20.1.1. कार्बोहायड्रेट चयापचय च्या चयापचय पासून उच्च फॅटी ऍसिडस् शरीरात संश्लेषित केले जाऊ शकते. या जैवसंश्लेषणासाठी प्रारंभिक संयुग आहे एसिटाइल-CoA, पायरुवेटपासून मायटोकॉन्ड्रियामध्ये तयार होतो - ग्लुकोजच्या ग्लायकोलिटिक ब्रेकडाउनचे उत्पादन. फॅटी ऍसिडच्या संश्लेषणाचे ठिकाण पेशींचे सायटोप्लाझम आहे, जेथे मल्टीएन्झाइम कॉम्प्लेक्स आहे उच्च फॅटी ऍसिडचे सिंथेटेस. या कॉम्प्लेक्समध्ये सहा एन्झाईम्सचा समावेश होतो एसिल वाहून नेणारी प्रथिने, ज्यामध्ये दोन विनामूल्य SH गट (APB-SH) आहेत. संश्लेषण दोन-कार्बन तुकड्यांच्या पॉलिमरायझेशनद्वारे होते, त्याचे अंतिम उत्पादन म्हणजे पामिटिक ऍसिड - एक संतृप्त फॅटी ऍसिड ज्यामध्ये 16 कार्बन अणू असतात. संश्लेषणामध्ये समाविष्ट असलेले अनिवार्य घटक म्हणजे NADPH (कार्बोहायड्रेट ऑक्सिडेशनच्या पेंटोज फॉस्फेट मार्गाच्या प्रतिक्रियांमध्ये तयार होणारे कोएन्झाइम) आणि ATP.

20.1.2. Acetyl-CoA सायट्रेट यंत्रणेद्वारे माइटोकॉन्ड्रियापासून सायटोप्लाझममध्ये प्रवेश करते (आकृती 20.1). माइटोकॉन्ड्रियामध्ये, एसिटाइल-सीओए ऑक्सॅलोएसीटेट (एक एन्झाइम -) शी संवाद साधते. सायट्रेट सिंथेस), परिणामी सायट्रेट विशेष वाहतूक प्रणाली वापरून माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली ओलांडून वाहून नेले जाते. सायटोप्लाझममध्ये, सायट्रेट एचएस-सीओए आणि एटीपीसह प्रतिक्रिया देते, पुन्हा एसिटाइल-कोए आणि ऑक्सॅलोएसीटेटमध्ये विघटित होते (एक एन्झाइम - साइट्रेट lyase).

आकृती 20.1.माइटोकॉन्ड्रियापासून सायटोप्लाझममध्ये एसिटाइल गटांचे हस्तांतरण.

20.1.3. फॅटी ऍसिडच्या संश्लेषणासाठी प्रारंभिक प्रतिक्रिया म्हणजे एसिटाइल-कोएचे कार्बोक्झिलेशन मॅलोनिल-कोए (आकृती 20.2) च्या निर्मितीसह. एंझाइम एसिटाइल-कोए कार्बोक्झिलेझ सायट्रेटद्वारे सक्रिय केले जाते आणि उच्च फॅटी ऍसिडच्या CoA डेरिव्हेटिव्हद्वारे प्रतिबंधित केले जाते.

आकृती 20.2. Acetyl-CoA कार्बोक्झिलेशन प्रतिक्रिया.

Acetyl-CoA आणि malonyl-CoA नंतर एसिल-वाहक प्रथिनांच्या SH गटांशी संवाद साधतात (आकृती 20.3).

आकृती 20.3.एसिटाइल-कोए आणि मॅलोनिल-सीओएचा एसिल-वाहक प्रथिनांसह परस्परसंवाद.

आकृती 20.4.फॅटी ऍसिड बायोसिंथेसिसच्या एका चक्राच्या प्रतिक्रिया.

प्रतिक्रिया उत्पादन नवीन malonyl-CoA रेणूशी संवाद साधते आणि पामिटिक ऍसिडचे अवशेष तयार होईपर्यंत चक्र अनेक वेळा पुनरावृत्ती होते.

20.1.4. β-ऑक्सिडेशनच्या तुलनेत फॅटी ऍसिड बायोसिंथेसिसची मुख्य वैशिष्ट्ये लक्षात ठेवा:

• फॅटी ऍसिडचे संश्लेषण प्रामुख्याने सेलच्या साइटोप्लाझममध्ये केले जाते आणि ऑक्सिडेशन - माइटोकॉन्ड्रियामध्ये;
• एसिटाइल-CoA ला CO2 बंधनकारक करण्याच्या प्रक्रियेत सहभाग;
• ऍसिल-वाहक प्रथिने फॅटी ऍसिडच्या संश्लेषणात भाग घेते आणि कोएन्झाइम ए ऑक्सिडेशनमध्ये भाग घेते;
• फॅटी ऍसिडच्या जैवसंश्लेषणासाठी, रेडॉक्स कोएन्झाइम्स NADPH आवश्यक आहेत आणि β-ऑक्सिडेशनसाठी, NAD+ आणि FAD आवश्यक आहेत.

एसिटाइल-कोएची निर्मिती आणि त्याचे सायटोसोलपर्यंत वाहतूक

फॅटी ऍसिडचे संश्लेषण शोषण कालावधी दरम्यान होते. सक्रिय ग्लायकोलिसिस आणि त्यानंतरचे पायरुवेटचे ऑक्सिडेटिव्ह डिकार्बोक्झिलेशन, माइटोकॉन्ड्रियल मॅट्रिक्समध्ये एसिटाइल-कोएच्या एकाग्रतेत वाढ होण्यास हातभार लावतात. पेशींच्या सायटोसोलमध्ये फॅटी ऍसिडचे संश्लेषण होत असल्याने, एसिटाइल-सीओए आतील माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली ओलांडून सायटोसोलमध्ये वाहून नेणे आवश्यक आहे. तथापि, आतील माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली एसिटाइल-सीओएसाठी अभेद्य आहे, म्हणून, माइटोकॉन्ड्रियल मॅट्रिक्समध्ये, सायट्रेट सिंथेसच्या सहभागाने सायट्रेट तयार करण्यासाठी ऑक्सॅलोएसीटेटसह एसिटाइल-सीओए कंडेन्स करते:

Acetyl-CoA + Oxaloacetate -> Citrate + HS-CoA.

ट्रान्सलोकेस नंतर सायट्रेटला सायटोप्लाझममध्ये नेतो (चित्र 8-35).

सायटोप्लाझममध्ये सायट्रेटचे हस्तांतरण केवळ मायटोकॉन्ड्रियामधील सायट्रेटच्या प्रमाणात वाढ होते तेव्हा होते, जेव्हा आयसोसिट्रेट डिहाइड्रोजनेज आणि α-केटोग्लुटेरेट डिहायड्रोजनेज एनएडीएच आणि एटीपीच्या उच्च एकाग्रतेमुळे प्रतिबंधित होते. ही परिस्थिती शोषक कालावधीत तयार होते, जेव्हा यकृताच्या पेशींना पुरेशा प्रमाणात ऊर्जा स्रोत प्राप्त होतात. सायटोप्लाझममध्ये, सायट्रेट एंझाइम सायट्रेट लायसेद्वारे क्लीव्ह केले जाते:

सायट्रेट + HSKoA + ATP → Acetyl-CoA + ADP + Pi + Oxaloacetate.

सायटोप्लाझममधील Acetyl-CoA फॅटी ऍसिडच्या संश्लेषणासाठी प्रारंभिक सब्सट्रेट म्हणून काम करते आणि सायटोसोलमधील ऑक्सॅलोएसीटेट खालील परिवर्तनांमधून जातो (खालील चित्र पहा).

पायरुवेट परत मायटोकॉन्ड्रियल मॅट्रिक्समध्ये नेले जाते. मॅलिक एंझाइमच्या क्रियेच्या परिणामी कमी, एनएडीपीएच फॅटी ऍसिडच्या संश्लेषणामध्ये त्यानंतरच्या प्रतिक्रियांसाठी हायड्रोजन दाता म्हणून वापरला जातो. एनएडीपीएचचा आणखी एक स्रोत म्हणजे ग्लुकोज कॅटाबोलिझमच्या पेंटोज फॉस्फेट मार्गातील ऑक्सिडेटिव्ह पायऱ्या.

malonyl-CoA ची निर्मिती acetyl-CoA पासून - फॅटी ऍसिडच्या जैवसंश्लेषणामध्ये एक नियामक प्रतिक्रिया.

फॅटी ऍसिडच्या संश्लेषणातील पहिली प्रतिक्रिया म्हणजे एसिटाइल-कोएचे मॅलोनिल-सीओएमध्ये रूपांतरण. ही प्रतिक्रिया उत्प्रेरक करणारे एंझाइम (एसिटाइल-कोए कार्बोक्झिलेझ) लिगासेसच्या वर्गाशी संबंधित आहे. त्यात सहसंयोजक बद्ध बायोटिन (आकृती 8-36) असते. प्रतिक्रियेच्या पहिल्या टप्प्यात, CO 2 सहसंयोजकपणे एटीपीच्या ऊर्जेमुळे बायोटिनशी बांधले जाते, दुसऱ्या टप्प्यात, सीओओ मॅलोनिल-कोएच्या निर्मितीसह एसिटाइल-कोएमध्ये हस्तांतरित केले जाते. एसिटाइल-कोए कार्बोक्झिलेझ एंझाइमची क्रिया त्यानंतरच्या सर्व फॅटी ऍसिड संश्लेषण प्रतिक्रियांचे दर निर्धारित करते.

