рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Синтез жиров

Синтез жиров - раздел Химия, Биохимия Основные Этапы Синтеза Жиров Включают Образование Глицерол-3-Фосфата И Жирных...

Основные этапы синтеза жиров включают образование глицерол-3-фосфата и жирных кислот, а затем сложноэфирных свя­зей между спиртовыми группами глицерола и карбоксильными груп­пами жирных кислот:

 

Исходное соединение глицерол-3-фосфат образуется двумя пу­тями. В ходе гликолиза он возникает при восстановлении дегидроксиацетонфосфата под действием глицеролфосфатдегидрогеназы:

дегидроксиацетонфосфат - NADH+Н* Глицерол-3-фосфат + NAD .

Кроме того, глицеролфосфат может образовываться в ходе тем­новой фазы фотосинтеза.

Биосинтез жирных кислот идет другим путем, чем их окисление.

Основные отличия этих двух процессов следующие;

I. Роль непосредственных предшественников двухуглеродных единиц жирных кислот играют трехуглеродные остатки малоновой кислоты в виде тиоэфира малонил- Со А:

В процессе биосинтеза возрастает цепь жирных кислот путем последовательного присоединении двухуглеродных фрагментов, образующихся из малонил- Со А. Причем первый из них присоеди­няется к ацетил-СоА.

2. Промежуточные продукты представляют собой тиоэфиры не СоА, а низкомолекулярного ацилпереносящего белка (ACP-SH), у которого есть реакционноспособные -SH-группы.

3. Биосинтез жирных кислот протекает в цитоплазме. Малонил- Со А, служащий предшественником большей части двухуглеродных фрагментов в ходе биосинтеза жирных кислот, об­разуется из ацетил- Со А в цитоплазме. Как уже указывалось выше, ацетил- Со А образуется в митохондриях в результате окисления пировиноградной кислоты и жирных кислот, образуется он также и при расщеплении углеродных скелетов аминокислот. Так как мемб­рана митохондрий непроницаема для ацетил- Со А. переход его в цитоплазму осуществляется через ряд промежуточных реакций. Предварительно ацетил Со- А взаимодействуете щавелево-уксусной кислотой, образуя лимонную кислоту:

 

 

Лимонная кислота уже способна пройти сквозь мембрану мито­хондрии и перейти из матрикса в цитоплазму. В мембране митохон­дрии в этом переходе участвует транспортный фермент, образую­щий трикарбоксилаттранспортирующую систему. При переходе лимонная кислота образует комплекс с транспортным белком-фер­ментом и в таком виде проходит через мембрану. В цитоплазме лимонная кислота реагирует с АТР и Со А, распадаясь на ацетил- Со А и щавелево-уксусную кислоту:

Ацетил- Со А в цитоплазме подвергается карбоксилированию, в результате чего образуется малонил- Со А. Эту реакцию Катализирует ацетил- Со А-карбоксилаза, которая содержит в качестве простетической группы биотин. На эту реакцию расходуется I молекула АТР;

 

Синтез пальмитиновой кислоты С16:0 осуществляется под дей­ствием семи ферментов, объединенных в мультиферментный ком­плекс — синтетазу жирных кислот (пальмитилсинтетаза). Централь­ное место в ней занимает ацил-переносящий белок (АСР), с которым ковалентно связываются промежуточные продукты биосинтеза жир­ных кислот. ЛСР сравнительно низкомолекулярный термоста­бильный белок, в простетической группе которого содержится пантотеновая кислота. Функция ЛСР в биосинтезе жирных кислот аналогична функции кофермента А в окислении жирных кислот. В процессе построения цепи жирных кислот промежуточные про­дукты образуют эфирные связи с ацил-переносящим белком:

Процесс присоединения каждого двухуглеродного фрагмента протекает в четыре этапа На первом этапе удлинения углеродной цепи жирной кислоты ацетильная и малонильная группы, ковалентно связанные с SH-группами ферментного комплекса - синтетазы, подвергаются конденсации с образованием ацетоальдегидной группы. Этот процесс катализируется З-кетоацил-АСР-синтетазой и со­провождается выделением СО2.

