Биосинтез триглицеридов и фосфолшипидов

триглицериды и фосфатидные синтезируются на основе глицерофосфата. Эти соединения образуются из глицерина в результате переаминирования с АТФ (катализатор- глицеро-киназа) или диоксиацетонфосфата (образуется в ходе гликолиза) в результате восстановления за счет НАДФ*Н2, катализируемого глицерофосфат дегидрогеназой. Глицерофосфат реагирует с двумя молекулами ацил-КоА, образуя фосфатидные кислоты. Фосфатидная кислота под действием фосфатазы теряет остаток фосфата. Высвободившийся диглицерид реагирует с третьей молекулой ацил-КоА, образуя триглицерид

Биоинтез ж/к-т протекает в цитозоле.

Ресинтезированные в клетках кишечной стенки триглицериды, а также поступивший в эти клетки из кишечника холестерин соединяются внутри цистерн гладкого эндоплазматического ретикулума с небольшим количеством белка и образуют хиломикроны.

90. Липопротеиды:в сыворотке крови различают 4 вида липопротеидов

-хиломикроны (содержат 80-90% триглицеринов, около 2% белка, образуются в эпителии кишеч-ника, являются транспортной фо-рмой липидов (главным образом к жировой ткани и печени) Клетки жировой ткани, и печени содержат фермент липопротеин-липазу, которая гидролизует входящие в состав хиломикрона жиры. Жирные кислоты поглощаются и используются в дальнейшем клетками тканей., а остатки хиломикронов в дальнейшем поглощаются печенью, а также используются для образования липопротеинов низкой плотности.

-липопротеины очень низкой плотности ( ЛПОНП пре-бета-липопротеины) содержат свыше 50% жиров, и до 10% белков. Возникают в печени, обеспечивают транспорт триацилглицеринов из печени в жировую ткань.Подвергаются воздействию липопротеинлипазы.

-липопротеиды низк.плотности (ЛНП, бета-липопротеиды). Содержат до 45% холестерина, до 25% белков.Образуются в крови из остатков хиломикронов и ЛОНП. Являются транспортной формой холестерина.ЛНП связываются с мембранными рецепторами клеток и поглощаются путем эндоцитоза

-липопротеиды высокой плотности (ЛВП альфа-липопротиды)содержат до 50% белков и фосфолипидов, значительное количество холестерина. ЛВП возникают в печени и посткпают в кровь где достраиваются поглощая компоненты ЛОНП и хиломикронов. ЛВП поглощают избыточный холестерин из плазматических мембран и транспортируют его вновь в печень, где он расходуется на образование желчных кислот и частично выделяется с желчью в кишечник.

91. хиломикронысинтезируютсяв клетках слизистой кишечника из продуктов переваривания пищевых липидов. Содержат до 80-90% жиров, а также фосфолипиды, эфиры холестерина, жирорастворимые витамины, представляют собой транспортную форму липидов, поступают из клеток слизистой кишечника в лимфу, а затем и в кровь.

92.Основная часть липидов (до 90 %) в мембранах представлена фосфолипидами, гликолипидами и холестери-ном. Специальные функции в мембранах выполняет фосфа-тидилинозитол, в состав кото-рого входит шестиатомный циклический спирт инозитол. Этот фосфолипид участвует в одном из механизмов пере-дачи внешних регуляторных сигналов через клеточную мембрану в клетку.

Вследствие амфифильности эти липиды в водной среде образуют многомо­лекулярные структуры с упорядоченным расположением молекул: гид­рофобные части вытесняются из водной среды и взаи-модействуют друг с другом (как бы растворяются друг в друге), а гидрофильные части контактируют с водой и гид-ратируются (как бы раство-ряются в воде). Именно эта особенность строе­ния и физии-ко-химических свойств определяет роль фосфолипи-дов и гликолипидов в построении биологических мембран: основу мембран составляет бимолеку­лярный липидный слой.

93. Желчнымиявляются кислоты холевая и хеноде-зоксихолевая (в гепатоцитах), дезоксихолевая и литохолевая (под влиянием микрофлоры), в малых количествах уроде-зоксихолевая., и аллохолевая.

Первичные желчные кислоты возникают в гепатоцитах из холестерина.

