Hücrede yağların sentezi gerçekleşir. Yağlardan karbonhidrat sentezi. Kasılma proteinlerinin yapısı ve özellikleri

Lipid biyosentezi reaksiyonları, tüm organ hücrelerinin pürüzsüz endoplazmik retikulumunda meydana gelebilir. Yağ sentezi için substrat yeni glikozdur.

Bilindiği gibi glikoz hücreye girdiğinde glikojene, pentoza dönüşür ve pirüvik asite oksitlenir. Arz yüksek olduğunda glikojeni sentezlemek için glikoz kullanılır, ancak bu seçenek hücre hacmiyle sınırlıdır. Bu nedenle glikoz, glikolize "düşür" ve ya doğrudan ya da pentoz fosfat şantı yoluyla piruvata dönüştürülür. İkinci durumda, daha sonra yağ asitlerinin sentezi için gerekli olacak olan NADPH oluşur.

Piruvat mitokondriye geçer, asetil-SCoA'ya dekarboksillenir ve TCA döngüsüne girer. Ancak mümkün barış, en tatil fazla miktarın varlığında enerji hücrede, TCA döngüsü reaksiyonları (özellikle izositrat dehidrojenaz reaksiyonu), aşırı ATP ve NADH tarafından bloke edilir.

Genel şema glikozdan triasilgliserollerin ve kolesterolün biyosentezi

Yine sitrattan oluşan oksaloasetat, malat dehidrojenaz tarafından malik asite indirgenir ve mitokondriye geri döner.

• malat-aspartat mekik mekanizması yoluyla (şekilde gösterilmemiştir),
• malatın dekarboksilasyonundan sonra piruvat NADP'ye bağımlı malik enzimi. Ortaya çıkan NADPH, yağ asitleri veya kolesterol sentezinde kullanılacaktır.

Yağlar gliserol ve yağ asitlerinden sentezlenir.

Vücuttaki gliserol, yağın (yiyecek ve kendi) parçalanması sırasında oluşur ve ayrıca karbonhidratlardan da kolayca oluşur.

Yağ asitleri asetil koenzim A'dan sentezlenir. Asetil koenzim A evrensel bir metabolittir. Sentezi hidrojen ve ATP enerjisi gerektirir. Hidrojen NADP.H2'den elde edilir. Vücut yalnızca doymuş ve tekli doymamış (bir çift bağa sahip) yağ asitlerini sentezler. Çoklu doymamış adı verilen, bir molekülde iki veya daha fazla çift bağ bulunan yağ asitleri vücutta sentezlenmez ve besinlerle sağlanması gerekir. Yağ sentezi için, gıda ve vücut yağlarının hidroliz ürünleri olan yağ asitleri kullanılabilir.

Yağ sentezindeki tüm katılımcılar aktif form: gliserin formunda gliserofosfat ve yağ asitleri formdadır asetil koenzim A. Yağ sentezi hücrelerin sitoplazmasında meydana gelir (esas olarak yağ dokusu, karaciğer, ince bağırsak). Yağ sentezinin yolları şemada gösterilmiştir.

Gliserol ve yağ asitlerinin karbonhidratlardan elde edilebileceği unutulmamalıdır. Bu nedenle, hareketsiz bir yaşam tarzının arka planında aşırı tüketimi ile obezite gelişir.

DAP – dihidroaseton fosfat,

DAG – diasilgliserol.

ETİKET – triasilgliserol.

Genel özellikleri lipoproteinler. Su ortamındaki (ve dolayısıyla kandaki) lipitler çözünmez, bu nedenle vücutta lipitlerin kan yoluyla taşınması için proteinli lipit kompleksleri - lipoproteinler oluşur.

Tüm lipoprotein türleri benzer bir yapıya sahiptir - hidrofobik bir çekirdek ve yüzeyde hidrofilik bir katman. Hidrofilik tabaka, apoproteinler adı verilen proteinler ve amfifilik lipit molekülleri (fosfolipidler ve kolesterol) tarafından oluşturulur. Bu moleküllerin hidrofilik grupları sulu faza bakar ve hidrofobik kısımları, taşınan lipitleri içeren lipoproteinin hidrofobik çekirdeğine bakar.

Apoproteinlerçeşitli işlevleri gerçekleştirin:

Lipoproteinlerin yapısını oluşturur;

Hücrelerin yüzeyindeki reseptörlerle etkileşime girerler ve böylece hangi dokuların bu tip lipoproteini yakalayacağını belirlerler;

Lipoproteinlere etki eden enzimler veya enzimlerin aktivatörleri olarak görev yapın.

