يتضمن التخليق الحيوي للأحماض الدهنية سلسلة من التفاعلات التي لا تتوافق مع عملية تحللها.
على وجه الخصوص ، البروتينات الخاصة - ACP (البروتينات الحاملة للأسيل) هي وسطاء في تخليق الأحماض الدهنية. في المقابل ، يستخدم HS-KoA في تكسير الأحماض الدهنية.
يحدث تخليق الأحماض الدهنية في العصارة الخلوية ، ويحدث تكسير الأحماض الدهنية في الميتوكوندريا.
لتخليق الأحماض الدهنية ، يتم استخدام الإنزيم المساعد NADP / NADPH ، بينما يتضمن تكسير الأحماض الدهنية أنزيم NAD + / NADH.
يمكن تقسيم الأحماض الدهنية التي تشكل دهون الأنسجة إلى قصيرة (2-6 ذرات كربون) ومتوسطة (8-12 ذرة كربون) وطويلة السلسلة (14-20 ذرة كربون أو أكثر في الجزيء). معظم الأحماض الدهنية في الأنسجة الحيوانية طويلة السلسلة. تحتوي الغالبية العظمى من الأحماض الدهنية في الجسم على عدد زوجي من ذرات الكربون في الجزيء (C: 16 ، 18 ، 20) ، على الرغم من وجود جزيئات أحماض دهنية أطول في دهون الأنسجة العصبية ، بما في ذلك 22 ذرة كربون بستة سندات مزدوجة.
يشير الحمض الذي يحتوي على رابطة مزدوجة واحدة إلى الأحماض الدهنية الأحادية غير المشبعة ، في حين أن الأحماض التي تحتوي على اثنين أو أكثر من الروابط المزدوجة المعزولة تكون متعددة غير مشبعة.
الجدول 2
الأحماض الدهنية الأساسية في الثدييات
|
اسم الحمض |
هيكل حامضي |
عدد وموضع الروابط المزدوجة |
|
نفط |
UNCUN |
|
|
نايلون |
||
|
كابريليك |
ستنسون |
|
|
كابريك |
||
|
لوريك |
С11Н21СООН |
|
|
ميريستيك |
Spnzsun |
|
|
بالميت |
С15Н31СООН |
|
|
دهني |
С17Н35СООН |
|
|
أولينوفايا |
سبنزونو |
|
|
لينوليك |
С17Н31СООН |
|
|
لينولينيك |
سبنزونو |
|
|
أراكيدونيك |
С19Н31СООН |
4 (5, 8. 11, 14) |
عادة ما تكون الأحماض الدهنية غير المشبعة في شكل cys. تحتوي دهون النباتات والأسماك على المزيد من الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة في تركيبها ، وتسود الأحماض الدهنية المشبعة في تكوين دهون الثدييات والطيور.
تعتبر الأحماض الدهنية في النظام الغذائي وتكوينها الحيوي الداخلي ضرورية للجسم للحصول على الطاقة وتشكيل مكونات مسعورة للجزيئات الحيوية. يتم تحويل البروتينات والكربوهيدرات الزائدة في النظام الغذائي بنشاط إلى أحماض دهنية وتخزينها في شكل دهون ثلاثية.
معظم الأنسجة قادرة على تصنيع الأحماض الدهنية المشبعة. من الناحية الكمية ، يعتبر تصنيع الأحماض الدهنية أمرًا مهمًا ، في المقام الأول في الكبد والأمعاء والأنسجة الدهنية والغدة الثديية ونخاع العظام والرئتين. إذا حدثت أكسدة الأحماض الدهنية في الميتوكوندريا للخلايا ، فإن تركيبها يحدث في السيتوبلازم.
الطريقة الرئيسية لتزويد الجسم بالأحماض الدهنية هي تركيبها الحيوي من الجزيئات الوسيطة الصغيرة ومشتقات تقويض الكربوهيدرات والأحماض الأمينية الفردية والأحماض الدهنية الأخرى. عادة ما يتم تصنيع 16-carboxylic acid المشبع - البالمتيك - أولاً ، وجميع الأحماض الدهنية الأخرى عبارة عن تعديل لحمض البالمتيك.
يتم تحفيز جميع تفاعلات تخليق الأحماض الدهنية بواسطة مركب متعدد الإنزيمات - سينسيز الأحماض الدهنية الموجودة في العصارة الخلوية. يعد Acetyl-CoA مصدرًا مباشرًا لذرات الكربون لهذا التوليف. الموردين الرئيسيين لجزيئات أسيتيل CoA هم: تحلل الأحماض الأمينية ، أكسدة الأحماض الدهنية ، تحلل البيروفات.
يأتي Malonyl-CoA الضروري لتخليق الأحماض الدهنية نتيجة الكربوكسيل لأسيتيل CoA ، ويمكن أيضًا الحصول على NADPH الضروري في مسار فوسفات البنتوز.
توجد جزيئات Acetyl-CoA بشكل أساسي في الميتوكوندريا. ومع ذلك ، فإن غشاء الميتوكوندريا الداخلي غير منفذ لجزيء كبير نسبيًا مثل الأسيتيل CoA. لذلك ، من أجل الانتقال من الميتوكوندريا إلى السيتوبلازم ، يتفاعل أسيتيل CoA بمشاركة سينثيز السترات مع حمض الأكساليك الخليك ، مكونًا حمض الستريك:
في السيتوبلازم ، يتم تكسير حامض الستريك تحت تأثير سترات لياز:
وهكذا ، يعمل حامض الستريك كناقل لأسيتيل CoA. في المجترات ، بدلاً من حامض الستريك في سيتوبلازم الخلية ، يتم استخدام الأسيتات ، والتي تتشكل في الكرش من السكريات المتعددة ، والتي يتم تحويلها إلى أسيتيل CoA في خلايا الكبد والأنسجة الدهنية.
1. في المرحلة الأولى من التخليق الحيوي للأحماض الدهنية ، يتفاعل أسيتيل CoA مع بروتين خاص حامل للأسيل (HS-ACP) يحتوي على فيتامين ب 3 ومجموعة سلفهيدريل (HS) ، على غرار تركيبة الإنزيم المساعد أ:
2. الوسيط الذي لا غنى عنه في التوليف هو malonyl-CoA ، والذي يتشكل في تفاعل الكربوكسيل من acetyl-CoA بمشاركة ATP وإنزيم يحتوي على البيوتين ، acetyl-CoA carboxylase:
البيوتين (فيتامين H) باعتباره أنزيم الكربوكسيلاز يرتبط تساهميًا بأحد الإنزيم لحمل جزء واحد من الكربون. Acetyl CoA carboxylase هو إنزيم متعدد الوظائف ينظم معدل تخليق الأحماض الدهنية. يحفز الأنسولين تخليق الأحماض الدهنية عن طريق تنشيط الكربوكسيلاز ، بينما يكون للإبينفرين والجلوكاجون تأثير معاكس.
3. يتفاعل malonyl-S-KoA الناتج مع HS-ACP بمشاركة إنزيم malonyl transacylase:
4. في تفاعل التكثيف التالي تحت تأثير إنزيم acyl-malonyl-B-ACP-synthase ، يتفاعل malonyl-B-ACP و acetyl-B-ACP مع تكوين acetoacetyl-B-ACP:
5. يتم تقليل Acetoacetyl-B-ACP بمشاركة NADP + - اختزال مستقل لتكوين p-hydroxylbutyryl-B-ACP:
7. في التفاعل التالي ، يتم تقليل كروتونيل- B-APB بواسطة اختزال NADP + المعتمد مع تكوين butyryl-B-APB:
في حالة تركيب حمض البالمتيك (C: 16) ، من الضروري تكرار ست دورات تفاعل أخرى ، وستكون بداية كل منها إضافة جزيء malonyl-B-ACP إلى نهاية الكربوكسيل من الأحماض الدهنية المركبة سلسلة. وهكذا ، من خلال ربط جزيء واحد من malonyl-B-ACP ، تزداد السلسلة الكربونية لحمض البالمتيك المركب بمقدار ذرتين من الكربون.
8. يتم الانتهاء من تخليق حمض البالمتيك عن طريق الانقسام المائي لـ HS-ACP من palmityl-B-ACP بمشاركة إنزيم ديسيلاز:
تركيب حمض البالمتيك هو الأساس لتخليق الأحماض الدهنية الأخرى ، بما في ذلك الأحماض غير المشبعة الأحادية (الأوليك ، على سبيل المثال). يتم تحويل حمض البالمتيك الحر إلى palmityl-S-KoA بمشاركة ثيوكيناز. يمكن استخدام Palmytyl-S-KoA في السيتوبلازم في تخليق الدهون البسيطة والمعقدة ، أو إدخال الميتوكوندريا بمشاركة الكارنيتين لتخليق الأحماض الدهنية بسلسلة كربون أطول.
في الميتوكوندريا وفي الشبكة الإندوبلازمية الملساء ، يوجد نظام من إنزيمات إطالة الأحماض الدهنية لتخليق الأحماض مع 18 ذرة كربون أو أكثر عن طريق إطالة سلسلة الكربون من الأحماض الدهنية من 12 إلى 6 ذرات كربون. عند استخدام propionyl-S-KoA بدلاً من acetyl-S-KoA ، ينتج عن التركيب حمض دهني فردي.
في المجموع ، يمكن تمثيل تخليق حمض البالمتيك بالمعادلة التالية:
يعمل Acetyl-S-KoA في السيتوبلازم في هذا التوليف كمصدر لذرات الكربون لجزيء حمض البالمتيك. مطلوب ATP لتنشيط acetyl-S-KoA ، بينما NADPH + H + عامل اختزال أساسي. يتكون NADPH + + H + في الكبد في تفاعلات مسار فوسفات البنتوز. يحدث تخليق الأحماض الدهنية فقط في وجود هذه المكونات الأساسية في الخلية. وبالتالي ، يتطلب التخليق الحيوي للأحماض الدهنية الجلوكوز ، الذي يمد العملية بجذور الأسيتيل ، C02 و H 2 في شكل NADPH 2.