 

 

На втором этапе ацетоацетил-АСР подвергается восстановлению но карбонильной группе пол действием З-кетоацил-АСР-редуктазы. в качестве донора электронов используется NADPH + Н*. При этом образуется 3-гидроксибутирил-АСР:

 

В ходе третьего этапа цикла синтеза жирной кислоты происходит дегидратация 3-гидроксибутирил-ЛСР под действием 3-гидрокси-ацид-АСР-дегидратазы. При этом образуется ненасыщенное соеди­нение:

На четвертом лапе, свершающем один цикл реакций синтеза жирных кислот, происходит насыщение водородом двойной святи с образованием бутирил-АСР, т. е. масляной кислоты, ковалентно связанной с АСР. Эта реакция катализируется еноил-АСР-редуктазой, в качестве донора этой реакции выступает NADPH + Н':

Далее начинается новый цикл реакций, приводящих к удлине­нию цепи еще на одно двухуглеродное звено, и т. д. После семи таких циклов образуется конечный продукт - пальмитоил-АСР и процесс наращивания цепи заканчивается на 16-м углеродном атоме.

Затем пол действием гидролитическою фермента молекула паль­митиновой кислоты отщепляется от молекулы АСР.

Более высокомолекулярные жирные кислоты образуются из паль­митиновой пол действием ферментных систем, катализирующих удлинение цепей жирных кислот путем присоединения двухуглеродных (ацетильных) групп. Как и 8 ходе синтеза пальмитиновой кислоты, сначала присоединяется мапонил-С3 (в виде малонил –Со А), и сразу же происходит его декарбоксилирование:

Этот процесс протекает в эндоплазматическом ретикулуме и митохондриях.

Мононенасыщенные жирные кислоты образуются из насыщен­ных в результате реакции окисления, катализируемой ацил –Со А-оксигеназой.

Первая двойная связь в жирных кислотах: С18:1 - олеиновой. С18:2 — линолевой и С18:3 - линоленовой находится в положении 9-10 от карбоксильной группы. Жирные кислоты с большим, чем 3 числом двойных связей в растениях не синтезируются.

Жирные кислоты с двумя и тремя двойными связями в организ­мах животных и человека образоваться не могут, синтезируются они только в растениях. Поэтому их иногда называют незаменимыми жирными кислотами.

Образовавшиеся Со А-эфиры жирных кислот и глицерол-3-фосфат — исходные соединения для биосинтеза жиров. На первом этапе синтеза происходит ацилирование двух гидроксильных групп глицеролфосфатаиилтрансферазы:

Образовавшийся диацилглицерол-З-фосфат далее гидролизуется под действием фосфатидатфосфатазы:

Диацилглицерол, взаимодействуя с третьей молекулой ацил-СоА, под действием ацилтрансферазы превращается в жир:

Формирование каждой эфирной связи требует значительно­го количества свободной энергии. Для образования эфирной связи жирная кислота сначала должна активироваться путем образования Со А- эфира. Для этой реакции необходима энергия двух высокоэнергетических фосфатных связей.

2.Распад жиров.Жиры под действием фермента липазы с участием воды расщепляются на глицерин и жирные кислоты:

 

СН2ОСОR1 СН2ОН

СНОСОR2 + 3 Н2О СНОН + R1СООН + R2СООН + R3СООН

СН2ОСОR3 СН2ОН

 

Образовавшийся глицерин может подвергаться затем различным превращениям. Под действием фермента глицеролкиназы глицерин с участием АТФ фосфорилируется и превращается в глицерол-3-фосфат. Затем фосфорилированный глицерин под действием глицерол-3-фосфатдегидрогеназы, активной группой которой является НАД, окисляется, и образуется фосфодиоксиацетон. Фосфодиоксиацетон изомеризуется и превращается в 3-фосфоглицериновый альдегид. Далее фосфодиоксиацетон и 3-фосфоглицериновый альдегид могут подвергаться двум типам превращений. С одной стороны, под действием альдолазы из 3-фосфоглицеринового альдегида и фосфодиоксиацетона синтезируется фруктозо-1,6-дифосфат, который может превращаться в самые разные углеводы, служащие для построения клеток и тканей организмов. 3-фосфоглицериновый альдегид может претерпевать и окислительные превращения в цикле Кребса.