फॅटी ऍसिड सिंथेसद्वारे उत्प्रेरित प्रतिक्रिया- पाल्मिटिक ऍसिड संश्लेषणाच्या प्रतिक्रियांचे उत्प्रेरक करणारे एंजाइम कॉम्प्लेक्स, खाली वर्णन केले आहे.

मॅलोनिल-सीओएच्या निर्मितीनंतर, फॅटी ऍसिडचे संश्लेषण मल्टीएन्झाइम कॉम्प्लेक्सवर चालू राहते - फॅटी ऍसिड सिंथेस (पॅल्मिटॉयल सिंथेटेस). या सजीवांच्या शरीरात निर्मार्ण होणारे द्रव्य 2 समान प्रोटोमर असतात, ज्यापैकी प्रत्येकाची डोमेन रचना असते आणि त्यानुसार, 7 केंद्रे भिन्न उत्प्रेरक क्रियाकलापांसह (चित्र 8-37). हे कॉम्प्लेक्स फॅटी ऍसिड रॅडिकलला 2 कार्बन अणूंनी क्रमशः लांब करते, ज्याचा दाता malonyl-CoA आहे. या कॉम्प्लेक्सचे अंतिम उत्पादन पाल्मिटिक ऍसिड आहे, म्हणून या एन्झाइमचे पूर्वीचे नाव पाल्मिटॉयल सिंथेटेस आहे.

पहिली प्रतिक्रिया म्हणजे एसिटाइल-सीओएच्या एसिटाइल ग्रुपचे एसिटाइलट्रान्सॅसिलेस सेंटर (चित्र 8-38) द्वारे सिस्टीनच्या थाओल ग्रुपमध्ये हस्तांतरण. malonyl अवशेष malonyl-CoA मधून malonyltransacylase केंद्राद्वारे acyl-वाहक प्रथिनांच्या सल्फहायड्रिल गटात हस्तांतरित केले जातात. त्यानंतर, कॉम्प्लेक्स संश्लेषणाच्या पहिल्या चक्रासाठी तयार आहे.

विभक्त CO 2 च्या जागेवर एसिटाइल समूह उर्वरित मॅलोनिलसह घनरूप होतो. प्रतिक्रिया ketoacyl synthase केंद्राद्वारे उत्प्रेरित केली जाते. परिणामी acetoacetyl मूलगामी

योजना

तांदूळ. 8-35. माइटोकॉन्ड्रियापासून सायटोसोलमध्ये एसिटाइल अवशेषांचे हस्तांतरण.सक्रिय एंजाइम: 1 - सायट्रेट सिंथेस; 2 - ट्रान्सलोकेस; 3 - सायट्रेट लायसे; 4 - मॅलेट डिहायड्रोजनेज; 5 - मलिक-एंझाइम.

तांदूळ. 8-36. एसिटाइल-CoA च्या कार्बोक्झिलेशनच्या प्रतिक्रियेत बायोटिनची भूमिका.

तांदूळ. 8-37. मल्टीएन्झाइम कॉम्प्लेक्सची रचना फॅटी ऍसिडचे संश्लेषण आहे.कॉम्प्लेक्स दोन समान पॉलीपेप्टाइड साखळ्यांचा एक डायमर आहे, ज्यापैकी प्रत्येकामध्ये 7 सक्रिय साइट आणि एक ऍसिल-वाहक प्रोटीन (ACP) आहे. प्रोटोमर्सचे SH गट वेगवेगळ्या रॅडिकल्सचे असतात. एक एसएच गट सिस्टीनचा आहे, तर दुसरा फॉस्फोपॅन्टेथेइक ऍसिड अवशेषांचा आहे. एका मोनोमरचा सिस्टीन एसएच ग्रुप दुसऱ्या प्रोटोमरच्या 4-फॉस्फोपॅन्टेथिनेट एसएच ग्रुपच्या पुढे स्थित आहे. अशा प्रकारे, एंझाइमचे प्रोटोमर डोके ते शेपटी व्यवस्थित केले जातात. जरी प्रत्येक मोनोमरमध्ये सर्व उत्प्रेरक साइट्स असतात, 2 प्रोटोमर्सचे कॉम्प्लेक्स कार्यशीलपणे सक्रिय असतात. म्हणून, 2 फॅटी ऍसिड्स प्रत्यक्षात एकाच वेळी संश्लेषित केले जातात. साधेपणासाठी, योजना सामान्यत: एका आम्ल रेणूच्या संश्लेषणातील प्रतिक्रियांचा क्रम दर्शवितात.

ketoacyl reductase द्वारे क्रमाक्रमाने कमी केले जाते, नंतर निर्जलीकरण केले जाते आणि पुन्हा enoyl reductase, कॉम्प्लेक्सच्या सक्रिय केंद्रांद्वारे कमी केले जाते. प्रतिक्रियेच्या पहिल्या चक्राच्या परिणामी, फॅटी ऍसिड सिंथेसच्या सब्यूनिटशी संबंधित ब्युटीरिल रॅडिकल तयार होते.

दुसऱ्या चक्रापूर्वी, ब्युटीरिल रॅडिकल स्थान 2 वरून स्थान 1 वर हस्तांतरित केले जाते (जेथे एसिटाइल प्रतिक्रियांच्या पहिल्या चक्राच्या सुरूवातीस स्थित होते). मग ब्युटीरिल अवशेष समान परिवर्तनातून जातात आणि 2 कार्बन अणूंनी विस्तारित केले जातात, जे malonyl-CoA पासून उद्भवतात.

पाल्मिटिक ऍसिड रॅडिकल तयार होईपर्यंत तत्सम प्रतिक्रियांचे चक्र पुनरावृत्ती होते, जे थिओस्टेरेस केंद्राच्या कृती अंतर्गत, हायड्रोलिटिकली एन्झाइम कॉम्प्लेक्सपासून वेगळे होते, मुक्त पाल्मिटिक ऍसिडमध्ये बदलते (पॅल्मिटेट, अंजीर 8-38, 8-39).

acetyl-CoA आणि malonyl-CoA पासून पाल्मिटिक ऍसिडच्या संश्लेषणासाठी एकंदर समीकरण खालीलप्रमाणे आहे:

CH 3 -CO-SKoA + 7 HOOC-CH 2 -CO-SKoA + 14 (NADPH + H +) → C 15 H 31 COOH + 7 CO 2 + 6 H 2 O + 8 HSKoA + 14 NADP + .

फॅटी ऍसिडच्या संश्लेषणासाठी हायड्रोजनचे मुख्य स्त्रोत

पामिटिक ऍसिड जैवसंश्लेषणाच्या प्रत्येक चक्रात, 2 घट प्रतिक्रिया घडतात,

तांदूळ. 8-38. पामिटिक ऍसिडचे संश्लेषण.फॅटी ऍसिड सिंथेस: पहिल्या प्रोटोमरमध्ये, एसएच-ग्रुप सिस्टीनचा आहे, दुसऱ्यामध्ये, फॉस्फोपेन्टेथिनचा आहे. पहिल्या चक्राच्या समाप्तीनंतर, ब्यूटिरिल रॅडिकल पहिल्या प्रोटोमरच्या एसएच ग्रुपमध्ये हस्तांतरित केले जाते. मग प्रतिक्रियांचा समान क्रम पहिल्या चक्राप्रमाणेच पुनरावृत्ती होतो. Palmitoyl-E हे फॅटी ऍसिड सिंथेसशी संबंधित पाल्मिटिक ऍसिड अवशेष आहे. संश्लेषित फॅटी ऍसिडमध्ये, * चिन्हांकित केलेले फक्त 2 दूरस्थ कार्बन एसिटाइल-CoA पासून येतात, बाकीचे malonyl-CoA मधून येतात.

तांदूळ. 8-39. पाल्मिटिक ऍसिडच्या संश्लेषणासाठी प्रतिक्रियांची सामान्य योजना.

ज्यामध्ये एनएडीपीएच हे कोएन्झाइम हायड्रोजन दाता म्हणून काम करते. NADP + ची पुनर्प्राप्ती प्रतिक्रियांमध्ये होते:

ग्लुकोज कॅटाबोलिझमच्या पेंटोज फॉस्फेट मार्गाच्या ऑक्सिडेटिव्ह टप्प्यात डिहायड्रोजनेशन;

मॅलिक एंजाइमसह मॅलेटचे डीहायड्रोजनेशन;

सायटोसोलिक NADP-आश्रित डिहायड्रोजनेजद्वारे आयसोसिट्रेटचे डीहाइड्रोजनेशन.

2. फॅटी ऍसिड संश्लेषणाचे नियमन

फॅटी ऍसिड संश्लेषणासाठी नियामक एंजाइम एसिटाइल-कोए कार्बोक्झिलेझ आहे. हे एन्झाइम अनेक प्रकारे नियंत्रित केले जाते.

एंजाइम सब्यूनिट कॉम्प्लेक्सचे संघटन/विघटन.त्याच्या निष्क्रिय स्वरूपात, एसिटाइल-कोए कार्बोक्झिलेझ एक स्वतंत्र कॉम्प्लेक्स आहे, ज्यामध्ये प्रत्येकामध्ये 4 उपयुनिट असतात. सजीवांच्या शरीरात निर्मार्ण होणारे द्रव्य सक्रियक - सायट्रेट; हे कॉम्प्लेक्सच्या सहवासास उत्तेजित करते, परिणामी एंजाइमची क्रिया वाढते. इनहिबिटर - palmitoyl-CoA; यामुळे कॉम्प्लेक्सचे पृथक्करण होते आणि एंजाइमची क्रिया कमी होते (चित्र 8-40).

एसिटाइल-सीओए कार्बोक्झिलेझचे फॉस्फोरिलेशन/डिफॉस्फोरिलेशन.अवशोषणानंतरच्या अवस्थेत किंवा शारीरिक कार्यादरम्यान, ग्लुकागॉन किंवा अॅड्रेनालाईन अॅडेनिलेट सायक्लेस प्रणालीद्वारे प्रोटीन किनेज ए सक्रिय करते आणि एसिटाइल-कोए कार्बोक्झिलेस सबयुनिट्सचे फॉस्फोरिलेशन उत्तेजित करते. फॉस्फोरीलेटेड एन्झाइम निष्क्रिय आहे आणि फॅटी ऍसिडचे संश्लेषण थांबते. शोषक कालावधी दरम्यान, इन्सुलिन फॉस्फेटस सक्रिय करते, आणि एसिटाइल-कोए कार्बोक्झिलेज डिफॉस्फोरीलेटेड बनते (चित्र 8-41). मग, सायट्रेटच्या कृती अंतर्गत, एन्झाइम प्रोटोमर्सचे पॉलिमरायझेशन होते आणि ते सक्रिय होते. एंजाइम सक्रिय करण्याव्यतिरिक्त, फॅटी ऍसिडच्या संश्लेषणामध्ये सायट्रेटचे आणखी एक कार्य आहे. शोषक कालावधी दरम्यान, यकृत पेशींच्या माइटोकॉन्ड्रियामध्ये सायट्रेट जमा होते, ज्यामध्ये एसिटाइल अवशेष सायटोसोलमध्ये नेले जातात.

एंजाइम संश्लेषण च्या प्रेरण.कर्बोदकांमधे समृद्ध आणि चरबीयुक्त पदार्थांचे दीर्घकाळ सेवन केल्याने इन्सुलिन स्राव वाढतो, ज्यामुळे एन्झाईम्सच्या संश्लेषणास उत्तेजन मिळते: एसिटाइल-कोए कार्बोक्झिलेस, फॅटी ऍसिड सिंथेस, सायट्रेट लायस,

तांदूळ. 8-40. एसिटाइल-सीओए कार्बोक्झिलेस कॉम्प्लेक्सचे संघटन/विघटन.

तांदूळ. 8-41. एसिटाइल-कोए कार्बोक्झिलेसचे नियमन.

तांदूळ. 8-42. ER मध्ये palmitic ऍसिड वाढवणे.पामिटिक ऍसिड रॅडिकल 2 कार्बन अणूंनी वाढवलेला आहे, ज्याचा दाता मॅलोनिल-CoA आहे.

आयसोसिट्रेट डिहायड्रोजनेज. म्हणून, कर्बोदकांमधे जास्त प्रमाणात सेवन केल्याने ग्लुकोज कॅटाबोलिझम उत्पादनांचे फॅट्समध्ये रूपांतर होण्यास प्रवेग होतो. उपासमार किंवा चरबीयुक्त अन्नामुळे एंजाइमचे संश्लेषण कमी होते आणि त्यानुसार, चरबी.

3. पामिटिक ऍसिडपासून फॅटी ऍसिडचे संश्लेषण

फॅटी ऍसिडस् वाढवणे. ER मध्ये, palmitic acid malonyl-CoA च्या सहभागाने वाढवले ​​जाते. प्रतिक्रियांचा क्रम पामिटिक ऍसिडच्या संश्लेषणादरम्यान उद्भवलेल्या सारखाच असतो, तथापि, या प्रकरणात, फॅटी ऍसिड फॅटी ऍसिड संश्लेषणाशी संबंधित नसून CoA शी संबंधित आहेत. वाढवण्यामध्ये गुंतलेली एन्झाईम्स केवळ पामेटिकच नव्हे तर इतर फॅटी ऍसिडस् (चित्र 8-42) म्हणून देखील वापरू शकतात, म्हणून, केवळ स्टीरिक ऍसिडच नाही तर मोठ्या प्रमाणात कार्बन अणूंसह फॅटी ऍसिड देखील शरीरात संश्लेषित केले जाऊ शकतात.

यकृतातील मुख्य वाढीव उत्पादन म्हणजे स्टीरिक ऍसिड (सी 18:0), तथापि, मोठ्या प्रमाणात फॅटी ऍसिडस् दीर्घ साखळीसह - सी 20 ते सी 24 पर्यंत मेंदूच्या ऊतींमध्ये तयार होतात, जे तयार करण्यासाठी आवश्यक असतात. स्फिंगोलिपिड्स आणि ग्लायकोलिपिड्स.

मज्जातंतूंच्या ऊतींमध्ये, इतर फॅटी ऍसिडस्, α-हायड्रॉक्सी ऍसिडचे संश्लेषण देखील होते. मिक्स्ड-फंक्शन ऑक्सिडेस हायड्रॉक्सीलेट C22 आणि C24 ऍसिडस् लिग्नोसेरिक आणि सेरेब्रोनिक ऍसिड तयार करतात, फक्त मेंदूच्या लिपिडमध्ये आढळतात.

फॅटी ऍसिड रॅडिकल्समध्ये दुहेरी बंधांची निर्मिती.फॅटी ऍसिड रॅडिकल्समध्ये दुहेरी बाँड्सच्या समावेशास डिसॅच्युरेशन म्हणतात. डिसॅच्युरेशन (चित्र 8-43) च्या परिणामी मानवी शरीरात तयार होणारी मुख्य फॅटी ऍसिडस् म्हणजे पाल्मिटू-लेइक (C16:1Δ9) आणि ओलिक (C18:1Δ9).

फॅटी ऍसिड रॅडिकल्समध्ये दुहेरी बंधांची निर्मिती ER मध्ये आण्विक ऑक्सिजन, NADH आणि सायटोक्रोम बी 5 यांचा समावेश असलेल्या प्रतिक्रियांमध्ये होते. मानवी शरीरात उपस्थित असलेले फॅटी ऍसिड डेसॅच्युरेझ एन्झाईम्स नवव्या कार्बन अणूपासून दूर असलेल्या फॅटी ऍसिड रॅडिकल्समध्ये दुहेरी बंध तयार करू शकत नाहीत, म्हणजे. नवव्या आणि दरम्यान

तांदूळ. 8-43. असंतृप्त फॅटी ऍसिडची निर्मिती.

मिथाइल कार्बन अणू. म्हणून, ω-3 आणि ω-6 कुटुंबातील फॅटी ऍसिड शरीरात संश्लेषित केले जात नाहीत, ते अपरिहार्य आहेत आणि ते अन्नासह पुरवले जाणे आवश्यक आहे, कारण ते महत्त्वपूर्ण नियामक कार्ये करतात.

फॅटी ऍसिड रॅडिकलमध्ये दुहेरी बंध तयार करण्यासाठी आण्विक ऑक्सिजन, NADH, साइटोक्रोम बी 5 आणि एफएडी-आश्रित सायटोक्रोम बी 5 रिडक्टेज आवश्यक आहे. संतृप्त आम्लापासून विभक्त झालेले हायड्रोजन अणू पाणी म्हणून सोडले जातात. एक आण्विक ऑक्सिजन अणू पाण्याच्या रेणूमध्ये समाविष्ट केला जातो आणि दुसरा एनएडीएच इलेक्ट्रॉनच्या सहभागाने पाण्यात कमी केला जातो, जो FADH 2 आणि साइटोक्रोम बी 5 द्वारे हस्तांतरित केला जातो.

इकोसॅनॉइड्स हे जैविक दृष्ट्या सक्रिय पदार्थ आहेत जे बहुतेक पेशींद्वारे 20 कार्बन अणू असलेल्या पॉलीन फॅटी ऍसिडपासून संश्लेषित केले जातात (ग्रीकमध्ये "इकोसा" शब्दाचा अर्थ 20).

Acetyl-CoA हे VFAs च्या संश्लेषणासाठी सब्सट्रेट आहे. तथापि, फॅटी ऍसिड (FA) च्या संश्लेषणादरम्यान, प्रत्येक वाढीच्या चक्रात एसिटाइल-CoA स्वतः वापरला जात नाही, तर त्याचे व्युत्पन्न, malonyl-CoA.

ही प्रतिक्रिया FA संश्लेषणाच्या मल्टिएंझाइम प्रणालीतील एक प्रमुख एंझाइम एसिटाइल-कोए कार्बोक्झिलेझ एन्झाइमद्वारे उत्प्रेरित केली जाते. एनजाइम क्रियाकलाप नकारात्मक अभिप्रायाच्या प्रकाराद्वारे नियंत्रित केला जातो. अवरोधक एक संश्लेषण उत्पादन आहे: लांब साखळीसह acyl-CoA (n=16) - palmitoyl-CoA. सक्रियकर्ता सायट्रेट आहे. या एन्झाइमच्या नॉन-प्रथिने भागामध्ये व्हिटॅमिन एच (बायोटिन) असते.