جميع إنزيمات التخليق الحيوي للأحماض الدهنية ، بما في ذلك HS-ACP ، موجودة في سيتوبلازم الخلية في شكل مركب متعدد الإنزيمات يسمى تخليق الأحماض الدهنية.
يحدث تخليق حمض الأوليك (غير المشبع) برابطة مزدوجة واحدة بسبب تفاعل حمض دهني مشبع مع NADPH + H + في وجود الأكسجين:
في خلايا الكبد والغدة الثديية للحيوانات المرضعة ، يتم توفير NADPH 2 ، الضروري لتخليق الأحماض الدهنية ، من خلال مسار فوسفات البنتوز. إذا كان تخليق الأحماض الدهنية في معظم حقيقيات النوى يحدث حصريًا في السيتوبلازم ، فإن تخليق الأحماض الدهنية في الخلايا النباتية الضوئية يحدث في سدى البلاستيدات الخضراء.
الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة - اللينوليك (C 17 H 31 COOH) ، اللينولينيك (C 17 H 29 COOH) ، التي لها روابط مزدوجة بالقرب من نهاية الميثيل في سلسلة الكربون ، لا يتم تصنيعها في الثدييات بسبب نقص الإنزيمات الضرورية (desaturases) ضمان تكوين روابط غير مشبعة في الجزيء. ومع ذلك ، يمكن تصنيع حمض الأراكيدونيك (C 19 H 31 COOH) من حمض اللينوليك. بدوره ، حمض الأراكيدونيك هو مقدمة في تخليق البروستاجلاندين. لاحظ أن النباتات قادرة على تصنيع روابط مزدوجة في الموضعين 12 و 15 من سلسلة الكربون بمشاركة الإنزيمات الضرورية في تخليق أحماض اللينوليك واللينولينيك.
يتمثل الدور الرئيسي لجميع الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة في توفير خصائص التدفق في الأغشية البيولوجية. يتم تأكيد ذلك من خلال حقيقة أن الكائنات الحية السفلية لديها القدرة على تغيير تكوين الأحماض الدهنية للفوسفوليبيدات بسبب سيولتها ، على سبيل المثال ، في درجات الحرارة المحيطة المختلفة. يتم تحقيق ذلك عن طريق زيادة نسبة الأحماض الدهنية الرابطة المزدوجة أو عن طريق زيادة درجة عدم تشبع الأحماض الدهنية.
يعتبر كربون الميثيلين لأي رابطة مزدوجة في بنية الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة حساسًا جدًا لإزالة الهيدروجين وتثبيت الأكسجين مع تكوين الجذور الحرة. تشكلت جزيئات الهيدروبيروكسيد على هذا النحو الديالديهايد بشكل رئيسي على شكل مالونديالديهيد. هذا الأخير قادر على التسبب في الارتباط المتبادل ، مما يؤدي إلى السمية الخلوية والطفرات وتعطيل الغشاء وتعديل الإنزيم. تشكل بلمرة ألدهيد المالونيك الصبغة الدهنية غير القابلة للذوبان ، والتي تتراكم في بعض الأنسجة مع تقدم العمر.
يرتبط الاهتمام بالأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة على المستوى البيوكيميائي بالدراسات التي تشير إلى أن الأنظمة الغذائية التي تحتوي على نسبة عالية من الأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة فيما يتعلق بمستوى الأحماض الدهنية المشبعة تساعد على خفض مستويات الكوليسترول في الجسم.
في جسم حيوان جائع ، مع الوجود اللاحق لنظام غذائي يحتوي على نسبة عالية من الكربوهيدرات ومستوى منخفض من الدهون ، يزداد نشاط أسيتيل CoA carboxylase بشكل كبير بسبب التعديل التساهمي وتخليق الأحماض الدهنية لعدة أيام. هذا هو عنصر تحكم تكيفي لتنظيم التمثيل الغذائي للدهون. إن تخليق وأكسدة الأحماض الدهنية في الجسم عمليتان مترابطتان. عندما يتضور حيوان جوعًا ، يزداد مستوى الأحماض الدهنية الحرة في الدم بسبب زيادة نشاط الليباز في الخلايا الدهنية تحت تأثير الهرمونات مثل الأدرينالين والجلوكاجون. يؤدي التخليق الحيوي للأحماض الدهنية ، وتحويل جزيئات NADPH + H + إلى NADP ~ ، إلى انهيار الجلوكوز عبر مسار فوسفات البنتوز. وبالتالي ، فإن الجلوكوز لا غنى عنه في التخليق الحيوي للأحماض الدهنية ، حيث يوفر ليس فقط جذور الأسيتيل ، ولكن أيضًا الإنزيمات المساعدة في شكل NADPH + H +.
ترتبط الأحماض الدهنية الحرة بألبومين المصل ، وهي الناقلات الرئيسية للأحماض الدهنية غير الأسترية. في تركيبة مع الألبومين ، تمثل الأحماض الدهنية مصدرًا نشطًا لنقل الطاقة للأنسجة المختلفة في فترة زمنية معينة. ومع ذلك ، فإن النسيج العصبي ، الذي يتلقى كل طاقته تقريبًا من الجلوكوز ، غير قادر على استخدام الأحماض الدهنية المرتبطة بالألبومين للحصول على الطاقة.
تركيز الأحماض الدهنية الحرة في الدم ثابت نسبيًا (0.6 ملي مولار). نصف عمرهم هو دقيقتان فقط. يشتمل الكبد بشكل مكثف على الأحماض الدهنية في تخليق الدهون الثلاثية ، وربطها بالبروتينات الدهنية منخفضة الكثافة (LDL) ، التي تدخل الدورة الدموية. ينقل كوليسترول البروتين الدهني منخفض الكثافة (LDL) كوليسترول بلازما الدم إلى الأنسجة المختلفة ، جدران الأوعية الدموية.
في السابق ، كان يُفترض أن عمليات الانقسام هي انعكاس لعمليات التوليف ، بما في ذلك تخليق الأحماض الدهنية التي اعتبرت عملية معاكسة لأكسدتها.
لقد ثبت الآن أن نظام الميتوكوندريا للتخليق الحيوي للأحماض الدهنية ، والذي يتضمن تسلسلًا معدلاً قليلاً لتفاعل الأكسدة β ، يطيل فقط الأحماض الدهنية متوسطة السلسلة الموجودة بالفعل في الجسم ، في حين أن التخليق الحيوي الكامل لحمض البالمتيك من الأسيتيل -CoA تعمل بنشاط خارج الميتوكوندرياعلى طريق مختلف تمامًا.
دعونا ننظر في بعض السمات الهامة لمسار التخليق الحيوي للأحماض الدهنية.
1. يحدث التوليف في العصارة الخلوية ، على عكس الانحلال الذي يحدث في مصفوفة الميتوكوندريا.
2. ترتبط المركبات الوسيطة لتخليق الأحماض الدهنية تساهميًا بمجموعات السلفهيدريل من بروتين نقل الأسيل (ACP) ، بينما ترتبط المنتجات الوسيطة لانقسام الأحماض الدهنية بالإنزيم المساعد أ.
3. يتم تنظيم العديد من الإنزيمات لتخليق الأحماض الدهنية في الكائنات الحية الأعلى في مركب متعدد الإنزيمات يسمى تخليق الأحماض الدهنية. في المقابل ، يبدو أن الإنزيمات التي تحفز تكسير الأحماض الدهنية مترددة في الارتباط.
4. يتم إطالة سلسلة الأحماض الدهنية المتنامية عن طريق الإضافة التسلسلية لمكونات ثنائية الكربون مشتقة من acetyl-CoA. يعمل Malonyl-APB كمانح نشط لمكونات البيكربون في مرحلة الاستطالة. يتم تشغيل تفاعل الاستطالة عن طريق إطلاق ثاني أكسيد الكربون.
5. دور عامل الاختزال في تخليق الأحماض الدهنية يلعبه NADPH.
6. يشارك Mn 2+ أيضًا في ردود الفعل.
7. توقف الاستطالة تحت تأثير مركب إنزيم الأحماض الدهنية في مرحلة تكوين البالميتات (C 16). يتم إجراء مزيد من الاستطالة وإدخال الروابط المزدوجة بواسطة أنظمة إنزيمية أخرى.
تشكيل أنزيم مالونيل أ
يبدأ تصنيع الأحماض الدهنية بالكربوكسيل لأسيتيل CoA إلى malonyl-CoA. هذا التفاعل الذي لا رجعة فيه هو خطوة حاسمة في تخليق الأحماض الدهنية.
يتم تحفيز تخليق malonyl-CoA بواسطة أسيتيل CoA كربوكسيلازويتم تنفيذه على حساب طاقة ATR. مصدر ثاني أكسيد الكربون للكربوكسيل لأسيتيل CoA هو البيكربونات.
أرز. توليف malonyl-CoA
يحتوي Acetyl CoA carboxylase كمجموعة صناعية البيوتين.
أرز. البيوتين
يتكون الإنزيم من عدد متغير من الوحدات الفرعية المتطابقة ، كل منها يحتوي على البيوتين ، biotincarboxylase, بروتين نقل الكربوكسيبيوتين, ترانسكاربوكسيلاز، وكذلك مركز التباين التنظيمي ، أي يمثل مجمع بولي أنزيم.ترتبط مجموعة الكربوكسيل من البيوتين تساهميًا بمجموعة ε-amino لبقايا الليسين لبروتين نقل الكربوكسيبيوتين. يتم تحفيز الكربوكسيل لمكون البيوتين في المركب المتشكل بواسطة الوحدة الفرعية الثانية ، البيوتين كربوكسيلاز. يحفز المكون الثالث للنظام ، وهو transcarboxylase ، نقل ثاني أكسيد الكربون المنشط من الكربوكسيبيوتين إلى أسيتيل CoA.
إنزيم البيوتين + ATP + HCO 3 - ↔ CO 2 ~ إنزيم البيوتين + ADP + Pi ،
CO 2 ~ إنزيم البيوتين + أسيتيل- CoA ، مولونيل- CoA + إنزيم البيوتين.
إن طول ومرونة الرابطة بين البيوتين والبروتين الذي يحمله تجعل من الممكن لمجموعة الكربوكسيل المنشط الانتقال من مركز نشط لمركب الإنزيم إلى آخر.
