U ćeliji se odvija sinteza masti. Sinteza triglicerida iz ugljikohidrata

03.03.2020

Karakteristike organela 1. Plazma membrana 2. Nukleus 3. Mitohondrije 4. Plastidi 5. Ribozomi 6. ER 7. Ćelijski centar 8. Golgijev kompleks 9.

Lizozomi A) Transport supstanci kroz ćeliju, prostorno razdvajanje reakcija u ćeliji B) Sinteza proteina C) Fotosinteza D) Čuvanje naslednih informacija E) Nemembranski E) Sinteza masti i ugljenih hidrata G) Sadrži DNK 3) Obezbeđivanje ćelija sa energijom I) Samoprobava ćelije i unutarćelijska probava J) Komunikacija ćelije sa spoljašnjim okruženjem K) Kontrola nuklearne deobe M) Dostupno samo u biljkama H) Dostupno samo kod životinja

Koji

karakteristike žive ćelije zavise od funkcionisanja bioloških membrana

A. selektivna propusnost

B. jonska izmjena

B. Apsorpcija i zadržavanje vode

D. Izolacija od okruženje I
vezu sa njom

Koji
Organela povezuje ćeliju u jedinstvenu cjelinu, prenosi tvari,
učestvuje u sintezi masti, proteina, složenih ugljenih hidrata:

B. Golgijev kompleks

B. vanjska ćelijska membrana

Koji
struktura ribozoma je:

A. jedna membrana

B. dvostruka membrana

B. Nemembranski

Kako
Unutrašnje strukture mitohondrija se nazivaju:

A. grana

B. matrica

V. Christa

Koji
strukture koje formira unutrašnja membrana hloroplasta:

A. stroma

B. tilakoid gran

V. Christa

G. Stromalni tilakoidi

Za koji
organizme karakteriše jezgro:

A. za eukariote

B. za prokariote

Vary
prema hemijskom sastavu hromozoma i hromatina:

Gdje
Centromera se nalazi na hromozomu:

A. na primarnom suženju

B. na sekundarnom struku

Koji
organele su karakteristične samo za biljne ćelije:

B.mitohondrije

B. Plastidi

Šta
dio ribozoma:

B.lipidi

1 Dvije membranske organele ćelije uključuju:

1) ribosom 2) mitohondrion 3) endoplazmatski retikulum 4) lizozom
2 U mitohondrijama atomi vodonika daju elektrone, a energija se koristi za sintezu: 1) proteina 2) masti 3) ugljenih hidrata 4) ATP
3 Sve ćelijske organele su međusobno povezane: 1) ćelijskom stijenkom 2) endoplazmatskim retikulumom 3) citoplazmom 4) vakuolama

Odaberite jedan tačan odgovor. 1. Vanjska ćelijska membrana osigurava a) stalan oblik ćelije b) metabolizam i energiju u

b) osmotski pritisak u ćeliji d) selektivna permeabilnost

2. Celulozne membrane, kao ni hloroplasti, nemaju ćelije

a) alge b) mahovine c) paprati d) životinje

3. U ćeliji se nalazi jezgro i organele

a) citoplazma _ c) endoplazmatski retikulum

b) Golgijev kompleks d) vakuole

4. Sinteza se dešava na membranama granularnog endoplazmatskog retikuluma

a) proteini b) ugljikohidrati c) lipidi d) nukleinske kiseline

5. Skrob se akumulira u

a) hloroplasti b) jezgra c) leukoplasti d) hromoplasti

6. Proteini, masti i ugljeni hidrati se akumuliraju u

a) jezgro b) lizozomi c) Golgijev kompleks d) mitohondrije

7. Učestvuje u formiranju fisijskog vretena

a) citoplazma b) ćelijski centar c) vakuola d) Golgijev kompleks

8. Organoid koji se sastoji od mnogih međusobno povezanih šupljina, u
koji akumuliraju organske tvari sintetizirane u ćeliji – to su

a) Golgijev kompleks c) mitohondrije

b) hloroplast d) endoplazmatski retikulum

9. Razmjena supstanci između ćelije i njene okoline se odvija putem
školjke zbog prisustva u njoj

a) molekule lipida b) molekule ugljikohidrata

b) brojne rupe d) molekule nukleinske kiseline

10. Organske tvari sintetizirane u ćeliji prelaze u organele
a) uz pomoć Golgijevog kompleksa c) uz pomoć vakuola

b) uz pomoć lizosoma d) kroz kanale endoplazmatskog retikuluma

11. Razgradnja organskih supstanci u ćeliji, praćena oslobađanjem.
energije i dolazi do sinteze velikog broja ATP molekula

a) mitohondrije b) lizozome c) hloroplaste d) ribozome

12. Organizmi čije ćelije nemaju formirano jezgro, mitohondrije,
Golgijev kompleks, pripada grupi

a) prokarioti b) eukarioti c) autotrofi d) heterotrofi

13. Prokarioti uključuju

a) alge b) bakterije c) gljive d) virusi

14. Srž igra velika uloga u ćeliji, budući da učestvuje u sintezi

a) glukoza b) lipidi c) vlakna d) nukleinske kiseline i proteini

15. Organela, ograničena od citoplazme jednom membranom, koja sadrži
mnogi enzimi koji razgrađuju složene organske tvari
na jednostavne monomere, ovo

a) mitohondrija b) ribosoma c) Golgijevog kompleksa d) lizozoma

Koje funkcije obavlja vanjska plazma membrana u ćeliji?

1) ograničava sadržaj ćelije iz spoljašnje sredine
2) osigurava kretanje supstanci u ćeliji
3) obezbeđuje komunikaciju između organela
4) vrši sintezu proteinskih molekula

Membrana glatkog endoplazmatskog retikuluma obavlja funkciju
1) sinteza lipida i ugljikohidrata
2) sinteza proteina
3) razgradnju proteina
4) razgradnju ugljikohidrata i lipida

Jedna od funkcija Golgijevog kompleksa
1) formiranje lizosoma
2) formiranje ribozoma
3) Sinteza ATP
4) oksidacija organskih materija

Molekuli lipida su dio
1) plazma membrana
2) ribozomi
3) ćelijske membrane gljivica
4)centriole
Hvala unaprijed svima koji mogu pomoći

Energija se stvara oksidacijom masti i ugljikohidrata. Međutim, njihova viška količina dovodi do pretilosti, a nedostatak glukoze dovodi do trovanja organizma.

Za normalno funkcionisanje svakog organizma, energija mora biti unutra dovoljne količine. Njegov glavni izvor je glukoza. Međutim, ugljikohidrati ne nadoknađuju uvijek u potpunosti energetske potrebe, pa je važna sinteza lipida – proces koji stanicama daje energiju pri niskoj koncentraciji šećera.

