содержимого тонкой кишки приходится на фосфатидилхолин   Основная часть холестерина в неэстерифицированной форме подвергается всасыванию в тонкой

кишке в составе смешанных жировых  мицелл, состоящих из желчных кислот, жирных кислот, моноглицеридов, фосфолипидов и лизофосфолипидов. Ресинтезированные в эпителиальных клетках кишечника триглицериды и фосфолипиды, а также поступивший в эти клетки из полости кишечника соединяются с небольшим количеством белка и образуют относительно стабильные комплексные час-

тицы  – хиломикроны (ХМ) и липопротеины очень низкой плотности.

ОКИСЛЕНИЕ ЖИРНЫХ КИСЛОТ

Установлено, что окисление жирных кислот протекает  в печени, почках,

скелетных и сердечной мышцах, в жировой  ткани. Процесс окисления жирных кислот складывается из следующих основных этапов. Активация жирных кислотАктивация жирной кислоты протекает на

наружной  поверхности мембраны митохондрий  при участии АТФ, коэнзима A (HS-KoA) и ионов Mg2+. Реакция катализируется ферментом ацил-КоА-

Синтетазой. В результатереакции образуется ацил-КоА, являющийся активной формой жирной кислоты.

Транспорт жирных кислот внутрь митохондрий. Коэнзимная форма

жирной  кислоты не обладает способностью проникать  внутрь митохондрий, где протекает  их окисление. Переносчиком активированных жирных кислот

с длинной  цепью через внутреннюю митохондриальную мембрану служит

карнитин. Ацильная группа переносится с атома  серы КоА на гидроксильную группу карнитина с образованием ацилкарнитина, который диффундирует через внутреннюю митохондриальную мембрану: Реакция протекает при участии специфического цитоплазматического фермента карнитин-ацилтрансферазы. Внутримитохондриальное окисление жирных кислот.

Первая  стадия дегидрирования. Ацил-КоА в  митохондриях

подвергается  ферментативному дегидрированию, при этом ацил-КоА теряет 2 атома водорода превращаясь в КоА-эфир ненасыщенной кислоты. Стадия гидратации. Ненасыщенный ацил-КоА (еноил-КоА) при

участии фермента еноил-КоА-гидратазы присоединяет молекулу воды.

В результате образуется β-оксиацил-КоА.

Вторая  стадия дегидрирования. Образовавшийся β-оксиацил-КоА

затем дегидрируется. Эту реакцию катализируют

НАД+-зависимые  дегидрогеназы. Тиолазная реакция. Представляет собой расщепление 3-оксоацил-КоА  с помощью тиоловой группы второй молекулы КоА. В результате образуется укороченный на два углеродных атома ацил-КоА и двууглеродный фрагмент в виде ацетил-

КоА. Данная реакция катализируется ацетил-КоА-ацилтрансферазой. Образовавшийся ацетил-КоА подвергается окислению в цикле трикарбоновых кислот, а ацил-КоА, укоротившийся на два углеродных атома, снова многократно проходит весь путь β-окисления. Сле-

довательно, суммарное уравнение β-окисления  активированной кислоты

можно записать так:

Баланс  энергии. При каждом цикле β-окисления  образуются одна

молекула  ФАДН2 и одна молекула НАДН. Последние в процессе окисления

в дыхательной  цепи и сопряженного с ним фосфорилирования дают: ФАДН2 – 2 молекулы АТФ и НАДН – 3 молекулы АТФ, т.е. в сумме за один цикл образуется 5 молекул АТФ. При  окислении пальмитиновой кислоты образуется 5 х 7 = 35 молекул АТФ. В процессе β-окисления пальмити-

новой кислоты образуется 8 молекул ацетил-КоА, каждая из которых, «сгорая» в цикле  трикарбоновых кислот, дает 12 молекул  АТФ, а 8 молекул ацетил-КоА дадут 12 х 8 = 96 молекул АТФ. При полном β-окислении пальмитиновой кислоты образуется 35 + 96 = 131 молекула АТФ. С учетом одной молекулы АТФ, потраченной в самом начале на образование активной формы пальми-

тиновой кислоты (пальмитоил-КоА), общий энергетический выход при полном окислении одной молекулы пальмитиновой кислоты в условиях животного организма составит 131 – 1 = 130 молекул АТФ. Установлено, что жирные кислоты с нечетным числом углеродных атомов окисляются таким же образом, как и жирные кислоты с четным числом углеродных атомов, с той лишь разницей, что на последнем этапе расщепления (β-окисления) образуется одна молекула пропионил-КоА и одна молекула ацетил-КоА, а не 2 молекулы ацетил-КоА. Активированный трехуглеродный фрагмент – пропионил-КоА – включается в цикл трикарбоновых кислот после превращения в сукцинил-КоА.

БИОСИНТЕЗ НАСЫЩЕННЫХ ЖИРНЫХ КИСЛОТ

Протекает в цитозоле с участием ацил-переносящего белка. Для образования жирных к-т  с кол-вом С=2n,цикл должен повторится n-1 раз.В результате образуется жирные кис-ты,включают 16 атамов углерода или более.Непредельные жирные кислоты образутся путем дегидрирования предельных. 

Последовательность  реакций, происходящих при синтезе  жирных

кислот:

Далее цикл реакций повторяется 

10. БИОЭНЕРГЕТИКА

Живые организмы представляют собой термодинамически неустойчивые системы. Для их формирования и функционирования необходимо непрерывное поступление энергии в форме, пригодной для многопланового использования.Биологические виды энергии. Энергетические превращения в живой клет-

ке подразделяют на две группы: локализованные в мембранах и протекающие в цитоплазме. В каждом случае для «оплаты» энергетических затрат используется своя «валюта»: в мембране это ΔμН+ или ΔμNa+, а в цитоплазме – АТФ, креатинфосфат и другие макроэргические соединения. Непосредственным источником АТФ являются процессы субстратного и окислительного фосфорилирования. Процессы субстратного фосфорилирования наблюдаются при гликолизе и на одной из стадий цикла трикарбоновых

кислот. Генерация ΔμН+  и Δ μ Na , используемых для окислительного фосфорилирования, осуществляется в процессе транспорта электронов в дыхательной цепи энергосопря-

гающих  мембран. Энергия разности потенциалов  на сопрягающих мембранах может  обратимо превращаться в энергию  АТФ. Эти процессы катализируются Н+-АТФ-синтазой в мембранах, генерирующих протонный потенциал, или Na+-АТФ-синтазой.  Энергия субстратов дыхания утилизируется ферментами фотосинтетической или дыхательной редокс-цепи. Генерируемый потенциал используется для совершения полезной работы, в частности для образования АТФ. Будучи макроэргическим соединением, АТФ выполнняет функцию аккумулирования биологической энергии и ее последующего использования для выполнения клеточных  функций. «Макроэргичность» АТФ объясняется рядом особенностей его молекулы. Это прежде всего высокая плотность зарядов, сконцентрированная в «хвосте» молекулы. Продукты этого гидролиза представляют собой АДФ и неорганический фосфат и далее – АМФ и неорганический фосфат. Генерируемый потенциал используется для совершения полезной работы, в частности для образования АТФ. Распад органических соединений в живых тканях, сопровождающийся потреблением молекулярного кислорода и приводящий к выделению углекислого газа и воды и образованию биологических видов энергии, называется тканевым дыханием. Итоговая реакция тканевого дыхания будет выглядеть следующим образом: