아세틸-CoA의 형성과 세포질로의 수송
합성 지방산흡수 기간 동안 발생합니다. 활성 해당작용과 그에 따른 피루브산의 산화적 탈카르복실화는 미토콘드리아 기질의 아세틸-CoA 농도 증가에 기여합니다. 지방산 합성은 세포의 세포질에서 일어나기 때문에 아세틸-CoA는 미토콘드리아 내부 막을 통해 세포질로 운반되어야 합니다. 그러나 미토콘드리아의 내막은 아세틸-CoA에 불투과성이므로 미토콘드리아 기질에서 아세틸-CoA는 옥살로아세트산과 응축하여 구연산염 합성효소의 참여로 구연산염을 형성합니다.
아세틸-CoA + 옥살로아세트산 -> 구연산염 + HS-CoA.
그런 다음 트랜스로케이스는 구연산염을 세포질로 운반합니다(그림 8-35).
세포질로의 구연산염 이동은 미토콘드리아의 구연산염 양이 증가할 때만 발생하며, 이소시트레이트 탈수소효소와 α-케토글루타레이트 탈수소효소는 고농도의 NADH와 ATP에 의해 억제됩니다. 이러한 상황은 간 세포가 충분한 양의 에너지원을 받는 흡수 기간에 발생합니다. 세포질에서 구연산염은 구연산염 분해효소에 의해 분해됩니다.
구연산염 + HSKoA + ATP → 아세틸-CoA + ADP + Pi + 옥살로아세트산.
세포질의 아세틸-CoA는 지방산 합성을 위한 초기 기질 역할을 하며, 세포질의 옥살로아세트산은 다음과 같은 변형을 겪습니다(아래 다이어그램 참조).
피루브산은 미토콘드리아 기질로 다시 운반됩니다. 말릭 효소의 작용으로 인해 감소된 NADPH는 지방산 합성의 후속 반응에서 수소 공여체로 사용됩니다. NADPH의 또 다른 원인은 포도당 이화작용의 오탄당 인산 경로의 산화 단계입니다.
말로닐-CoA의 형성아세틸-CoA로부터 - 지방산 생합성의 조절 반응.
지방산 합성의 첫 번째 반응은 아세틸-CoA가 말로닐-CoA로 전환되는 것입니다. 이 반응을 촉매하는 효소(아세틸-CoA 카르복실라제)는 리가제로 분류됩니다. 이는 공유 결합된 비오틴을 포함합니다(그림 8-36). 반응의 첫 번째 단계에서는 CO 2 가 ATP의 에너지로 인해 비오틴과 공유결합하고, 두 번째 단계에서 COO는 아세틸-CoA로 이동하여 말로닐-CoA를 형성합니다. 아세틸-CoA 카르복실라제 효소의 활성은 지방산 합성의 모든 후속 반응 속도를 결정합니다.
지방산 합성효소에 의해 촉매되는 반응- 팔미트산의 합성을 촉매하는 효소 복합체는 아래에 설명되어 있습니다.
말로닐-CoA가 형성된 후 다중효소 복합체인 지방산 합성효소(팔미토일 합성효소)에서 지방산 합성이 계속됩니다. 이 효소는 2개의 동일한 프로토머로 구성되며 각각은 도메인 구조를 가지며 따라서 서로 다른 촉매 활성을 갖는 7개의 센터가 있습니다(그림 8-37). 이 복합체는 지방산 라디칼을 2개의 탄소 원자만큼 순차적으로 확장하며, 공여체는 말로닐-CoA입니다. 이 복합체의 최종 생성물은 팔미트산이며, 이것이 바로 이 효소의 이전 이름이 팔미토일 합성효소인 이유입니다.
첫 번째 반응은 아세틸트랜스아실라제 센터에 의해 아세틸-CoA의 아세틸기가 시스테인의 티올기로 전달되는 것이다(그림 8-38). 말로닐-CoA의 말로닐 잔기는 말로닐 트랜스아실라제 부위에 의해 아실 전달 단백질의 설프히드릴기로 전달됩니다. 그 후, 복합체는 첫 번째 합성 주기를 위한 준비가 됩니다.