Masti i ugljikohidrati također predstavljaju okvir za mnoge ćelije i komponente za procese koji osiguravaju normalno funkcioniranje tijela. Njihov izvor su komponente koje se snabdevaju hranom. Glukoza se pohranjuje u obliku glikogena, a njen višak se pretvara u masti, koje se nalaze u adipocitima. Kod velikog unosa ugljikohidrata do povećanja masnih kiselina dolazi zbog namirnica koje se svakodnevno konzumiraju.

Proces sinteze ne može započeti odmah nakon što masti uđu u želudac ili crijeva. Za to je potreban proces apsorpcije, koji ima svoje karakteristike. Ne završava 100% masti koje dolaze iz hrane u krvotok. Od toga, 2% se izlučuje nepromijenjeno kroz crijeva. To je zbog same hrane i procesa apsorpcije.

Masti koje dolaze s hranom tijelo ne može iskoristiti bez dodatnog razlaganja na alkohol (glicerol) i kiseline. Emulzifikacija se dešava u duodenumu uz obavezno učešće enzima iz samog crijevnog zida i žlijezda unutrašnja sekrecija. Ništa manje važna je i žuč, koja aktivira fosfolipaze. Nakon razgradnje alkohola, masne kiseline ulaze u krv. Biohemija procesa ne može biti jednostavna, jer zavisi od mnogo faktora.

Masna kiselina

Svi su podijeljeni na:

kratki (broj atoma ugljika ne prelazi 10);
dugo (ugljik veći od 10).

Kratkim nije potrebna dodatna jedinjenja i supstance da bi ušle u krvotok. Dok duge masne kiseline moraju nužno stvoriti kompleks sa žučnim kiselinama.

Kratke masne kiseline i njihova sposobnost da se brzo apsorbiraju bez dodatnih spojeva važne su za dojenčad čija crijeva još ne funkcionišu kao odrasli. Osim toga, sama majčino mleko sadrži samo kratke lance.

Nastala jedinjenja masnih kiselina i žučnih kiselina nazivaju se miceli. Imaju hidrofobno jezgro, nerastvorljivo u vodi i koje se sastoji od masti, i hidrofilnu ljusku (rastvorljivo zbog žučnih kiselina). Upravo žučne kiseline omogućavaju transport lipida u adipocite.

Micela se raspada na površini enterocita i krv je zasićena čistim masnim kiselinama, koje ubrzo završavaju u jetri. U enterocitima se formiraju hilomikroni i lipoproteini. Ove supstance su jedinjenja masnih kiselina i proteina i isporučuju korisne supstance svakoj ćeliji.

Žučne kiseline ne luče crijeva. Mali dio prolazi kroz enterocite i ulazi u krv, a veći dio putuje do kraja tanko crijevo i apsorbira se kroz aktivni transport.

Sastav hilomikrona:

trigliceridi;
esteri holesterola;
fosfolipidi;
slobodni holesterol;
proteina.

Hilomikroni, koji se formiraju unutar crijevnih stanica, još su mladi i velike veličine, pa ne mogu sami završiti u krvi. Oni su transportovani u limfni sistem i tek nakon što prođu kroz glavni kanal ulaze u krv. Tamo stupaju u interakciju s lipoproteinima velika gustoća i formiraju proteine apo-C i apo-E.

Tek nakon ovih transformacija hilomikroni se mogu nazvati zrelim, jer su oni ti koji se koriste za potrebe organizma. Glavni zadatak je transport lipida do tkiva koja ih skladište ili koriste. To uključuje masno tkivo, pluća, srce, bubrezi.

Hilomikroni se pojavljuju nakon jela, pa se proces sinteze i transporta masti aktivira tek nakon jela. Neke tkanine ne mogu čista forma apsorbuju ove komplekse, pa se dio veže za albumin i tek onda ga tkivo troši. Primjer je skeletno tkivo.

Enzim lipoprotein lipaza smanjuje trigliceride u hilomikronima, uzrokujući da se oni smanjuju i postaju rezidualni. Oni su ti koji potpuno ulaze u hepatocite i tu se završava proces njihovog razlaganja na sastavne komponente.

Biohemija sinteze endogene masti odvija se pomoću inzulina. Njegova količina ovisi o koncentraciji ugljikohidrata u krvi, pa je za ulazak masnih kiselina u ćeliju potreban šećer.

Resinteza lipida

Resinteza lipida je proces kojim se lipidi sintetiziraju u crijevnom zidu i stanicama iz masti koje ulaze u tijelo hranom. Kao dodatak, mogu se koristiti i masti koje se proizvode interno.

Ovaj proces je jedan od najvažnijih, jer omogućava dugim masnim kiselinama da se vežu i sprječavaju njihovo destruktivno djelovanje na membrane. Najčešće su endogene masne kiseline vezane za alkohol kao što je glicerol ili holesterol.

Proces resinteze se ne završava vezivanjem. Zatim dolazi do pakiranja u oblicima koji mogu napustiti enterocit, takozvanim transportnim. U samom crijevu dolazi do stvaranja dvije vrste lipoproteina. Tu spadaju hilomikroni, koji nisu stalno prisutni u krvi i njihov izgled zavisi od unosa hrane, i lipoproteini visoke gustine, koji su trajni oblici, čija koncentracija ne bi trebalo da prelazi 2 g/l.

Upotreba masti

Nažalost, korištenje triglicerida (masti) za obezbjeđivanje energije tijelu smatra se vrlo radno intenzivnim, pa se ovaj proces smatra rezervnim procesom, iako je mnogo efikasniji od dobivanja energije iz ugljikohidrata.

Lipidi se koriste za obezbjeđivanje energije tijelu samo ako nema dovoljne količine glukoze. To se događa kada se dugo ne konzumira hrana, nakon aktivnog vježbanja ili nakon dugog sna. Nakon oksidacije masti, dobija se energija.

Ali pošto tijelu nije potrebna sva energija, ona se mora akumulirati. Akumulira se u obliku ATP-a. Upravo ovu molekulu koriste stanice za mnoge reakcije koje zahtijevaju samo energiju. Prednost ATP-a je što je pogodan za sve ćelijske strukture tijela. Ako je glukoza sadržana u dovoljnoj količini, tada se 70% energije pokriva oksidativnim procesima glukoze, a samo preostali postotak oksidacijom masnih kiselina. Sa smanjenjem akumuliranih ugljikohidrata u tijelu, prednost se prebacuje na oksidaciju masti.

Kako bi se osiguralo da količina ulaznih supstanci ne bude veća od izlaza, to zahtijeva konzumiranje masti i ugljikohidrata u granicama normale. Prosječna osoba treba 100 grama masti dnevno. To je opravdano činjenicom da se samo 300 mg može apsorbirati iz crijeva u krv. Velika količinaće biti izlaz gotovo nepromijenjen.