Lipoproteinler. Vücutta aşağıdaki lipoprotein türleri sentezlenir: şilomikronlar (CM), çok düşük yoğunluklu lipoproteinler (VLDL), orta yoğunluklu lipoproteinler (IDL), düşük yoğunluklu lipoproteinler (LDL) ve lipoproteinler yüksek yoğunluk(HDL). Her lipit türü farklı dokularda oluşur ve belirli lipitleri taşır. Örneğin CM'ler eksojen maddeleri (diyet yağları) bağırsaktan dokulara taşır, dolayısıyla triasilgliseroller bu parçacıkların kütlesinin %85'ine kadarını oluşturur.

Lipoproteinlerin özellikleri. LP'ler kanda oldukça çözünür, boyutları küçük olduğundan ve üzerlerinde negatif yük olduğundan yanardöner değildir.

yüzeyler. Bazı ilaçlar kılcal damarların duvarlarından kolaylıkla geçebilir. kan damarları ve lipitleri hücrelere iletir. CM'nin büyük boyutu kılcal damarların duvarlarına nüfuz etmelerine izin vermez, bu nedenle ilk önce bağırsak hücrelerinden girerler. lenf sistemi ve sonra ana olandan torasik kanal lenfle birlikte kana karışır. Yağ asitleri, gliserol ve artık şilomikronların kaderi. LP lipazın CM yağları üzerindeki etkisi sonucunda yağ asitleri ve gliserol oluşur. Yağ asitlerinin büyük kısmı dokulara nüfuz eder. Emilim döneminde yağ dokusunda, yağ asitleri triasilgliserol formunda, kalp kasında birikerek çalışır. iskelet kasları enerji kaynağı olarak kullanılmaktadır. Yağ hidrolizinin bir başka ürünü olan gliserol, kanda çözünür ve karaciğere taşınır, burada emilim süresi boyunca yağların sentezi için kullanılabilir.

Hiperkilomikronemi, hipertrigliseronemi. Yağ içeren yiyecekleri yedikten sonra fizyolojik hipertrigliseronemi ve buna bağlı olarak birkaç saate kadar sürebilen hiperkilomikronemi gelişir. Kolesterolün kan dolaşımından uzaklaştırılma hızı şunlara bağlıdır:

LP lipaz aktivitesi;

CM için apoprotein C-II ve E'yi sağlayan HDL'nin varlığı;

ApoC-II ve apoE'nin CM'ye aktarım aktiviteleri.

Kolesterol metabolizmasında yer alan proteinlerin herhangi birindeki genetik kusur, ailesel hiperkilomikronemi - hiperlipoproteinemi tip I gelişmesine yol açar.

Aynı türden bitkilerde yağın bileşimi ve özellikleri bitki türlerine göre değişiklik gösterebilir. iklim koşulları büyüme. Hayvansal hammaddelerdeki yağların içeriği ve kalitesi aynı zamanda cinse, yaşa, yağlılık derecesine, cinsiyete, yılın mevsimine vb. de bağlıdır.

Yağlar birçok gıda ürününün üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. yüksek kalorili içerik Ve besin değeri uzun süreli tokluk hissine neden olur. Yağlar önemli lezzet ve Yapısal bileşenler Yiyecek hazırlama sırasında, yiyeceğin görünümü üzerinde önemli bir etkisi vardır. Kızartma sırasında yağ, ısıyı aktaran bir ortam görevi görür.

Bitki ve hayvan dokularından elde edilen yağlar, gliseritlerin yanı sıra, yağların kalitesini ve özelliklerini etkileyen serbest yağ asitleri, fosfatitler, steroller, pigmentler, vitaminler, tatlandırıcı ve aromatik maddeler, enzimler, proteinler vb. içerebilir. Yağların tadı ve kokusu, depolama sırasında yağlarda oluşan maddelerden de (aldehitler, ketonlar, peroksitler ve diğer bileşikler) etkilenir.