아세틸 그룹은 분리된 CO 2 위치에서 말로닐 잔기와 축합됩니다. 반응은 케토아실 합성효소 센터에 의해 촉매됩니다. 생성된 아세토아세틸 라디칼
계획
쌀. 8-35. 미토콘드리아에서 세포질로 아세틸 잔기의 전달.활성 효소: 1 - 구연산염 합성효소; 2 - 전위; 3 - 시트레이트 리아제; 4 - 말산염 탈수소효소; 5 - 말릭 효소.
쌀. 8-36. 아세틸-CoA의 카르복실화 반응에서 비오틴의 역할.
쌀. 8-37. 다중 효소 복합체의 구조 - 지방산 합성.복합체는 두 개의 동일한 폴리펩티드 사슬로 이루어진 이량체이며, 각 사슬에는 7개의 활성 중심과 아실 전달 단백질(ATP)이 있습니다. 프로토머의 SH 그룹은 다른 라디칼에 속합니다. 하나의 SH 그룹은 시스테인에 속하고 다른 하나는 포스포판테산 잔기에 속합니다. 한 단량체의 시스테인 SH 그룹은 다른 프로토머의 4-포스포판테테이네이트 SH 그룹 옆에 위치합니다. 따라서 효소 프로토머는 머리부터 꼬리까지 배열되어 있습니다. 각 단량체는 모든 촉매 부위를 포함하지만 2개의 프로토머의 복합체는 기능적으로 활성입니다. 따라서 실제로는 2개의 지방산이 동시에 합성됩니다. 단순화하기 위해 다이어그램은 일반적으로 하나의 산 분자가 합성되는 동안의 반응 순서를 묘사합니다.
케토아실 환원효소에 의해 순차적으로 환원된 다음 탈수되고 복합체의 활성 중심인 에노일 환원효소에 의해 다시 환원됩니다. 반응의 첫 번째 주기에서는 지방산 합성효소 소단위에 결합된 부티릴 라디칼을 생성합니다.
두 번째 주기 전에 부티릴 라디칼은 위치 2에서 위치 1(아세틸이 반응의 첫 번째 주기 시작 부분에 위치함)로 이동합니다. 그런 다음 부티릴 잔기는 동일한 변형을 겪고 말로닐-CoA에서 파생된 2개의 탄소 원자에 의해 확장됩니다.
유사한 반응 주기가 팔미트산 라디칼이 형성될 때까지 반복되며, 이는 티오에스테라제 센터의 작용에 따라 효소 복합체로부터 가수분해적으로 분리되어 유리 팔미트산(팔미트산염, 그림 8-38, 8-39)으로 변합니다. .
아세틸-CoA와 말로닐-CoA로부터 팔미트산을 합성하는 전체 반응식은 다음과 같습니다.
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 +.
지방산 합성을 위한 주요 수소 공급원
팔미트산 생합성의 각 주기마다 2가지 환원 반응이 일어납니다.
쌀. 8-38. 팔미트산의 합성.지방산 합성효소: 첫 번째 프로토머에서 SH 그룹은 시스테인에 속하고 두 번째 프로토머에서는 포스포판테테인에 속합니다. 첫 번째 사이클이 끝난 후 부티릴 라디칼은 첫 번째 프로토머의 SH 그룹으로 이동합니다. 그런 다음 첫 번째 사이클과 동일한 반응 순서가 반복됩니다. 팔미토일-E는 지방산 합성효소와 관련된 팔미트산 잔기입니다. 합성된 지방산에서 *로 표시된 2개의 원위 탄소 원자만 아세틸-CoA에서 나오고 나머지는 말로닐-CoA에서 나옵니다.
쌀. 8-39. 팔미트산 합성 반응의 일반적인 계획.
조효소 NADPH가 있는 수소 공여체. NADP+ 환원은 다음 반응에서 발생합니다.
포도당 이화작용의 오탄당 인산 경로의 산화 단계에서의 탈수소화;
말산효소에 의한 말산염의 탈수소화;
세포질 NADP 의존성 탈수소효소에 의한 이소시트레이트의 탈수소화.
2. 지방산 합성 조절
지방산 합성을 조절하는 효소는 아세틸-CoA 카르복실라제입니다. 이 효소는 여러 가지 방법으로 조절됩니다.
효소 소단위 복합체의 결합/해리.비활성 형태의 아세틸-CoA 카르복실라제는 각각 4개의 하위 단위로 구성된 별도의 복합체입니다. 효소 활성화제 - 구연산염; 이는 복합체의 결합을 자극하여 결과적으로 효소 활성이 증가합니다. 억제제 - 팔미토일-CoA; 이는 복합체의 해리와 효소 활성의 감소를 유발합니다(그림 8-40).