Važno je zapamtiti da ako postoji nedostatak glukoze, oksidacija lipida je nemoguća. To će dovesti do nakupljanja oksidacijskih produkata – acetona i njegovih derivata – u suvišnim količinama u ćeliji. Prekoračenje norme postupno truje tijelo i štetno djeluje na nervni sistem i ako se ne liječi može biti fatalan.

Biosinteza masti je sastavni proces u funkcionisanju organizma. To je rezervni izvor energije, koji u nedostatku glukoze održava sve biohemijske procese na odgovarajućem nivou. Transport masnih kiselina do stanica obavljaju hilomikroni i lipoproteini. Posebnost je da se hilomikroni pojavljuju tek nakon jela, a lipoproteini su stalno prisutni u krvi.

Biosinteza lipida je proces koji ovisi o mnogim dodatnim procesima. Prisustvo glukoze mora biti obavezno, jer nakupljanje acetona zbog nepotpune oksidacije lipida može dovesti do postepenog trovanja organizma.

Reakcije biosinteze lipida mogu se javiti u glatkom endoplazmatskom retikulumu ćelija svih organa. Supstrat za sintezu masti de novo je glukoza.

Kao što je poznato, kada glukoza uđe u ćeliju, pretvara se u glikogen, pentoze i oksidira u pirogrožđanu kiselinu. Kada je zaliha velika, glukoza se koristi za sintezu glikogena, ali ova opcija je ograničena volumenom ćelije. Prema tome, glukoza "propada" u glikolizu i pretvara se u piruvat ili direktno ili putem pentozofosfatnog šanta. U drugom slučaju nastaje NADPH, koji će naknadno biti potreban za sintezu masnih kiselina.

Piruvat prelazi u mitohondrije, dekarboksilira se u acetil-SCoA i ulazi u TCA ciklus. Međutim, sposoban mir, at odmor, u prisustvu viška količine energije u ćeliji, reakcije TCA ciklusa (posebno reakcija izocitrat dehidrogenaze) su blokirane viškom ATP-a i NADH.

Opća shema biosinteza triacilglicerola i holesterola iz glukoze

Oksaloacetat, također nastao iz citrata, reducira se malat dehidrogenazom u jabučnu kiselinu i vraća se u mitohondrije

preko malat-aspartatnog šatl mehanizma (nije prikazan na slici),
nakon dekarboksilacije malata u piruvat NADP-ovisni malik enzim. Nastali NADPH će se koristiti u sintezi masnih kiselina ili holesterola.

3.3. Sinteza masti

Masti se sintetiziraju iz glicerola i masnih kiselina. Glicerol u organizmu nastaje prilikom razgradnje masti (hrane ili sopstvene), a takođe se lako formira iz ugljenih hidrata. Masne kiseline se sintetiziraju iz acetil koenzima A, univerzalnog metabolita tijela. Ova sinteza takođe zahteva vodonik (u obliku NADPH 2) i energiju ATP. Tijelo sintetizira samo zasićene i mononezasićene (one s jednom dvostrukom vezom) masne kiseline. Kiseline koje sadrže dvije ili više dvostrukih veza u svojoj molekuli (polinezasićene) se ne sintetiziraju u tijelu i moraju se unositi hranom. Za sintezu masti mogu se koristiti i masne kiseline - produkti hidrolize hrane i tjelesnih masti.

Svi učesnici u sintezi masti moraju biti u aktivnom obliku: glicerol u obliku glicerofosfata, a masne kiseline u obliku acil-enzima A. Sinteza masti se odvija u citoplazmi ćelija (uglavnom masno tkivo, jetra, tanko crijevo) i nastavlja se prema sljedećoj shemi

Treba naglasiti da se glicerol i masne kiseline mogu dobiti iz ugljikohidrata. Stoga, kada višak potrošnje ugljikohidrati na pozadini sjedilački način života Gojaznost se razvija tokom života.

Predavanje 4. Metabolizam proteina

4.1. Katabolizam proteina

Proteini koji sačinjavaju ćelije tela takođe su podložni stalnom razgradnji pod uticajem intracelularnih proteolitičkih enzima tzv. intracelularne proteinaze ili katepsini. Ovi enzimi su lokalizirani u posebnim intracelularnim organelama - lizosomima. Pod uticajem katepsina, telesni proteini se takođe pretvaraju u aminokiseline. (Važno je napomenuti da razgradnja i hrane i vlastitih proteina u tijelu dovodi do stvaranja istih 20 vrsta aminokiselina.) Otprilike 200 g tjelesnih proteina se razgradi dnevno. Zbog toga se u organizmu tokom dana pojavi oko 300 g slobodnih aminokiselina.

4.2. Sinteza proteina

Većina aminokiselina se koristi za sintezu proteina. Sinteza proteina se odvija uz obavezno učešće nukleinskih kiselina.

Prva faza sinteze proteina je transkripcija- izvršeno u ćelijsko jezgro koristeći DNK kao izvor genetskih informacija. Genetske informacije određuju redoslijed aminokiselina u polipeptidnim lancima sintetiziranog proteina. Ova informacija je kodirana nizom azotnih baza u molekulu DNK. Svaka aminokiselina je kodirana kombinacijom tri azotne baze tzv kodon, ili trojka. Odjeljak molekule DNK koji sadrži informacije o određenom proteinu naziva se "gen". U ovom dijelu DNK, glasnička RNK (mRNA) se sintetiše tokom transkripcije prema principu komplementarnosti. Ovo nukleinska kiselina je kopija odgovarajućeg gena. Rezultirajuća mRNA napušta jezgro i ulazi u citoplazmu. Na sličan način, sinteza ribosomalne (rRNA) i transportne (tRNA) se odvija na DNK kao matriksu.

Tokom druge faze - prepoznavanje(prepoznavanje) koje se dešavaju u citoplazmi, aminokiseline se selektivno vezuju za svoje nosioce - transportne RNK (tRNA). Svaki molekul tRNA je kratak polinukleotidni lanac koji sadrži približno 80 nukleotida i djelomično je uvijen u dvostruku spiralu, što rezultira konfiguracijom "zakrivljenog lista djeteline". Na jednom kraju polinukleotidnog lanca, sve tRNA imaju nukleotid koji sadrži adenin. Za ovaj kraj tRNA molekula je vezana aminokiselina. Petlja nasuprot mjesta vezivanja aminokiselina sadrži antikodon koji se sastoji od tri dušične baze i namijenjen je za naknadno vezivanje za komplementarni kodon mRNA. Jedna od bočnih petlji molekule tRNA osigurava vezivanje tRNA za enzim uključen u prepoznavanje, a druga, bočna petlja je neophodna za vezivanje tRNA na ribozom u sljedećoj fazi sinteze proteina.

U ovoj fazi, molekul ATP se koristi kao izvor energije. Kao rezultat prepoznavanja, formira se kompleks aminokiselina-tRNA. U tom smislu, druga faza sinteze proteina naziva se aktivacija aminokiselina.