त्यानंतर, फॅटी ऍसिडच्या संश्लेषणादरम्यान, ऍसिल-CoA रेणू हळूहळू प्रत्येक पायरीसाठी 2 कार्बन अणूंनी malonyl-CoA मुळे वाढविला जातो, जो या वाढवण्याच्या प्रक्रियेत CO 2 गमावतो.

मॅलोनिल-सीओएच्या निर्मितीनंतर, फॅटी ऍसिड संश्लेषणाच्या मुख्य प्रतिक्रिया एका एन्झाइमद्वारे उत्प्रेरित केल्या जातात - फॅटी ऍसिड सिंथेटेस (एंडोप्लाज्मिक रेटिक्युलमच्या झिल्लीवर स्थिर). फॅटी ऍसिड सिंथेटेसमध्ये 7 सक्रिय साइट्स आणि एक ऍसिल-वाहक प्रथिने (ACP) असतात. malonyl-CoA बंधनकारक साइटमध्ये एक नॉन-प्रोटीन घटक असतो, व्हिटॅमिन बी 3 (पॅन्टोथेनिक ऍसिड). HFA च्या संश्लेषणासाठी प्रतिक्रियांच्या एका चक्राचा क्रम अंजीर 45 मध्ये दर्शविला आहे.

अंजीर.45. उच्च फॅटी ऍसिडच्या संश्लेषणासाठी प्रतिक्रिया

सायकलच्या समाप्तीनंतर, ऍसिल-एपीबी संश्लेषणाच्या पुढील चक्रात प्रवेश करते. एक नवीन malonyl-CoA रेणू एसिल-वाहक प्रथिनांच्या मुक्त SH-ग्रुपला जोडलेला आहे. मग ऍसिल अवशेष बंद केले जातात, ते मॅलोनिल अवशेषांमध्ये हस्तांतरित केले जातात (एकाच वेळी डीकार्बोक्सीलेशनसह) आणि प्रतिक्रियांचे चक्र पुनरावृत्ती होते.

अशा प्रकारे, भविष्यातील फॅटी ऍसिडची हायड्रोकार्बन साखळी हळूहळू वाढते (प्रत्येक चक्रासाठी दोन कार्बन अणूंनी). हे 16 कार्बन अणू (पाल्मिटिक ऍसिडच्या संश्लेषणाच्या बाबतीत) किंवा त्याहून अधिक (इतर फॅटी ऍसिडचे संश्लेषण) पर्यंत लांब होईपर्यंत हे घडते. यानंतर, थायोलिसिस होते आणि फॅटी ऍसिडचे सक्रिय स्वरूप, ऍसिल-सीओए, तयार स्वरूपात तयार होते.

उच्च फॅटी ऍसिडच्या संश्लेषणाच्या सामान्य कोर्ससाठी, खालील अटी आवश्यक आहेत:

1) कार्बोहायड्रेट्सचे सेवन, ज्याच्या ऑक्सिडेशन दरम्यान आवश्यक सब्सट्रेट्स आणि NADPH 2 तयार होतात.

2) सेलचा उच्च उर्जा चार्ज - एटीपीची उच्च सामग्री, जी माइटोकॉन्ड्रियापासून सायटोप्लाझममध्ये साइट्रेट सोडण्याची खात्री करते.

बी-ऑक्सिडेशनची तुलनात्मक वैशिष्ट्ये आणि उच्च फॅटी ऍसिडचे संश्लेषण:

1 . बी-ऑक्सिडेशन मायटोकॉन्ड्रियामध्ये होते आणि फॅटी ऍसिडचे संश्लेषण एंडोप्लाज्मिक रेटिक्युलमच्या पडद्यावरील सायटोप्लाझममध्ये होते. तथापि, मायटोकॉन्ड्रियामध्ये तयार होणारा एसिटाइल-कोए स्वतःच पडद्यामधून जाऊ शकत नाही. म्हणून, क्रेब्स सायकल एन्झाईम्स (चित्र 46) च्या सहभागासह माइटोकॉन्ड्रियापासून सायटोप्लाझममध्ये एसिटाइल-कोएच्या वाहतुकीसाठी यंत्रणा आहेत.

अंजीर.46. मिटोकॉन्ड्रियापासून सायटोप्लाझममध्ये एसिटाइल-कोएच्या वाहतुकीची यंत्रणा.

TCA चे मुख्य एन्झाईम म्हणजे सायट्रेट सिंथेस आणि आयसोसिट्रेट डिहायड्रोजनेज. या एन्झाईम्सचे मुख्य अॅलोस्टेरिक रेग्युलेटर एटीपी आणि एडीपी आहेत. सेलमध्ये भरपूर एटीपी असल्यास, एटीपी या मुख्य एन्झाईम्सचे अवरोधक म्हणून कार्य करते. तथापि, आयसोसिट्रेट डिहायड्रोजनेजला सायट्रेट सिंथेटेजपेक्षा जास्त एटीपीद्वारे प्रतिबंधित केले जाते. यामुळे माइटोकॉन्ड्रियल मॅट्रिक्समध्ये सायट्रेट आणि आयसोसिट्रेट जमा होते. जमा झाल्यामुळे, सायट्रेट माइटोकॉन्ड्रिया सोडते आणि साइटोप्लाझममध्ये प्रवेश करते. सायटोप्लाझममध्ये सायट्रेट लायझ हे एन्झाइम असते. हे सजीवांच्या शरीरात निर्मार्ण होणारे द्रव्य PAA आणि acetyl-CoA मध्ये सायट्रेटचे विभाजन करते.

अशा प्रकारे, माइटोकॉन्ड्रियापासून सायटोप्लाझममध्ये एसिटाइल-सीओए सोडण्याची स्थिती सेलला एटीपीचा चांगला पुरवठा आहे. सेलमध्ये थोडेसे एटीपी असल्यास, एसिटाइल-सीओए CO 2 आणि H 2 O मध्ये क्लीव्ह केले जाते.

2 . बी-ऑक्सिडेशन दरम्यान, मध्यवर्ती HS-CoA शी संबंधित असतात आणि फॅटी ऍसिडच्या संश्लेषणादरम्यान, मध्यवर्ती विशिष्ट ऍसिल-वाहक प्रथिने (ACP) शी संबंधित असतात. हे एक जटिल प्रथिने आहे. त्याचा नॉन-प्रोटीन भाग CoA सारखाच आहे आणि त्यात थायोएथिलामाइन, पॅन्टोथेनिक ऍसिड (व्हिटॅमिन बी 3) आणि फॉस्फेट यांचा समावेश आहे.

3 . बी-ऑक्सिडेशनमध्ये, एनएडी आणि एफएडी ऑक्सिडंट म्हणून वापरले जातात. फॅटी ऍसिडच्या संश्लेषणामध्ये, कमी करणारे एजंट आवश्यक आहे - NADP * H 2 वापरला जातो.

फॅटी ऍसिडच्या संश्लेषणासाठी सेलमध्ये NADP * H 2 चे 2 मुख्य स्त्रोत आहेत:

अ) कार्बोहायड्रेट ब्रेकडाउनचा पेंटोज फॉस्फेट मार्ग;

Acetyl-CoA पासून पाल्मिटिक ऍसिड (C16) चे संश्लेषण.

1) यकृत पेशी आणि ऍडिपोज टिश्यूच्या सायटोप्लाझममध्ये उद्भवते.

२) महत्त्व: चरबी आणि फॉस्फोलिपिड्सच्या संश्लेषणासाठी.

3) खाल्ल्यानंतर (शोषण कालावधी दरम्यान) गळती.

4) हे ग्लुकोज (ग्लायकोलिसिस → ODPVP → Acetyl-CoA) पासून मिळणाऱ्या एसिटाइल-कोएपासून तयार होते.

5) प्रक्रियेत, 4 प्रतिक्रियांची अनुक्रमे पुनरावृत्ती होते:

संक्षेपण → घट → निर्जलीकरण → घट.

प्रत्येक एलसीडी सायकलच्या शेवटी 2 कार्बन अणूंनी लांब करते.

दाता 2C हे malonyl-CoA आहे.

6) NADPH + H + दोन घट प्रतिक्रियांमध्ये भाग घेते (50% PFP मधून येते, 50% MALIK एंझाइममधून).

7) केवळ पहिली प्रतिक्रिया थेट सायटोप्लाझममध्ये (नियामक) पुढे जाते.

उर्वरित 4 चक्रीय - विशेष पॅल्मिटेट सिंथेस कॉम्प्लेक्सवर (केवळ पाल्मिटिक ऍसिडचे संश्लेषण)

8) सायटोप्लाझममधील नियामक एंजाइम कार्य करते - एसिटाइल-कोए-कार्बोक्झिलेस (एटीपी, व्हिटॅमिन एच, बायोटिन, चौथा वर्ग).

पॅल्मिटेट सिंथेस कॉम्प्लेक्सची रचना

पाल्मिटेट सिंथेस एक एन्झाइम आहे ज्यामध्ये 2 उपयुनिट असतात.

प्रत्येकामध्ये एक PPC आहे, ज्यामध्ये 7 सक्रिय केंद्रे आहेत.

प्रत्येक सक्रिय साइट स्वतःची प्रतिक्रिया उत्प्रेरित करते.

प्रत्येक पीपीसीमध्ये एसिल-वाहक प्रथिने (एसीपी) असते ज्यावर संश्लेषण होते (फॉस्फोपँटेटोनेट असते).

