Решение вопросов 52 и 53 по биохимии

Ниже представлены подробные ответы на вопросы 52 и 53, структурированные для записи в тетрадь студентом медицинского института. Вопрос 52. Биосинтез жирных кислот. Роль ацил-переносящего белка. Биосинтез жирных кислот (липогенез) наиболее активно протекает в цитозоле клеток печени, жировой ткани и лактирующей молочной железы. 1. Локализация и условия: Процесс происходит в цитоплазме. Основным субстратом является ацетил-КоА, который образуется в митохондриях из пирувата, но не может самостоятельно выйти через мембрану. Он переносится в цитозоль в составе цитрата (цитратный челнок). 2. Ключевые этапы: а) Образование малонил-КоА. Это регуляторная стадия. Фермент ацетил-КоА-карбоксилаза (кофактор — биотин) катализирует реакцию: \[ \text{Ацетил-КоА} + CO_2 + ATP \rightarrow \text{Малонил-КоА} + ADP + P_i \] б) Работа мультиферментного комплекса — синтазы жирных кислот (пальмитатсинтазы). Этот комплекс состоит из двух идентичных субъединиц, каждая из которых включает 7 ферментативных центров и ацил-переносящий белок (АПБ). 3. Роль ацил-переносящего белка (АПБ / ACP): АПБ выполняет роль «роботизированной руки» комплекса. Он содержит производное пантотеновой кислоты (витамин \(B_5\)) — 4-фосфопантетеин, имеющий свободную SH-группу. — АПБ связывает остатки ацетила и малонила. — Он последовательно переносит растущую цепь жирной кислоты от одного активного центра фермента к другому. — Благодаря АПБ промежуточные продукты реакции не покидают комплекс до завершения синтеза пальмитиновой кислоты. 4. Цикл реакций: Каждый цикл удлинения цепи на 2 атома углерода включает 4 стадии: 1) Конденсация (ацетил-АПБ + малонил-АПБ). 2) Первое восстановление (используется \(NADPH + H^+\)). 3) Дегидратация (отщепление воды). 4) Второе восстановление (используется \(NADPH + H^+\)). Итоговое уравнение синтеза пальмитиновой кислоты: \[ 8 \text{ Ацетил-КоА} + 7 ATP + 14 (NADPH + H^+) \rightarrow \text{Пальмитат} + 8 CoA + 7 ADP + 7 P_i + 14 NADP^+ + 6 H_2O \] Вопрос 53. Взаимосвязь всех видов органического обмена (аминокислоты, углеводы, жиры). Гликогенные и кетогенные аминокислоты. Метаболизм в организме представляет собой единую систему, где превращения белков, жиров и углеводов тесно переплетены через общие промежуточные продукты (метаболиты). 1. Узловые метаболиты: — Пируват (ПВК): точка пересечения обмена углеводов (гликолиз) и некоторых аминокислот (аланин, серин). Пируват может превращаться в ацетил-КоА или в оксалоацетат (глюконеогенез). — Ацетил-КоА: универсальный «перекресток». Образуется из углеводов, жирных кислот и кетогенных аминокислот. Он либо сгорает в цикле Кребса, либо идет на синтез жиров и холестерина. — Метаболиты цикла Кребса (\(\alpha\)-кетоглутарат, оксалоацетат): служат углеродными скелетами для синтеза заменимых аминокислот. 2. Взаимопревращения: — Углеводы \(\rightarrow\) Жиры: Избыток глюкозы через ацетил-КоА легко превращается в жирные кислоты и ТАГ. — Жиры \(\rightarrow\) Углеводы: У человека жирные кислоты НЕ превращаются в глюкозу (нет ферментов для синтеза пирувата из ацетил-КоА). В глюкозу может превращаться только глицерин. — Белки \(\rightarrow\) Углеводы/Жиры: После дезаминирования углеродные скелеты аминокислот включаются в метаболизм. 3. Гликогенные и кетогенные аминокислоты: В зависимости от того, во что превращается их углеродный скелет, аминокислоты делят на: — Гликогенные: при распаде образуют пируват или метаболиты цикла Кребса (оксалоацетат, фумарат и др.). Они могут быть использованы для синтеза глюкозы (глюконеогенеза). К ним относится большинство аминокислот (аланин, серин, валин и др.). — Кетогенные: при распаде образуют ацетоацетат или ацетил-КоА. Они используются для синтеза кетоновых тел или жирных кислот, но не глюкозы. Чисто кетогенные — лейцин и лизин. — Смешанные (глюко-кетогенные): могут давать и те, и другие продукты. Это фенилаланин, тирозин, триптофан, изолейцин. Эта взаимосвязь обеспечивает пластичность метаболизма и выживание организма при смене характера питания (например, переход на глюконеогенез при голодании).