Первичные желчные кислоты возникают в гепатоцитах из холестерина. При образовании холиевой кислоты происходит восстановление двойной связи, окисление атомов 7 и 12 концевой метильной группы боковой цепи холестерина с последующим отщеплением пропионовой кислоты. Вторичные жел/кислоты образуютсяв кишечнике из первичных путемчастичного восстановления последних под влиянием микроорганизмов.

Желчные кислоты способствуют эмульгированию пищевых жиров, участвуют наряду с колипазой в активировании пенкреатической липазы(сдвигая ее рН в кислую сторону), обеспечивают всасывание продуктов переваривания липидов.

94. Мембраны— наиболее распространенные кле­точные органеллы. Основными мембранными структурами клетки являются плазматичес­кая мембрана, отделяющая клетку от сосед­них клеток или межклеточного вещества, эн-доплазматический ретикулум, пластинчатый комплекс, ми-тохондриальная и ядерная мемб­раны. Каждая мембрана имеет внутреннюю и внешнюю поверхности.

Поверхности одной и той же мембраны различаются по составу липидов, бел­ков и углеводов (поперечная асим-метрия). Например, в плаз-матической мембра­не эритро-цитов в наружном монослое двойного липидного слоя пре-обладают фосфатидилхолины, а во внутреннем — фосфа-тидилэтаноламины и фосфа-тидил-серины. Углеводные части гликолипидов и глико-протеинов выходят на наруж-ную поверхность, иногда образуя сплошное покрытие клетки, так называемый глико-каликс; на внутренней поверхности углеводы отсут-ствуют. Белки, являющиеся рецепторами гормонов и других внешних сигнальных молекул, располагаются на наружной поверхности плаз-матической мембраны, а внутрь клетки сигнал пере­дается при участии белков внутренней поверхности мембраны.

Жидкостность мембран

Двойной липидный слой имеет жидкокристаллическую структуру: положение моле-кул липидов упорядочено, однако они сохраняют способность к диффузии в пределах слоя параллельно поверхности мембраны (латеральная диффузия).

95. Липидный состав мембран:

В мембранах имеются фосфо-липиды двух типов — глице-рофосфолипиды и сфинго-фосфолипиды.

Глицерофосфолипиды. Эти липиды являются производ-ными фосфатидной кислоты (диацилглицеринфосфата).

Сфингофосфолипиды (сфин-гомиелины). В эту групппу входят липиды, содер­жащие аминоспирт сфингозин. Сфингофосфолипиды являя-ются произ­водными церами-дов (N-ацилсфингозинов); в остальном по­строены сходно с глицерофосфолипидами.

Гликолипиды представляют собой углеводсодержащие соединения, в которых уг­леводная часть ковалентно связана с липидной.

В мембранах содержатся главным образом углеводные производные церамида (N-ацилсфингозина). Общее название таких гликолипидов — гликозилцерамиды, глико-сфинголипиды (их называют также цереброзидами).

Холестерин — это предста-витель группы липидов, называемых стероидами.

Вследствие амфифильности липиды в водной среде образуют многомо­лекулярные структуры с упорядоченным расположением молекул: гид­рофобные части вытесняются из водной среды и взаимодействуют друг с другом (как бы растворяются друг в друге), а гидрофильные части контактируют с водой и гидратируются (как бы растворяются в воде). Именно эта особенность строе­ния и физико-химических свойств определяет роль фосфолипидов и глико-липидов в построении биоло-гических мембран: основу мембран составляет бимолеку­лярный липидный слой.

96. Механизмы переноса веществ через мембрану:

Простая диффузия

Небольшие нейтральные молекулы типа Н₂0, С0₂, 0₂, NH₃ (но не NH₄⁺), мочеви­на, этанол, а также гидрофобные низкомолекулярные органические вещества могут диффундировать через мембрану без участия каких-либо специальных ме­ханизмов. Если существует трансмембранный градиент концентра­ций вещества, то скорость диффузии в сторону меньшей концентрации будет больше, чем в об­ратном направлении, и перенос веществ будет происходить, пока сохраняется градиент концентрации.