Eğer hiç büyük miktarda karbonhidrat vücuda girdiklerinde ya hemen enerji için kullanılırlar ya da glikojen formunda depolanırlar ve fazlalıkları hızla trigliseritlere dönüştürülerek yağ dokusunda bu formda depolanır. İnsanlarda çoğu Trigliseritler karaciğerde oluşur ancak çok küçük miktarlar yağ dokusunun kendisinde de oluşabilir. Karaciğerde üretilen trigliseritler öncelikle çok düşük yoğunluklu lipoproteinler olarak depolandıkları yağ dokusuna taşınır.
Asetil-CoA'nın yağ asitlerine dönüşümü. Trigliserit sentezindeki ilk adım, karbonhidratların asetil-CoA'ya dönüştürülmesidir.

Bu normal bölünme sırasında meydana gelir glikoz Glikolitik sistem. Yağ asitlerinin büyük polimerler olması nedeniyle asetik asit asetil-CoA'nın nasıl bir yağ asidine dönüştürülebileceğini hayal etmek kolaydır. Ancak yağ asitlerinin sentezi, yalnızca oksidatif parçalanma reaksiyonunun yönünü değiştirerek elde edilemez. Bu sentez, polimerizasyon işleminin ana aracıları olarak malonil-CoA ve NADP-H kullanılarak şekilde gösterilen iki aşamalı işlemle gerçekleştirilir.

Yağ asitlerinin kombinasyonu trigliseritlerin oluşumunda a-gliserofosfat ile. Sentezlenen yağ asidi zincirleri 14 ila 18 karbon atomu içermeye başladığında, gliserol ile reaksiyona girerek trigliseritleri oluştururlar. Bu reaksiyonu katalize eden enzimler, zincir uzunluğu 14 karbon ve üzeri olan yağ asitleri için oldukça spesifiktir; bu, vücutta depolanan trigliseritlerin yapısal uygunluğunu kontrol eden bir faktördür.

Gliserol oluşumu bir trigliserit molekülünün parçaları Glikozun glikolitik parçalanmasının bir yan ürünü olan a-gliserofosfat tarafından sağlanır.

Karbonhidratları yağlara dönüştürme verimliliği. Trigliserit sentezi sırasında glikozun içerdiği potansiyel enerjinin yalnızca %15'i ısı olarak kaybolur. Kalan %85'i depolanan trigliseritlerden enerjiye dönüştürülür.
Yağ sentezi ve depolanmasının önemi. Karbonhidratlardan yağların sentezi iki durumdan dolayı özellikle önemlidir.

1. Çeşitli yetenekler hücreler Vücudun karbonhidratları glikojen formunda depolama yeteneği zayıf bir şekilde ifade edilir. Karaciğerde, iskelet kasında ve diğer tüm vücut dokularında yalnızca birkaç yüz gram glikojen depolanabilir. Aynı zamanda, kilolarca yağ depolanabilir, dolayısıyla yağ sentezi, aşırı karbonhidrat (ve protein) alımında bulunan enerjinin daha sonra kullanılmak üzere depolanabilmesinin bir yoludur. İnsan vücudunun yağ şeklinde depoladığı enerji miktarı, karbonhidrat şeklinde depolanan enerji miktarından yaklaşık 150 kat daha fazladır.

2. Her gram yağ, her gram karbonhidrattan neredeyse 2,5 kat daha fazla enerji içerir. Sonuç olarak, aynı vücut ağırlığı için vücut, karbonhidrat formunda olduğundan birkaç kat daha fazla enerjiyi yağ formunda depolayabilir; bu, özellikle hayatta kalmak için yüksek derecede hareketlilik gerekiyorsa önemlidir.

Azalan yağ senteziİnsülin yokluğunda karbonhidratlardan. Şiddetli durumlarda olduğu gibi insülin yokluğunda şeker hastalığı Aşağıdaki nedenlerden dolayı az miktarda yağ sentezlenir (eğer sentezlendiyse). Birincisi, insülin yokluğunda, glikoz, yağ dokusuna ve karaciğer hücrelerine önemli miktarlarda giremez; bu, yağların sentezi için gerekli olan ve sindirim sırasında elde edilen yeterli miktarda asetil-CoA ve NADP-H oluşumunu garanti etmez. glikozun metabolizması. İkincisi, yağ hücrelerinde glikozun bulunmaması, mevcut gliserofosfat miktarını önemli ölçüde azaltır ve bu da trigliserit oluşumunu engeller.

Enerji, yağların ve karbonhidratların oksidasyonu ile üretilir. Ancak bunların fazlalığı obeziteye, glikoz eksikliği ise vücudun zehirlenmesine yol açar.

