Биосинтез триглицеридов

Биосинтез липидов в виде триацилглицеридов (ТАГ) имеет важное биологическое значение, так как обеспечивает живые организмы запасом энергетического материала на длительный срок.

Возможны два пути биосинтеза липидов:

• 1) моноглицеридный — локализован в слизистой кишечника (иначе 1-й ресинтез жира);
• 2) а-глицерофосфатный — локализован в цитозоле клеток разных тканей кроме клеток мозга.

В обоих случаях для биосинтеза липидов нужны активные формы глицерина и жирных кислот.

Образование активированного глицерина

Может осуществляться двумя путями: во-первых, активацией глицерина (см. рис. 11.16), во-вторых, восстановлением диоксиацетопфосфата, образующегося при распаде глюкозы в процессе гликолиза (рис. 11.34).

Рис. 11.34. Восстановление диоксиацетонфосфата:

катализируется а-глицеролфосфат:НАД⁺-дегидрогеназой

Синтез жирных кислот (малоновый цикл)

Синтез жирных кислот — это циклический процесс. Каталитическую роль в нем играет малоновая кислота.

Субстратом для синтеза ВЖК служит ацетил-КоА. Это ключевой метаболит, который может использоваться как в анаболических, так и в катаболи- ческих процессах. Он образуется в матриксе митохондрии, а синтез ВЖК идет в цитоплазме на мембранах эндоплазматического ретикулума. Самостоятельно преодолеть мембраны митохондрии ацетил-КоА не может. Поэтому для транспорта ацетил-КоА из митохондрий в цитоплазму существует определенный механизм, регуляторами которого служат АТФ и АДФ.

Если АТФ в клетке мало, то ацетил-КоА остается в митохондрии и расщепляется до С0₂ и Н₂0 в ЦТК.

Если клетка хорошо обеспечена энергией, АТФ ингибирует ключевые ферменты ЦТК — цитратсиптазу и изоцитратдегидрогеиазу. Причем изо- цитратдегидрогеназа угнетается сильнее, чем цитратсинтаза. В результате в матриксе митохондрии накапливается лимонная кислота (цитрат), а затем выходит из митохондрии в цитоплазму (рис. 11.35). В цитоплазме есть фермент цитратлиаза, который расщепляет цитрат на ЩУК и ацетил-КоА.

При биосинтезе жирных кислот в каждом цикле происходит удлинение цепочки на два атома углерода, но это реакции, принципиально отличные от реакций, обратных р-окислению (табл. 11.12).

Рис. 11.35. Расхождение путей синтеза и распада ВЖК

Таблица 11.12

Различия в циклах синтеза и окисления жирных кислот

Малонил-КоА синтезируется из ацетил-Ко А, как показано на рис. 11.36.

Реакцию катализирует фермент а це т ил -Ко А- кар во к с ил аза. Это ключевой фермент в процессе синтеза жирных кислот. Его активность регулируется по типу отрицательной обратной связи. Ингибитором является продукт синтеза — пальмитоил-КоА, а активатором — лимонная кислота.

Рис. 11.36. Образование активной малоновой кислоты

После образования малонил-КоА синтез жирных кислот катализируется одним мультиферментным комплексом — синтетазой жирных кислот или коротко — синтаза ВЖК. Он фиксирован па мембранах эндоплазматического ретикулума.

В составе синтазы ВЖК находится семь ферментов (рис. 11.37). АПБ — сложный белок, который в составе небелковой части содержит тиоэтапол- амин, витамин В₃ и фосфорный остаток. Благодаря SH-группам АПБ передает кислотные остатки от одного фермента к другому.

За каждый цикл углеводородная цепочка будущей жирной кислоты растет па два углеродных атома. Это происходит до момента, пока она не приобретет нужную длину. Вслед за этим происходит тиолиз, и образуется в готовом виде активная форма жирной кислоты ацил-КоА.

Рис. 11.37. Одна стадия малонового цикла:

1 — ацетилтраисфераза; 2 — малонилтрансфераза; 3 — р-кетоаци л синтаза; 4 — р-кето- ацилредуктаза; 5 — p-оксиацилдегидратаза; б — еноилредуктаза; 7 — ацил-переносящий

белок (АПБ)

Синтез высших жирных кислот возможен, если выполняются условия:

• • поступают углеводы, при окислении которых образуются необходимые субстраты (ацетил-КоА) и НАДФН + Н* (из ПФЦ);
• • высокий энергетический статус клетки, так как только при достаточном содержании АТФ осуществляется выход лимонной кислоты из митохондрий в цитоплазму.

Обмен углеводов и обмен жиров очень тесно связаны. Углеводы легко могут превращаться в жиры, а вот превращение жиров в углеводы невозможно. Жиры не могут превращаться в углеводы, так как ацетил-КоА не может превращаться в ПВК. Обмен жиров и углеводов объединяется как энергетический обмен, который находится под контролем гормонов [23].

При наличии активных форм глицерина и жирных кислот синтез липидов в тканях протекает по схеме, представленной на рис. 11.38.

Рис. 11.38. Схема биосинтеза триглицеридов