Treća faza sinteze proteina je emitovanje- javlja se na ribosomima. Svaki ribosom se sastoji od dva dijela - velike i male podjedinice. U smislu hemijskog sastava, obe podčestice se sastoje od rRNA i proteina. Ribosomi se mogu lako razbiti na podčestice, koje se ponovo mogu kombinovati jedni s drugima i formirati ribozom. Translacija počinje disocijacijom ribozoma na subčestice, koje se odmah vežu za početni dio mRNA molekula koji dolazi iz jezgre. U ovom slučaju ostaje prostor između subčestica (tzv. tunel), gdje se nalazi mali dio mRNA. Zatim se tRNA vezane za aminokiseline dodaju u rezultirajući kompleks ribosom-mRNA. Vezanje tRNA za ovaj kompleks se događa vezivanjem jedne od bočnih petlji tRNA za ribozom i vezivanjem antikodona tRNA za njegov komplementarni kodon mRNA koji se nalazi u tunelu između subčestica ribosoma. U isto vrijeme, samo dvije tRNA sa aminokiselinama mogu se pridružiti kompleksu ribosom-mRNA.

Zbog specifičnog vezivanja tRNA antikodona za kodone mRNA, samo tRNA molekuli čiji su antikodoni komplementarni kodonima mRNA vezani su za dio mRNA molekula koji se nalazi u tunelu. Stoga ove tRNA isporučuju ribosomima samo striktno specifične aminokiseline. Zatim se aminokiseline povezuju jedna s drugom peptidnom vezom i formira se dipeptid koji je povezan s jednom od tRNA. Nakon toga, ribosom se kreće duž mRNA tačno jednim kodonom (ovo kretanje ribozoma se naziva translokacija).

Kao rezultat translokacije, slobodna (bez aminokiseline) tRNA se odvaja od ribosoma, a u zoni tunela se pojavljuje novi kodon, kojem se dodaje druga tRNA s aminokiselinom koja odgovara ovom kodonu po principu komplementarnost. Isporučena aminokiselina se kombinuje sa prethodno formiranim dipeptidom, što dovodi do produženja peptidnog lanca. Nakon toga slijede nove translokacije, dolazak novih tRNA sa aminokiselinama na ribosom i dalje produžavanje peptidnog lanca.

Dakle, redoslijed uključivanja aminokiselina u sintetizirani protein određen je slijedom kodona u mRNA. Sinteza polipeptidnog lanca je završena kada u tunel uđe poseban kodon, koji ne kodira aminokiseline i na koji se ne može pridružiti nijedna tRNA. Takvi kodoni se nazivaju stop kodoni.

Kao rezultat toga, zbog tri opisane faze, sintetiziraju se polipeptidi, odnosno formira se primarna struktura proteina. Više (prostorne) strukture (sekundarne, tercijarne, kvartarne) nastaju spontano.

Sinteza proteina je energetski intenzivan proces. Da bi se uključila samo jedna aminokiselina u sintetizovani proteinski molekul, potrebna su najmanje tri ATP molekula.

4.3. Metabolizam aminokiselina

Osim za sintezu proteina, aminokiseline se koriste i za sintezu raznih neproteinskih spojeva koji imaju važne biološki značaj. Neke aminokiseline podliježu razgradnji i pretvaraju se u konačne proizvode: C0 2, H 2 0 i NH 3 Razgradnja počinje reakcijama zajedničkim za većinu aminokiselina.

To uključuje:

a) dekarboksilacija - uklanjanje karboksilne grupe iz aminokiselina u obliku ugljen-dioksid:

Sve aminokiseline prolaze kroz transaminaciju. Ova reakcija uključuje koenzim - fosfopiridoksal, za čije stvaranje je potreban vitamin B 6 - piridoksin.

Transaminacija je glavna transformacija aminokiselina u tijelu, jer je njena brzina mnogo veća od one u reakcijama dekarboksilacije i deaminacije.

Transaminacija obavlja dvije glavne funkcije:

a) zbog transaminacije neke aminokiseline se mogu pretvoriti u druge. U ovom slučaju se ukupan broj aminokiselina ne mijenja, ali se mijenja omjer između njih. U organizam unosite hranu stranih proteina, u kojoj su aminokiseline u različitim omjerima u odnosu na tjelesne proteine. Transaminacijom se prilagođava sastav aminokiselina u tijelu.

b) je sastavni dio indirektna (indirektna) deaminacija aminokiseline - proces kojim počinje razgradnja većine aminokiselina.

U prvoj fazi ovog procesa, aminokiseline prolaze kroz reakciju transaminacije sa α-ketoglutarnom kiselinom. Aminokiseline se pretvaraju u α-keto kiseline, a α-ketoglutarna kiselina se pretvara u glutaminsku kiselinu (aminokiselinu).

U drugoj fazi, nastala glutaminska kiselina se podvrgava deaminaciji, od nje se odvaja NH 3 i ponovo nastaje α-ketoglutarna kiselina. Rezultirajuće α-keto kiseline se zatim podvrgavaju dubokoj razgradnji i pretvaraju u konačne proizvode C0 2 i H 2 0. Svaka od 20 keto kiselina (formiranih ih je onoliko koliko je vrsta aminokiselina) ima svoju specifičnu putevi razgradnje. Međutim, prilikom razgradnje nekih aminokiselina nastaje pirogrožđana kiselina kao međuproizvod iz kojeg se može sintetizirati glukoza. Stoga se nazivaju aminokiseline iz kojih nastaju takve keto kiseline glukogeni. Druge keto kiseline ne stvaraju piruvat tokom svog razlaganja. Njihov međuproizvod je acetil koenzim A, iz kojeg je nemoguće dobiti glukozu, ali se mogu sintetizirati ketonska tijela. Aminokiseline koje odgovaraju takvim keto kiselinama nazivaju se ketogene.

Drugi proizvod indirektne deaminacije aminokiselina je amonijak. Amonijak je veoma toksičan za organizam. Stoga tijelo ima molekularne mehanizme za njegovu neutralizaciju. Kako nastaje NH 3, on se vezuje za glutaminsku kiselinu u svim tkivima i stvara glutamin. Ovo privremena neutralizacija amonijaka. S krvotokom, glutamin ulazi u jetru, gdje se ponovo razlaže na glutaminsku kiselinu i NH3. Nastala glutaminska kiselina se krvlju vraća u organe kako bi se neutralizirali novi dijelovi amonijaka. Za sintezu se koristi oslobođeni amonijak, kao i ugljični dioksid u jetri urea.

Sinteza uree je cikličan, višestepeni proces koji se troši veliki broj energije. Amino kiselina ornitin igra veoma važnu ulogu u sintezi uree. Ova aminokiselina nije dio proteina. Ornitin nastaje iz druge aminokiseline - arginin, koji je prisutan u proteinima. Zbog važne uloge ornitina, sinteza uree se naziva ornitinski ciklus.