Herhangi bir organizmanın normal işleyişi için enerjinin yeterli miktarlarda olması gerekir. Ana kaynağı glikozdur. Bununla birlikte, karbonhidratlar enerji ihtiyaçlarını her zaman tam olarak karşılamaz, bu nedenle lipit sentezi önemlidir; bu, hücrelere düşük şeker konsantrasyonunda enerji sağlayan bir süreçtir.

Yağlar ve karbonhidratlar ayrıca birçok hücre ve destekleyici süreçler için bileşenler için bir iskele sağlar. normal işleyiş vücut. Kaynakları gıdayla birlikte verilen bileşenlerdir. Glikoz, glikojen formunda depolanır ve fazlası, adipositlerde bulunan yağlara dönüştürülür. Fazla karbonhidrat alımıyla birlikte günlük tüketilen besinlerden dolayı yağ asitlerinde artış meydana gelir.

Yağlar mideye veya bağırsağa girdikten hemen sonra sentez süreci başlayamaz. Bu, kendine has özellikleri olan bir emilim sürecini gerektirir. Yiyeceklerden gelen yağların %100'ü kan dolaşımına karışmaz. Bunların %2'si bağırsaklardan değişmeden atılır. Bunun nedeni hem yiyeceğin kendisinden hem de emilim sürecinden kaynaklanmaktadır.

Yiyeceklerle birlikte gelen yağlar, alkol (gliserol) ve asitlere ek olarak parçalanmadan vücut tarafından kullanılamaz. Emülsifikasyon, bağırsak duvarının kendisinden ve bezlerden gelen enzimlerin zorunlu katılımıyla duodenumda meydana gelir. iç salgı. Fosfolipazları aktive eden safra da daha az önemli değildir. Alkolün parçalanmasından sonra yağ asitleri kana girer. Süreçlerin biyokimyası birçok faktöre bağlı olduğundan basit olamaz.

Yağ asidi

Hepsi ayrılmıştır:

• kısa (karbon atomu sayısı 10'u geçmez);
• uzun (karbon 10'dan büyük).

Kısa olanların kan dolaşımına girmesi için ek bileşiklere ve maddelere ihtiyaç yoktur. Uzun yağ asitleri ise safra asitleri ile kompleks oluşturmalıdır.

Kısa yağ asitleri ve ek bileşiklere ihtiyaç duymadan hızla emilmeleri, bağırsakları henüz yetişkinler gibi çalışmayan bebekler için önemlidir. Ayrıca kendisi anne sütü yalnızca kısa zincirler içerir.

Elde edilen yağ asitleri ve safra asitleri bileşiklerine miseller denir. Suda çözünmeyen ve yağlardan oluşan hidrofobik bir çekirdeğe ve hidrofilik bir kabuğa (safra asitleri nedeniyle çözünür) sahiptirler. Kesinlikle safra asitleri Lipitlerin adipositlere taşınmasına izin verir.

Misel, enterositlerin yüzeyinde parçalanır ve kan, kısa sürede karaciğere ulaşan saf yağ asitleriyle doyurulur. Enterositlerde şilomikronlar ve lipoproteinler oluşur. Bu maddeler yağ asitleri ve proteinlerin bileşikleridir ve her hücreye faydalı maddeler sağlarlar.

Safra asitleri bağırsaklar tarafından salgılanmaz. Küçük bir kısmı enterositlerden geçerek kana karışırken, büyük kısmı ince bağırsağın sonuna giderek aktif taşıma yoluyla emilir.

Şilomikronların bileşimi:

• trigliseritler;
• kolesterol esterleri;
• fosfolipitler;
• serbest kolesterol;
• protein.

Bağırsak hücrelerinde oluşan şilomikronlar henüz genç ve büyük oldukları için kendi başlarına kana karışamazlar. Lenfatik sisteme taşınırlar ve ancak ana kanaldan geçtikten sonra kana karışırlar. Orada yüksek yoğunluklu lipoproteinlerle etkileşime girerler ve apo-C ve apo-E proteinlerini oluştururlar.

Şilomikronlar ancak bu dönüşümlerden sonra olgun olarak adlandırılabilir, çünkü bunlar vücudun ihtiyaçları için kullanılanlardır. Ana görev, lipitlerin onları depolayan veya kullanan dokulara taşınmasıdır. Bunlar arasında yağ dokusu, akciğerler, kalp ve böbrekler bulunur.