Последовательность реакций и ферменты, участвующие в окислении жирных кислот, могут быть представлены в следующем виде. На первом этапе жирная кислота в результате реакции с коферментом А и АТФ активизируется, и образуются ацилкофермент А, имеющий макроэргическую связь, адениловая кислота и неорганический пирофосфат:

 

ацил-С0А-синтетаза
О О

R–CH2CH2C + HS–С0A + АТФ RCH2CH2C~S–С0A +АМФ + Н4Р2О7

ОН

жирная кислота ацилкофермент А

 

Активированная жирная кислота – ацилкофермент А – обладает большей реакционной способностью, чем свободная жирная кислота.

На втором этапе активированная жирная кислота окисляется, причем атомы водорода отщепляются от второго и третьего углеродных атомов. Это окисление катализируется ферментом ацил-С0А-дегидрогеназой, активной группой которого является ФАД:

 

дегидрогеназа
О О

RCH2CH2C~S–С0A + ФАД RCH=CНС~S–С0A + ФАД*Н2

 

Насыщенная жирная кислота, соединенная с коферментом А, присоединяя под действием еноил-С0А-гидротазы воду, превращается в соответствующее оксипроизводное:

 

еноилгидротаза
О О

RCH=CНС~S–С0A + Н2О RCHОНСH2C~S–С0A

 

Затем оксипроизводное кофермента А окисляется. Это окисление катализируется ферментом 3-оксиацил-С0А-дегидрогеназой, активной группой которого является НАД. Водородные атомы отщепляются от третьего углеродного атома, и в результате реакции образуется кетопроизводное кофермента А:

 

дегидрогеназа
О О

RCНОНСH2C~S–С0A + НАД RCОСH2C~S–С0A + НАД*Н2

 

На последнем этапе кетопроизводное кофермента А под действием фермента ацил-С0А-тиолазы реагирует с коферментом А, в результате чего образуется ацетилкофермент А, а исходная кислота становится короче на два углеродных атома:

 

тиолаза
О О О

RСОCH2C~S–С0A + НS–С0A RC~S–С0A + CH3C~S–С0A

 

После этого жирная кислота может вновь подвергаться таким же превращениям и отщеплять новые молекулы ацетилкофермента А. В конечном итоге вся углеродная цепочка жирной кислоты будет расщеплена на двууглеродные фрагменты ацетилкофермента А.

3.α и β-окисление жирных кислот.Приведенный путь распада называется b-окислением жирных кислот. Однако, кроме этого основного пути, многие высокомолекулярные жирные кислоты способны подвергаться a-окислению, когда от карбоксильной группы кислоты отщепляется СО2.

По современным представлениям a-окисление жирных кислот протекает в результате двух этапов.

На первом этапе под действием фермента пероксидазы жирных кислот происходит отщепление молекулы СО2, в результате чего кислота превращается в альдегид, имеющий на один атом углерода меньше:

пероксидаза
О

RCH2CH2CООН + Н2О2 + 1/2 О2 RCH2C + СО2 + 2 Н2О

Н

На втором этапе под влиянием дегидрогеназы альдегидов жирных кислот образовавшийся альдегид окисляется до кислоты. Активной группой этой дегидрогеназы является НАД, и реакция идет по схеме:

дегидрогеназа
О

RCH2C + НАД + Н2О RCH2CООН + НАД*Н2

Н

Общая схема превращений жиров в упрощенном виде выглядит следующим образом:

глицерин триозофосфаты углеводы

b-окисление
Жиры

жирные кислоты ацетилкофермент А

a-окисление

цикл Кребса

СО2

СО2 + Н2О

 

При биосинтезе из углеводов ацетилкофермент А включается в глиоксилатный цикл.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Биохимия

Кафедра Технология хлебопекарного кондитерского и макаронного производства.. Е А Кузнецова..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Синтез жиров

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Орел 2010
Автор:к.б.н, доцент кафедры «Технология хлебопекарного, кондитерского и макаронного производства» Е.А. Кузнецова   Рецензент: к.т.н., д

Строение и свойства жиров. Константы жиров. Незаменимые жирные кислоты
Молекулу жира в общем виде можно представить следующим образом:   О СН2О–С–R1

Автоокисление и термоокисление жиров. Деструкция
В процессе переработки и хранения жиров возможно ухудшение их качества в результате окислительных процессов, глубина и скорость которых зависит от природных свойств жира, температуры, наличия кисло

