Шпаргалка: Биологическая химия как наука, предмет и задачи, методы исследования

Схема. Реакции -окисления жирных кислот:

Выход энергии при в-окислении ВЖК

За один цикл в-окисления образуется 1 моль ацетил-КоА, окисление которого в цитратном цикле обеспечивает синтез 12 моль АТФ. Кроме того, в этом процессе восстанавливаются 1 моль FADH2 и 1 моль NADH, окисление которых в дыхательной цепи дает 2 и 3 моль АТФ соответственно.

68. Биосинтез жирных кислот. Строение жирнокислой синтетазы

Избыток углеводов, поступающих в организм, трансформируется в жирные кислоты, а затем в жиры.

Субстраты синтеза жирных кислот. Предшественником является ацетил-КоА, процесс протекает в цитозоле. Внутренняя митохондриальная мембрана непроницаема для ацетил-КоА. В митохондриях фермент цитратсинтаза катализирует реакцию образования цитрата из ацетил-КоА и ЩУК. Цитрат выходит из митохондрий в цитоплазму. В цитозоле фермент АТФ-цитратлиаза расщепляет цитрат до ацетил-КоА и ЩУК.

Ацетил-КоА в цитоплазме служит исходным субстратом для синтеза жирных кислот.

Образование малонил-КоА из ацетил-КоА - регуляторная реакция в биосинтезе жирных кислот.

Первая реакция синтеза жирных кислот - превращение ацетил-КоА в малонил-КоА. Фермент, катализирующий эту реакцию - ацетил-КоА-карбоксилаза.

После образования малонил-КоА синтез жирных кислот продолжается на мультиферментном комплексе - синтазе жирных кислот (пальмитоилсинтетазе). Комплекс - димер из двух идентичных полипептидных цепей, каждый из которых имеет 7 активных центров и ацилпереносящий белок (АПБ). Протомеры фермента расположены "голова к хвосту". Комплекс содержит ацилпереносящий белок (АПБ) в качестве своеобразного ядра. Другими ферментами комплекса являются -кетоацилсинтетаза (КС), малонилтрансфераза (МТ), -кетоацил-КоА редуктаза (КР), -гидроксиацилдегидратаза (ГД), еноилредуктаза (ЕР) и ацилтрансацетилаза (АТ).

Этот комплекс последовательно удлиняет радикал жирной кислоты на 2 углеродных атома, донором которых служит ма-лонил-КоА. Конечный продукт работы этого комплекса - пальмитиновая кислота.

Цитрат активирует фермент. Ацетил-КоА карбоксилаза подвергается обратимому фосфорилированию/дефосфорилированию; цАМФ-зависимая протеинкиназа ингибирует ферментативную активность, а фосфатаза -- активирует. На этом основана гормональная регуляция активности ацетил-КоА карбоксилазы. Повышенные концентрации малонил-КоА и ацил-КоА аллостерически ингибируют активность этого фермента.

За 7 таких циклов образуется насыщенная жирная кислота с 16 углеродными атомами. В общем виде это выглядит следующим образом:

ацетил-КоА + 7 малонил-КоА + 14 НАДФН^.Н⁺ + 14 Н⁺ пальмитат + 7 СО₂ + 14 НАДФ + 8 КоА-SH + 6 Н₂О

69. Транспортные формы липидов крови. Состав и строение хиломикронов и липопротеинов. Понятие о липосомах

Липиды в водной среде (а значит, и в крови) нерастворимы, поэтому для транспорта липидов кровью в организме образуются комплексы липидов с белками - липопротеины.

Общая характеристика липопротеинов

Все типы липопротеинов имеют сходное строение - гидрофобное ядро и гидрофильный слой на поверхности (рис. 8-18).

Гидрофильный слой образован белками, которые называют апопротеинами, и амфифильными молекулами липидов - фосфолипидами и холестеролом. Гидрофильные группы этих молекул обращены к водной фазе, а гидрофобные части - к гидрофобному ядру липопротеина, в котором находятся транспортируемые липиды. Некоторые апопротеины интегральные и не могут быть отделены от липопротеина, а другие могут свободно переноситься от одного типа липопротеина к другому.