Şilomikronlar yemekten sonra ortaya çıkar, bu nedenle yağ sentezi ve taşınması süreci ancak yemekten sonra etkinleştirilir. Bazı kumaşlar yapamaz saf formu bu kompleksleri emer, böylece bir kısmı albümine bağlanır ve ancak o zaman doku tarafından tüketilir. Bir örnek iskelet dokusudur.

Lipoprotein lipaz enzimi, şilomikronlardaki trigliseritleri azaltarak bunların azalmasına ve kalıntı haline gelmesine neden olur. Hepatositlere tamamen giren onlardır ve orada onların kurucu bileşenlerine ayrılma süreci sona erer.

Endojen yağ sentezinin biyokimyası insülin kullanılarak gerçekleşir. Miktarı kandaki karbonhidrat konsantrasyonuna bağlıdır, bu nedenle yağ asitlerinin hücreye girebilmesi için şekere ihtiyaç vardır.

Lipid yeniden sentezi

Lipid yeniden sentezi, vücuda gıdayla giren yağlardan bağırsak duvarında ve hücrede lipitlerin sentezlendiği bir süreçtir. Takviye olarak dahili olarak üretilen yağlar da kullanılabilir.

Bu süreç en önemlilerinden biridir çünkü uzun yağ asitlerinin bağlanmasına ve zarlar üzerindeki yıkıcı etkilerini önlemesine olanak tanır. Çoğu zaman endojen yağ asitleri gliserol veya kolesterol gibi bir alkole bağlanır.

Yeniden sentez süreci bağlanma ile bitmez. Daha sonra paketleme, taşıma adı verilen enterositten ayrılabilen formlarda meydana gelir. İki tip lipoproteinin oluşumu bağırsakta meydana gelir. Bunlar arasında kanda sürekli bulunmayan ve görünümleri gıda alımına bağlı olan şilomikronlar ve yüksek yoğunluklu lipoproteinler yer alır. kalıcı formlar ve konsantrasyonları 2 g/l'yi geçmemelidir.

Yağ kullanımı

Ne yazık ki, vücuda enerji sağlamak için trigliseritlerin (yağların) kullanılması çok emek yoğun kabul ediliyor, dolayısıyla bu işlem, karbonhidratlardan enerji elde etmekten çok daha verimli olmasına rağmen bir yedekleme işlemi olarak değerlendiriliyor.

Lipitler vücuda enerji sağlamak için ancak glikoz miktarının yetersiz olması durumunda kullanılır. Bu durum, uzun süre besin tüketimi yapılmadığında, aktif egzersiz sonrasında veya uzun bir gece uykusu sonrasında meydana gelir. Yağların oksidasyonu sonrasında enerji elde edilir.

Ancak vücudun enerjinin tamamına ihtiyacı olmadığı için biriktirilmesi gerekir. ATP şeklinde birikir. Hücrelerin yalnızca enerji gerektiren birçok reaksiyon için kullandığı bu moleküldür. ATP'nin avantajı vücudun tüm hücresel yapılarına uygun olmasıdır. İçinde glikoz varsa yeterli hacim enerjinin %70'i glikozun oksidatif süreçleri tarafından karşılanır ve yalnızca geri kalan yüzde yağ asitlerinin oksidasyonu tarafından karşılanır. Vücutta biriken karbonhidratın azalmasıyla avantaj, yağ oksidasyonuna kayar.

Gelen madde miktarının çıktıdan fazla olmamasını sağlamak için tüketilen yağ ve karbonhidratların normal sınırlar içinde olması gerekir. Ortalama bir insanın günde 100 gram yağa ihtiyacı vardır. Bu, bağırsaklardan kana yalnızca 300 mg'ın emilebilmesiyle haklı çıkar. Büyük miktar neredeyse hiç değişmeden yayınlanacaktır.

Glikoz eksikliği durumunda lipit oksidasyonunun imkansız olduğunu unutmamak önemlidir. Bu, hücrede aşırı miktarlarda oksidasyon ürünlerinin (aseton ve türevleri) birikmesine yol açacaktır. Normun aşılması vücudu yavaş yavaş zehirler ve üzerinde zararlı bir etkiye sahiptir. gergin sistem ve tedavi edilmezse ölümcül olabilir.