प्रत्येक सबयुनिटमध्ये HS गट असतो. एकामध्ये, HS गट सिस्टीनचा आहे, तर दुसऱ्यामध्ये, फॉस्फोपॅन्टोथेनिक ऍसिडचा आहे.

यंत्रणा

1) कार्बोहायड्रेट्सपासून मिळविलेले Acetyl-Coa, सायटोप्लाझममध्ये प्रवेश करू शकत नाही, जेथे फॅटी ऍसिडचे संश्लेषण केले जाते. ते सीटीसीच्या पहिल्या प्रतिक्रियेद्वारे बाहेर पडते - सायट्रेटची निर्मिती.

२) सायटोप्लाझममध्ये सायट्रेटचे विघटन Acetyl-Coa आणि oxaloacetate मध्ये होते.

3) Oxaloacetate → malate (विरुद्ध दिशेने CTC प्रतिक्रिया).

4) Malate → pyruvate, जे OHDP मध्ये वापरले जाते.

5) Acetyl-CoA → FA संश्लेषण.

6) Acetyl-CoA acetyl-CoA carboxylase द्वारे malonyl-CoA मध्ये रूपांतरित होते.

एंझाइम एसिटाइल-कोए कार्बोक्सीलेस सक्रिय करणे:

अ) इन्सुलिनच्या कृती अंतर्गत सबयुनिट्सचे संश्लेषण वाढवून - तीन टेट्रामर स्वतंत्रपणे संश्लेषित केले जातात

ब) सायट्रेटच्या कृती अंतर्गत, तीन टेट्रामर्स एकत्र केले जातात आणि एंजाइम सक्रिय होते

c) उपवास दरम्यान, ग्लुकागन एन्झाइम (फॉस्फोरिलेशनद्वारे) प्रतिबंधित करते, चरबीचे संश्लेषण होत नाही

7) सायटोप्लाझममधून एक एसिटाइल CoA पॅल्मिटेट सिंथेसच्या एचएस गटात (सिस्टीनमधून) हलतो; दुसर्‍या सबयुनिटच्या प्रति HS गटासाठी एक malonyl-CoA. पुढे palmitate synthase वर आढळतात:

8) त्यांचे संक्षेपण (एसिटाइल CoA आणि malonyl-CoA)

९) पुनर्प्राप्ती (दाता - NADPH + H + PFP कडून)

10) निर्जलीकरण

11) पुनर्प्राप्ती (दाता - MALIK-enzyme कडून NADPH + H +).

परिणामी, एसाइल रॅडिकल 2 कार्बन अणूंनी वाढते.

चरबी जमाव

उपवास किंवा दीर्घकाळापर्यंत शारीरिक श्रम करताना, ग्लुकागन किंवा एड्रेनालाईन सोडले जाते. ते ऍडिपोज टिश्यूमध्ये TAG लिपेस सक्रिय करतात, जे ऍडिपोसाइट्समध्ये स्थित आहे आणि म्हणतात टिश्यू लिपेज(हार्मोन संवेदनशील). हे ऍडिपोज टिश्यूमधील चरबीचे ग्लिसरॉल आणि फॅटी ऍसिडमध्ये विघटन करते. ग्लिसरॉल ग्लुकोनोजेनेसिससाठी यकृताकडे जाते. एफए रक्तप्रवाहात प्रवेश करतात, अल्ब्युमिनला बांधतात आणि अवयव आणि ऊतींमध्ये प्रवेश करतात, ऊर्जा स्त्रोत म्हणून वापरले जातात (सर्व अवयवांद्वारे, मेंदू व्यतिरिक्त, जे उपवास किंवा दीर्घकाळापर्यंत व्यायाम करताना ग्लुकोज आणि केटोन बॉडी वापरतात).

हृदयाच्या स्नायूसाठी, फॅटी ऍसिड हे उर्जेचे मुख्य स्त्रोत आहेत.

β-ऑक्सिडेशन

β-ऑक्सिडेशन- ऊर्जा काढण्यासाठी एलसी विभाजित करण्याची प्रक्रिया.

1) FA अपचय ते एसिटाइल-CoA चे विशिष्ट मार्ग.

2) मायटोकॉन्ड्रियामध्ये उद्भवते.

3) 4 पुनरावृत्ती प्रतिक्रियांचा समावेश आहे (म्हणजे सशर्त चक्रीय):

ऑक्सिडेशन → हायड्रेशन → ऑक्सिडेशन → स्प्लिटिंग.

4) प्रत्येक चक्राच्या शेवटी, FA 2 कार्बन अणूंनी एसिटाइल-CoA (TCA सायकलमध्ये प्रवेश करणे) च्या स्वरूपात लहान केले जाते.

5) 1 आणि 3 प्रतिक्रिया - CPE शी संबंधित ऑक्सिडेशन प्रतिक्रिया.

६) भाग घ्या. B 2 - कोएन्झाइम FAD, vit. PP, NAD; pantothenic acid, HS-KoA.

सायटोप्लाझमपासून मायटोकॉन्ड्रियामध्ये एफए हस्तांतरणाची यंत्रणा.

1. माइटोकॉन्ड्रियामध्ये प्रवेश करण्यापूर्वी एफए सक्रिय करणे आवश्यक आहे.

केवळ सक्रिय FA = acyl-CoA लिपिड दुहेरी पडद्यामध्ये वाहून नेले जाऊ शकते.

वाहक एल-कार्निटाइन आहे.

β-ऑक्सिडेशनचे नियामक एंजाइम कार्निटिन एसिलट्रान्सफेरेस-I (KAT-I) आहे.

2. CAT-I फॅटी ऍसिडस् इंटरमेम्ब्रेन स्पेसमध्ये वाहून नेतो.

3. CAT-I च्या कृती अंतर्गत, acyl-CoA वाहक L-carnitine ला हस्तांतरित केले जाते.

Acylcarnitine तयार होते.

4. आतील पडद्यामध्ये तयार केलेल्या ट्रान्सलोकेसच्या मदतीने, अॅसिलकार्निटाइन माइटोकॉन्ड्रियामध्ये हलते.

5. मॅट्रिक्समध्ये, CAT-II च्या कृती अंतर्गत, FA carnitine पासून क्लीव्ह केले जाते आणि β-oxidation मध्ये प्रवेश करते.

कार्निटाइन इंटरमेम्ब्रेन स्पेसमध्ये परत येते.

β-ऑक्सिडेशन प्रतिक्रिया

1. ऑक्सिडेशन: एफएडी (एंजाइम एसाइल-कोए-डीजी) → एनॉयलच्या सहभागाने FA चे ऑक्सिडीकरण केले जाते.

FAD CPE मध्ये प्रवेश करते (p/o=2)

2. हायड्रेशन: एनॉयल → β-हायड्रॉक्सीसाइल-कोए (एनॉयल हायड्रेटेस एन्झाइम)

3. ऑक्सीकरण: β-hydroxyacyl-CoA → β-ketoacyl-CoA (NAD च्या सहभागासह, जे CPE मध्ये प्रवेश करते आणि p/o=3 असते).

4. क्लीव्हेज: β-ketoacyl-CoA → acetyl-CoA (एचएस-कोएच्या सहभागासह थायोलेस एन्झाइम).

Acetyl-CoA → CTK → 12 ATP.

Acyl-CoA (C-2) → पुढील β-ऑक्सिडेशन चक्र.

β-ऑक्सिडेशन दरम्यान ऊर्जेची गणना

मेरिस्टिक ऍसिड (14C) च्या उदाहरणावर.

एसिटाइल-कोए फॅटी ऍसिडचे किती विघटन करते याची आम्ही गणना करतो

½ n \u003d 7 → TCA (12ATP) → 84 ATP.

ते क्षय होण्यासाठी किती चक्र घेतात ते मोजा

(1/2 n)-1=6 5(1 प्रतिक्रियेसाठी 2 ATP आणि 3 प्रतिक्रियेसाठी 3 ATP) = 30 ATP

सायटोप्लाझममधील फॅटी ऍसिडच्या सक्रियतेवर खर्च केलेला 1 एटीपी वजा करा.

एकूण - 113 एटीपी.

केटोन बॉडीचे संश्लेषण

जवळजवळ सर्व एसिटाइल-सीओए TCA मध्ये प्रवेश करतात. केटोन बॉडीज = एसीटोन बॉडीजच्या संश्लेषणासाठी एक छोटासा भाग वापरला जातो.

केटोन शरीरे- acetoacetate, β-hydroxybutyrate, एसीटोन (पॅथॉलॉजीमध्ये).

सामान्य एकाग्रता 0.03-0.05 mmol / l आहे.

संश्लेषित केले जातात फक्त यकृत मध्येβ-ऑक्सिडेशनद्वारे प्राप्त एसिटाइल-कोए पासून.

यकृत वगळता सर्व अवयवांद्वारे ऊर्जा स्त्रोत म्हणून वापरले जाते (कोणतेही एन्झाइम नाही).

दीर्घकाळ उपवास किंवा मधुमेह मेल्तिससह, केटोन बॉडीची एकाग्रता दहापट वाढू शकते, कारण. या परिस्थितीत, एलसी हे उर्जेचे मुख्य स्त्रोत आहेत. या परिस्थितीत, तीव्र β-ऑक्सिडेशन होते आणि सर्व एसिटाइल-CoA ला TCA मध्ये वापरण्यासाठी वेळ मिळत नाही, कारण:

ऑक्सॅलोएसीटेटची कमतरता (हे ग्लुकोनोजेनेसिसमध्ये वापरले जाते)

· β-ऑक्सिडेशनच्या परिणामी, भरपूर NADH + H + तयार होते (3 प्रतिक्रियांमध्ये), जे आयसोसिट्रेट-DH प्रतिबंधित करते.

म्हणून, एसिटाइल-सीओए केटोन बॉडीच्या संश्लेषणाकडे जाते.

कारण केटोन बॉडी ऍसिड असतात, ते ऍसिड-बेस बॅलन्समध्ये बदल घडवून आणतात. ऍसिडोसिस होतो (मुळे केटोनेमिया).

त्यांच्याकडे वापरण्यासाठी वेळ नसतो आणि ते पॅथॉलॉजिकल घटक म्हणून मूत्रात दिसतात → केटोरिया. तोंडातून एसीटोनचा वास देखील येतो. या राज्याला म्हणतात केटोसिस.

कोलेस्ट्रॉल एक्सचेंज

कोलेस्टेरॉल(Xc) हे सायक्लोपेंटेनेपरहायड्रोफेनॅन्थ्रीन रिंगवर आधारित एक मोनोहायड्रिक अल्कोहोल आहे.

27 कार्बन अणू.

कोलेस्टेरॉलची सामान्य एकाग्रता 3.6-6.4 mmol / l आहे, 5 पेक्षा जास्त परवानगी नाही.

झिल्लीच्या बांधकामावर (फॉस्फोलिपिड्स: Xc = 1: 1)

फॅटी ऍसिडचे संश्लेषण

स्टिरॉइड संप्रेरकांचे संश्लेषण (कॉर्टिसोल, प्रोजेस्टेरॉन, अल्डोस्टेरॉन, कॅल्सीट्रिओल, इस्ट्रोजेन)

यूव्हीच्या कृती अंतर्गत त्वचेमध्ये व्हिटॅमिन डी 3 - cholecalciferol च्या संश्लेषणासाठी वापरले जाते.

शरीरात सुमारे 140 ग्रॅम कोलेस्ट्रॉल असते (प्रामुख्याने यकृत आणि मेंदूमध्ये).

दैनिक आवश्यकता - 0.5-1 ग्रॅम.

समाविष्ट आहे फक्तप्राणी उत्पादनांमध्ये (अंडी, लोणी, चीज, यकृत).

Xc ऊर्जेचा स्त्रोत म्हणून वापरला जात नाही, कारण. त्याची रिंग CO 2 आणि H 2 O ला जोडलेली नाही आणि एटीपी सोडला जात नाही (एंझाइम नाही).

अतिरिक्त Xc उत्सर्जित होत नाही, जमा होत नाही, ते मोठ्या रक्तवाहिन्यांच्या भिंतीमध्ये प्लेक्सच्या स्वरूपात जमा केले जाते.

शरीर 0.5-1 ग्रॅम Xc चे संश्लेषण करते. ते अन्नासोबत जितके जास्त वापरले जाते तितके कमी शरीरात संश्लेषित होते (सामान्यपणे).

शरीरातील Xc यकृत (80%), आतडे (10%), त्वचा (5%), अधिवृक्क ग्रंथी, लैंगिक ग्रंथींमध्ये संश्लेषित केले जाते.

शाकाहारी लोकांमध्येही कोलेस्टेरॉलची पातळी वाढू शकते. त्याच्या संश्लेषणासाठी फक्त कर्बोदके आवश्यक आहेत.

कोलेस्टेरॉलचे जैवसंश्लेषण

हे 3 टप्प्यात पुढे जाते:

1) सायटोप्लाझममध्ये - मेव्हॅलोनिक ऍसिड तयार होण्यापूर्वी (केटोन बॉडीजच्या संश्लेषणासारखे)

2) ईपीआर मध्ये - स्क्वॅलिन पर्यंत

3) EPR मध्ये - कोलेस्टेरॉल पर्यंत

सुमारे 100 प्रतिक्रिया.

नियामक एंजाइम β-hydroxymethylglutaryl-CoA reductase (HMG reductase) आहे. कोलेस्टेरॉल-कमी करणारे स्टॅटिन हे एन्झाइम रोखतात.)

एचएमजी रिडक्टेसचे नियमन:

अ) अतिरिक्त आहारातील कोलेस्टेरॉलद्वारे नकारात्मक अभिप्रायाच्या तत्त्वाद्वारे प्रतिबंधित

ब) एंझाइम (इस्ट्रोजेन) चे संश्लेषण वाढवू शकते किंवा कमी होऊ शकते (कोलेस्टेरॉल आणि पित्त खडे)

c) एन्झाइम इन्सुलिनद्वारे डिफॉस्फोरिलेशनद्वारे सक्रिय केले जाते

d) जर भरपूर एंजाइम असेल तर प्रोटीओलिसिसद्वारे जास्तीचे क्लीव्ह केले जाऊ शकते

कोलेस्टेरॉल एसिटाइल-सीओए पासून संश्लेषित केले जाते कर्बोदकांमधे मिळविलेले(ग्लायकोलिसिस → ODPVK).

यकृतातील परिणामी कोलेस्टेरॉल व्हीएलडीएल नॉन-एसपीमध्ये चरबीसह पॅक केले जाते. VLDL मध्ये apoprotein B100 असते, रक्तप्रवाहात प्रवेश करते आणि C-II आणि E ऍपोप्रोटीन जोडल्यानंतर ते परिपक्व VLDL मध्ये बदलते, जे LP-lipase मध्ये प्रवेश करते. LP-lipase VLDL मधून चरबी (50%) काढून टाकते, LDL सोडते, ज्यामध्ये 50-70% कोलेस्टेरॉल एस्टर असतात.

सर्व अवयव आणि ऊतींना कोलेस्टेरॉलचा पुरवठा करते

· पेशींमध्ये B100 मध्ये रिसेप्टर्स असतात, ज्याद्वारे ते LDL ओळखतात आणि ते शोषून घेतात. पेशी B100 रिसेप्टर्सची संख्या वाढवून किंवा कमी करून कोलेस्टेरॉलचे सेवन नियंत्रित करतात.

मधुमेह मेल्तिसमध्ये, B100 चे ग्लायकोसिलेशन (ग्लूकोज जोडणे) होऊ शकते. परिणामी, पेशी एलडीएल ओळखत नाहीत आणि हायपरकोलेस्टेरोलेमिया होतो.

एलडीएल रक्तवाहिन्यांमध्ये (एथेरोजेनिक कण) आत प्रवेश करू शकतो.

50% पेक्षा जास्त एलडीएल यकृताकडे परत केले जाते, जेथे कोलेस्टेरॉलचा वापर पित्ताशयाच्या दगडांच्या संश्लेषणासाठी आणि स्वतःच्या कोलेस्टेरॉल संश्लेषणाच्या प्रतिबंधासाठी केला जातो.

हायपरकोलेस्टेरोलेमियापासून संरक्षणाची एक यंत्रणा आहे:

नकारात्मक अभिप्रायाच्या तत्त्वानुसार स्वतःच्या कोलेस्टेरॉलच्या संश्लेषणाचे नियमन

पेशी B100 रिसेप्टर्सची संख्या वाढवून किंवा कमी करून कोलेस्टेरॉलचे सेवन नियंत्रित करतात

एचडीएलचे कार्य

एचडीएल यकृतामध्ये संश्लेषित केले जाते. त्यात डिस्क-आकाराचे स्वरूप आहे, त्यात थोडे कोलेस्टेरॉल असते.

एचडीएल कार्ये:

पेशी आणि इतर लिपोप्रोटीनमधून अतिरिक्त कोलेस्टेरॉल घेते

इतर लिपोप्रोटीनला C-II आणि E पुरवतो

एचडीएलच्या कार्याची यंत्रणा:

HDL मध्ये apoprotein A1 आणि LCAT (enzyme lecithincholesterol acyltransferase) असते.

एचडीएल रक्तात जातो आणि एलडीएल रक्तात येतो.

LDL A1 त्यांच्याकडे भरपूर कोलेस्ट्रॉल आहे हे ओळखते आणि LCAT सक्रिय करते.

LCAT HDL फॉस्फोलिपिड्समधून फॅटी ऍसिडस् काढून टाकते आणि त्यांना कोलेस्टेरॉलमध्ये स्थानांतरित करते. कोलेस्टेरॉल एस्टर तयार होतात.

कोलेस्टेरॉल एस्टर हायड्रोफोबिक असतात, म्हणून ते लिपोप्रोटीनमध्ये जातात.

थीम 8

चयापचय: ​​प्रथिने चयापचय

गिलहरी - हे उच्च-आण्विक संयुगे आहेत ज्यात α-amino ऍसिडचे अवशेष असतात, जे पेप्टाइड बॉन्डद्वारे एकमेकांशी जोडलेले असतात.

पेप्टाइड बॉण्ड्स एका अमायनो आम्लाच्या α-कार्बोक्सिल गट आणि त्यानंतरच्या दुसऱ्या α-अमिनो आम्लाच्या अमीनो गटामध्ये असतात.