아세틸-CoA 카르복실라제의 인산화/탈인산화.흡수 후 상태 또는 신체 활동 중에 글루카곤 또는 에피네프린은 아데닐레이트 사이클라제 시스템을 통해 단백질 키나제 A를 활성화하고 아세틸-CoA 카르복실라제 서브유닛의 인산화를 자극합니다. 인산화된 효소가 비활성화되어 지방산 합성이 중단됩니다. 흡수 기간 동안 인슐린은 포스파타제를 활성화하고 아세틸-CoA 카르복실라제는 탈인산화된 상태로 들어갑니다(그림 8-41). 그러면 구연산염의 영향으로 효소 프로토머의 중합이 일어나 활성화됩니다. 효소를 활성화하는 것 외에도 구연산염은 지방산 합성에서 또 다른 기능을 가지고 있습니다. 흡수 기간 동안 구연산염은 간 세포의 미토콘드리아에 축적되며, 여기서 아세틸 잔기는 세포질로 운반됩니다.
효소 합성 유도.탄수화물이 풍부하고 지방이 적은 음식을 장기간 섭취하면 인슐린 분비가 증가하여 아세틸-CoA 카르복실라제, 지방산 합성효소, 구연산염 분해효소,
쌀. 8-40. 아세틸-CoA 카르복실라제 복합체의 결합/해리.
쌀. 8-41. 아세틸-CoA 카르복실라제의 조절.
쌀. 8-42. ER에서 팔미트산의 신장.팔미트산 라디칼은 2개의 탄소 원자로 확장되어 있으며 공여체는 말로닐-CoA입니다.
이소시트레이트 탈수소효소. 결과적으로 탄수화물을 과도하게 섭취하면 포도당 이화 생성물이 지방으로 전환되는 속도가 빨라집니다. 금식하거나 지방이 풍부하다음식은 효소의 합성과 그에 따른 지방의 합성을 감소시킵니다.
3. 팔미트산으로부터 지방산 합성
지방산의 신장. ER에서 팔미트산은 말로닐-CoA의 참여로 신장됩니다. 반응 순서는 팔미트산 합성 과정과 유사하지만, 이 경우 지방산은 지방산 합성 효소가 아닌 CoA와 연관되어 있습니다. 신장에 관여하는 효소는 팔미트산뿐만 아니라 다른 지방산도 기질로 사용할 수 있으므로(그림 8-42), 따라서 스테아르산뿐만 아니라 탄소수가 많은 지방산도 체내에서 합성될 수 있다. .
간에서 신장의 주요 산물은 스테아르산(C 18:0)이지만 뇌 조직에서는 형성됩니다. 많은 수의장쇄 지방산 - C 20에서 C 24까지, 스핑고지질과 당지질의 형성에 필요합니다.
다른 지방산인 α-히드록시산의 합성도 신경 조직에서 발생합니다. 혼합 기능 산화효소는 C22 및 C24 산을 수산화시켜 뇌 지질에서만 발견되는 리그노세린산과 뇌브론산을 형성합니다.
지방산 라디칼에 이중 결합이 형성됩니다.지방산 라디칼에 이중 결합이 결합되는 것을 불포화라고 합니다. 불포화(그림 8-43)의 결과로 인체에 형성되는 주요 지방산은 팔미투레이산(C16:1Δ9)과 올레산(C18:1Δ9)입니다.
지방산 라디칼의 이중 결합 형성은 분자 산소, NADH 및 시토크롬 b 5와 관련된 반응에서 ER에서 발생합니다. 인간에서 발견되는 지방산 불포화효소 효소는 9번째 탄소 원자에서 먼 곳에 있는 지방산 라디칼에서 이중 결합을 형성할 수 없습니다. 아홉 번째와 사이
쌀. 8-43. 불포화 지방산의 형성.
메틸 탄소 원자. 따라서 오메가-3 및 오메가-6 계열의 지방산은 체내에서 합성되지 않고 필수이며 중요한 조절 기능을 수행하므로 음식을 통해 공급되어야 합니다.
지방산 라디칼에서 이중 결합을 형성하려면 분자 산소, NADH, 시토크롬 b 5 및 FAD 의존성 시토크롬 b 5 환원효소가 필요합니다. 포화산에서 제거된 수소 원자는 물로 방출됩니다. 분자 산소의 한 원자는 물 분자에 포함되고 다른 하나는 FADH 2와 시토크롬 b 5를 통해 전달되는 NADH 전자의 참여로 물로 환원됩니다.
