Биосинтез глицерина и ВЖК в тканях

Биосинтез глицерина в тканях тесно связан с метаболизмом глюкозы, которая в результате катаболизма проходит стадии образования триоз. Глицеральдегид–3–фосфат в цитоплазме под влиянием глицерол–дегидрогеназы (НАДН₂) превращается в глицерол–3–фосфат, занимающий центральное место в биосинтезе простых и сложных жиров. Глицерол–3–фосфат, ацилируясь, превращается в фосфатидную кислоту, из которой образуются нейтральные и сложные жиры (ФЛ).

Биосинтез ВЖК в тканях происходит в эндоплазматической сети. Исходным материалом синтеза ВЖК в тканях является ацетил-КоА, который в цитозоль поступает из митохондрий, где образуется при окислении метаболитов белков, углеводного и липидного обменов. Также может образовываться из цитрата, который в силу ряда причин (при гиподинамии, избыточном питании), когда значительно снижается интенсивность окислительных процессов в ЦТК (в митохондриях) выходит в цитозоль, тем самым стимулируя синтез ВЖК. Цитрат в цитозоле под влиянием лиазы распадается на АцКоА и ЩУК. АцКоА участвует в биосинтезе ВЖК, а ЩУК при участии малатдегидрогеназы (НАДН₂) восстанавливается до малата, который возвращается в митохондрии, где вновь окисляется до ЩУК. Тем самым завершается внутренний челночный цикл.

Условием для биосинтеза ВЖК в тканях:

- наличие ацетил-КоА;

- наличие НАДФН₂, поступающего для реакции синтеза из пентозного цикла;

- наличие специальных белков-переносчиков (НS–АПБ-ацил переносящие белки);

- наличие энергии в форме АТФ; СО₂; Н₂О;

- наличие ферментов синтеза ВЖК.

Процесс биосинтеза ВЖК циклический. Каждый цикл включает 6 этапов. Ацетил-КоА используется только на 1 этапе, как “затравка синтеза” с образованием 3-х углеродного соединения малонил-КоА.

1 этап – образование малонил-КоА:

СН₃-СОSKoA (это ацетил-КоА)® (АцКоА-карбоксилаза (биотин), +СО₂, +Н₂О, АТФ®АДФ+Фн) СOOН-СН₂-СОSKoA (это малонил-КоА).

2 этап – перенос ацетила и малонила на специальные белки под действием соответствующих трансфераз:

СOOН-СН₂-СОSKoA (это малонил-КоА) ® (малонилтрансфераза, +HS-АПБ, -HS-KoA) СOOН-СН₂-СОSАПБ (это малонил-АПБ);

СН₃-СОSKoA (это Ац-КоА)®(ацилтрансфераза, +HS-АПБ, -HS-KoA) СН₃-СОSАПБ (это ацетил-АПБ).

3 этап – конденсация малонила и ацетила под влиянием синтетазы (конденсирующий фермент):

СOOН-СН₂-СОSАПБ (это малонил-АПБ) + СН₃-СОSАПБ (это ацетил-АПБ)®(конденсирующий фермент, -СО₂, -HS-АПБ) СН₃-С(О)-СН₂-СОSАПБ (это ацетоацетил-АПБ).

4 этап – восстановление b-кетоацетила-АПБ при участии редуктазы (НАДФН₂):

СН₃-С(О)-СН₂-СОSАПБ (это ацетоацетил-АПБ)® (редуктаза, НАДФН₂®НАДФ) СН₃-СН(ОН)-СН₂-СОSАПБ (это b-гидроксибутирил-АПБ).

5 этап – дегидратация b-гидроксибутирила-АПБ:

СН₃-СН(ОН)-СН₂-СОSАПБ (это b-гидроксибутирил-АПБ)®(дегидратаза, -Н₂О) СН₃-СН=СН-СОSАПБ (это кротонил-АПБ или еноилацетил-АПБ).

6 этап – восстановление еноилацетила-АПБ при участии редуктазы (НАДФН₂):

СН₃-СН=СН-СОSАПБ (это кротонил-АПБ)®(редуктаза, НАДФН₂®НАДФ) СН₃-СН₂-СН₂-СОSАПБ (это бутирил-АПБ).

Т.о., в результате первого цикла синтеза ВЖК образуется 4-х углеродный фрагмент. Далее, в зависимости от того какую ВЖК в клетке нужно синтезировать, будут последовательно и циклично присоединяться молекулы малонил-КоА. Завершается синтез любой ВЖК реакцией гидролиза с участием фермента деацилазы: R-СН₂-СН₂-COSАПБ ®(деацилаза, +Н₂О, -HS-АПБ) R-СН₂-СН₂-COОН (это ВЖК).

Для расчета количества молекул АТФ, необходимых для синтеза ВЖК, а также количества синтеза и количества молекул малонил-КоА можно воспользоваться формулой: n/2-1, где n – количество углеродных атомов ВЖК.

Таким образом, в организме можно синтезировать все предельные ВЖК и непредельные ВЖК, имеющие 1 двойную связь.