في حقيقيات النوى ، يوجد أسيتيل CoA carboxylase كبروتومر خالي من النشاط الأنزيمي (450 كيلو دالتون) أو كبوليمر خيطي نشط. يتم تنظيم تحويلها البيني بشكل خيفي. المنشط الخيفي الرئيسي هو سترات، والذي ينقل التوازن نحو الشكل الليفي النشط للإنزيم. يتم تحقيق التوجه الأمثل للبيوتين فيما يتعلق بالركائز في شكل ليفي. على عكس السترات ، يحول بالميتويل- CoA التوازن نحو الشكل الأولي غير النشط. وهكذا ، فإن palmitoyl-CoA ، المنتج النهائي ، يثبط الخطوة الحاسمة الأولى في التخليق الحيوي للأحماض الدهنية. يختلف تنظيم كربوكسيلاز الأسيتيل CoA في البكتيريا بشكل حاد عن نظيره في حقيقيات النوى ، حيث أن الأحماض الدهنية فيها هي في الأساس سلائف الفوسفوليبيد ، وليست وقودًا احتياطيًا. السيترات هنا ليس لها تأثير على كربوكسيلاز الأسيتيل CoA البكتيري. يتم تنظيم نشاط مكون ترانسكاربوكسيلاز في النظام بواسطة نيوكليوتيدات الجوانين ، التي تنسق تخليق الأحماض الدهنية مع نمو البكتيريا وتقسيمها.
إن اللبنة الأساسية لتخليق الأحماض الدهنية في العصارة الخلوية للخلية هي أسيتيل CoA ، والتي تتكون بطريقتين: إما نتيجة نزع الكربوكسيل المؤكسد من البيروفات. (انظر الشكل 11 ، المرحلة الثالثة) ، أو نتيجة أكسدة الأحماض الدهنية ب (انظر الشكل 8).
الشكل 11 - مخطط تحويل الكربوهيدرات إلى دهون
تذكر أن تحويل البيروفات المتكون أثناء تحلل السكر إلى أسيتيل CoA وتكوينه أثناء أكسدة الأحماض الدهنية يحدث في الميتوكوندريا. يحدث تخليق الأحماض الدهنية في السيتوبلازم. الغشاء الداخلي للميتوكوندريا غير منفذ لأسيتيل CoA. يتم دخوله إلى السيتوبلازم عن طريق نوع الانتشار الميسر على شكل سترات أو أسيتيل كارنيتين ، والتي يتم تحويلها في السيتوبلازم إلى أسيتيل CoA أو أوكسالو أسيتات أو كارنيتين. ومع ذلك ، فإن الطريق الرئيسي لنقل أسيتيل coA من الميتوكوندريا إلى العصارة الخلوية هو السترات (انظر الشكل 12).
في البداية ، يتفاعل acetyl-CoA داخل الميتوكوندريا مع oxaloacetate لتكوين السترات. يتم تحفيز التفاعل بواسطة إنزيم سيترات سينثيز. يتم نقل السترات الناتجة عبر غشاء الميتوكوندريا إلى العصارة الخلوية باستخدام نظام نقل خاص ثلاثي الكربوكسيل.
في العصارة الخلوية ، تتفاعل السترات مع HS-CoA و ATP ، وتتحلل مرة أخرى إلى acetyl-CoA و oxaloacetate. يتم تحفيز هذا التفاعل بواسطة ATP سترات لياز. بالفعل في العصارة الخلوية ، يعود oxaloacetate ، بمشاركة نظام نقل dicarboxylate العصاري الخلوي ، إلى مصفوفة الميتوكوندريا ، حيث يتأكسد إلى oxaloacetate ، وبالتالي يكمل ما يسمى بدورة المكوك:
الشكل 12 - مخطط نقل أسيتيل CoA من الميتوكوندريا إلى العصارة الخلوية
يحدث التخليق الحيوي للأحماض الدهنية المشبعة في الاتجاه المعاكس لأكسدة ب ، يتم تنفيذ تراكم سلاسل الهيدروكربون من الأحماض الدهنية بسبب الإضافة المتتابعة لجزء ثنائي الكربون (C 2) - أسيتيل- CoA إلى نهاياتهم (انظر الشكل 11 ، المرحلة الرابعة).
أول تفاعل للتخليق الحيوي للأحماض الدهنية هو الكربوكسيل لأسيتيل CoA ، والذي يتطلب أيونات CO 2 و ATP و Mn. يتم تحفيز هذا التفاعل بواسطة إنزيم أسيتيل CoA - كربوكسيلاز. يحتوي الإنزيم على البيوتين (فيتامين H) كمجموعة صناعية. يستمر التفاعل على مرحلتين: 1 - كربوكسيل البيوتين بمشاركة ATP و II - نقل مجموعة الكربوكسيل إلى acetyl-CoA ، ونتيجة لذلك يتم تكوين malonyl-CoA:
Malonyl-CoA هو أول منتج محدد لتخليق الأحماض الدهنية. في ظل وجود نظام إنزيم مناسب ، يتم تحويل malonyl-CoA بسرعة إلى أحماض دهنية.
وتجدر الإشارة إلى أن معدل التخليق الحيوي للأحماض الدهنية يتحدد بمحتوى السكر في الخلية. تؤدي زيادة تركيز الجلوكوز في الأنسجة الدهنية للإنسان والحيوان وزيادة معدل تحلل السكر إلى تحفيز تكوين الأحماض الدهنية. يشير هذا إلى أن التمثيل الغذائي للدهون والكربوهيدرات وثيق الصلة ببعضهما البعض. يتم لعب دور مهم هنا من خلال تفاعل الكربوكسيل لأسيتيل CoA مع تحوله إلى malonyl-CoA ، المحفز بواسطة acetyl-CoA carboxylase. يعتمد نشاط الأخير على عاملين: وجود أحماض دهنية عالية الوزن الجزيئي وسيترات في السيتوبلازم.
تراكم الأحماض الدهنية له تأثير مثبط على تكوينها الحيوي ، أي تمنع نشاط الكربوكسيلاز.
يلعب السترات دورًا خاصًا ، وهو منشط لأسيتيل CoA carboxylase. يلعب السيترات في نفس الوقت دور الارتباط الرابط بين التمثيل الغذائي للكربوهيدرات والدهون. في السيتوبلازم ، يكون للسيترات تأثير مزدوج في تحفيز تخليق الأحماض الدهنية: أولاً ، كمنشط لـ acetyl-CoA carboxylase ، وثانيًا ، كمصدر لمجموعات الأسيتيل.
من السمات المهمة جدًا لتخليق الأحماض الدهنية أن جميع منتجات التخليق الوسيطة مرتبطة تساهميًا ببروتين نقل الأسيل (HS-ACP).
HS-ACP هو بروتين منخفض الوزن الجزيئي مستقر حرارياً ، ويحتوي على مجموعة HS نشطة ويحتوي على حمض البانتوثنيك (فيتامين ب 3) في مجموعته الاصطناعية. تشبه وظيفة HS-ACP وظيفة الإنزيم A (HS-CoA) في أكسدة ب الأحماض الدهنية.
في عملية بناء سلسلة من الأحماض الدهنية ، تشكل المنتجات الوسيطة روابط استر مع ABP (انظر الشكل 14):
تتضمن دورة إطالة سلسلة الأحماض الدهنية أربعة تفاعلات: 1) تكثيف acetyl-ACP (C 2) مع malonyl-ACP (C 3) ؛ 2) الانتعاش. 3) الجفاف ؛ و 4) التخفيض الثاني للأحماض الدهنية. في التين. يوضح الشكل 13 مخططًا لتوليف الأحماض الدهنية. تتضمن دورة واحدة من تمديد سلسلة الأحماض الدهنية أربعة تفاعلات متتالية.
الشكل 13 - مخطط تخليق الأحماض الدهنية
في التفاعل الأول (1) - تفاعل التكثيف - تتفاعل مجموعات الأسيتيل والمالونيل مع بعضها البعض لتكوين acetoacetyl-ABP مع إطلاق متزامن لثاني أكسيد الكربون (C 1). يتم تحفيز هذا التفاعل بواسطة إنزيم التكثيف b-ketoacyl-ABP synthetase. ثاني أكسيد الكربون المشقوق من malonyl-ACP هو نفس ثاني أكسيد الكربون الذي شارك في تفاعل الكربوكسيل لأسيتيل ACP. وهكذا ، نتيجة لتفاعل التكثيف ، يتكون مركب رباعي الكربون (C 4) من مكونين (C 2) وثلاثة كربون (C 3).
في التفاعل الثاني (2) ، يتم تحويل تفاعل الاختزال المحفز بواسطة اختزال b-ketoacyl-ACP ، acetoacetyl-ACP إلى b-hydroxybutyryl-ACP. العامل المختزل هو NADPH + H +.
في التفاعل الثالث (3) لدورة التجفيف - ينفصل جزيء الماء عن b-hydroxybutyryl-ACP مع تكوين كروتونيل- ACP. يتم تحفيز التفاعل بواسطة b-hydroxyacyl-ACP-dehydratase.
التفاعل الرابع (النهائي) (4) من الدورة هو اختزال كروتونيل- ACP إلى butyryl-ACP. يستمر التفاعل تحت تأثير اختزال enoyl-ACP. يلعب الجزيء الثاني NADPH + H + دور العامل المختزل.