प्रथिनांची कार्ये (अमीनो ऍसिडस्):

1) प्लास्टिक (मुख्य कार्य) - स्नायू, ऊती, रत्ने, कार्निटिन, क्रिएटिन, काही हार्मोन्स आणि एन्झाईम्सचे प्रथिने अमीनो ऍसिडपासून संश्लेषित केले जातात;

२) ऊर्जा

अ) जास्त प्रमाणात अन्न घेतल्यास (>100 ग्रॅम)

ब) दीर्घकाळ उपवास

वैशिष्ठ्य:

अमीनो ऍसिडस्, चरबी आणि कर्बोदकांमधे विपरीत, जमा नाही .

शरीरात मुक्त अमीनो ऍसिडचे प्रमाण सुमारे 35 ग्रॅम आहे.

शरीरासाठी प्रथिनांचे स्त्रोत:

अन्न प्रथिने (मुख्य स्त्रोत)

ऊतक प्रथिने

कर्बोदकांमधे संश्लेषित.

नायट्रोजन शिल्लक

कारण शरीरातील सर्व नायट्रोजनपैकी 95% एमिनो ऍसिडचे असतात, त्यानंतर त्यांची देवाणघेवाण निश्चित केली जाऊ शकते. नायट्रोजन शिल्लक - मूत्रात उत्सर्जित होणाऱ्या नायट्रोजनचे गुणोत्तर.

ü सकारात्मक - आत प्रवेश करण्यापेक्षा कमी उत्सर्जित होते (मुलांमध्ये, गर्भवती महिलांमध्ये, आजारानंतर बरे होण्याच्या काळात);

ü नकारात्मक - आत प्रवेश करण्यापेक्षा जास्त उत्सर्जित होते (म्हातारपण, दीर्घ आजाराचा कालावधी);

ü नायट्रोजन शिल्लक - निरोगी लोकांमध्ये.

कारण अन्न प्रथिने हे अमीनो ऍसिडचे मुख्य स्त्रोत आहेत, नंतर ते याबद्दल बोलतात " प्रथिने पोषण पूर्णता ».

सर्व अमीनो ऍसिडचे विभाजन केले जाते:

अदलाबदल करण्यायोग्य (8) - Ala, Gli, Ser, Pro, Glu, Gln, Asp, Asn;

अंशतः बदलण्यायोग्य (2) - Arg, Gis (हळूहळू संश्लेषित);

सशर्त बदलण्यायोग्य (2) - Cys, Tyr (संश्लेषित केले जाऊ शकते ते दिलेअपरिहार्य उत्पन्न - Met → Cys, Fen → Tyr);

· न बदलता येणारा (8) - Val, Ile, Lei, Liz, Met, Tre, Fen, Tpf.

या संदर्भात, प्रथिने स्रावित केली जातात:

पूर्ण - सर्व आवश्यक अमीनो ऍसिड असतात

ü दोषपूर्ण - मेट आणि Tpf समाविष्ट करू नका.

प्रथिने पचन

वैशिष्ठ्य:

१) प्रथिने पोटात, लहान आतड्यात पचतात

2) एन्झाइम्स - पेप्टीडेसेस (क्लीव्ह पेप्टाइड बॉन्ड):

अ) एक्सोपेप्टिडेसेस - सी-एन-टर्मिनल्सच्या काठावर

ब) एंडोपेप्टिडेसेस - प्रथिनांच्या आत

3) पोट आणि स्वादुपिंडातील एंजाइम निष्क्रिय स्वरूपात तयार होतात - प्रोएन्झाइम्स(कारण ते त्यांच्या स्वतःच्या ऊतींचे पचन करतात)

4) एन्झाईम्स आंशिक प्रोटीओलिसिस (पीपीसीच्या काही भागाची क्लीव्हेज) द्वारे सक्रिय केली जातात.

5) काही अमीनो ऍसिड मोठ्या आतड्यात टाकले जातात

1. ते मौखिक पोकळीत पचत नाहीत.

2. पोटात, प्रथिने कार्य करतात पेप्सिन(एंडोपेप्टिडेस). हे सुगंधी अमीनो ऍसिडस् (टायर, फेन, टीपीएफ) च्या अमीनो गटांद्वारे तयार केलेले बंध तोडते.

पेप्सिन मुख्य पेशींद्वारे निष्क्रिय म्हणून तयार केले जाते पेप्सिनोजेन.

पॅरिएटल पेशी हायड्रोक्लोरिक ऍसिड तयार करतात.

HCl चे कार्य:

ü पेप्सिनसाठी इष्टतम pH तयार करते (1.5 - 2.0)

ü पेप्सिनोजेन सक्रिय करते

ü प्रथिने नष्ट करते (एंझाइमची क्रिया सुलभ करते)

ü जीवाणूनाशक क्रिया

पेप्सिनोजेन सक्रियकरण

एचसीएलच्या कृती अंतर्गत पेप्सिनोजेनचे 42 अमीनो ऍसिडचे हळूहळू विच्छेदन करून सक्रिय पेप्सिनमध्ये रूपांतर होते. सक्रिय पेप्सिन नंतर वेगाने पेप्सिनोजेन सक्रिय करते ( स्वयंचलितपणे).

अशा प्रकारे, पोटात, प्रथिने लहान पेप्टाइड्समध्ये मोडतात, जे आतड्यांमध्ये प्रवेश करतात.

3. आतड्यात, स्वादुपिंड एंझाइम पेप्टाइड्सवर कार्य करतात.

ट्रिप्सिनोजेन, chymotrypsinogen, proelastase, procarboxypeptidase चे सक्रियकरण

एन्टरोपेप्टिडेसच्या कृती अंतर्गत आतड्यात सक्रिय होते ट्रिप्सिनोजेन. मग त्यातून सक्रिय झाले ट्रिप्सिनआंशिक प्रोटीओलिसिसद्वारे इतर सर्व एन्झाईम सक्रिय करते (कायमोट्रिप्सिनोजेन → chymotrypsin, प्रोइलास्टेस → elastase, procarboxypeptidase → carboxypeptidase).

ट्रिप्सिनकार्बोक्सिल गट Lys किंवा Arg द्वारे तयार केलेले क्लीव्हज बंध.

कायमोट्रिप्सिनसुगंधी अमीनो ऍसिडच्या कार्बोक्सिल गटांमध्ये.

इलास्टेज- अला किंवा ग्लायच्या कार्बोक्झिल गटांनी तयार केलेले बंध.

कार्बोक्सीपेप्टिडेस C-टर्मिनस पासून कार्बोक्झिल बंध तोडतो.

अशाप्रकारे, लहान डाय-, ट्रिपेप्टाइड्स आतड्यात तयार होतात.

4. आतड्यांसंबंधी एन्झाईम्सच्या कृती अंतर्गत, ते मुक्त अमीनो ऍसिडमध्ये मोडले जातात.

एन्झाइम्स - di-, tri-, aminopeptidases. ते विशिष्ट प्रजाती नाहीत.

परिणामी मुक्त अमीनो ऍसिड Na + (एकाग्रता ग्रेडियंटच्या विरूद्ध) सह दुय्यम सक्रिय वाहतूकद्वारे शोषले जातात.

5. काही अमीनो ऍसिड सडलेले असतात.

सडणे - वायू (NH 3, CH 4, CO 2, mercaptan) सह कमी-विषारी उत्पादनांमध्ये अमीनो ऍसिडचे विभाजन करण्याची एन्झाइमॅटिक प्रक्रिया.

महत्त्व: आतड्यांसंबंधी मायक्रोफ्लोराची महत्त्वपूर्ण क्रिया राखण्यासाठी (क्षय दरम्यान, टायर विषारी उत्पादने फिनॉल आणि क्रेसोल, टीपीएफ - इंडोल आणि स्कॅटोल बनवते). विषारी उत्पादने यकृतात प्रवेश करतात आणि तटस्थ होतात.

अमीनो ऍसिड अपचय

मुख्य मार्ग- deamination - अमोनियाच्या स्वरूपात अमिनो गटाचे विभाजन करण्याची आणि नायट्रोजन-मुक्त केटोअॅसिड तयार करण्याची एन्झाइमॅटिक प्रक्रिया.

ऑक्सिडेटिव्ह डिमिनेशन

नॉन-ऑक्सिडायझिंग (Ser, Tre)

इंट्रामोलेक्युलर (GIS)

हायड्रोलाइटिक

ऑक्सिडेटिव्ह डिमिनेशन (मूलभूत)

अ) थेट - फक्त ग्लूसाठी, कारण कारण इतर सर्व एंजाइम निष्क्रिय आहेत.

हे 2 टप्प्यात पुढे जाते:

1) एंजाइमॅटिक

2) उत्स्फूर्त

परिणामी, अमोनिया आणि α-ketoglutarate तयार होतात.

ट्रान्समिनेशन कार्ये:

ü कारण प्रतिक्रिया उलट करता येण्याजोगी आहे, गैर-आवश्यक अमीनो ऍसिडच्या संश्लेषणासाठी कार्य करते;

ü कॅटाबोलिझमचा प्रारंभिक टप्पा (ट्रान्सॅमिनेशन कॅटाबोलिझम नाही, कारण अमीनो ऍसिडची संख्या बदलत नाही);

ü शरीरात नायट्रोजनच्या पुनर्वितरणासाठी;

ü ग्लायकोलिसिस (6 प्रतिक्रिया) मध्ये हायड्रोजन हस्तांतरणाच्या मॅलेट-एस्पार्टेट शटल यंत्रणेमध्ये भाग घेते.