Yağların biyosentezi vücudun işleyişinin ayrılmaz bir sürecidir. Glikoz yokluğunda tüm biyokimyasal süreçleri uygun seviyede tutan yedek bir enerji kaynağıdır. Yağ asitlerinin hücrelere taşınması şilomikronlar ve lipoproteinler tarafından gerçekleştirilir. Özel bir özellik, şilomikronların yalnızca yemekten sonra ortaya çıkması ve lipoproteinlerin kanda sürekli bulunmasıdır.

Lipid biyosentezi birçok ek sürece bağlı bir süreçtir. Lipidlerin eksik oksidasyonu nedeniyle aseton birikmesi vücudun kademeli olarak zehirlenmesine yol açabileceğinden, glikozun varlığı zorunlu olmalıdır.

İnsan vücudunda hammadde Yağların biyosentezi için bitkilerde besinlerle sağlanan karbonhidratlar, fotosentetik dokulardan sağlanan sakkaroz kullanılabilir. Örneğin yağlı tohumların olgunlaşan tohumlarındaki yağların (triaçilgliseroller) biyosentezi de karbonhidrat metabolizması ile yakından ilişkilidir. Olgunlaşmanın erken aşamalarında, ana tohum dokularının hücreleri (kotiledonlar ve endosperm) nişasta taneleri ile doldurulur. Ancak o zaman olgunlaşmanın sonraki aşamalarında nişasta tanelerinin yerini ana bileşeni triasilgliserol olan lipitler alır.

Yağ sentezinin ana aşamaları, karbonhidratlardan gliserol-3-fosfat ve yağ asitlerinin oluşumunu ve ardından gliserolün alkol grupları ile yağ asitlerinin karboksil grupları arasındaki ester bağlarını içerir:

Şekil 11 – Karbonhidratlardan yağ sentezinin genel şeması

Karbonhidratlardan yağ sentezinin ana aşamalarına daha yakından bakalım (bkz. Şekil 12).

1. Gliserol-3-fosfatın sentezi

Aşama I - karşılık gelen glikosidazların etkisi altında, karbonhidratlar, hücrelerin sitoplazmasında glikoliz sürecine dahil olan monosakaritlerin (bkz. Paragraf 1.1.) oluşumuyla hidrolize uğrar (bkz. Şekil 2). Glikolizin ara ürünleri fosfodioksiaseton ve 3-fosfogliseraldehittir.

Aşama II Gliserol-3-fosfat, glikolizin bir ara ürünü olan fosfodioksiasetonun indirgenmesi sonucu oluşur:

Ayrıca fotosentezin karanlık aşamasında glisero-3-fosfat oluşabilmektedir.

1. Lipitler ve karbonhidratlar arasındaki ilişki

   1. Karbonhidratlardan yağların sentezi

Şekil 12 - Karbonhidratların lipitlere dönüşüm şeması

1. Yağ asidi sentezi

Hücre sitozolünde yağ asitlerinin sentezinin yapı taşı, iki şekilde oluşan asetil-CoA'dır: ya piruvatın oksidatif dekarboksilasyonunun bir sonucu olarak. (bkz. Şekil 12, Aşama III) veya yağ asitlerinin -oksidasyonunun bir sonucu olarak (bkz. Şekil 5). Glikoliz sırasında oluşan piruvatın asetil-CoA'ya dönüşmesinin ve yağ asitlerinin β-oksidasyonu sırasında oluşumunun mitokondride meydana geldiğini hatırlayalım. Yağ asitlerinin sentezi sitoplazmada gerçekleşir. İç mitokondriyal membran asetil-CoA'ya karşı geçirgen değildir. Sitoplazmaya girişi, sitoplazmada asetil-CoA, oksaloasetat veya karnitine dönüştürülen sitrat veya asetilkarnitin formundaki kolaylaştırılmış difüzyon tipi ile gerçekleştirilir. Ancak asetil-CoA'nın mitokondriden sitozole transferinin ana yolu sitrat yoludur (bkz. Şekil 13).

İlk olarak intramitokondriyal asetil-CoA oksaloasetat ile reaksiyona girerek sitrat oluşumuna neden olur. Reaksiyon sitrat sentaz enzimi tarafından katalize edilir. Ortaya çıkan sitrat, özel bir trikarboksilat taşıma sistemi kullanılarak mitokondriyal membran yoluyla sitozole taşınır.