Термополимеризация жиров. Антиоксиданты
Антиоксиданты (антиокислители, ингибиторы окисления) это вещества, замедляющие или предотвращающие окислительные процессы, приводящие к старению полимеров, прогорканию пищевых жиро

Роль белков в процессах жизнедеятельности
Функции белков: 1. Ферментативная — в клетке участвуют в биохи­мических реакциях 2000 различных ферментов, и все они по химической природе — белки (простые или сложные). 2. Гормон

Отличие ферментов от неорганических катализаторов
1. Ферменты имеют более высокую каталитическую активность (выше в млн. раз); 2. Каталитическая активность проявляется в очень мягких условиях (умеренные температуры 37-40 ºС, нормальн

Строение ферментов
До последнего времени считалось, что абсолютно все ферменты являются веществами белковой природы. Но в 80-е годы была обнаружена каталитическая активность у некоторых низкомолекулярных РНК. Эти фер

Активный центр ферментов
Ферменты – высокомолекулярные вещества, молекулярный вес которых достигает нескольких млн. Молекулы субстратов, взаимодействующих с ферментами обычно имеют гораздо меньший размер. Поэтому естествен

Механизм действия ферментов
Механизм действия ферментов заключается в следующем. При соединении субстрат с ферментом образуется нестойкий фермент субстратный комплекс. В нем происходит активация молекулы субстрата за счет:

Специфичность
Способность фермента катализировать определенный тип реакции называют специфичностью. Специфичность бывает трех видов: 1. - относительная или групповая специфичность

Концентрация субстрата
Для ферментативных реакций характерно явление насыщения фермента субстратом. Заключается оно в том, что при увеличении концентрации S скорость сначала увеличивается, достигает максимального значени

Ингибирование
Ингибиторы – вещества, замедляющие химическую реакцию Ингибиторы ферментов также имеют различную природу и различный механизм действия. Основные виды ингибиторов:

Водорастворимые витамины (строение, биохимическая роль)
Тиамин (В1). В химическом отношении витамин В1 представляет собой производное пиримидина и тиазола. Препарат витамина, получаемый синтетическим путем, представляет собо

Анаэробное расщепление углеводов (гликолиз). Спиртовое и молочнокислое брожение
Гликолиз - процесс распада глюкозы (шестиуглеродного соединения) на два трехуглеродных в анаэробных условиях («лизис» — распад). Гликолиз в качестве начальной стадии дыхания почти универсале

Глиоксилатный цикл
Глиоксилатный цикл представляет собой последовательность биохимических превращений уксусной кислоты, промежуточным продуктом которых является глиоксиловая кислота

Синтез и превращения углеводов. Синтез сахарозы и лактозы
Углеводы в тканях являются подвижными соединениями. Наличие многочисленных ферментных систем позволяет непрерывно происходить в тканях процессам синтеза, распада и взаимопревращений углеводов.

Пути синтеза аминокислот (прямое аминирование и переаминирование)
Еще сравнительно недавно считали, что биосинтез аминокислот может происходить только в надземных частях растений. Однако последующие исследования показали, что новообразование аминокислот может про

Пути превращения аминокислот (дезаминирование, декарбоксилирование)
Аминокислоты, образовавшиеся в растениях при восстановительном аминировании, переаминировании или другим путем, подвергаются непрерывному обмену. В основном, они используются для синтеза белков, но

Реакции транспептидации
Разобранные нами этапы биосинтеза белков показывают, как может синтезироваться молекула белка заново из составляющих ее отдельных аминокислот. Однако, кроме этого основного пути, синтез белков може

Биосинтез пуриновых и пиримидиновых оснований
Нуклеиновые кислоты играют очень важную роль в жизнедеятельности организмов и наряду с белками определяют главнейшие звенья обмена веществ, явления роста и размножения организмов, а также передачу

Распад нуклеиновых кислот
Распад нуклеиновых кислот до более простых соединений происходит в несколько стадий и катализируется рядом ферментов, которые содержатся в растениях. При определенных условиях распад нуклеин

Распад нуклеотидов и нуклеозидов
Распад нуклеотидов. Отщепление фосфорной кислоты от нуклеотидов может происходить под действием многих фосфатаз. Фосфатазы проявляют активность и по отношению к другим моноэфирам фосфорной к

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги