Окисление глицерина

Глицерин сначала фосфорилируется с участием АТФ до глицерофосфата (3-фосфоглицерол). Затем под действием НАД-зависимой глицерофосфатдегидрогеназы окисляется до 3-фосфоглицеринового альдегида. Фосфоглицериновый альдегид далее может окисляться до пировиноградной и молочной кислоты.

Распад глицерина и высших жирных кислот. В обмене жиров характерно широкое использование продуктов их распада для ресинтеза. Поэтому значительная часть р-моноглицеридов, глицерина и свободных высших жирных кислот, освобождающихся при гидролизе триглицеридов, используется для ресинтеза триглицеридов же, но несколько иного состава и строения, характерного для того или иного организма (если для этого используются пищевые жиры) или органа (если идет перестройка жиров в пределах организма).

Так как новообразованные жиры неизбежно отличаются от распавшихся триглицеридов по строению и соотношению остатков высших жирных кислот (в соответствии с их видовой или тканевой специфичностью), то часть высших жирных кислот и некоторая доля глицерина подвергаются дальнейшей деструкции. Глицерин независимо от того, поступил ли он на ресинтез жиров или будет претерпевать дальнейший распад, прежде всего фосфорилируется. Донором остатка фосфорной кислоты в этой реакции служит АТФ. Процесс ускоряется соответствующей фосфотрансферазой. Глицерофосфат в основном идет на синтез новых молекул триглицеридов, но часть его окисляется с образованием диоксиацетон-фосфата

14. Триглицериды синтезируются в стенке кишечника, в печени и жировой ткани (в адипоцитах).

Синтез триглицеридов в стенке кишечника может происходить из моноглицерида (из 2-моноацилглицерола) и двух молекул активных жирных кислот (остатки жирных кислот в комплексе с ацилпереносящим энзимом – S-КоА), или из глицерина и трех молекул активных жирных кислот с участием АТФ, что более характерно для процессов в печени и жировой ткани.

Синтез жира из глицерина и жирных кислот в печени и жировой ткани происходит по следующему пути. Глицерин фосфорилируется с использованием АТФ до глицерофосфата (фермент глицеролкиназа), затем под действием фермента глицеролфосфатацилтрансферазы взаимодействует с двумя молекулами ацилкоэнзима-А (например, с пальмитил-КоА). Образуется фосфатидная кислота (3-фосфо-1, 2-диацилглицерол). При взаимодействии последней с ацилкоэнзимом-А образуется триглицерид, свободный HS-КоА и остаток ортофосфорной кислоты.

Печень – основной орган, где идет синтез жирных кислот из продуктов гликолиза. Основной путь синтеза триглицелидов в печени из жирных кислот и глицерофосфата. Глицерофосфат, в свою очередь, в печень поступает из гидролиза жиров, а так же при восстановлении диоксиацетонфосфата (из гликолиза) при помощи восстановленного НАДФ (НАДФ Н+Н).

Распад триацилглицеринов активируется ферментом — тканевой липазой.

15. Фосфолипи́ ды — сложные липиды, сложные эфиры многоатомных спиртов и высших жирных кислот. Содержат остаток фосфорной кислоты и соединенную с ней добавочную группу атомов различной химической природы.

Классификация: В зависимости от входящего в их состав многоатомного спирта принято делить фосфолипиды на три группы: 1.глицерофосфолипиды - содержат остаток глицерина; 2.фосфосфинголипиды - содержат остаток сфингозина; 3.фосфоинозитиды - содержат остаток инозитола

Биологическая роль: Главный липидный компонент клеточных мембран. Они сопутствуют жирам в пище и служат источником фосфорной кислоты, необходимый для жизни человека.

Фосфолипиды входят в состав всех клеточных мембран. Между плазмой и эритроцитами происходит обмен фосфолипидами, которые играют важнейшую роль, поддерживая в растворимом состоянии неполярные липиды. Стеатоз печени и стеатогепатит — это заболевания, при которых в печеночных клетках происходит накопление жира (стеатоз) и развитие реакции воспаления и гибель клеток (стеатогепатит). Факторы риска тяжелого течения заболевания: возраст старше 45 лет; патологическое ожирение; сахарный диабет 2 типа; генетические факторы; женский пол.

16. Холестери́ н — органическое соединение, природный жирный (липофильный) спирт, содержащийся в клеточных мембранах всех живых организмов за исключением безъядерных. Нерастворим в воде, растворим в жирах и органических растворителях. Около 80 % холестерина вырабатывается самим организмом, остальные 20 % поступают с пищей. В организме находится 80 % свободного и 20 % связанного холестерина. Холестерин обеспечивает стабильность клеточных мембран в широком интервале температур. Он необходим для выработки витамина D, выработки надпочечниками различных стероидных гормонов, включая кортизол, кортизон, альдостерон, женских половых гормонов эстрогенов и прогестерона, мужского полового гормона тестостерона, а по последним данным — играет важную роль в деятельности синапсов головного мозга и иммунной системы, включая защиту от рака.^[2]

Биосинтез холестерина Холестерин может как образовываться в животном организме, так и поступать с пищей. Ступени: 1.Превращение трёх молекул активного ацетата в пятиуглеродный мевалонат. Происходит в ГЭПР.2.Превращение мевалоната в активный изопреноид — изопентенилпирофосфат. 3.Образование тридцатиуглеродного изопреноида сквалена из шести молекул изопентенилдифосфата.4.Циклизация сквалена в ланостерин.5.Последующее превращение ланостерина в холестерин.

Биологическая роль: Холестерин в составе клеточной плазматической мембраны играет роль модификатора бислоя, придавая ему определенную жесткость за счет увеличения плотности «упаковки» молекул фосфолипидов. Таким образом, холестерин- стабилизатор текучести плазматической мембраны. Холестерин открывает цепь биосинтеза стероидных половых гормонов и кортикостероидов, служит основой для образования жёлчных кислот и витаминов группы D, участвует в регулировании проницаемости клеток и предохраняет эритроциты крови от действия гемолитических ядов.

Ацетил-КоА+Ацетил-Коаà ацетоацетил-Коаà В-гидрокси-В-метил-глутарил-Коаà Металоновая кислотаà ланостеринà холестерин

Регуляция: Ферментограничивающий скорость синтеза- ГМГ-КоА- редуктаза. Аллостерическим ингибиторомявляется холестерин. Инсулин стимулирует этот фермент путём дефосфорилирования.

17.КЕТО́ НОВЫЕ ТЕЛА́ — группа продуктов обмена веществ, которые образуются в печени из ацетил-КоА: 1.ацетон (пропанон) [ H₃C—CO—CH₃ ] 2.ацетоуксусная кислота (ацетоацетат) [ H₃C—CO—CH₂—COOH ]3.бета-гидроксимасляная кислота [ H₃C—CHOH—CH₂—COOH ]

Ацетон в плазме крови в норме присутствует в крайне низких концентрациях, образуется в результате спонтанного декарбоксилирования ацетоуксусной кислоты и не имеет определённого физиологического значение.Нормальное содержание кетоновых тел в плазме крови составлет 1…2 мг% (по ацетону).Кетоновые тела синтезируются в печени из ацетил-КоА: На первом этапе из двух молекул ацетил-КоА синтезируется ацетоацетил-КоА. Данная реакция катализируется ферментом ацетоацетил-КоА-тиолазой. Ac—КоА + Ac—КоА → H₃C—CO—CH₂—CO—S—КоА Затем под влиянием фермента оксиметилглутарил-КоА-синтазы присоединяется ещё одна молекула ацетил-КоА. H₃C—CO—CH₂—CO—S—КоА + Ac—КоА → HOOC—CH₂—COH(CH₃)—CH₂—CO—S—КоА Образовавшийся β -окси-β -метилглутарил-КоА способен под действием фермента оксиметилглутарил-КоА-лиазы расщепляться на ацетоуксусную кислоту и ацетил-КоА. HOOC—CH₂—COH(CH₃)—CH₂—CO—S—КоА → H₃C—CO—CH₂—COOH + Ac—КоА Ацетоуксусная кислота способна восстанавливаться при участии НАД-зависимой D-β -оксибутиратдегидрогеназы; при этом образуется D-β -оксимасляная кислота. Фермент специфичен по отношению к D-стереоизомеру и не действует на КоА-эфиры. H₃C—CO—CH₂—COOH + NADH → H₃C—CHOH—CH₂—COOH Ацетоуксусная кислота в процессе метаболизма способна окисляться до ацетона с выделением молекулы углекислого газа: H₃C—CO—CH₂—COOH → CO₂ + H₃C—CO—CH₃

Биологическая роль

В плазме крови здорового человека кетоновые тела содержатся в весьма незначительных концентрациях. Однако при патологических состояниях концентрация кетоновых тел может значительно повышаться и достигать 20 ммоль/л (кетонемия). Кетонемия возникает при нарушении равновесия — скорость синтеза кетоновых тел превышает скорость их утилизации периферическими тканями организма.

Кетоновые тела — топливо для мышечной ткани, почек и действуют, вероятно, как часть регуляторного механизма с обратной связью, предотвращая излишнюю мобилизацию жирных кислот из жировых депо. Во время голодания кетоновые тела являются одним из основных источников энергии для мозга.