Tokom procesa sinteze, ornitinu se dodaju dva molekula amonijaka i molekul ugljičnog dioksida, a ornitin se pretvara u arginin, iz kojeg se urea odmah odvaja, a ornitin ponovo nastaje. Uz ornitin i arginin, aminokiseline također učestvuju u stvaranju uree: glutamin I asparaginska kiselina. Glutamin je dobavljač amonijaka, a asparaginska kiselina je njegov transporter.

Sinteza uree je konačna neutralizacija amonijaka. Iz jetre urea s krvlju ulazi u bubrege i izlučuje se urinom. Dnevno se formira 20-35 g uree. Izlučivanje uree u urinu karakterizira brzinu razgradnje proteina u tijelu.

Odjeljak 3. Biohemija mišićno tkivo

Predavanje 5. Biohemija mišića

5.1. Ćelijska struktura mišićno vlakno

Životinje i ljudi imaju dvije glavne vrste mišića: prugasta I glatko. Poprečnoprugasti mišići su pričvršćeni za kosti, odnosno za skelet, pa se stoga nazivaju i skeletni. Poprečnoprugasta mišićna vlakna čine i osnovu srčanog mišića – miokarda, iako postoje određene razlike u građi miokarda i skeletnih mišića. Glatki mišići formiraju mišiće zidova krvni sudovi, crijeva, prodiru u tkivo unutrašnje organe i kožu.

Svaki prugasti mišić sastoji se od nekoliko hiljada vlakana, ujedinjenih slojevima vezivnog tkiva i istom membranom - fascia. Mišićna vlakna (miociti) su visoko izdužene višejezgrene ćelije velika veličina dužine do 2-3 cm, au nekim mišićima i više od 10 cm.Debljina mišićnih ćelija je oko 0,1-0,2 mm.

Kao i svaka ćelija, miocit sadrži esencijalne organele kao što su jezgra, mitohondrije, ribozomi, citoplazmatski retikulum i ćelijska membrana. Karakteristika miocita koja ih razlikuje od drugih ćelija je prisustvo kontraktilnih elemenata - miofibrili

Jezgra okruženi su školjkom - nukleolemom i sastoje se uglavnom od nukleoproteina. Jezgro sadrži genetske informacije za sintezu proteina.

Ribosomi- unutarćelijske formacije koje su po hemijskom sastavu nukleoproteini. Sinteza proteina se odvija na ribosomima.

Mitohondrije- mikroskopski mehurići veličine do 2-3 mikrona, okruženi dvostrukom membranom. U mitohondrijima se oksidacija ugljikohidrata, masti i aminokiselina do ugljičnog dioksida i vode događa pomoću molekularnog kisika (kiseonika zraka). Zbog energije koja se oslobađa tokom oksidacije, u mitohondrijama dolazi do sinteze ATP-a. U treniranim mišićima mitohondrije su brojne i smještene duž miofibrila.

Citoplazmatski retikulum(sarkoplazmatski retikulum, sarkoplazmatski retikulum) se sastoji od cijevi, tubula i vezikula formiranih membranama i međusobno povezanih. Sarkoplazmatski retikulum je preko posebnih cijevi zvanih T-sistem povezan sa membranom mišićne ćelije - sarkolemom. U sarkoplazmatskom retikulumu od posebne su pažnje vezikule tzv tanknas i sadrže visoke koncentracije jona kalcija. U cisternama je sadržaj Ca 2+ jona približno hiljadu puta veći nego u citosolu. Ovako visok gradijent koncentracije kalcijevih jona nastaje zbog funkcionisanja enzima - kalcijum adenozin tri- fosfataze(kalcijum ATPaza), ugrađen u zid rezervoara. Ovaj enzim katalizira hidrolizu ATP-a i, zbog energije koja se oslobađa tokom ovog procesa, osigurava prijenos jona kalcija unutar spremnika. Ovaj mehanizam transporta jona kalcijuma figurativno se naziva kalcijumpumpa, ili kalcijum pumpa.

Citoplazma(citosol, sarkoplazma) zauzima unutrašnji prostor miocita i koloidna je otopina koja sadrži proteine, glikogen, masne kapljice i druge inkluzije. Sarkoplazmatski proteini čine 25-30% svih mišićnih proteina. Među sarkoplazmatskim proteinima postoje aktivni enzimi. To prvenstveno uključuje glikolitičke enzime, koji razgrađuju glikogen ili glukozu u pirogrožđanu ili mliječnu kiselinu. Još jedan važan sarkoplazmatski enzim je kreatin kinaza, uključeni u opskrbu energijom mišićnog rada. Posebna pažnja zaslužuje sarkoplazmatski protein mioglobin, koji je po strukturi identičan jednoj od podjedinica krvnog proteina - hemoglobinu. Mioglobin se sastoji od jednog polipeptida i jednog hema. Funkcija mioglobina je da veže molekularni kiseonik. Zahvaljujući ovom proteinu, u mišićnom tkivu se stvara određena zaliha kisika. IN poslednjih godina Utvrđena je još jedna funkcija mioglobina - prijenos 0 2 iz sarkoleme u mitohondrije mišića.

Osim proteina, sarkoplazma sadrži i neproteinske tvari koje ne sadrže dušik. Zovu se, za razliku od proteina, ekstraktivima, jer se lako ekstrahuju vodom. Među njima su adenil nukleotidi ATP, ADP, AMP i drugi nukleotidi, pri čemu dominira ATP. Koncentracija ATP-a u mirovanju je približno 4-5 mmol/kg. Ekstrakti takođe uključuju kreatin fosfat, njegov prethodnik je kreatin i proizvod ireverzibilne razgradnje kreatin fosfata - kreatinin IN Koncentracija kreatin fosfata u mirovanju je obično 15-25 mmol/kg. Od aminokiselina, glutaminska kiselina i glutaminska kiselina se nalaze u velikim količinama. glutamin.

Glavni ugljikohidrat mišićnog tkiva je glikogen. Koncentracija glikogena se kreće od 0,2-3%. Slobodna glukoza u sarkoplazmi je sadržana u vrlo niskim koncentracijama - ima je samo u tragovima. Tokom rada mišića proizvodi se akumuliraju u sarkoplazmi metabolizam ugljikohidrata- laktat i piruvat.

Protoplazmatski debeo vezan za proteine i dostupan u koncentraciji od 1%. Spare fat akumulira se u mišićima treniranim za izdržljivost.

5.2. Struktura sarkoleme

Svako mišićno vlakno je okruženo ćelijskom membranom - sarcolema. Sarkolema je liloproteinska membrana debljine oko 10 nm. Izvana, sarkolema je okružena mrežom isprepletenih niti kolagenskog proteina. Prilikom kontrakcije mišića u kolagenskoj ljusci nastaju elastične sile, zbog kojih se, kada je opušteno, mišićno vlakno rasteže i vraća u prvobitno stanje. Završeci motoričkih nerava približavaju se sarkolemi. Mjesto kontakta nervni završetak sa sarkolemom se zove neuromuskularni spoj, ili krajnja neuralna ploča.