ثم تتكرر دورة التفاعلات. لنفترض أن حمض البالمتيك (C 16) يتم تصنيعه. في هذه الحالة ، يكتمل تكوين butyryl-ACP فقط في أول دورة من 7 دورات ، وفي كل منها تكون البداية إضافة جزيء molonyl-ACP (C 3) - تفاعل (5) إلى نهاية الكربوكسيل من سلسلة الأحماض الدهنية المتنامية. هذا يشق مجموعة الكربوكسيل في شكل CO 2 (C 1). يمكن تمثيل هذه العملية على النحو التالي:
С 3 + С 2 ® С 4 + С1-1 دورة
دورة С 4 + С 3 ® С 6 + С1 - 2
دورة С 6 + С 3 ® С 8 + С 1-3
С 8 + С 3 ® С 10 + С1-4 دورة
С 10 + С 3 ® С 12 + С1-5 دورة
دورة С 12 + С 3 ® С 14 + С1-6
С 14 + С 3 ® С 16 + С 1-7 دورة
لا يمكن تصنيع الأحماض الدهنية المشبعة فقط ، ولكن أيضًا الأحماض غير المشبعة. تتشكل الأحماض الدهنية الأحادية غير المشبعة من الأحماض المشبعة نتيجة الأكسدة (إزالة التشبع) التي يتم تحفيزها بواسطة أكسجيناز أسيل- CoA. على عكس الأنسجة النباتية ، فإن الأنسجة الحيوانية لديها قدرة محدودة للغاية على تحويل الأحماض الدهنية المشبعة إلى غير المشبعة. وجد أن اثنين من الأحماض الدهنية الأحادية غير المشبعة الأكثر شيوعًا - بالميتوليك والأوليك - يتم تصنيعهما من الأحماض البالميتية والأحماض الدهنية. في جسم الثدييات ، بما في ذلك البشر ، لا يمكن تشكيل أحماض اللينوليك (C 18: 2) واللينولينيك (C 18: 3) ، على سبيل المثال ، من حامض دهني (C 18: 0). تصنف هذه الأحماض على أنها أحماض دهنية أساسية. تشمل الأحماض الدهنية الأساسية أيضًا حمض الأراكيد (C 20: 4).
إلى جانب عدم تشبع الأحماض الدهنية (تكوين روابط مزدوجة) ، يحدث استطالة (استطالة) أيضًا. علاوة على ذلك ، يمكن الجمع بين هاتين العمليتين وتكرارهما. يحدث استطالة سلسلة الأحماض الدهنية عن طريق الإضافة المتسلسلة لشظايا البيكربونات إلى أسيل CoA المقابل بمشاركة malonyl-CoA و NADPH + H +.
يوضح الشكل 14 مسارات تحويل حمض البالمتيك في تفاعلات الاستطالة وإزالة التشبع.
الشكل 14 - مخطط تحويل الأحماض الدهنية المشبعة
إلى غير مشبعة
يتم الانتهاء من تخليق أي حمض دهني عن طريق انقسام HS-ACP من أسيل- ACP تحت تأثير إنزيم ديسيلاز. على سبيل المثال:
أسيل- CoA الناتج هو الشكل النشط للحمض الدهني.
نظرًا لأن قدرة الحيوانات والبشر على تخزين السكريات محدودة نوعًا ما ، فإن الجلوكوز ، الذي يتم الحصول عليه بكميات تتجاوز متطلبات الطاقة الفورية و "سعة التخزين" للجسم ، يمكن أن يكون "مادة بناء" لتخليق الأحماض الدهنية والجلسرين. في المقابل ، يتم تحويل الأحماض الدهنية ، بمشاركة الجلسرين ، إلى دهون ثلاثية ، تترسب في الأنسجة الدهنية.
يعتبر التخليق الحيوي للكوليسترول والستيرولات الأخرى عملية مهمة أيضًا. على الرغم من أنه من الناحية الكمية ، فإن مسار تخليق الكوليسترول ليس مهمًا جدًا ، إلا أنه ذو أهمية كبيرة نظرًا لحقيقة أن العديد من المنشطات النشطة بيولوجيًا تتشكل من الكوليسترول في الجسم.
تخليق أحماض دهنية أعلى في الجسم
في الوقت الحاضر ، تمت دراسة آلية التخليق الحيوي للأحماض الدهنية في جسم الحيوانات والبشر ، وكذلك أنظمة الإنزيم التي تحفز هذه العملية ، بشكل كافٍ. يحدث تخليق الأحماض الدهنية في الأنسجة في سيتوبلازم الخلية. في الميتوكوندريا ، من ناحية أخرى ، يحدث إطالة سلاسل الأحماض الدهنية 1.
أظهرت التجارب في المختبر أن الميتوكوندريا المعزولة لديها قدرة ضئيلة على دمج حمض الأسيتيك في الأحماض الدهنية طويلة السلسلة.على سبيل المثال ، وجد أن حمض البالمتيك يتم تصنيعه في سيتوبلازم خلايا الكبد ، وفي الميتوكوندريا لخلايا الكبد على أساس خلايا حمض البالمتيك التي تم تصنيعها بالفعل في السيتوبلازم أو على أساس الأحماض الدهنية ذات المنشأ الخارجي ، أي ، تلك الواردة من الأمعاء ، والأحماض الدهنية التي تحتوي على 18 و 20 و 22 ذرة كربون. في هذه الحالة ، تفاعلات تخليق الأحماض الدهنية في الميتوكوندريا هي في الأساس تفاعلات عكسية لأكسدة الأحماض الدهنية.
يختلف التركيب خارج الميتوكوندريا (الأساسي والرئيسي) للأحماض الدهنية في آليته بشكل حاد عن عملية الأكسدة. إن اللبنة الأساسية لتخليق الأحماض الدهنية في سيتوبلازم الخلية هي أسيتيل CoA ، والتي تشتق بشكل أساسي من أسيتيل CoA في الميتوكوندريا. ثبت أيضًا أن وجود ثاني أكسيد الكربون أو أيون البيكربونات في السيتوبلازم مهم لتخليق الأحماض الدهنية. بالإضافة إلى ذلك ، وجد أن السترات تحفز تكوين الأحماض الدهنية في سيتوبلازم الخلية. من المعروف أن أسيتيل CoA المتكون في الميتوكوندريا أثناء نزع الكربوكسيل المؤكسد لا يمكن أن ينتشر في سيتوبلازم الخلية ، لأن غشاء الميتوكوندريا غير منفذ لهذه الركيزة. وقد تبين أن الميتوكوندريا acetyl-CoA يتفاعل مع oxaloacetate ، مما يؤدي إلى تكوين السيترات ، التي تخترق بحرية في سيتوبلازم الخلية ، حيث تتحلل إلى acetyl-CoA و oxaloacetate:
لذلك ، في هذه الحالة ، تعمل السترات كناقل لجذر الأسيتيل.
هناك طريقة أخرى لنقل الأسيتيل CoA داخل الميتوكوندريا إلى سيتوبلازم الخلية. هذا هو مسار الكارنيتين. ذكر أعلاه أن الكارنيتين يلعب دور الناقل لمجموعات الأسيل من السيتوبلازم إلى الميتوكوندريا أثناء أكسدة الأحماض الدهنية. على ما يبدو ، يمكن أن يؤدي هذا الدور في العملية العكسية ، أي في نقل جذور الأسيل ، بما في ذلك جذور الأسيتيل ، من الميتوكوندريا إلى سيتوبلازم الخلية. ومع ذلك ، عندما يتعلق الأمر بتوليف الأحماض الدهنية ، فإن هذا المسار لنقل الأسيتيل CoA ليس هو المسار الرئيسي.
كانت أهم خطوة في فهم عملية تخليق الأحماض الدهنية هي اكتشاف إنزيم الأسيتيل- CoA carboxylase. هذا الإنزيم المعقد المحتوي على البيوتين يحفز التوليف المعتمد على ATP من malonyl-CoA (HOOC-CH 2 -CO-S-CoA) من acetyl-CoA و CO 2.
يحدث هذا التفاعل على مرحلتين:
وجد أن السترات تعمل كمنشط لتفاعل أسيتيل CoA-carboxylase.
Malonyl-CoA هو أول منتج محدد لتخليق الأحماض الدهنية. في ظل وجود نظام إنزيمي مناسب ، يتم تحويل malonyl-CoA (والذي يتكون بدوره من acetyl-CoA) بسرعة إلى أحماض دهنية.
يتكون نظام الإنزيم الذي يصنع الأحماض الدهنية العالية من عدة إنزيمات مرتبطة بطريقة معينة.
حاليًا ، تمت دراسة عملية تخليق الأحماض الدهنية بالتفصيل في الإشريكية القولونية وبعض الكائنات الحية الدقيقة الأخرى. مركب متعدد الإنزيمات يسمى مركب الأحماض الدهنية ، في الإشريكية القولونية ، يتكون من سبعة إنزيمات مرتبطة بما يسمى بروتين نقل الأسيل (ACP). هذا البروتين قابل للحرارة نسبيًا ، وله HS-rpynny مجاني ويشارك في تخليق الأحماض الدهنية الأعلى في جميع مراحله تقريبًا. يبلغ الوزن الجزيئي النسبي لـ APB حوالي 10000 دالتون.
فيما يلي تسلسل التفاعلات التي تحدث أثناء تخليق الأحماض الدهنية:
ثم تتكرر دورة التفاعلات. افترض أنه يتم تصنيع حمض البالمتيك (C 16) ؛ في هذه الحالة ، ينتهي تكوين butyryl-ACP فقط في أول دورة من سبع دورات ، وفي كل منها تكون البداية هي ربط جزيء malonyl-ACP بنهاية الكربوكسيل لسلسلة الأحماض الدهنية المتنامية. هذا يشق جزيء HS-ACP ومجموعة الكربوكسيل البعيدة من malonyl-ACP في شكل CO 2. على سبيل المثال ، يتفاعل butyryl-APB الذي تم تكوينه في الدورة الأولى مع malonyl-APB:
ينتهي تخليق الأحماض الدهنية بانقسام HS-ACP من acyl-ACP تحت تأثير إنزيم deacylase ، على سبيل المثال:
يمكن كتابة المعادلة الشاملة لتخليق حمض البالمتيك على النحو التالي:
أو ، بالنظر إلى أن تكوين جزيء واحد من malonyl-CoA من acetyl-CoA يتطلب جزيء واحد من ATP وجزيء واحد من CO 2 ، يمكن تمثيل المعادلة الكلية على النحو التالي:
يمكن تمثيل المراحل الرئيسية للتخليق الحيوي للأحماض الدهنية في شكل رسم بياني.