18.Транспортные формы липидов. в плазме крови находятся липопротеиновые частички, которые являются транспортной формой липидов в организме человека, то есть они осуществляют движение холестерина и триглицеридов по нашему организму. В тоже время, отдельные липопротеины обладают способностью захватывать избыточный холестерин из клеток периферических тканей и транспортировать его в печень, где происходит окисление его до жирных кислот и дальнейшее выведение из организма. Кроме того, липопротеины транспортируют по нашему организму жирорастворимые гормоны и витамины. Существуют несколько видов липопротеинов, которые отличаются друг от друга по степени плотности: очень низкой плотности – пре-бета-липопротеины; низкой плотности – бета-липопротеины; высокой плотности – альфа-липопротеины.

Липиды являются третьим классом органических веществ из которых состоит живой организм. Правильный качественный и количественный состав липидов клетки определяет ее возможности, активность и выживаемость. Жирнокислотный состав мембранных фосфолипидов, недостаток или избыток холестерола в мембране неизбежно влияет на деятельность мембранных белков – транспортеров, рецепторов, ионных каналов. Все это влечет за собой изменение работы клеток и, конечно, функций всего органа, как например, при инсулиннезависимом сахарном диабете. Существуют наследственные болезни накопления липидов липидозы, сопровождающиеся тяжелыми нарушениями в организме.

19. Под трансаминированием подразумевают реакции межмолекулярного переноса аминогруппы (NH2—) от аминокислоты на α -кетокислоту без промежуточного образования аммиака. замечено, что при добавлении к гомогенату мышц глутаминовой и пиро-виноградной кислот образуются α -кетоглутаровая кислота и аланин без промежуточного свободного аммиака; добавление аланина и α -кетоглу-таровой кислоты приводило к образованию соответственно пировиноград-ной и глутаминовой кислот.

Реакции трансаминирования являются обратимыми и, как выяснилось позже, универсальными для всех живых организмов. Эти реакции протекают при участии специфических ферментов.Теоретически реакции трансаминиро-вания возможны между любой амино- и кетокислотой, однако наиболее интенсивно они протекают в том случае, когда один из партнеров представлен дикарбоновой амино- или кетокислотой. Клиническое значение определения активности трансаминаз. Широкое распространение и высокая активность трансаминаз в органах и тканях человека, а также сравнительно низкие величины активности этих ферментов в крови послужили основанием для определения уровня ряда трансаминаз в сыворотке крови человека при органических и функциональных поражениях разных органов. Для клинических целей наибольшее значение имеют две трансаминазы – аспартат-аминотрансфераза (AcAT) и аланин-аминотрансфераза (АлАТ), катализирующие соответственно следующие обратимые реакции:

20.Реакции декарбоксилирования. Процесс отщепления карбоксильной группы аминокислот в виде СО2 получил название декарбоксилирования. В животных тканях установлено декарбоксилирование следующих аминокислот и их производных: тирозина, триптофана, 5-окситриптофана, валина, серина, гистидина, глу-таминовой и γ -оксиглутаминовой кислот, 3, 4-диоксифенилаланина, цис-теина, аргинина, орнитина, S-аденозилметионина и α -аминомалоновой кислоты.

В клинической практике широко используется, кроме того, продукт α -декарбоксилирования глутаминовой кислоты – γ -аминомасляная кислота (ГАМК). Фермент, катализирующий эту реакцию (глутаматдекарбокси-лаза), является высокоспецифичным:

Одним из хорошо изученных ферментов является декарбоксилаза ароматических аминокислот. Она не обладает строгой субстратной специфичностью и катализирует декарбок-силирование L-изомеров триптофана, 5-окситриптофана и 3, 4-диоксифе-нилаланина (ДОФА); продуктами реакций, помимо СО2, являются соответственно триптамин, серотонин и диоксифенилэтиламин (дофамин)

21.Дезаминирование аминокислот. Доказано существование 4 типов дезаминирования аминокислот (отщепление аминогруппы). Выделены соответствующие ферментные системы, катализирующие эти реакции, и идентифицированы продукты реакции. Во всех случаях NH2-группа аминокислоты освобождается в виде аммиака:

Реакция синтеза глутаминовой кислоты:

Аланин вступает в реакцию трансаминирования. Образованный в результате реакции пируват идет в глюконеогенез или энергетический обмен. Параллельно образуется глутаминовая кислота. Пришедшая из крови или полученная при трансаминировании глутаминовая кислота дезаминируется глутаматдегидрогеназой.

22. Пути образования аммиака:

1. окислительное дезаминирование глутаминовой кислоты

2. распад пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов, нуклеозидов, азотистых оснований.

3. окисление аминов

4. распад аминосахаридов

5 гидролиз глутамина, аспарагина