Апопротеины выполняют несколько функций:

1. формируют структуру липопротеинов; 2. взаимодействуют с рецепторами на поверхности клеток и таким образом определяют, какими тканями будет захватываться данный тип липопротеинов; 3. служат ферментами или активаторами ферментов, действующих на липопротеины.

В организме синтезируются следующие типы липопротеинов

Примечания: ФЛ - фосфолипиды; ХС - холестерол; ЭХС - эфиры холестерола; ТАГ - триацилглицеролы.

Функции апопротеинов:

В-48 - основной белок ХМ;

В-100 - основной белок ЛПОНП, ЛПНП, ЛППП, взаимодействует с рецепторами ЛПНП;

С-II - активатор ЛП-липазы, переносится с ЛПВП на ХМ и ЛПОНП в крови;

Е - взаимодействует с рецепторами ЛПНП;

A-I - активатор фермента лецитингхолестеролацилтрансферазы (ЛХАТ).

Лизосомы -- это клеточные органеллы, выполняющие роль «уборщиков мусора». Они представляют собой мембранные пузырьки, в которых находятся гидролитические ферменты. Набор гидролаз в лизосомах такой, что они могут деполимеризовать любые полимеры, имеющиеся в организме -- белки, полисахариды, нуклеиновые кислоты, липиды.

Понятно, что такие ферменты должны быть изолированы от остальной части клетки, чтобы не разрушить ее. Однако эти ферменты лизосом, будучи белками, должны быть и сами каким-то образом защищены от действия протеолитических ферментов. Часто это достигается тем, что ферменты лизосом в высокой степени гликозилированы и поэтому являются плохими субстратами для протеаз.

Лизосомы поглощают и разрушают компоненты, которые поступают в клетку путем эндоцитоза (гетерофагия), а также компоненты клетки после ее гибели (аутофагия). Характерной особенностью содержимого лизосом является кислая реакция среды (рН 1 5), в то время как в других частях клетки реакция близка к нейтральной. Кислая среда в лизосомах создается за счет действия Н+-АТФазы в мембране, перекачивающей протоны внутрь лизосом.

70. Фосфо- и гликолипиды, состав, строение. Роль в процессах жизнедеятельности

Фосфолипиды - разнообразная группа липидов, содержащих в своём составе остаток фосфорной кислоты. Фосфолипиды делят на глицерофосфолипиды, основу которых составляет трёхатомный спирт глицерол, и сфинго-фосфолипиды - производные аминоспирта сфингозина. Фосфолипиды имеют амфифильные свойства, так как содержат алифатические радикалы жирных кислот и различные полярные группы.

Роль. Благодаря своим свойствам фосфолипиды не только являются основой всех клеточных мембран, но и выполняют другие функции: образуют поверхностный гидрофильный слой липопротеинов крови, выстилают поверхность альвеол, предотвращая слипание стенок во время выдоха. Некоторые фосфолипиды участвуют в передаче гормонального сигнала в клетки.

Глицерофосфолипиды. Структурная основа глицерофосфолипидов - трехатомный спирт глицерол. Жирные кислоты фосфолипидов мембран отличаются от других липидов человека преобладанием полиеновых кислот (до 80-85%), что обеспечивает жидкое состояние гидрофобного слоя, необходимое для функционирования белков, входящих в структуру мембран.

Плазмалогены. Плазмалогены - фосфолипиды, у которых в первом положении глицерола находится не жирная кислота, а остаток спирта с длинной алифатической цепью, связанный простой эфирной связью.

Плазмалогены составляют до 10% фосфолипидов мембран нервной ткани; особенно много их в миелиновых оболочках нервных клеток. Некоторые типы плазмалогенов действуют как медиаторы.

Сфинголипиды. Аминоспирт сфингозин, состоящий из 18 атомов углерода, содержит гидроксильные группы и аминогруппу. Сфингозин образует большую группу липидов, в которых жирная кислота связана с ним через аминогруппу.

Продукт взаимодействия сфингозина и жирной кислоты называют "церамид". В церамидах жирные кислоты связаны необычной (амидной) связью, а гидроксильные группы способны взаимодействовать с другими радикалами. Церамиды отличаются радикалами жирных кислот, входящих в их состав. Обычно это жирные кислоты с большой длиной цепи - от 18 до 26 атомов углерода.