ALT आणि AST च्या क्रियाकलाप निश्चित करण्यासाठीहृदय आणि यकृताच्या रोगांच्या निदानासाठी क्लिनिकमध्ये, डी राइटिस गुणांक मोजला जातो:

0.6 वाजता - हिपॅटायटीस,

1 - सिरोसिस,

10 - मायोकार्डियल इन्फेक्शन.

Decarboxylationएमिनो अॅसिड्स - एमिनो अॅसिडमधून सीओ 2 च्या स्वरूपात कार्बोक्सिल ग्रुपच्या क्लीव्हेजची एन्झाइमेटिक प्रक्रिया.

परिणामी, जैविक दृष्ट्या सक्रिय पदार्थ तयार होतात - बायोजेनिक अमाइन.

एन्झाईम्स डेकार्बोक्झिलेस असतात.

कोएन्झाइम - पायरीडॉक्सल फॉस्फेट ← vit. AT 6.

कृतीनंतर, बायोजेनिक अमाईन 2 प्रकारे तटस्थ केले जातात:

1) मेथिलेशन (CH 3 ची भर; दाता - SAM);

2) एनएच 3 (एमएओ एन्झाइम - मोनोमाइन ऑक्सिडेस) च्या स्वरूपात अमीनो गटाच्या निर्मूलनासह ऑक्सिडेशन.

पूर्वी, असे गृहीत धरले जात होते की क्लीवेज प्रक्रिया ही संश्लेषण प्रक्रियेच्या उलट आहेत, ज्यामध्ये फॅटी ऍसिडचे संश्लेषण देखील त्यांच्या ऑक्सिडेशनच्या उलट प्रक्रिया मानली जात होती.

आता हे स्थापित केले गेले आहे की फॅटी ऍसिड बायोसिंथेसिसची माइटोकॉन्ड्रियल प्रणाली, ज्यामध्ये β-ऑक्सिडेशन प्रतिक्रियेचा थोडासा बदललेला क्रम समाविष्ट आहे, केवळ शरीरात आधीपासून अस्तित्वात असलेल्या मध्यम-साखळीतील फॅटी ऍसिडला वाढवते, तर ऍसिटिल-पासून पाल्मिटिक ऍसिडचे संपूर्ण जैवसंश्लेषण. CoA सक्रियपणे पुढे जात आहे. माइटोकॉन्ड्रियाच्या बाहेरपूर्णपणे वेगळ्या प्रकारे.

फॅटी ऍसिड बायोसिंथेसिस मार्गाच्या काही महत्त्वाच्या वैशिष्ट्यांचा विचार करूया.

1. सायटोसॉलमध्ये संश्लेषण होते, माइटोकॉन्ड्रियल मॅट्रिक्समध्ये होणाऱ्या क्षयच्या उलट.

2. फॅटी ऍसिड संश्लेषण इंटरमीडिएट्स सहसंयोजितपणे एसिल ट्रान्सफर प्रोटीन (ACP) च्या सल्फहायड्रिल गटांशी जोडलेले असतात, तर फॅटी ऍसिड क्लीव्हेज इंटरमीडिएट्स कोएन्झाइम A शी जोडलेले असतात.

3. उच्च जीवांमध्ये अनेक फॅटी ऍसिड संश्लेषण एंझाइम फॅटी ऍसिड सिंथेटेस नावाच्या मल्टी-एंझाइम कॉम्प्लेक्समध्ये आयोजित केले जातात. याउलट, फॅटी ऍसिडचे विघटन उत्प्रेरक करणारे एन्झाईम संबद्ध असल्याचे दिसत नाही.

4. वाढणारी फॅटी ऍसिड साखळी एसिटाइल-सीओएपासून उत्पन्‍न होणार्‍या दोन-कार्बन घटकांच्या सलग जोडणीमुळे लांबते. मॅलोनिल-एपीबी वाढवण्याच्या टप्प्यावर दोन-कार्बन घटकांचे सक्रिय दाता म्हणून काम करते. वाढवण्याची प्रतिक्रिया CO 2 च्या प्रकाशनाने चालना दिली जाते.

5. फॅटी ऍसिडच्या संश्लेषणामध्ये कमी करणाऱ्या एजंटची भूमिका NADPH द्वारे केली जाते.

6. Mn 2+ देखील प्रतिक्रियांमध्ये सहभागी होतात.

7. फॅटी ऍसिड सिंथेटेस कॉम्प्लेक्सच्या कृती अंतर्गत वाढणे पॅल्मिटेट निर्मितीच्या टप्प्यावर थांबते (C 16). पुढील वाढवणे आणि दुहेरी बंधांचा परिचय इतर एन्झाइम सिस्टमद्वारे केला जातो.

मॅलोनिल कोएन्झाइम ए ची निर्मिती

फॅटी ऍसिडचे संश्लेषण एसिटाइल-कोए ते मॅलोनील-कोएच्या कार्बोक्झिलेशनपासून सुरू होते. ही अपरिवर्तनीय प्रतिक्रिया फॅटी ऍसिडच्या संश्लेषणातील एक गंभीर टप्पा आहे.

malonyl-CoA चे संश्लेषण द्वारे उत्प्रेरित केले जाते एसिटाइल-कोए कार्बोक्झिलेझआणि ATR ऊर्जेच्या खर्चावर चालते. एसिटाइल-CoA च्या कार्बोक्झिलेशनसाठी CO 2 चा स्त्रोत बायकार्बोनेट आहे.

तांदूळ. malonyl-CoA चे संश्लेषण

Acetyl-CoA carboxylase मध्ये एक कृत्रिम गट आहे बायोटिन.

तांदूळ. बायोटिन

सजीवांच्या शरीरात निर्मार्ण होणारे द्रव्य एकसमान उपयुनिट्सच्या परिवर्तनीय संख्येने बनलेले असते, प्रत्येकामध्ये बायोटिन असते, बायोटिन कार्बोक्झिलेज, कार्बोक्सीबायोटिन ट्रान्सफर प्रोटीन, transcarboxylase, तसेच नियामक अॅलोस्टेरिक केंद्र, i.e. प्रतिनिधित्व करते पॉलिएन्झाइम कॉम्प्लेक्स.बायोटिनचा कार्बोक्झिल गट कार्बोक्सीबायोटिन-वाहक प्रथिनांच्या लायसिन अवशेषांच्या ε-अमीनो गटाशी सहसंयोजीतपणे जोडलेला असतो. तयार झालेल्या कॉम्प्लेक्समधील बायोटिन घटकाचे कार्बोक्झिलेशन बायोटिन कार्बोक्‍लेझ या दुसऱ्या सबयुनिटद्वारे उत्प्रेरित केले जाते. प्रणालीचा तिसरा घटक, ट्रान्सकार्बोक्सीलेस, कार्बोक्सीबायोटिनपासून एसिटाइल-CoA मध्ये सक्रिय CO2 चे हस्तांतरण उत्प्रेरित करतो.

बायोटिन एंझाइम + ATP + HCO 3 - ↔ CO 2 ~ बायोटिन एन्झाइम + ADP + P i,

CO 2 ~ Biotin-enzyme + Acetyl-CoA ↔ Molonyl-CoA + बायोटिन-एंझाइम.

बायोटिन आणि त्याच्या वहन करणार्‍या प्रथिनांमधील बाँडची लांबी आणि लवचिकता सक्रिय कार्बोक्झिल ग्रुपला एंजाइम कॉम्प्लेक्सच्या एका सक्रिय साइटवरून दुसरीकडे हलवणे शक्य करते.

युकेरियोट्समध्ये, एसिटाइल-कोए कार्बोक्झिलेस एन्झाईमॅटिकली निष्क्रिय प्रोटोमर (450 kDa) किंवा सक्रिय फिलामेंटस पॉलिमर म्हणून अस्तित्वात आहे. त्यांचे परस्पर रूपांतरण allosterically नियंत्रित केले जाते. मुख्य अॅलोस्टेरिक एक्टिव्हेटर आहे सायट्रेट, जे एंजाइमच्या सक्रिय तंतुमय स्वरूपाकडे समतोल हलवते. सब्सट्रेट्सच्या संदर्भात बायोटिनचे इष्टतम अभिमुखता तंतुमय स्वरूपात प्राप्त होते. सायट्रेटच्या विरूद्ध, palmitoyl-CoA समतोल निष्क्रिय प्रोटोमर स्वरूपाकडे वळवते. अशाप्रकारे, palmitoyl-CoA, अंतिम उत्पादन, फॅटी ऍसिड जैवसंश्लेषणाच्या पहिल्या गंभीर टप्प्याला प्रतिबंधित करते. जीवाणूंमध्ये एसिटाइल-कोए कार्बोक्झिलेझचे नियमन युकेरियोट्सच्या तुलनेत झपाट्याने भिन्न आहे, कारण त्यांच्यामध्ये फॅटी ऍसिड हे प्रामुख्याने फॉस्फोलिपिड्सचे पूर्ववर्ती आहेत, राखीव इंधन नाही. येथे, सायट्रेटचा जीवाणू एसिटाइल-कोए कार्बोक्झिलेझवर कोणताही प्रभाव पडत नाही. प्रणालीच्या ट्रान्सकार्बोक्झिलेज घटकाची क्रिया ग्वानिन न्यूक्लियोटाइड्सद्वारे नियंत्रित केली जाते, जी जीवाणूंच्या वाढ आणि विभाजनासह फॅटी ऍसिडचे संश्लेषण समन्वयित करते.