Sitozolde sitrat, HS-CoA ve ATP ile reaksiyona girer ve tekrar asetil-CoA ve oksaloasetata parçalanır. Bu reaksiyon ATP sitrat liyaz tarafından katalize edilir. Zaten sitozolde bulunan oksaloasetat, sitozolik dikarboksilat taşıma sisteminin katılımıyla, oksaloasetata oksitlendiği mitokondriyal matrise geri döner ve böylece sözde mekik döngüsünü tamamlar:

Şekil 13 - Asetil-CoA'nın mitokondriden sitozole transfer şeması

Doymuş yağ asitlerinin biyosentezi, -oksidasyonlarının tersi yönde meydana gelir; yağ asitlerinin hidrokarbon zincirlerinin büyümesi, iki karbonlu bir fragmanın (C2) - asetil-CoA - ardışık olarak eklenmesi nedeniyle gerçekleştirilir. biter (bkz. Şekil 12, aşama IV.).

Yağ asitlerinin biyosentezindeki ilk reaksiyon, CO2, ATP ve Mn iyonları gerektiren asetil-CoA'nın karboksilasyonudur. Bu reaksiyon asetil-CoA - karboksilaz enzimi tarafından katalize edilir. Enzim, protez grubu olarak biyotin (H vitamini) içerir. Reaksiyon iki aşamada gerçekleşir: 1 - ATP'nin katılımıyla biyotinin karboksilasyonu ve II - karboksil grubunun asetil-CoA'ya aktarılması, malonil-CoA oluşumuyla sonuçlanır:

Malonil-CoA, yağ asidi biyosentezinin ilk spesifik ürünüdür. Uygun enzim sisteminin varlığında malonil-CoA hızla yağ asitlerine dönüştürülür.

Yağ asidi biyosentezi oranının hücredeki şeker içeriğine göre belirlendiğine dikkat edilmelidir. İnsan ve hayvanların yağ dokusundaki glikoz konsantrasyonunun artması ve glikoliz hızının artması, yağ asidi sentezi sürecini uyarır. Bu da yağ ve karbonhidrat metabolizmasının birbiriyle yakından ilişkili olduğunu gösterir. Burada önemli bir rol, asetil-CoA karboksilaz tarafından katalize edilen asetil-CoA'nın malonil-CoA'ya dönüşümü ile karboksilasyon reaksiyonu tarafından oynanır. İkincisinin aktivitesi iki faktöre bağlıdır: sitoplazmada yüksek molekül ağırlıklı yağ asitlerinin ve sitratın varlığı.

Yağ asitlerinin birikmesi bunların biyosentezi üzerinde engelleyici bir etkiye sahiptir; karboksilaz aktivitesini inhibe eder.

Asetil-CoA karboksilazın aktivatörü olan sitrata özel bir rol verilmektedir. Sitrat aynı zamanda karbonhidrat ve yağ metabolizmasında bir bağlantı görevi görür. Sitoplazmada sitratın, yağ asitlerinin sentezini uyarmada ikili bir etkisi vardır: birincisi, asetil-CoA karboksilazın aktivatörü olarak ve ikinci olarak, asetil gruplarının kaynağı olarak.

Yağ asidi sentezinin çok önemli bir özelliği, sentezin tüm ara ürünlerinin asil transfer proteinine (HS-ACP) kovalent olarak bağlı olmasıdır.

HS-ACP, ısıya dayanıklı, aktif bir HS grubu içeren ve protez grubu pantotenik asit (B3 vitamini) içeren düşük moleküllü bir proteindir. HS-ACP'nin işlevi, yağ asitlerinin -oksidasyonunda A enziminin (HS-CoA) işlevine benzer.

Bir yağ asitleri zinciri oluşturma sürecinde ara ürünler ABP ile ester bağları oluşturur (bkz. Şekil 14):

Yağ asidi zinciri uzatma döngüsü dört reaksiyonu içerir: 1) asetil-ACP'nin (C2) malonil-ACP (C3) ile yoğunlaştırılması; 2) restorasyon; 3) dehidrasyon ve 4) yağ asitlerinin ikinci indirgenmesi. İncirde. Şekil 14, yağ asitlerinin sentezinin bir diyagramını göstermektedir. Bir zincir uzatma döngüsü yağ asidi ardışık dört reaksiyonu içerir.

Şekil 14 - Yağ asidi sentezinin şeması

İlk reaksiyonda (1) - yoğunlaşma reaksiyonu - asetil ve malonil grupları birbirleriyle etkileşime girerek asetoasetil-ABP oluşturur ve aynı anda CO2 (C1) salınır. Bu reaksiyon, yoğunlaşan enzim -ketoasil-ABP sentetaz tarafından katalize edilir. Malonil-ACP'den ayrılan C02, asetil-ACP'nin karboksilasyon reaksiyonunda yer alan C02 ile aynıdır. Böylece yoğunlaşma reaksiyonu sonucunda iki karbonlu (C2) ve üç karbonlu (C3) bileşenlerden dört karbonlu bir bileşik (C4) oluşumu meydana gelir.

İkinci reaksiyonda (2), -ketoasil-ACP redüktaz tarafından katalize edilen bir indirgeme reaksiyonu olan asetoasetil-ACP, -hidroksibutiril-ACP'ye dönüştürülür. İndirgeyici madde NADPH + H +'dır.

Dehidrasyon döngüsünün üçüncü reaksiyonunda (3), krotonil-ACP'yi oluşturmak için -hidroksibutiril-ACP'den bir su molekülü ayrılır. Reaksiyon -hidroksiasil-ACP dehidrataz tarafından katalize edilir.

Döngünün dördüncü (son) reaksiyonu (4), krotonil-ACP'nin bütiril-ACP'ye indirgenmesidir. Reaksiyon, enoil-ACP redüktazın etkisi altında meydana gelir. Burada indirgeyici maddenin rolü ikinci molekül NADPH + H + tarafından oynanır.

Daha sonra reaksiyon döngüsü tekrarlanır. Palmitik asitin (C 16) sentezlendiğini varsayalım. Bu durumda, bütiril-ACP'nin oluşumu 7 döngüden yalnızca ilkiyle tamamlanır; her birinde başlangıç, büyüyen molekülün karboksil ucuna bir molonil-ACP molekülünün (3) - reaksiyonun (5) eklenmesidir. yağ asidi zinciri. Bu durumda karboksil grubu C02 (C1) formunda bölünür. Bu süreç aşağıdaki gibi temsil edilebilir:

C 3 + C 2 C 4 + C 1 – 1 çevrim

C 4 + C 3 C 6 + C 1 – 2 çevrim

С 6 + С 3 С 8 + С 1 –3 döngüsü

С 8 + С 3 С 10 + С 1 – 4 çevrim

С 10 + С 3 С 12 + С 1 – 5 döngüsü

С 12 + С 3 С 14 + С 1 – 6 çevrim

С 14 + С 3 С 16 + С 1 – 7 döngüsü

Sadece yüksek doymuş yağ asitleri değil, doymamış yağ asitleri de sentezlenebilir. Tekli doymamış yağ asitleri, açil-CoA oksijenazın katalize ettiği oksidasyon (desatürasyon) sonucu doymuş yağ asitlerinden oluşur. Bitki dokularından farklı olarak hayvan dokularının doymuş yağ asitlerini doymamış yağ asitlerine dönüştürme yeteneği çok sınırlıdır. En yaygın iki tekli doymamış yağ asidi olan palmitoleik ve oleik'in palmitik ve stearik asitlerden sentezlendiği tespit edilmiştir. İnsanlar da dahil olmak üzere memelilerin vücudunda, linoleik (C 18:2) ve linolenik (C 18:3) asitler, örneğin stearik asitten (C 18:0) oluşturulamaz. Bu asitler esansiyel yağ asitleri kategorisine aittir. Esansiyel yağ asitleri arasında araşidik asit de bulunur (C 20:4).

Yağ asitlerinin desatürasyonu (çift bağ oluşumu) ile birlikte uzama (uzama) da meydana gelir. Üstelik bu süreçlerin her ikisi de birleştirilebilir ve tekrarlanabilir. Yağ asidi zincirinin uzaması, malonil-CoA ve NADPH + H +'nın katılımıyla karşılık gelen asil-CoA'ya iki karbonlu parçaların sırayla eklenmesiyle meydana gelir.

Şekil 15, desatürasyon ve uzama reaksiyonlarında palmitik asidin dönüşüm yollarını göstermektedir.

Şekil 15 – Doymuş yağ asitlerinin dönüşüm şeması

doymamışa

Herhangi bir yağ asidinin sentezi, deaçilaz enziminin etkisi altında HS-ACP'nin asil-ACP'den bölünmesiyle tamamlanır. Örneğin:

Ortaya çıkan asil-CoA, yağ asidinin aktif formudur.