بالمقارنة مع أكسدة بيتا ، فإن التخليق الحيوي للأحماض الدهنية له عدد من السمات المميزة:
- يتم تصنيع الأحماض الدهنية بشكل أساسي في سيتوبلازم الخلية ، ويتم إجراء الأكسدة في الميتوكوندريا ؛
- المشاركة في التخليق الحيوي للأحماض الدهنية malonyl-CoA ، والتي تتكون عن طريق ربط CO 2 (في وجود إنزيم البيوتين و ATP) مع acetyl-CoA ؛
- في جميع مراحل تخليق الأحماض الدهنية ، يشارك بروتين نقل الأسيل (HS-APB) ؛
- الحاجة إلى تخليق الأحماض الدهنية للأنزيم المساعد NADPH 2. يتشكل الأخير في الجسم جزئيًا (بنسبة 50٪) في تفاعلات دورة البنتوز (تحويلة "سداسي أحادي الفوسفات") ، جزئيًا نتيجة لانقاص NADP مع مالات (حمض الماليك + NADP-حمض البيروفيك + CO 2 + NADPH 2) ؛
- تحدث استعادة الرابطة المزدوجة في تفاعل اختزال enoyl-ACP-reductase بمشاركة NADPH 2 وإنزيم ، ومجموعة الأطراف الاصطناعية منه عبارة عن أحادي نيوكليوتيد الفلافين (FMN) ؛
- في عملية تخليق الأحماض الدهنية ، تتشكل مشتقات الهيدروكسي ، المرتبطة في تكوينها بسلسلة D من الأحماض الدهنية ، وأثناء أكسدة الأحماض الدهنية - مشتقات الهيدروكسي من السلسلة L.
تكوين الأحماض الدهنية غير المشبعة
في أنسجة الثدييات ، توجد أحماض دهنية غير مشبعة ، والتي يمكن أن تعزى إلى أربع عائلات ، تختلف في طول السلسلة الأليفاتية بين مجموعة الميثيل الطرفية وأقرب رابطة مزدوجة:
لقد ثبت أن اثنين من الأحماض الدهنية الأحادية غير المشبعة الأكثر شيوعًا - بالميتوليك والأوليك - يتم تصنيعهما من الأحماض البالميتية والأحماض الدهنية. يتم إدخال الرابطة المزدوجة في جزيء هذه الأحماض في الميكروسومات لخلايا الكبد والأنسجة الدهنية بمشاركة أكسجين معين وأكسجين جزيئي. في هذا التفاعل ، يتم استخدام جزيء أكسجين كمستقبل لزوجين من الإلكترونات ، ينتمي أحدهما إلى الركيزة (Acyl-CoA) والآخر إلى NADPH 2:
في الوقت نفسه ، لا تستطيع أنسجة البشر وعدد من الحيوانات تصنيع أحماض اللينوليك واللينولينيك ، ولكن يجب أن تتلقاها مع الطعام (يتم تصنيع هذه الأحماض بواسطة النباتات). في هذا الصدد ، تسمى أحماض اللينوليك واللينولينيك ، التي تحتوي على اثنين وثلاث روابط مزدوجة على التوالي ، بالأحماض الدهنية الأساسية.
جميع الأحماض غير المشبعة الأخرى الموجودة في الثدييات تتكون من أربعة سلائف (بالميتولينويد ، الأوليك ، اللينوليك واللينولينيك كيولوت) عن طريق إطالة السلسلة و / أو إدخال روابط مزدوجة جديدة. تتم هذه العملية بمشاركة أنزيمات الميتوكوندريا والميكروسومات. على سبيل المثال ، يحدث تخليق حمض الأراكيدونيك وفقًا للمخطط التالي:
تم توضيح الدور البيولوجي للأحماض الدهنية المتعددة غير المشبعة إلى حد كبير فيما يتعلق باكتشاف فئة جديدة من المركبات النشطة من الناحية الفسيولوجية - البروستاجلاندين.
تخليق الدهون الثلاثية
هناك سبب للاعتقاد بأن معدل التخليق الحيوي للأحماض الدهنية يتم تحديده إلى حد كبير من خلال معدل تكوين الدهون الثلاثية والفوسفوليبيد ، لأن الأحماض الدهنية الحرة موجودة في الأنسجة وبلازما الدم بكميات صغيرة ولا تتراكم بشكل طبيعي.
يحدث تخليق الدهون الثلاثية من الجلسرين والأحماض الدهنية (بشكل رئيسي دهني ، نخيل ، أوليك). يستمر مسار التخليق الحيوي للدهون الثلاثية في الأنسجة من خلال تكوين الجلسرين -3 فوسفات كمادة وسيطة. في الكلى ، وكذلك في جدار الأمعاء ، حيث يكون نشاط إنزيم الجلسرين كيناز مرتفعًا ، يتم فسفرة الجلسرين بواسطة ATP لتكوين الجلسرين -3 فوسفات:
في الأنسجة الدهنية والعضلات ، نظرًا للنشاط المنخفض جدًا لجليسيرول كيناز ، يرتبط تكوين الجلسرين -3 فوسفات بشكل أساسي بتحلل الجلوكوز أو تحلل الجليكوجين 1. 1 في الحالات التي يكون فيها محتوى الجلوكوز في الأنسجة الدهنية منخفضًا (على سبيل المثال ، أثناء الصيام) ، يتم تكوين كمية صغيرة فقط من الجلسرين -3 فوسفات ولا يمكن استخدام الأحماض الدهنية الحرة التي يتم إطلاقها أثناء تحلل الدهون لإعادة تخليق الدهون الثلاثية ، ولذلك فإن الأحماض الدهنية تترك الأنسجة الدهنية ... على العكس من ذلك ، فإن تنشيط تحلل الجلوكوز في الأنسجة الدهنية يعزز تراكم الدهون الثلاثية فيه ، وكذلك الأحماض الدهنية الموجودة في تكوينها.من المعروف أنه في عملية تحلل الجلوكوز ، يتم تشكيل فوسفات ديوكسي أسيتون. هذا الأخير ، في وجود السيتوبلازم المعتمد على NAD المعتمد على الجلسرين فوسفات ديهيدروجينيز ، قادر على التحول إلى الجلسرين -3 فوسفات:
في الكبد ، لوحظ كلا المسارين لتكوين الجلسرين -3 فوسفات.
يتكون الجلسرين - 3 - فوسفات ، المتشكل بطريقة أو بأخرى ، من جزيئين من مشتق CoA من حمض دهني (أي الأشكال "النشطة" من الأحماض الدهنية) 2. 2 في بعض الكائنات الحية الدقيقة ، على سبيل المثال ، في الإشريكية القولونية ، فإن المتبرع لمجموعة الأسيل ليس وكيل CoA ، ولكن مشتقات ACP للأحماض الدهنية.نتيجة لذلك ، يتكون حمض الفوسفاتيدك:
لاحظ أنه على الرغم من وجود حمض الفوسفاتيدك في الخلايا بكميات صغيرة جدًا ، إلا أنه منتج وسيط مهم جدًا شائع في التخليق الحيوي للدهون الثلاثية والجليسيروفوسفوليبيد (انظر الرسم البياني).
إذا تم تصنيع الدهون الثلاثية ، يتم إزالة الفسفرة من حمض الفوسفاتيديك باستخدام فوسفاتيز معين (فوسفاتيدات الفوسفاتيز) ويتم تكوين 1،2-ديجليسيريد:
يتم الانتهاء من التخليق الحيوي للدهون الثلاثية عن طريق أسترة الناتج 1،2-ديجليسيريد الناتج مع جزيء أسيل- CoA ثالث:
التخليق الحيوي للجليسيروفوسفوليبيد
يتم تحديد توليف أهم شحميات الجلسيروفوسفول بشكل رئيسي في الشبكة الإندوبلازمية للخلية. أولاً ، يتم تحويل حمض الفوسفاتيدك ، كنتيجة لتفاعل قابل للعكس مع ثلاثي فوسفات السيتدين (CTP) ، إلى ثنائي جليسريد ثنائي الفوسفات السيتدين (CDP- ثنائي الجليسريد):
بعد ذلك ، في التفاعلات اللاحقة ، التي يتم تحفيز كل منها بواسطة إنزيم مناظر ، يتم إزاحة أحادي الفوسفات السيتدين من جزيء CDP-diglyceride بواسطة أحد مركبين - سيرين أو إينوزيتول ، مكونًا فسفاتيديل سيرين أو فوسفاتيديلينوسيتول ، أو 3-فوسفاتيديل-جلسرين-1- فوسفات. كمثال ، نعطي تكوين فوسفاتيديل سيرين:
في المقابل ، يمكن نزع الكربوكسيل من فسفاتيديل سيرين لتشكيل فوسفاتيديل إيثانول أمين:
فوسفاتيدل إيثانولامين هو مقدمة من فوسفاتيديل كولين. نتيجة للنقل المتسلسل لثلاث مجموعات ميثيل من ثلاث جزيئات من S-adenosylmethionine (متبرع لمجموعات الميثيل) إلى المجموعة الأمينية لبقايا الإيثانولامين ، يتم تكوين فوسفاتيديل كولين:
هناك طريقة أخرى لتخليق فوسفاتيديليثانولامين وفوسفاتيديل كولين في الخلايا الحيوانية. يستخدم هذا المسار أيضًا CTP كناقل ، ولكن ليس حمض الفوسفاتيديك ، ولكن الفوسفوريل كولين أو فسفوريليثانولامين (مخطط).
تخليق الكوليسترول
بالعودة إلى الستينيات من هذا القرن ، كان Bloch et al. في التجارب باستخدام الأسيتات المسمى بـ 14 درجة مئوية في مجموعتي الميثيل والكربوكسيل ، أظهر أن ذرات الكربون من حمض الأسيتيك متضمنة في كوليسترول الكبد بكميات متساوية تقريبًا. بالإضافة إلى ذلك ، فقد ثبت أن جميع ذرات الكربون للكوليسترول مشتقة من الأسيتات.
لاحقًا ، بفضل أعمال Linen و Redney و Polyak و Kornforth و A.N.Klimov وباحثين آخرين ، تم توضيح التفاصيل الرئيسية للتخليق الأنزيمي للكوليسترول ، والتي يبلغ عددها أكثر من 35 تفاعلًا إنزيميًا. في تركيب الكوليسترول ، يمكن التمييز بين ثلاث مراحل رئيسية: الأولى هي تحويل الأسيتات النشط إلى حمض الميفالونيك ، والثاني هو تكوين السكوالين من حمض الميفالونيك ، والثالث هو دوران السكوالين إلى الكوليسترول.
