Биосинтез липидов

Способность животных запасать полисахариды довольно ограничена; поэтому глюкоза, поступающая в организм в значительных количествах, используется для синтеза жирных кислот и глицерина. Важным процессом является также биосинтез холестерина, так как он является исходным продуктом для образования многочисленных биологически активных стероидов.

Синтез высших жирных кислот происходит из ацетил-KoA в цитозоле. Фермент ацетил-КоА-карбоксилаза, содержащий биотин, катализирует АТФ-зависимый синтез малонил-КоА из ацетил-КоА и СО₂:

При участии ацилпереносящего белка (АПБ) Мм 10 Да происходит синтез ацетил-SАПБ и малонил-SАПБ:

На следующем этапе ацетил-SАПБ и малонил-SАПБ взаимодействуют с образованием ацето-ацетил- SAПБ:

ацетоацетил-SАПБ

После этого ацетоацетил-SАПБ восстанавливается по β-углеродному атому с участием НАДФН₂, в результате образуется β-гидроксибутирил-SAПБ. Затем происходит присоединение активированной уксусной кислоты и молонила к ацетилпереносящему белку (АПБ):

β-Гидроксибутирил~SАПБ под действием фермента β-гидрокси-АПБ-дегидратазы теряет молекулу воды (5) и превращается в кротонил-SАПБ; последний с участием НАДФН₂ восстанавливается в бутирил-SAПБ. Далее цикл реакции повторяется.

Если идет синтез пальмитиновой кислоты (C₁₆), то к бутирил-SAПБ присоединяется последовательно еще 7 раз малонил~SАПБ, при этом отщепляется дистальная карбонильная группа малонил~SАПБ в виде CO₂. Суммарный результат этих реакций следующий:

ацетил-КоА + 7 малонил-КоА + 14 НАДФН₂

пальмитиновая кислота + 7 CO₂ + 8 HSKoA + 14 НАДФ + 7 H₂O

В этом процессе 7 молекул CO₂ образуется за счет свободных карбоксильных групп 7 молекул малонил-КоА. Из 16 углеродных атомов пальмитиновой кислоты 2 атома образуется за счет ацетил-КоА, а остальные за счет малонил-КоА.

В ходе синтеза 7 карбоксильных групп – С=О- восстанавливаются из семи групп -CH₂ -, на это расходуется 14 НАДФН₂: за счет 7 из них образуются водородные атомы групп -CH₂ -, а за счет остальных семи – кислород карбонильных групп превращается в воду.

Биосинтез фосфатидных кислот и триглицеридов происходит в печени и жировой ткани при наличии глицерина и жирных кислот. Глицерин образуется при гидролизе липидов, затем под влиянием фермента глицерокиназы с участием АТФ синтезируется глицерофосфат:

Глицерофосфат может образоваться также из диоксиацетонфосфата, возникшего при окислении глюкозы путем восстановления НАДН₂.

фосфодиоксиацетон глицерофосфат

Глицерофосфат далее используется для биосинтеза фосфатидной кислоты. Реакция катализируется фосфатидсинтетазой:

глицерофосфат ацил-КоА фосфатидная кислота

В фосфатидной кислоте в двух позициях спиртовые группы глицерина соединены сложноэфирной связью с остатками жирной кислоты (чаще всего с 16 и 18 углеродными атомами), а в одной позиции с фосфорной кислотой. Синтез триацилглицеринов осуществляется из фосфатидной кислоты. Вначале из фосфатидной кислоты отделяется фосфорная кислота, при этом образуется диацилглицерин. Далее диацилглицерин реагирует с третьей молекулой активированной жирной кислоты (ацил-КоА) и образуется триацилглицерин:

фосфатидная диацилглицерин ацил-КоА триацилглицерин

кислота

Биосинтез фосфоглицеридов происходит в эндо- плазматических мембранах клетки. Фосфатидилэтаноламин синтезируется в следующей последовательности: в начале этаноламин фосфорилируется с участием АТФ и фермента этаноламинкиназы:

этаноламин фосфоэтаноламин

Затем фосфоэтаноламин реагирует с ЦТФ, в результате образуется цитидилдифосфатэтаноламин и пирофосфат:

фосфоэтаноламин + ЦТФ → ЦДФ-этаноламин.

Далее ЦДФ-этаноламин взаимодействуя с 1,2- диацилглице-ридом, превращается в фосфатидилэтаноламин:

ЦДФ-этаноламин + 1,2-диацилглицерид →

→ фосфатидилэтаноламин + ЦМФ.

Биосинтез фосфатидилхолина (лецитина) осуществляется следующим образом: синтезируется фосфатидилхолин из фосфатидилэтаноламина путем метилирования или же вначале холин взаимодействует с ЦТФ.

Затем ЦДФ-холин с 1,2- диацилглицерином образует дифосфатидилхолин:.

ЦДФ-холин + 1,2 - диацилглицерин →

→ фосфатидилхолин + ЦМФ

Биосинтез фосфатидилсерина происходит путем обмена этаноламина на серин:

Фосфатидилэтаноламин + L-серин →

→ фосфатидилсерин + этаноламин.