Лекция 8. Липиды представляют собой группу соединений, обладающих одинаковыми физико-химическими свойствами, в частности ограниченной растворимостью в воде и полярных

Липиды представляют собой группу соединений, обладающих одинаковыми физико-химическими свойствами, в частности ограниченной растворимостью в воде и полярных растворителях и высокой растворимостью в неполярных растворителях.

К этой группе веществ относятся нейтральные жиры, фосфолипиды и сфинголипиды. Все эти соединения имеют общего предшественника - ацил-СоА.

Нейтральные жиры и фосфолипиды содержат трехосновный спирт глицерин. В зависимости от того, сколько гидроксильных групп этерифицировано жирной кислотой, различают моноацилглицерины, диацилглицериды и триацилглицерины. Природные жиры всегда являются смесями различных триацилглицеринов.

Жирные кислоты, находящиеся в жирах, могут быть как: насыщенными, так и ненасыщенными. Молекулы кислот обычно содержат четное число атомов углерода. Кислоты с 16 и 18 атомами углерода встречаются наиболее часто.

Фосфатидами (фосфолипидами) называются диацилглицерины, связанные эфирной связью с фосфорной кислотой по третьей гидроксильной группе. Фосфатная группа далее этерифицирована аминоспиртом (холином, этаноламином) или оксиаминокислотой (серином), или же иногда инозитом. В плазмалогенах вместо жирной кислоты находится длинная алифатическая цепь с α,β - двойной связью, связанная с α-углеродным атомамиглицерина эфирной связью; при ее гидролизе получается альдегид, соответствующий пальмитиновой и стеариновой кислотам.

Сфинголипидами называются эфиры аминоспирта-сфингозина. Они содержат жирную кислоту, связанную с аминогруппой сфингозина. Одна гидроксильная группа сфингозина остается обычно свободной; сахара (в гликолипидах) или фосфорилхолины (в сфингомиелинах) связаны с первичным гидроксилом.

Соединения, сходные с липидами по физико-химическим свойствам, но отличающиеся от липидов по структуре обычно называют липоидами.

Стероиды, в основе которых лежит циклопентапергидрофенантрен, относятся к группе липоидов. К ним принадлежат холестерин и важные биологически активные гормоны и желчные кислоты. Липиды, в частности нейтральные жиры, создают энергетический резерв организма и являются компонентами высокоорганизованных структур (биологических мембран).

Распад нейтральных липидов происходит за счет гидролитического действия липаз: фосфолипиды расщепляются фосфолипазами. Распад приводит к образованию глицерина и жирных кислот, иногда фосфатов и аминоспиртов.

Глицерин, получающийся в этой реакции, фосфорилируется до глицеро-1-Р, дегидрируется до диоксиацетон-Р и участвует далее в процессе гликолиза.

Распад жирных кислот в результате β-окисления. На первой стадии жирные кислоты активируются реакции с ацил-СоА в присутствии АТР. Образующийся ацил-СоА постепенно окисляется при помощи дегидрогеназ и гидратаз до β-окси- и β-кетокислот, из которых молекула ацетил-СоА («активная уксусная кислота») образуется под действием другой молекулы СоА со свободной SН-группой. Таким образом, молекула жирной кислоты в конце концов распадается до продуктов, имеющих всего два углеродных атома, превращающихся в цикле трикарбоновых кислот. Восстановленные коферменты впоследствии вновь окисляются в дыхательной цепи с одновременным образованием макроэргических фосфатов. С точки зрения образования АТР, окисление жирных кислот составляет основной энергетический резерв организма.

а- и -Окисление. а-Окисление является окислением ω -углеродного атома жирной кислоты. Оно приводит к удалению карбоксиль­ной группы в виде диоксида углерода; окисленный углеродный атом превращается в карбоксильную группу жирной кислоты, длина цепи которой становится меньше на один атом углерода. Этот путь окисле­ния встречается в растительных клетках.

Детали ос-окисления пока не установлены, но известно, что первой стадией является гидроксилирование ос-углеродного атома. Во второй стадии образовавшаяся гидроксикислота подвергается окислительно­му декарбоксилированию.

Глиоксилатный цикл

Растения и некоторые бактерии могут использовать ацетил-СоА не только в цикле трикарбоновых кислот, но и в цикле, получившем назва­ние глиоксилатного. Этот цикл играет важную роль в качестве связую­щего звена в метаболизме жиров и углеводов. Особенно интенсивно глиоксилатный цикл функционирует в особых клеточных органеллах - глиоксисомах — при прорастании семян масличных растений. При этом происходит превращение жира в углеводы, необходимые для развития проростка семени. Этот процесс функционирует до тех пор, пока у проро­стка не разовьется способность к фотосинтезу. Когда в конце прораста­ния запасной жир истощается, глиоксисомы в клетке исчезают.

Возможность функционирования глиоксилатного цикла связана с тем, что растения и бактерии способны синтезировать такие фермен­ты, как изоцитратлиаза и малатсинтаза, которые вместе с некоторы­ми ферментами цикла трикарбоновых кислот участвуют в глиоксилатном цикле

Две начальные реакции глиоксилатного цикла идентичны тако­вым цикла трикарбоновых кислот. В первой реакции ацетил-СоА кон­денсируется с оксалоацетатом под действием цитратсинтазы. Во вто­рой реакции цитрат изомеризуется в изоцитрат при участии аконитатгидратазы. Следующие реакции, специфичные для глиоксилатно­го цикла, катализируются дополнительными ферментами. В ходе од­ной из них под действием изоцитратлиазы расщепляется С₂-С₃-связь в изоцитрате с образованием глиоксилата и сукцината.

Дата добавления: 2014-01-20