أولاً ، ضع في اعتبارك خطوة تحويل الأسيتات النشط إلى حمض الميفالونيك. تتمثل المرحلة الأولية في تخليق حمض الميفالونيك من أسيتيل CoA في تكوين acetoacetyl-CoA من خلال تفاعل ثيولاز قابل للانعكاس:
ثم التكثيف اللاحق لـ acetoacetyl-CoA مع الجزيء الثالث من acetyl-CoA بمشاركة hydroxymethylglutaryl-CoA synthase (HMG-CoA synthase) يعطي تكوين β-hydroxy-β-methylglutaryl-CoA:
لاحظ أننا نظرنا بالفعل في هذه المراحل الأولى من تخليق حمض الميفالونيك عندما تحدثنا عن تكوين أجسام الكيتون. علاوة على ذلك ، β-hydroxy-β-methylglutaryl-CoA تحت تأثير هيدروكسي ميثيل جلوتاريل-CoA المعتمد على NADP (اختزال HMG-CoA) نتيجة لتقليل إحدى مجموعات الكربوكسيل ويتم تحويل HS-KoA إلى حمض الميفالونيك:
تفاعل اختزال HMG-CoA هو أول تفاعل لا رجوع فيه عمليًا في سلسلة التخليق الحيوي للكوليسترول ويستمر بفقدان كبير للطاقة الحرة (حوالي 33.6 كيلو جول). وجد أن هذا التفاعل يحد من معدل التخليق الحيوي للكوليسترول.
إلى جانب مسار التخليق الحيوي الكلاسيكي لحمض الميفالونيك ، هناك مسار ثانٍ ، حيث لا يتم تشكيل β-hydroxy-β-methylglutaryl-CoA كركيزة وسيطة ، ولكن β-hydroxy-β-methylglutarnl-S-ACP. يبدو أن تفاعلات هذا المسار متطابقة مع المراحل الأولية من التخليق الحيوي للأحماض الدهنية حتى تكوين acetoacetyl-S-ACP. يشارك Acetyl-CoA-carboxylase ، وهو إنزيم يحول acetyl-CoA إلى malonyl-CoA ، في تكوين حمض الميفالونيك من خلال هذا المسار. النسبة المثلى لـ malonyl-CoA و acetyl-CoA لتخليق حمض الميفالونيك: جزيئين من acetyl-CoA لكل جزيء واحد من malonyl-CoA.
تم عرض مشاركة malonyl-CoA ، الركيزة الرئيسية للتخليق الحيوي للأحماض الدهنية ، في تكوين حمض الميفالونيك ومختلف البولي إيزوبرينويدات في عدد من الأنظمة البيولوجية: كبد الحمام والجرذان ، والغدة الثديية للأرانب ، ومستخلصات الخميرة اللاخلوية. لوحظ هذا المسار للتخليق الحيوي لحمض الميفالونيك بشكل رئيسي في سيتوبلازم خلايا الكبد. في هذه الحالة ، يلعب اختزال هيدروكسي ميثيل الغلوتاريل- CoA ، الموجود في الجزء القابل للذوبان من كبد الفئران والذي لا يتطابق مع الإنزيم الميكروسومي من حيث عدد من الخصائص الحركية والتنظيمية ، دورًا مهمًا في تكوين الميفالونات. من المعروف أن اختزال هيدروكسي ميثيل الغلوتاريل- CoA هو الرابط الرئيسي في تنظيم مسار التخليق الحيوي لحمض الميفالونيك من acetyl-CoA بمشاركة acetoacetyl-CoA-thiolase و HMG-CoA synthase. يختلف تنظيم المسار الثاني للتخليق الحيوي لحمض الميفالونيك تحت عدد من التأثيرات (الصيام ، والتغذية بالكوليسترول ، وإعطاء الفاعل بالسطح - نيوت WR-1339) عن تنظيم المسار الأول ، الذي يشارك فيه اختزال الجسيمات الدقيقة. تشير هذه البيانات إلى وجود نظامين مستقلين للتخليق الحيوي لحمض الميفالونيك. لم يتم دراسة الدور الفسيولوجي للمسار الثاني بشكل كامل. يُعتقد أن له أهمية معينة ليس فقط لتخليق المواد غير الستيرويدية ، مثل السلسلة الجانبية للأوبيكوينون والقاعدة الفريدة N 6 (Δ 2-isopentyl) -adenosine لبعض الحمض النووي الريبي ، ولكن أيضًا للتخليق الحيوي المنشطات (AN Klimov، E D. Polyakova).
في المرحلة الثانية من مواقع الكوليسترول ، يتم تحويل حمض الميفالونيك إلى سكوالين. تبدأ تفاعلات المرحلة الثانية مع فسفرة حمض الميفالونيك مع ATP. نتيجة لذلك ، يتم تكوين إستر فوسفوريك بحجم 5 بوصات ، ثم إستر فوسفوريك 5 بوصات من حمض الميفالونيك:
5 "-Pyrophosphomevalonic acid ، نتيجة الفسفرة اللاحقة لمجموعة الهيدروكسيل الثلاثية ، يشكل منتجًا وسيطًا غير مستقر - 3" -phospho-5 "-pyrophosphomevalonic acid ، الذي ينزع الكربوكسيل ويفقد حمض الفوسفوريك ، يتحول إلى isopentenyl pyrophosphate. هذا الأخير متشابه إلى ثنائي ميثيل البيروفوسفات.
بعد ذلك ، يتكثف هذان الإيزومريان المتماثلان بيروفوسفات (ثنائي ميثيل أليل بيروفوسفات وإيزوبنتنيل بيروفوسفات) لإطلاق بيروفوسفات وتشكيل جيرانيل بيروفوسفات. ينضم بيروفوسفات Isopentenyl مرة أخرى إلى بيروفوسفات geranyl ، مما ينتج عنه بيروفوسفات farnesyl.
تخليق حمض البالمتيك (C16) من Acetyl-CoA.
1) يتدفق في سيتوبلازم خلايا الكبد والأنسجة الدهنية.
2) القيمة: لتخليق الدهون والفوسفوليبيد.
3) يستمر بعد الأكل (خلال فترة الامتصاص).
4) يتكون من أسيتيل CoA تم الحصول عليه من الجلوكوز (تحلل السكر → OPVA → Acetyl-CoA).
5) في هذه العملية ، تتكرر 4 تفاعلات بالتسلسل:
التكثيف ← الانتعاش ← الجفاف ← الانتعاش.
في نهاية كل دورة LCD يطيل بمقدار ذرتين من الكربون.
المتبرع 2C - malonil-CoA.
6) يشارك NADPH + H + في تفاعلين اختزال (50٪ يأتي من PPP ، 50٪ من إنزيم MALIK).
7) فقط رد الفعل الأول يستمر مباشرة في السيتوبلازم (تنظيمي).
الأربعة المتبقية دورية - على مركب خاص بالميتات سينسيز (تخليق حمض البالمتيك فقط)
8) يعمل إنزيم منظم في السيتوبلازم - Acetyl-CoA-carboxylase (ATP ، Vit. H ، biotin ، IV class).
هيكل مركب بالميتات سينسيز
بالميتات سينثيز هو إنزيم يتكون من وحدتين فرعيتين.
يتكون كل منها من قدرة شرائية واحدة مع 7 مراكز نشطة.
كل مركز نشط يحفز رد الفعل الخاص به.
يحتوي كل PPC على بروتين نقل الأسيل (ACP) ، والذي يتم فيه التوليف (يحتوي على فوسفوبانتيتونيت).
كل وحدة فرعية لديها مجموعة HS. في أحدهما ، تنتمي مجموعة HS إلى السيستين ، والأخرى تنتمي إلى حمض الفوسفوبانتوثينيك.
آلية
1) لا يمكن أن يدخل Acetyl-Coa الذي يتم الحصول عليه من الكربوهيدرات إلى السيتوبلازم ، حيث يحدث تخليق FA. يخرج من خلال التفاعل الأول لـ TCA - تكوين السترات.
2) في السيتوبلازم ، تنقسم السترات إلى Acetyl-Coa و oxaloacetate.
3) Oxaloacetate → malate (تفاعل CTA في الاتجاه المعاكس).
4) Malate → pyruvate ، الذي يستخدم في ODPVK.
5) Acetyl-CoA → FA توليف.
6) يتم تحويل Acetyl-CoA تحت تأثير acetyl-CoA-carboxylase إلى malonyl-CoA.
تفعيل إنزيم الأسيتيل- CoA carboxylase:
أ) من خلال تعزيز تخليق الوحدات الفرعية تحت تأثير الأنسولين - يتم تصنيع ثلاثة رباعيات بشكل منفصل
ب) تحت تأثير السترات ، تتحد ثلاث رباعيات ، ويتم تنشيط الإنزيم
ج) أثناء الصيام ، يقوم الجلوكاجون بتثبيط الإنزيم (عن طريق الفسفرة) ، ولا يحدث تخليق الدهون
7) يتم نقل مركب أسيتيل واحد من السيتوبلازم إلى مجموعة HS (من السيستين) من سينسيز بالميتات ؛ واحد malonyl-CoA لكل مجموعة HS من الوحدة الفرعية الثانية. علاوة على ذلك ، يحدث synthase بالميتات:
8) تكثيفها (acetyl CoA و malonyl-CoA)
9) التعافي (المتبرع - NADPH + H + من PPP)
10) الجفاف
11) الانتعاش (المتبرع - NADPH + H + من إنزيم MALIK).