Активный транспорт

перенос веще­ства совершается против градиента концентра-ции. Таким способом проис-ходит перенос многих мине-ральных ионов из межкле-точной жидкости в клетку или в об­ратном направлении, пе-ренос аминокислот из про-света кишечника в клетки Ки-шеч­ника, перенос глюкозы из первичной мочи через клетки канальцев почки в кровь. Транспорт против градиента концентрации — несамопро-извольный процесс: он связан с расходованием энергии. Источником энергии может быть или гидролиз АТФ (первично-активный транспорт), или одновремен-ный перенос другого веще­ства, которое движется по градиенту своей концентра-ции (вторично-активный транспорт).

Ионные насосы — это белковые устройства, способ-ные избирательно присое-динять переносимый ион и гидролизовать АТФNa,K-АТФаза и Кальциевый насос (Са-АТФаза)

97. Биологическое окисле-ниеопределяется как савокуп-ность реакций окисления субстратов в живых клетках, основная функция которых – энергетическое обеспечение метаболизма. В организме протекает при относительно низкой температуре в присут-ствии воды, и его сворость регулируется обменом вещ-в.

98. Эндергонические и экзергонические р-и в жи-вой клетке:

Человек получает энергию за счет разло­жения органических веществ пищи. Самопроиз-вольные процессы — это экзергонические процессы, т. е. они сопровождаются умень-шением свободной энергии (-дельтаG), и поэтому могут служить источниками энергии для функционирования живой клетки. В результате самопроизвольного образуют-ся термодинамически стабиль-ные продукты: диоксид углерода и вода (мочевина служит для выведения избытка азота). Термо-динамически нестабильные вещества – глюкоза. В углеводах, жирах и белках (аминокислотах) содержание кислорода меньше, чем в конечных продуктах их распада. Иначе говоря, катаболизм этих веществ связан с потреблением кислорода и реакциями окисления.

Энергия, освобождающаяся при реакциях гидролиза разных веществ, обыч­но невелика. Если она превышает 30 кДж/моль, то гидролизуемую связь называ­ют высокоэнергетической (макроэргической).

99. Окислительное декарбо-ксилирование пировиног-радной кислотыВ результате окислительного декарбоксилирования пирува-та образуются ацетил-КоА, восстановленный НАД и диоксид углерода. процес­с, катализируется сложной ферментной системой — пируватдегидрогеназным комплексом. Комплекс содержит три фермента: пируватдекарбоксила-зу, ацетилтрансферазу и дегидрогеназу дигидролипоевой кислоты. Кроме того, в реакциях участвуют пять коферментов: НАД, ФАД, тиаминдифосфат, липоевая кислота и кофермент А (КоА).На I стадии этого процесса пируват (рис. 10.8) теряет свою карбоксильную группу в результате взаимодействия с тиаминпирофосфатом (ТПФ) в составе активного центра фермента пируватдегидрогеназы (E₁). На II стадии оксиэтильная группа комплекса E₁–ТПФ–СНОН–СН₃ окисляется с образованием ацетильной группы, которая одновременно переносится на амид липоевой кислоты (кофермент), связанной с ферментом дигидроли-поилацетилтрансферазой (Е₂). Этот фермент катализирует III стадию – перенос ацетильной группы на коэнзим КоА (HS-KoA) с образованием конечного продукта ацетил-КоА, который является высокоэнергетическим (макроэргическим) соединением. На IV стадии регенерируется окисленная форма липоамида из восстановленного комплекса дигидролипоамид–Е₂. При участии фермента дигидролипоилдегидрогеназы (Е₃) осуществляется перенос атомов водорода от восстановленных сульфгидрильных групп дигидролипоамида на ФАД, который выполняет роль простетической группы данного фермента и прочно с ним связан. На V стадии восстановленный ФАДН₂ дигидро-липоилдегидрогеназы передает водород на кофермент НАД с образованием НАДН + Н⁺. Суммарную реакцию, катализируемую пируватдегидрогеназным комплексом, можно представить следующим образом: Пируват + НАД⁺ + HS-KoA –> Ацетил-КоА + НАДН + Н⁺ + СO₂.

Образовавшийся в процессе окислительного декарбоксилирования аце-тил-КоА подвергается дальнейшему окислению с образованием СО₂ и Н₂О. Полное окисление ацетил-КоА происходит в цикле трикарбоновых кислот (цикл Кребса).