Kontraktilni elementi - miofibrili- zauzimaju većinu volumena mišićnih ćelija, njihov promjer je oko 1 mikron. U netreniranim mišićima, miofibrili su raštrkani, ali u treniranim mišićima grupirani su u snopove tzv. polja Konhajma.

5.3. Struktura anizotropnih i izotropnih diskova

Mikroskopsko ispitivanje strukture miofibrila pokazalo je da se sastoje od naizmjeničnih svijetlih i tamnih područja, odnosno diskova. IN mišićne ćelije miofibrili su raspoređeni na način da se poklapaju svijetla i tamna područja susjednih miofibrila, što stvara poprečnu prugu cijelog mišićnog vlakna vidljivu pod mikroskopom. Otkriveno je da su miofibrili složene strukture, građene, pak, od velikog broja mišićnih niti (protofibrila, ili filamenata) dvije vrste - debeo I tanak. Debele niti imaju prečnik od 15 nm, tanke - 7 nm.

Miofibrile se sastoje od naizmjeničnih snopova paralelno debelih i tanke niti, čiji se krajevi međusobno sijeku. Dio miofibrila, koji se sastoji od debelih filamenata i krajeva tankih filamenata koji se nalaze između njih, je dvolomni. Pod mikroskopom, ovo područje blokira vidljivu svjetlost ili protok elektrona (pomoću elektronskog mikroskopa) i stoga izgleda tamno. Takva područja se nazivaju anizotropno, ili tamni, diskovi (A-diskovi).

Svjetla područja miofibrila sastoje se od centralnih dijelova tankih filamenata. Relativno lako prenose svjetlosne zrake ili struju elektrona, jer nemaju dvolomnost i nazivaju se izotropno, ili svjetlo, diskovi (I-diskovi). U sredini snopa tankih filamenata poprečno se nalazi tanka ploča proteina koja fiksira položaj mišićnih filamenata u prostoru. Ova ploča je jasno vidljiva pod mikroskopom u obliku linije koja prolazi preko I-diska i naziva se Z- rekord.

Zove se dio miofibrila između susjednih 2-linija sarcomere Njegova dužina je 2,5-3 mikrona. Svaka miofibrila se sastoji od nekoliko stotina sarkomera (do 1000).

5.4. Struktura i svojstva kontraktilnih proteina

Studiranje hemijski sastav miofibrili su pokazali da se debeli i tanki filamenti sastoje samo od proteina.

Debeli filamenti su napravljeni od proteina miozin. Miozin je protein molekularne težine od oko 500 kDa, koji sadrži dva vrlo duga polipeptidna lanca. Ovi lanci formiraju dvostruku spiralu, ali se na jednom kraju te niti razilaze i formiraju sfernu formaciju - kuglastu glavu. Dakle, molekul miozina ima dva dijela - globularnu glavu i rep. Debeli filament sadrži oko 300 molekula miozina, a na poprečnom presjeku debelog filamenta nalazi se 18 molekula miozina. Molekuli miozina u debelim filamentima isprepleteni su svojim repovima, a njihove glave vire iz debelog filamenta u pravilnoj spirali. Postoje dva važna područja (centra) u miozinskim glavama. Jedan od njih katalizira hidrolitičko cijepanje ATP-a, odnosno odgovara aktivnom centru enzima. ATPaznu aktivnost miozina prvi su otkrili ruski biohemičari Engelhardt i Lyubimova. Drugi dio miozinske glave osigurava vezu debelih filamenata sa proteinom tankih filamenata tokom mišićne kontrakcije - akblato.

Tanki filamenti se sastoje od tri proteina: aktin, troponin I tropomiozin.

Glavni protein tankih filamenata je actin. Aktin je globularni protein sa molekulskom težinom od 42 kDa. Ovaj protein ima dva najvažnija svojstva. Prvo, pokazuje visoku sposobnost polimerizacije sa formiranjem dugih lanaca tzv fibrilaractin(može se uporediti sa nizom perli). Drugo, kao što je već napomenuto, aktin se može kombinovati sa glavama miozina, što dovodi do stvaranja poprečnih mostova, ili adhezija, između tankih i debelih filamenata.

Osnova tankog filamenta je dvostruka spirala od dva lanca fibrilarnog aktina, koja sadrži oko 300 molekula globularnog aktina (poput dva lanca perli uvijenih u dvostruku spiralu, od kojih svaka perlica odgovara globularnom aktinu).

Još jedan protein tankih filamenata - tropomiozin– također ima oblik dvostruke spirale, ali ova spirala je formirana od polipeptidnih lanaca i mnogo je manja od aktinske dvostruke spirale. Tropomiozin se nalazi u žljebu dvostruke spirale fibrilarnog aktina.

Protein trećeg tankog filamenta - troponin- veže se za tropomiozin i fiksira svoju poziciju u žlijebu aktina, što blokira interakciju glava miozina s molekulima globularnog aktina tankih filamenata.

5.5. Mehanizam kontrakcije mišića

Kontrakcija mišića je složen mehanohemijski proces tokom kojeg se hemijska energija hidrolitičkog cepanja ATP pretvara u mehanički rad koju izvodi mišić.

Trenutno, ovaj mehanizam još nije u potpunosti otkriven. Ali sigurno je sljedeće:

Izvor energije neophodne za rad mišića je ATP.

Hidrolizu ATP-a, praćenu oslobađanjem energije, katalizira miozin, koji, kao što je već navedeno, ima enzimsku aktivnost.

Mehanizam okidanja mišićne kontrakcije je povećanje koncentracije Ca iona u sarkoplazmi miocita uzrokovano motornim nervnim impulsom.

Tokom mišićne kontrakcije, pojavljuju se poprečni mostovi ili adhezije između debelih i tankih filamenata miofibrila.

Prilikom kontrakcije mišića tanki filamenti klize duž debelih filamenata, što dovodi do skraćivanja miofibrila i cijelog mišićnog vlakna u cjelini.

Postoje mnoge hipoteze koje pokušavaju objasniti molekularni mehanizam mišićne kontrakcije. Najopravdaniji u ovom trenutku je hipoteza o čamcu na vesla", ili hipoteza "veslanja" X. Huxleyja. U pojednostavljenom obliku, njegova suština je sljedeća.

U mišiću u mirovanju, debeli i tanki filamenti miofibrila nisu međusobno povezani, jer su mjesta vezivanja na molekulima aktina prekrivena molekulima tropomiozina.

Do kontrakcije mišića dolazi pod utjecajem motornog nervnog impulsa, koji je talas povećane propusnosti membrane koji se širi duž nervnog vlakna.