نتيجة لذلك ، يزيد جذري الأسيل بمقدار ذرتين من الكربون.
 |
تعبئة الدهون
أثناء الصيام أو النشاط البدني المطول ، يتم إفراز الجلوكاجون أو الأدرينالين. أنها تنشط TAG ليباز في الأنسجة الدهنية ، والتي تقع في الخلايا الدهنية ويسمى ليباز الأنسجة(هرمون حساس). يحلل الدهون في الأنسجة الدهنية إلى جلسرين وأحماض دهنية. يذهب الجلسرين إلى الكبد لتكوين السكر. تدخل FAs إلى مجرى الدم ، وترتبط بالألبومين وتدخل الأعضاء والأنسجة ، وتستخدم كمصدر للطاقة (من قبل جميع الأعضاء ، بجانب الدماغالذي يستخدم أجسام الجلوكوز والكيتون أثناء الصيام أو ممارسة التمارين الرياضية لفترات طويلة).
بالنسبة لعضلة القلب ، فإن الأحماض الدهنية هي المصدر الرئيسي للطاقة.
β- أكسدة
β- أكسدة- عملية تفتيت الأحماض الدهنية لاستخراج الطاقة.
1) مسار محدد لتقويض FA إلى acetyl-CoA.
2) يتدفق في الميتوكوندريا.
3) يتضمن 4 ردود فعل متكررة (أي دورية مشروطة):
أكسدة ← ترطيب ← أكسدة ← انشقاق.
4) في نهاية كل دورة ، يتم تقصير FA بواسطة ذرتين من الكربون على شكل acetyl-CoA (دخول CTC).
5) تفاعلات 1 و 3 - تفاعلات الأكسدة ، المرتبطة بـ CPE.
6) فيتامين. ب 2 - أنزيم FAD ، فيتامين. PP - NAD ، حمض البانتوثنيك - HS-KoA.
آلية نقل FA من السيتوبلازم إلى الميتوكوندريا.
1. يجب تنشيط FAs قبل دخول الميتوكوندريا.
المنشط FA = acyl-CoA فقط يمكن نقله عبر الغشاء الدهني المزدوج.
الناقل هو L-carnitine.
الإنزيم التنظيمي لأكسدة بيتا هو كارنيتين أسيل ترانسفيراز 1 (KAT-I).
2. ينقل CAT-I الأحماض الدهنية إلى الفضاء بين الغشاء.
3. تحت تأثير CAT-I ، يتم نقل acyl-CoA إلى ناقل L-carnitine.
يتكون Acylcarnitine.
4. بمساعدة ترانسيلوكاز مدمج في الغشاء الداخلي ، يتم نقل الأسيل كارنيتين إلى الميتوكوندريا.
5. في المصفوفة ، تحت تأثير CAT-II ، يتم شق FA من الكارنيتين ويدخل في أكسدة البيتا.
يعود الكارنيتين إلى الفضاء بين الأغشية.
تفاعلات الأكسدة Β
1. الأكسدة: يتأكسد FA بمشاركة FAD (إنزيم أسيل- CoA-DH) → إينويل.
يدخل FAD في CPE (p / o = 2)
2. الترطيب: enoyl → β-hydroxyacyl-CoA (إنزيم enoyl hydratase)
3. الأكسدة: β-hydroxyacyl-CoA → β-ketoacyl-CoA (بمشاركة NAD ، التي تدخل CPE ولها p / o = 3).
4. الانقسام: β-ketoacyl-CoA → acetyl-CoA (إنزيم thiolase ، بمشاركة HS-KoA).
أسيتيل CoA → CTA → 12 ATP.
Acyl-CoA (C-2) → دورة الأكسدة التالية β.
حساب الطاقة في الأكسدة β
على سبيل المثال ، حمض ميريستيك (14 درجة مئوية).
نحسب كمية الأسيتيل CoA التي يتحلل فيها الأحماض الدهنية
½ ن = 7 → TCA (12ATP) → 84 ATP.
نحسب عدد الدورات التي تتحلل فيها
(1/2 ن) -1 = 6.5 (2 ATP في تفاعل واحد و 3 ATP في 3 تفاعلات) = 30 ATP
· اطرح 1 ATP الذي ينفق على تنشيط الأحماض الدهنية في السيتوبلازم.
المجموع - 113 ATP.
تخليق أجسام الكيتون
يدخل كل أسيتيل CoA تقريبًا في CTK. يستخدم جزء صغير لتخليق أجسام الكيتون = أجسام الأسيتون.
أجسام خلونية- أسيتو أسيتات ، بيتا هيدروكسي بوتيرات ، أسيتون (لعلم الأمراض).
التركيز الطبيعي هو 0.03-0.05 مليمول / لتر.
يتم تصنيعها فقط في الكبدمن acetyl-CoA تم الحصول عليها عن طريق الأكسدة.
يستخدم كمصدر للطاقة من قبل جميع الأعضاء باستثناء الكبد (بدون إنزيم).
مع الصيام لفترات طويلة أو داء السكري ، يمكن أن يزيد تركيز أجسام الكيتون عشرة أضعاف ، لأن في ظل هذه الظروف ، تعتبر البلورات السائلة المصدر الرئيسي للطاقة. في ظل هذه الظروف ، تستمر عمليات الأكسدة الشديدة ، وليس لدى كل أسيتيل CoA وقت لاستخدامه في CTC ، للأسباب التالية:
نقص أوكسالو أسيتات (يتم استخدامه في تكوين السكر)
· نتيجة لأكسدة البيتا ، يتكون الكثير من NADH + H + (في 3 تفاعلات) ، مما يثبط isocitrate-DH.
وبالتالي ، يتم استخدام أسيتيل CoA لتخليق أجسام الكيتون.
لأن أجسام الكيتون هي أحماض ، تسبب تحولًا في التوازن الحمضي القاعدي. يحدث الحماض (بسبب الكيتون في الدم).
ليس لديهم الوقت للتخلص منها وتظهر في البول كعنصر مرضي → كيتوريا... أيضا ، هناك رائحة الأسيتون من الفم. هذه الحالة تسمى الكيتوزيه.
استقلاب الكوليسترول
الكوليسترول(Xc) هو كحول أحادي الهيدرات يعتمد على حلقة cyclopentane perhydrophenanthrene.
27 ذرة كربون.
التركيز الطبيعي للكوليسترول هو 3.6-6.4 مليمول / لتر ، ولا يسمح بأكثر من 5.
لبناء أغشية (الدهون الفوسفورية: Xc = 1: 1)
تركيب حصوات المرارة
تخليق هرمونات الستيرويد (الكورتيزول ، البروجسترون ، الألدوستيرون ، الكالسيتريول ، الإستروجين)
· يستخدم في الجلد تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية لتخليق فيتامين د 3 - كولي كالسيفيرول.
يحتوي الجسم على حوالي 140 جم من الكوليسترول (بشكل رئيسي في الكبد والدماغ).
المتطلبات اليومية هي 0.5-1 جم.
يتضمن فقطفي المنتجات الحيوانية (البيض والزبدة والجبن والكبد).
لا يتم استخدام Xc كمصدر للطاقة ، لأن لا يتم شق الحلقة إلى CO 2 ولا يتم تحرير H 2 O و ATP (بدون إنزيم).
لا يتم إخراج الفائض Chs ، ولا يترسب ، ويترسب في جدار الأوعية الدموية الكبيرة على شكل لويحات.
يصنع الجسم 0.5-1 جم من Chs. كلما زاد استهلاكه مع الطعام ، قل إنتاجه في الجسم (طبيعي).
يتم تصنيع Xc في الجسم في الكبد (80٪) ، الأمعاء (10٪) ، الجلد (5٪) ، الغدد الكظرية ، الغدد التناسلية.
حتى النباتيون يمكن أن يكون لديهم مستويات عالية من الكوليسترول. فقط الكربوهيدرات اللازمة لتركيبها.
تخليق الكوليسترول
تتم على 3 مراحل:
1) في السيتوبلازم - قبل تكوين حمض الميفالونيك (على غرار تركيب أجسام الكيتون)
2) في EPR - إلى سكوالين
3) في EPR - للكوليسترول
حوالي 100 رد فعل.
الإنزيم التنظيمي هو β-hydroxymethylglutaryl-CoA reductase (HMG reductase). العقاقير المخفضة للكوليسترول التي تخفض الكوليسترول تمنع هذا الإنزيم.)
تنظيم اختزال HMG:
أ) يمنعه مبدأ التغذية الراجعة السلبية عن طريق زيادة الكوليسترول الغذائي
ب) قد يزيد تخليق الإنزيم (الإستروجين) أو ينقص (الكوليسترول وحصى المرارة)
ج) يتم تنشيط الإنزيم عن طريق الأنسولين عن طريق نزع الفسفرة
د) إذا كان هناك الكثير من الإنزيم ، فيمكن شق الفائض عن طريق تحلل البروتين
يتم تصنيع الكوليسترول من أسيتيل CoA ، مشتق من الكربوهيدرات(تحلل السكر → ODPVK).
يتم تعبئة الكولسترول الناتج في الكبد مع الدهون في VLDL دون حل. يحتوي VLDL على أبوبروتين B100 ، ويدخل مجرى الدم ، وبعد ربط البروتينات الأبوبروتين C-II و E ، يتحول إلى VLDL الناضج ، والذي يدخل LP- ليباز. يزيل ليباز LDL الدهون من VLDL (50٪) ، تاركًا LDL الذي يتكون من 50-70٪ إسترات الكوليسترول.
يمد الكوليسترول لجميع الأعضاء والأنسجة
· توجد في الخلايا مستقبلات في B100 تتعرف من خلالها على LDL وتمتصه. تنظم الخلايا إمداد الكوليسترول عن طريق زيادة أو تقليل عدد مستقبلات B100.
في داء السكري ، يمكن أن يحدث الارتباط بالجليكوزيل B100 (مرفق الجلوكوز). وبالتالي ، لا تتعرف الخلايا على البروتين الدهني منخفض الكثافة ويحدث فرط كوليسترول الدم.
يمكن أن يخترق LDL الأوعية الدموية (جسيمات تصلب الشرايين).
يتم إرجاع أكثر من 50٪ من البروتين الدهني منخفض الكثافة إلى الكبد ، حيث يتم استخدام الكوليسترول في تكوين حصوات المرارة وتثبيط تكوين الكوليسترول الخاص به.