Сфингомиелины. В результате присоединения к ОН-группе церамида фосфорной кислоты, связанной с холином, образуется сфингомие-лин. Сфингомиелины - основные компоненты миелина и мембран клеток мозга и нервной ткани.

2. Гликолипиды -- сложные липиды, в состав которых входит аминоспирт сфингозин, аминогруппа которого ацилирована остатком жирной кислоты (церамид), а первичная спиртовая группа связана О-гликозидной связью с углеводами.

Гликолипиды находятся в основном в мембранах клеток нервной ткани. Названия "цереброзиды" и "ганглиозиды" указывают на ткани, откуда они впервые были выделены.

Цереброзиды. Цереброзиды имеют в своём составе моносахариды. Наиболее распространены цереброзиды, имеющие в своём составе галактозу (галактоцереброзид), реже - глюкозу (глюкоцереброзид).

Глобозиды, Глобозиды отличаются от цереб-розидов тем, что имеют в своём составе несколько углеводных остатков, связанных с церамидом:

Гидроксил у третьего углеродного атома моносахарида, входящего в состав цереброзида, может связывать остаток серной кислоты - образуются сульфатиды, обладающие свойствами кислот. Сульфатиды в значительных количествах находят в белом веществе мозга.

Ганглиозиды - наиболее сложные по составу липиды. Они содержат несколько углеводных остатков, среди которых присутствует N-ацетилнейраминовая кислота. Нейраминовая кислота представляет собой углевод, состоящий из 9 атомов углерода и входящий в группу сиаловых кислот.

Строение ганглиозида G_m2 может быть представлено следующей схемой:

Ганглиозиды содержатся в основном в ганглиозных клетках нервной ткани, откуда они и получили своё название. Главная роль ганглиозидов определяется их участием в осуществлении межклеточных контактов.

71. Холестерин, строение, биол-ая роль. Гиперхолистеринемия и ее причины

Холестерол - стероид, характерный только для животных организмов. В печени синтезируется более 50% холестерола, в тонком кишечнике - 15- 20%, остальной холестерол синтезируется в коже, коре надпочечников, половых железах. В сутки в организме синтезируется около 1 г холестерола; с пищей поступает 300-500 мг. Холестерин (Холестерол) представляет собой одноатомный спирт. Включает кольца циклопентанпергидрофенантрена и 8-углеродную боковую цепь.

Биосинтез холестерола происходит в эндоплазматическом ретикулуме. Источником всех атомов углерода в молекуле является ацетил-SКоА,

поступающий сюда из митохондрий в составе цитрата, также как при синтезе жирных кислот. При биосинтезе холестерола затрачивается 18 молекул АТФ и 13 молекул НАДФН.

Биологическая роль: 1)В печени из него синт-ся желчные к-ты, необходимые для эмульгирования жира, активации липазы и всасывания переваренных продуктов; 2)Под действием УФ-лучей в подкожной жировой клетчатке обр-ся витамин Д; 3) В эндокринных железах из холестерина образуются в коре надпочечников ГКС, минералокортикоиды, слабыне эстрогены и андрогены, в половых железах - половые гормоны; 4)Холестерин входит в состав всех плазматических мембран. Соотношение холестерин/фосфолипиды =1:1 Во внешнем слое мембран нах-ся 2/3, а во внутр-м 1/3 часть холестерина.

Концентрация холестерола в крови взрослых людей составляет 200±50 мг/дл (5,2±1,2 ммоль/л). Превышение нормальной концентрации холестерола в крови называют гиперхолестеролемией. Одним из самых клинически значимых нарушений обмена липопротеинов является Атеросклероз - это отложение холестерина и его эфиров в соединительной ткани стенок артерий, в которых выражена механическая нагрузка на стенку. Стадии атеросклероза. Первая и вторая стадии распространены широко и при правильном питании являются обратимыми, 3 и 4 стадии уже имеют клиническое значение и необратимы. 1 стадия - повреждение эндотелия. 2 стадия - стадия начальных изменений. Активированные тромбоциты вырабатывают медиаторы воспаления, факторы роста. 3 стадия - стадия поздних изменений. Выступание поверхности в просвет сосуда. 4 стадия - стадия осложнений. Кальцификация бляшки и ее изъязвление, приводящее к липидной эмболии, тромбоз, разрыв сосуда.