100.Цикл Кребса:

101.Строение митохондрий: Митохондрии обычно имеют форму цилиндра с закруглен-ными концами, длиной 1-4 мкм и поперечником 0,3-0,7 мкм. Однако в разных клетках размеры и форма митох различны. Количество митох в разных клетках также различно; гепатоцит содержит около 2000 митох.

Митохи имеют внешнюю (свободно проницаема для моле­кул с молекулярной масс-сой примерно до 5000) и внутрен­нюю(образует складки — кристы,, проницаемость ограничена и избирательна ) мембраны. Содержимое пространства, ограничиваемо-го внутренней мембраной, называют матриксом.

Согласно хемиосмотической концепции, движение электро-нов по дыхательной цепи является источником энергии для транслокации протонов через митохондриальную мем-брану. Возникающая при этом разность электрохимических потенциалов (дельта мю H ) приводит в действие АТФ-синтазу, катализирующую ре-акцию АДФ + Р = АТФ. (3)

В дыхательной цепи есть только 3 участка, где перенос электронов сопряжен с нако-плением энергии, достаточ-ным для образования АТФ, на других этапах возникающая разность потенциалов для этого процесса недостаточна. Максимальная величина коэф-фициента фосфорилирования, таким образом, составляет 3, если реакция окисления идет с участием НАД, и 2, если окис-ление субстрата протекает через флавиновые дегидроге-назы. Теоретически еще одну молекулу АТФ можно получить в трансгидрогеназ-ной реакции (если процесс начинается с восстановлен-ного НАДФ):

НАДФН + НАД = НАДФ + НАДН + 30 кДж/моль. (4)

Функция дыхательной цепи – утилизация восстановленных дыхательных переносчиков, образующихся в реакциях ме-таболического окисления субстратов. Каждая окисли-тельная реакция в соответ-ствии с величиной высвобож-даемой энергии «обслужи-вается» соответствующим дыхательным переносчиком: НАДФ, НАД или ФАД. Соответственно своим окис-лительно-восстановительным потенциалам эти соединения в восстановленной форме под-ключаются к дыхательной цепи. В дыхательной цепи происходит дискриминация протонов и электронов: в то время как протоны перено-сятся через мембрану,создавая дельта рН. электроны дви-жутся по цепи переносчиков от убихинола к цитохро-моксидазе, генерируя разность электрических потенциалов, необходимую для образования АТФ протонной АТФ-син-тазой. Таким образом, ткане-вое дыхание «заряжает» мито-хондриальную мембрану, а окислительное фосфорилиро-вание «разряжает» ее.

Эффективность окислитель-ного фосфорилирования в ми-тохондриях определяется как отношение величины образо-вавшегося АТФ к поглощен-ному кислороду: АТФ/О или Р/О (коэффициент фосфо-рилирования).

102.Трансмембранный электро-химический потенциал:

Ферменты цепи переноса электронов фиксированы в митохондриальной мембра­не их действие векторно, т. е. характеризуется не только ве-ли­чиной скорости реакции, но и пространственной направ-ленностью, подобно дей­ствию транспортных АТФаз. Основ-ным проявлением векторности в дыхательной цепи является перенос ионов водорода со сто­роны матрикса в межмем-бранное простраство .В дыха-тельной цепи есть три пункта, связанные с перекачкой про-тонов: ком­плексы I, III и IV.

Кофермент Q при участии НАДН-дегидрогеназы (ком-плекс I) присоединяет элек-троны от компонентов дыха-тельной цепи с матриксной стороны мембраны, а осво-бождаются электроны и про-тоны на противоположной стороне мембраны, причем электроны акцептируются очередным компонентом дыхательной цепи, а протоны уходят в межмембранное пространство. Такой ме­ханизм называют Q-циклом. Сходным образом действует и цито-хром-с-редуктаза (комплекс III). В области цитохром-оксидазы (комплекс IV) в перекачке протонов, воз-можно, участвуют ионы Сu2.

Перенос двух электронов че-рез каждый комплекс обеспе-чивает перекачку четырех протонов.,т.о. цепь переноса электронов работает как про­тонный насос, перекачивая ионы водорода из матрикса на наружную сторону мембраны.

В результате по сторонам мембраны возникает разность концентраций про­тонов и одновременно разность элек-трических потенциалов со знаком «плюс» на наружной поверхности. Иначе говоря, энергия разности окисли-тельно-восстано­вительных по-тенциалов веществ трансфор-мируется в энергию протон-ного элек­трохимического по-тенциала дельта мю Н⁺.