توجد آلية دفاعية ضد فرط كوليسترول الدم:
تنظيم تخليق الكولسترول الذاتي وفقًا لمبدأ التغذية الراجعة السلبية
تنظم الخلايا تدفق الكوليسترول عن طريق زيادة أو تقليل عدد مستقبلات B100
عمل HDL
يتم تصنيع HDL في الكبد. إنه على شكل قرص ويحتوي على القليل من الكوليسترول.
وظائف HDL:
يزيل الكولسترول الزائد من الخلايا والبروتينات الدهنية الأخرى
يزود C-II و E للبروتينات الدهنية الأخرى
آلية عمل HDL:
يحتوي HDL على صميم البروتين A1 و LCAT (إنزيم الليسيثين كولسترول أسيل ترانسفيراز).
يتم إطلاق HDL في مجرى الدم ، ويقترب LDL منه.
وفقًا لـ A1 LDL ، من المعروف أن لديهم الكثير من الكوليسترول ، وأنهم ينشطون LHAT.
يشق LCAT FAs من فوسفوليبيد HDL وينقلها إلى الكوليسترول. تتشكل استرات الكوليسترول.
استرات الكوليسترول كارهة للماء ، لذا فهي تنتقل إلى البروتين الدهني.
الموضوع 8
طريقة المواد: تبادل البروتين
السناجب - هذه مركبات ذات وزن جزيئي مرتفع ، تتكون من بقايا حمض أميني ألفا ، والتي ترتبط ببعضها البعض بواسطة روابط ببتيدية.
توجد روابط الببتيد بين مجموعة α-carboxyl لحمض أميني واحد ومجموعة أمينية أخرى ، تليها ، حمض أميني ألفا.
وظائف البروتينات (الأحماض الأمينية):
1) البلاستيك (الوظيفة الرئيسية) - يتم تصنيع بروتينات العضلات والأنسجة والأحجار الكريمة والكارنيتين والكرياتين وبعض الهرمونات والإنزيمات من الأحماض الأمينية ؛
2) الطاقة
أ) في حالة الإفراط في تناول الطعام (> 100 جم)
ب) الصوم المطول
خصوصية:
الأحماض الأمينية على عكس الدهون والكربوهيدرات ، لا يودع .
كمية الأحماض الأمينية الحرة في الجسم حوالي 35 جرام.
مصادر البروتين للجسم:
بروتينات الغذاء (المصدر الرئيسي)
بروتينات الأنسجة
· توليفها من الكربوهيدرات.
توازن النيتروجين
لأن 95٪ من كل النيتروجين في الجسم ينتمي إلى الأحماض الأمينية ، ومن ثم يمكن الحكم على تبادلها توازن النيتروجين - نسبة النيتروجين الوارد وإفرازه في البول.
ü إيجابي - يتحرر أقل مما يدخل (عند الأطفال ، النساء الحوامل ، خلال فترة الشفاء بعد المرض) ؛
ü سلبي - يتحرر أكثر مما يأتي (الشيخوخة ، فترة المرض الطويلة) ؛
ü توازن النيتروجين - في الأشخاص الأصحاء.
لأن بروتينات الطعام - المصدر الرئيسي للأحماض الأمينية ، ثم يقولون عن " فائدة التغذية بالبروتين ».
جميع الأحماض الأمينية مقسمة إلى:
قابلة للاستبدال (8) - Ala ، Gli ، Ser ، Pro ، Glu ، Gln ، Asp ، Asn ؛
· قابل للاستبدال جزئيًا (2) - Arg ، Gis (تم تصنيعه ببطء) ؛
قابل للاستبدال المشروط (2) - رابطة الدول المستقلة ، صور (يمكن تصنيعها قدمتإيصالات لا يمكن الاستغناء عنها - Met → Cis ، Fen → Tyr) ؛
لا يمكن الاستغناء عنه (8) - Val ، Ile ، Lei ، Liz ، Met ، Tre ، مجفف الشعر ، TPF.
في هذا الصدد ، يتم تخصيص البروتينات:
ü كامل - يحتوي على جميع الأحماض الأمينية الأساسية
ü معيب - لا يحتوي على Met و TPF.
هضم البروتينات
الخصائص:
1) يتم هضم البروتينات في المعدة والأمعاء الدقيقة
2) الإنزيمات - الببتيدات (تشق روابط الببتيد):
أ) exopeptidase - على طول الحواف من أطراف C-N
ب) endopeptidase - داخل البروتين
3) يتم إنتاج أنزيمات المعدة والبنكرياس بشكل خامل - الانزيمات(كما يفعلون بهضم أنسجتهم)
4) يتم تنشيط الإنزيمات عن طريق التحلل البروتيني الجزئي (انقسام جزء من PPC)
5) بعض الأحماض الأمينية تتعرض للتعفن في الأمعاء الغليظة
 |
1. لا يتم هضمها في تجويف الفم.
2. في المعدة تتأثر البروتينات بيبسين(إندوبيبتيداز). يشق الروابط التي شكلتها المجموعات الأمينية من الأحماض الأمينية العطرية (Tyr ، Phen ، TPF).
يتم إنتاج البيبسين بواسطة الخلايا الرئيسية كمادة خاملة الببسينوجين.
تنتج الخلايا الجدارية حمض الهيدروكلوريك.
وظائف حمض الهيدروكلوريك:
ü تخلق درجة حموضة مثالية للببسين (1.5 - 2.0)
ü ينشط الببسينوجين
ü يفسد البروتينات (يسهل عمل الإنزيم)
ü مفعول مبيد للجراثيم
تفعيل البيبسينوجين
يتم تحويل البيبسينوجين تحت تأثير حمض الهيدروكلوريك إلى بيبسين نشط عن طريق انقسام 42 من الأحماض الأمينية ببطء. ثم ينشط البيبسين النشط الببسينوجين بسرعة ( تحفيزيًا).
وهكذا ، في المعدة ، يتم تقسيم البروتينات إلى ببتيدات قصيرة تدخل الأمعاء.
3. في الأمعاء ، تعمل إنزيمات البنكرياس على الببتيدات.
تنشيط التربسينوجين ، كيموتربسينوجين ، برويلاستاز ، برو كاربوكسي ببتيداز
في الأمعاء ، تحت تأثير إنتيروبيبتيداز ، يتم تنشيطه التربسينوجين... ثم يتم تفعيلها منه التربسينينشط جميع الإنزيمات الأخرى عن طريق التحلل البروتيني الجزئي (كيموتربسينوجين → كيموتربسين، proelastase → الإيلاستاز، procarboxypeptidase → كربوكسي ببتيداز).
التربسينيشق الروابط التي شكلتها مجموعات الكربوكسيل Lys أو Arg.
كيموتربسين- بين مجموعات الكربوكسيل من الأحماض الأمينية العطرية.
الإيلاستاس- الروابط المكونة من مجموعات الكربوكسيل Ala أو Gly.
كربوكسي ببتيدازيشق روابط الكربوكسيل من الطرف C.
وهكذا ، قصير ثنائي ، ثلاثي الببتيدات تتشكل في الأمعاء.
4. تحت تأثير الإنزيمات المعوية ، يتم تكسيرها لتحرير الأحماض الأمينية.
الانزيمات - ثنائي ، ثلاثي ، أمينوبيبتيداز... هم ليسوا أنواع محددة.
يتم امتصاص الأحماض الأمينية الحرة المتكونة عن طريق النقل النشط الثانوي مع Na + (مقابل تدرج التركيز).
5. تتعفن بعض الأحماض الأمينية.
تعفن - العملية الأنزيمية لتحلل الأحماض الأمينية إلى منتجات منخفضة السمية مع إطلاق غازات (NH 3 ، CH 4 ، CO 2 ، مركابتان).
المعنى: للحفاظ على النشاط الحيوي للميكروبات المعوية (أثناء تعفن Tyr تشكل منتجات سامة الفينول والكريسول ، TPF - الإندول والسكاتول). تدخل المنتجات السامة إلى الكبد وتصبح غير ضارة.
هدم الأحماض الأمينية
الطريق الرئيسي الشذوذ - عملية الانقسام الأنزيمي للمجموعة الأمينية على شكل أمونيا وتكوين حمض الكيتو الخالي من النيتروجين.
نزع الأمين التأكسدي
غير مؤكسد (Ser ، Tre)
داخل الجزيئات (له)
متحلل بالماء
نزع الأمين التأكسدي (أساسي)
أ) مباشر - فقط لـ Glu، tk. بالنسبة لجميع الآخرين ، فإن الإنزيمات غير نشطة.
تتم على مرحلتين:
1) الأنزيمية
2) عفوية
نتيجة لذلك ، يتم تكوين الأمونيا و α-ketoglutarate.
وظائف النقل:
ü لأن يكون التفاعل قابلاً للانعكاس ، ويعمل على تخليق الأحماض الأمينية غير الأساسية ؛
ü المرحلة الأولية من الهدم (التحويل ليس هدمًا ، لأن كمية الأحماض الأمينية لا تتغير) ؛
ü لإعادة توزيع النيتروجين في الجسم.
ü يشارك في آلية مكوك مالات-أسبارتات لنقل الهيدروجين في تحلل السكر (تفاعل 6).
لتحديد نشاط ALT و ASTفي عيادة تشخيص أمراض القلب والكبد يتم قياس معامل دي ريتيس:
عند 0.6 - التهاب الكبد ،
1 - تليف الكبد
10- احتشاء عضلة القلب.
نزع الكربوكسيلالأحماض الأمينية - عملية إنزيمية لانقسام مجموعة الكربوكسيل على شكل ثاني أكسيد الكربون من الأحماض الأمينية.
نتيجة لذلك ، تتشكل المواد النشطة بيولوجيًا - الأمينات حيوية المنشأ.
الإنزيمات منزوعة الكربوكسيل.
أنزيم - فوسفات بيريدوكسال ← فيت. ال 6.
بعد القيام بعمل ما ، تصبح الأمينات الحيوية المنشأ غير ضارة بطريقتين:
1) المثيلة (إضافة الميثان ؛ الجهة المانحة - SAM) ؛
2) الأكسدة مع انقسام المجموعة الأمينية على شكل NH 3 (إنزيم MAO - أوكسيديز أحادي الأمين).
جار التحميل ...