А. Что происходит с жирными кислотами в этой ситуации? Ответ поясните.

Б. Пользуясь метаболической картой, опишите реакцию, катализируемую регуляторным ферментом данного пути обмена жирных кислот. Укажите активатор фермента.

В. Опишите суммарную реакцию синтеза пальмитиновой кислоты.

А. Увеличится синтез жирных кислот, т.к.:

1) увеличивается количество инсулина после приема пищи; Ферменты комплекса пальмитатсинтазы и ацетил-SКоА-карбоксилазы являются адаптивными ферментами, количество их возрастает при усиленном питании и уменьшается при голодании и потреблении жира. Индуктором биосинтеза этих ферментов является инсулин.

2) увеличивается содержание АТФ, цитрата и ацетил КоА - они активируют ацетил КоА-карбоксилазу - аллостерическая активация;

3) возрастают скорость ПФП окисления глюкозы и содержание НАДФН2.

Если потребность в НАДФН значительно превышает потребность в рибозо-5-фосфате, как, например, в адипоцитах и печени при синтезе жирных кислот, то по окислительным реакциям пентозофосфатного пути образуются НАДФН и рибулозо-5-фосфат. Далее, под действием ферментов 2 этапа, рибулозо-5-фосфат превращается в пентозо-5-фосфаты и далее в метаболиты гликолиза (фруктозо-6-фосфат и глицеральдегид-3-фосфат).

Эти метаболиты превращаются в пируват и ацетил-SKoA и, в основном, используются для синтеза жирных кислот и образования холестерина. Одновременно глицеральдегид-3-фосфат может превращаться в глицерол-3-фосфат и уходить в биосинтез триацилглицеролов.

                                       ацетил-КоА-карбоксилаза

биотин

Б. Ацетил-КоА + СО₂ + АТФ                                малонил-КоА + АДФ + Фн

 

Фермент ацетил-КоА-карбоксилаза, класс лигаз. Он содержит ковалентно связанный биотин. В первой стадии реакции С02 ковалентно связывается с биотином за счёт энергии АТФ, во второй стадии СОО переносится на ацетил-КоА с образованием малонил-КоА

Цитрат – аллостерический активатор фермента, накапливается в цитозоле при избыточном количестве энергии

В. Суммарное уравнение синтеза пальмитиновой кислоты из ацетил-Ко А и малонил-КоА имеет следующий вид:

CH3-CO-SKoA + 7 HOOC-CH2-CO-SKоA + 14 (НАДФH + Н+) С15Н31СООН + 7 СО2 + 6 Н2О + 8 HSKoA + 14 НAДФ+

 Синтез пальмитиновой кислоты повторяется 7 раз так как, используется 1 молекула ацетил-КоА, 7 молекул малонил-КоА, 7 молекул АТФ, 14 НАДФН2.

97

Синтез кетоновых тел у человека, принявшего пищу после трехдневного голодания, изменяется.

А. Что происходит с метаболизмом кетоновых тел в этой ситуации?

Б. Какие из перечисленных веществ являются предшественниками кетоновых тел при голодании:

1) аминокислоты (Ала, Асп, Глу, Гис);

2) глюкоза;

Жирные кислоты.

В. Опишите процесс окисления β-гидроксибутирата до СО₂ и Н₂О. Рассчитайте и объясните, сколько моль АТФ образуется при окислении 3 моль β-гидроксибутирата.

А. Синтез кетоновых тел у человека, принявшего пищу после трехдневного голодания уменьшится, т.к. содержание глюкозы и аминокислот повысится, Глюконеогенез снизится, что будет способствовать образованию оксалоацетат. В результате ЦТК активируется, скорость утилизации кетоновых тел возрастает, а β-окисление замедляется. 

Б. Предшественниками кетоновых тел при голодании являются жирные кислоты. Регуляторный фермент синтеза кетоновых тел — ГМГ-КоА синтаза.

ГМГ-КоА-синтаза — индуцируемый фермент; его синтез увеличивается при повышении концентрации жирных кислот в крови. Концентрация жирных кислот в крови увеличивается при мобилизации жиров из жировой ткани под действием глюкагона, адреналина, т.е. при голодании или физической работе.

ГМГ-КоА-синтаза ингибируется высокими концентрациями свободного кофермента А.

Когда поступление жирных кислот в клетки печени увеличивается, КоА связывается с ними, концентрация свободного КоА снижается, и фермент становится активным.

Если поступление жирных кислот в клетки печени уменьшается, то, соответственно, увеличивается концентрация свободного КоА, ингибирующего фермент. Следовательно, скорость синтеза кетоновых тел в печени зависит от поступления жирных кислот.

В. При длительном голодании кетоновые тела становятся основным источником энергии для мозга, мышц, сердца, почек. β-гидроксибутират в результате реакции дегидрирования превращается в ацетоацетат. Ацетоацетат превращается в ацетоацетил-КоА двумя способами: в первом случае он активируется при участии коэнзима А, а во втором взаимодействует с сукцинил-КоА. В обоих случаях затрчивается 1 АТФ. Ацетоацетил-КоА далее расщепляется тиолазой при участии НS-КоА с образованием 2 ацетил-КоА, которые окисляются в ЦТК с образованием АТФ. Полное окисление β-гидроксибутирата до СО2 и Н2О идет с образованием 26 АТФ. 3 моль β-гидроксибутирата образуют 78 АТФ.

98

У женщин желчнокаменная болезнь зачастую является следствием высокого уровня эстрогенов в организме. Известно, что эстрогены угнетают синтез желчных кислот и увеличивают количество фермента гидроксиметилглутарил-КоА-редуктазы.