Электрохимический потенци-ал понуждает протоны дви-гаться с наружной поверхно-сти внутрь, но мембрана не-проницаема для них, за иск-лючением участков, с фермен-том Н⁺АТФ-синтетаза, ката-лизирующим такую реакцию:

АДФ + Н3Р04 -> АТФ + Н20

АТФ-синтетаза —крупный олигомерный белок, в кото-ром выделяют три части: выступающую в матрикс митохи (F1), построенную из трех пар димеров альфа бета; трансмембранную (F0), обра-зующую гидрофильный канал, и промежуточную область FA. F1 содержит активные цен-тры, синтези­рующие АТФ. Протоны движутся через кА-нал АТФ-синтазы, и энергия этого дви­жения используется для образования АТФ. Меха-низмы трансформации элек-трохимического потенциала в энергию макроэргической свя-зи АТФ, все еще не вполне ясны.Образующаяся АТФ при участии АДФ-АТФ-трансло-казы транспортируется из матрикса на наружную сторону мембр и попадает в цитозоль. Одновременно та же транслоказа переносит АДФ в обратном направлении, из цитозоля в мат­рикс митохи.

103. Дыхательная цепь митох. Согласно хемиосмотической концепции, движение электро-нов по дыхательной цепи является источником энергии для транслокации протонов через митохондриальную мем-брану. Возникающая при этом разность электрохимических потенциалов (дельта мю H ) приводит в действие АТФ-синтазу, катализирующую ре-акцию АДФ + Р = АТФ. (3)

В дыхательной цепи есть только 3 участка, где перенос электронов сопряжен с нако-плением энергии, достаточ-ным для образования АТФ, на других этапах возникающая разность потенциалов для этого процесса недостаточна. Максимальная величина коэф-фициента фосфорилирования, таким образом, составляет 3, если реакция окисления идет с участием НАД, и 2, если окис-ление субстрата протекает через флавиновые дегидроге-назы. Теоретически еще одну молекулу АТФ можно получить в трансгидрогеназ-ной реакции (если процесс начинается с восстановлен-ного НАДФ):

НАДФН + НАД = НАДФ + НАДН + 30 кДж/моль. (4)

Функция дыхательной цепи – утилизация восстановленных дыхательных переносчиков, образующихся в реакциях ме-таболического окисления субстратов. Каждая окисли-тельная реакция в соответ-ствии с величиной высвобож-даемой энергии «обслужи-вается» соответствующим дыхательным переносчиком: НАДФ, НАД или ФАД. Соответственно своим окис-лительно-восстановительным потенциалам эти соединения в восстановленной форме под-ключаются к дыхательной цепи. В дыхательной цепи происходит дискриминация протонов и электронов: в то время как протоны перено-сятся через мембрану,создавая дельта рН. электроны дви-жутся по цепи переносчиков от убихинола к цитохро-моксидазе, генерируя разность электрических потенциалов, необходимую для образования АТФ протонной АТФ-син-тазой. Таким образом, ткане-вое дыхание «заряжает» мито-хондриальную мембрану, а окислительное фосфорилиро-вание «разряжает» ее.

104. Глицинявляется единственной из всех входящих в состав белков аминок-т, в молекуле которой нет ассиметричного атома углерода. Г.незаменим в синтезе в боразовании белков,париновых нуклеотидов, гемма гемоглобина, парных желчных кислот, креатина, глутатиона.

Серин легко превращается в пируват под действием сериндегидратазы. В связи с этим в тканях имеются условия для превращения глицина (через серин) в пируват. Этим путем осуществляется участие глицина в обмене углеводов.

Роль тирозина в метаболизме чел. И жив.:

Молек тирозина уч-ют в биосинтезе гормонов щит.железы, также является предшественником меланинов, в биологическом процессе обеспечивающем пигментацию кожи, глаз, волос.

105.Аргинин и его роль в обмене в-вучаствует в орнитиновом цикле синтеза мочевины, он является донором амидиновой группы в процессе синтеза креатина (уч-ют также глицин и метионин), А. служит источником для образования пролина(через орнитин и глутаминовую кислоту)