Ovaj talas povećane permeabilnosti prenosi se kroz neuromuskularnu spojnicu do T-sistema sarkoplazmatskog retikuluma i na kraju dospeva u cisterne koje sadrže visoke koncentracije jona kalcijuma. Kao rezultat značajnog povećanja propusnosti stijenke rezervoara, joni kalcija napuštaju rezervoare i njihova koncentracija u sarkoplazmi je vrlo visoka. kratko vrijeme(oko 3 ms) se povećava 1000 puta. Kalcijevi joni, u visokoj koncentraciji, vežu se za protein tankih filamenata - troponin - i mijenjaju njegov prostorni oblik (konformaciju). Promjena konformacije troponina, zauzvrat, dovodi do činjenice da se molekule tropomiozina pomiču duž žlijeba fibrilarnog aktina, koji čini osnovu tankih filamenata, i oslobađaju onaj dio molekula aktina koji je namijenjen za vezivanje za glave miozina. . Kao rezultat, pojavljuje se poprečni most koji se nalazi pod uglom od 90° između miozina i aktina (tj. između debelih i tankih filamenata). Budući da debele i tanke niti uključuju veliki broj molekule miozina i aktina (oko 300 svaki), tada se između mišićnih filamenata formira prilično veliki broj poprečnih mostova, odnosno adhezija. Stvaranje veze između aktina i miozina je praćeno povećanjem aktivnosti ATPaze potonjeg, što rezultira hidrolizom ATP-a:

ATP + H 2 0 ADP + H 3 P0 4 + energija

Zbog energije koja se oslobađa pri razgradnji ATP-a, miozinska glava se, poput šarke ili vesla čamca, rotira i most između debelih i tankih filamenata je pod uglom od 45°, što dovodi do klizanja mišića. niti jedna prema drugoj. Nakon zaokreta, mostovi između debelih i tankih niti su prekinuti. Kao rezultat toga, ATPazna aktivnost miozina naglo se smanjuje, a hidroliza ATP-a prestaje. Ali ako motorni nervni impuls nastavi da ulazi u mišić i pohranjuje se u sarkoplazmi visoka koncentracija joni kalcija, ponovo se formiraju poprečni mostovi, povećava se ATPazna aktivnost miozina i ponovo dolazi do hidrolize novih dijelova ATP-a, dajući energiju za rotaciju poprečnih mostova s njihovim naknadnim pucanjem. To dovodi do daljeg pomicanja debelih i tankih filamenata jedan prema drugom i skraćivanja miofibrila i mišićnog vlakna.

edukativni - metodičkikompleksBydisciplina By Bybiohemija. 2. Sljedeći...

Nastavno-metodički kompleks za disciplinu (83)

Trening i metodološki kompleks

Odjeljenja) Puni naziv autor_____Rodina Elena Yurievna________________________________ Obrazovni-metodičkikompleksBydisciplina MOLEKULARNA BIOLOGIJA (naziv) Specijalnost... sa udžbenicima By naznačeni udžbenici molekularne biologije Bybiohemija. 2. Sljedeći...

U ljudskom tijelu, polazni materijali za biosintezu masti mogu biti ugljikohidrati koji dolaze iz hrane, u biljkama - saharoza koja dolazi iz fotosintetskih tkiva. Na primjer, biosinteza masti (triacilglicerola) u sazrevanju sjemena uljarica također je usko povezana s metabolizmom ugljikohidrata. U ranim fazama zrenja, ćelije glavnog sjemenskog tkiva - kotiledona i endosperma - ispunjene su škrobnim zrncima. Tek tada, u kasnijim fazama zrenja, zrna škroba se zamjenjuju lipidima, čija je glavna komponenta triacilglicerol.

Glavne faze sinteze masti uključuju stvaranje glicerol-3-fosfata i masnih kiselina iz ugljikohidrata, a zatim i esterske veze između alkoholnih grupa glicerola i karboksilnih grupa masnih kiselina:

Slika 11 – Opća shema sinteze masti iz ugljikohidrata

Pogledajmo bliže glavne faze sinteze masti iz ugljikohidrata (vidi sliku 12).

Sinteza glicerol-3-fosfata

Faza I - pod djelovanjem odgovarajućih glikozidaza, ugljikohidrati se podvrgavaju hidrolizi sa stvaranjem monosaharida (vidi paragraf 1.1.), koji se u citoplazmi ćelija uključuju u proces glikolize (vidi sliku 2). Intermedijarni proizvodi glikolize su fosfodioksiaceton i 3-fosfogliceraldehid.

Faza II Glicerol-3-fosfat nastaje kao rezultat redukcije fosfodioksiacetona, međuproizvoda glikolize:

Osim toga, glicero-3-fosfat se može formirati tokom mračne faze fotosinteze.

Odnos između lipida i ugljikohidrata
1. Sinteza masti iz ugljikohidrata

Slika 12 – Šema konverzije ugljikohidrata u lipide

Sinteza masnih kiselina

Građevinski blok za sintezu masnih kiselina u ćelijskom citosolu je acetil-CoA, koji nastaje na dva načina: bilo kao rezultat oksidativne dekarboksilacije piruvata. (vidi sliku 12, faza III), ili kao rezultat -oksidacije masnih kiselina (vidi sliku 5). Podsjetimo da se pretvaranje piruvata nastalog tokom glikolize u acetil-CoA i njegovo stvaranje tokom β-oksidacije masnih kiselina dešava u mitohondrijima. Sinteza masnih kiselina odvija se u citoplazmi. Unutrašnja mitohondrijska membrana je nepropusna za acetil-CoA. Njegov ulazak u citoplazmu vrši se putem olakšane difuzije u obliku citrata ili acetilkarnitina, koji se u citoplazmi pretvaraju u acetil-CoA, oksaloacetat ili karnitin. Međutim, glavni put za prijenos acetil-CoA iz mitohondrija u citosol je citratni put (vidi sliku 13).

Prvo, intramitohondrijski acetil-CoA reagira s oksaloacetatom, što rezultira stvaranjem citrata. Reakciju katalizira enzim citrat sintaza. Dobijeni citrat se transportuje kroz mitohondrijalnu membranu u citosol pomoću posebnog transportnog sistema trikarboksilata.

U citosolu, citrat reaguje sa HS-CoA i ATP i ponovo se raspada na acetil-CoA i oksaloacetat. Ovu reakciju katalizira ATP citrat liaza. Već u citosolu, oksaloacetat se, uz učešće citosolnog dikarboksilatnog transportnog sistema, vraća u mitohondrijski matriks, gde se oksiduje u oksaloacetat, čime se završava takozvani šatl ciklus:

Slika 13 – Šema prijenosa acetil-CoA iz mitohondrija u citosol

Biosinteza zasićenih masnih kiselina odvija se u smjeru suprotnom od njihove -oksidacije; rast ugljikovodičnih lanaca masnih kiselina odvija se uslijed uzastopnog dodavanja dvougljičnog fragmenta (C 2) - acetil-CoA - u njihov krajevi (vidi sliku 12, faza IV.).

Prva reakcija u biosintezi masnih kiselina je karboksilacija acetil-CoA, za koju su potrebni CO2, ATP i ioni Mn. Ovu reakciju katalizira enzim acetil-CoA - karboksilaza. Enzim sadrži biotin (vitamin H) kao prostetičku grupu. Reakcija se odvija u dvije faze: 1 – karboksilacija biotina uz učešće ATP-a i II – prijenos karboksilne grupe na acetil-CoA, što rezultira stvaranjem malonil-CoA:

Malonil-CoA je prvi specifični proizvod biosinteze masnih kiselina. U prisustvu odgovarajućeg enzimskog sistema, malonil-CoA se brzo pretvara u masne kiseline.

Treba napomenuti da je brzina biosinteze masnih kiselina određena sadržajem šećera u ćeliji. Povećanje koncentracije glukoze u masnom tkivu ljudi i životinja i povećanje brzine glikolize stimuliše proces sinteze masnih kiselina. To ukazuje da su metabolizam masti i ugljikohidrata usko povezani jedan s drugim. Važnu ulogu ovdje igra reakcija karboksilacije acetil-CoA sa njegovom konverzijom u malonil-CoA, katalizirana acetil-CoA karboksilazom. Aktivnost potonjeg ovisi o dva faktora: prisutnosti masnih kiselina visoke molekularne težine i citrata u citoplazmi.

Akumulacija masnih kiselina ima inhibitorni efekat na njihovu biosintezu, tj. inhibiraju aktivnost karboksilaze.

Posebnu ulogu ima citrat, koji je aktivator acetil-CoA karboksilaze. Citrat istovremeno igra ulogu karike u metabolizmu ugljikohidrata i masti. U citoplazmi citrat ima dvostruki učinak u stimulaciji sinteze masnih kiselina: prvo, kao aktivator acetil-CoA karboksilaze i, drugo, kao izvor acetilnih grupa.

Vrlo važna karakteristika sinteze masnih kiselina je da su svi međuprodukti sinteze kovalentno vezani za acil transfer protein (HS-ACP).

HS-ACP je niskomolekularni protein koji je termostabilan, sadrži aktivnu HS grupu i čija protetička grupa sadrži pantotensku kiselinu (vitamin B 3). Funkcija HS-ACP slična je funkciji enzima A (HS-CoA) u -oksidaciji masnih kiselina.

U procesu izgradnje lanca masnih kiselina, intermedijarni proizvodi formiraju estarske veze sa ABP (vidi sliku 14):

Ciklus elongacije lanca masnih kiselina uključuje četiri reakcije: 1) kondenzaciju acetil-ACP (C 2) sa malonil-ACP (C 3); 2) restauracija; 3) dehidracija i 4) druga redukcija masnih kiselina. Na sl. Slika 14 prikazuje dijagram sinteze masnih kiselina. Jedan ciklus produžetka lanca masna kiselina uključuje četiri sekvencijalne reakcije.

Slika 14 – Šema sinteze masnih kiselina

U prvoj reakciji (1) - reakciji kondenzacije - acetilna i malonilna grupa međusobno djeluju i formiraju acetoacetil-ABP uz istovremeno oslobađanje CO 2 (C 1). Ovu reakciju katalizira kondenzacijski enzim -ketoacil-ABP sintetaza. CO 2 odvojen od malonil-ACP je isti CO 2 koji je učestvovao u reakciji karboksilacije acetil-ACP. Tako, kao rezultat reakcije kondenzacije, dolazi do formiranja jedinjenja sa četiri ugljika (C 4) iz dvougljičnih (C 2) i trougljičnih (C 3) komponenti.

U drugoj reakciji (2), reakciji redukcije koju katalizira -ketoacil-ACP reduktaza, acetoacetil-ACP se pretvara u -hidroksibutiril-ACP. Redukciono sredstvo je NADPH + H +.

U trećoj reakciji (3) ciklusa dehidracije, molekul vode se odvaja od -hidroksibutiril-ACP da bi se formirao krotonil-ACP. Reakciju katalizira -hidroksiacil-ACP dehidrataza.

Četvrta (konačna) reakcija (4) ciklusa je redukcija krotonil-ACP u butiril-ACP. Reakcija se odvija pod dejstvom enoil-ACP reduktaze. Ulogu redukcionog agensa ovdje igra drugi molekul NADPH + H +.

Zatim se ciklus reakcija ponavlja. Pretpostavimo da se sintetiše palmitinska kiselina (C 16). U ovom slučaju, formiranje butiril-ACP se završava tek u prvom od 7 ciklusa, u svakom od kojih je početak dodavanje molonil-ACP molekule (3) - reakcija (5) na karboksilni kraj rasta. lanac masnih kiselina. U ovom slučaju, karboksilna grupa se odvaja u obliku CO 2 (C 1). Ovaj proces se može predstaviti na sljedeći način:

C 3 + C 2 C 4 + C 1 – 1 ciklus

C 4 + C 3 C 6 + C 1 – 2 ciklus

S 6 + S 3 S 8 + S 1 –3 ciklus

S 8 + S 3 S 10 + S 1 – 4 ciklus

S 10 + S 3 S 12 + S 1 – 5 ciklus

C 12 + C 3 C 14 + C 1 – 6 ciklus

S 14 + S 3 S 16 + S 1 – 7 ciklus

Mogu se sintetizirati ne samo više zasićene masne kiseline, već i one nezasićene. Mononezasićene masne kiseline nastaju iz zasićenih masnih kiselina kao rezultat oksidacije (desaturacije) koju katalizira acil-CoA oksigenaza. Za razliku od biljnih tkiva, životinjska tkiva imaju vrlo ograničenu sposobnost pretvaranja zasićenih masnih kiselina u nezasićene masne kiseline. Utvrđeno je da se dvije najčešće mononezasićene masne kiseline, palmitoleinska i oleinska, sintetiziraju iz palmitinske i stearinske kiseline. U tijelu sisara, uključujući ljude, linolna (C 18:2) i linolenska (C 18:3) kiseline ne mogu se formirati, na primjer, iz stearinske kiseline (C 18:0). Ove kiseline spadaju u kategoriju esencijalnih masnih kiselina. Esencijalne masne kiseline takođe uključuju arahidnu kiselinu (C 20:4).

Uz desaturaciju masnih kiselina (formiranje dvostrukih veza) dolazi i do njihovog produženja (izduživanja). Štaviše, oba ova procesa mogu se kombinovati i ponavljati. Produženje lanca masnih kiselina nastaje uzastopnim dodavanjem fragmenata sa dva ugljika u odgovarajući acil-CoA uz učešće malonil-CoA i NADPH + H +.

Slika 15 prikazuje puteve konverzije palmitinske kiseline u reakcijama desaturacije i elongacije.