에이코사노이드는 20개의 탄소 원자를 포함하는 폴리엔 지방산(그리스어로 "eicosis"는 20을 의미함)에서 대부분의 세포에 의해 합성되는 생물학적 활성 물질입니다.
지방 합성은 주로 과잉 섭취된 탄수화물에서 수행되며 글리코겐 매장량을 보충하는 데 사용되지 않습니다. 또한 일부 아미노산도 합성에 관여합니다. 과도한 음식은 또한 지방 축적에 기여합니다.
세포의 세포질에서 지방산 합성을 위한 구성 요소는 주로 미토콘드리아에서 나오는 아세틸-CoA입니다. 아세틸 Co-A는 미토콘드리아 막이 통과할 수 없기 때문에 자체적으로 세포질로 확산될 수 없습니다. 첫째, 미토콘드리아 내 아세틸-CoA는 옥살로아세트산과 반응하여 구연산염을 형성합니다. 이 반응은 구연산염 합성효소에 의해 촉매됩니다. 생성된 구연산염은 특별한 트리카르복실산염 수송 시스템을 사용하여 미토콘드리아 막을 통해 세포질로 수송됩니다.
세포질에서 구연산염은 HS-CoA 및 ATP와 반응하여 다시 아세틸-CoA와 옥살로아세트산으로 분해됩니다. 이 반응은 ATP 구연산염 분해효소에 의해 촉매됩니다. 이미 세포질에서 옥살아세트산은 세포질의 말산염 탈수소효소의 참여로 말산염으로 환원됩니다. 후자는 디카르복실산 수송 시스템의 도움으로 미토콘드리아 기질로 돌아가서 옥살로아세트산으로 산화됩니다.
지방산의 생합성을 촉매하는 두 가지 유형의 합성효소 복합체가 있으며, 둘 다 세포의 가용성 부분에 위치합니다. 박테리아, 식물 및 유글레나와 같은 하등 동물에서는 합성 효소 시스템의 모든 개별 효소가 자율 폴리펩티드의 형태로 발견됩니다. 아실 라디칼은 아실 전달 단백질(ATP)이라고 불리는 이들 중 하나에 결합됩니다. 효모, 포유류 및 조류에서 합성효소 시스템은 활성을 방해하지 않고는 구성요소로 나눌 수 없는 다중효소 복합체이며 ACP는 이 복합체의 일부입니다. 박테리아의 ACP와 다중효소 복합체의 ACP는 모두 4/-포스포판테테인 형태의 판토텐산을 함유하고 있습니다. 합성효소 시스템에서 ACP는 CoA의 역할을 합니다. 지방산 형성을 촉매하는 합성효소 복합체는 이량체입니다. 동물에서 단량체는 동일하며 지방산의 생합성을 촉매하는 6개의 효소와 4/-포스포판테테인에 속하는 반응성 SH 그룹이 있는 ACP를 포함하는 하나의 폴리펩티드 사슬로 구성됩니다. 이 그룹 가까이에는 다른 단량체의 일부인 3-케토아실 시타제(축합 효소)의 일부인 시스테인 잔기에 속하는 또 다른 설프히드릴 그룹이 있습니다. 신타제 활성이 발생하려면 두 설프히드릴 그룹의 참여가 필요하기 때문에 신타제 복합체는 이량체 형태로만 활성을 갖습니다.
지방산 생합성의 첫 번째 반응은 아세틸-CoA의 카르복실화이며, 여기에는 중탄산염, ATP 및 망간 이온이 필요합니다. 이 반응은 아세틸-CoA 카르복실라제에 의해 촉매됩니다. 이 효소는 리가아제 부류에 속하며 보결분자단으로 비오틴을 함유하고 있습니다.
반응은 두 단계로 진행됩니다. I - ATP의 참여로 비오틴의 카르복실화 및 II - 카르복실기가 아세틸-CoA로 이동하여 말로닐-CoA가 형성됩니다.
말로닐-CoA는 말로닐 트랜스아실라제 효소의 참여로 SH-ACP와 복합체를 형성합니다. 다음 반응에서 아세틸-S-ACP는 말로닐-S-ACP와 반응합니다. 말로닐-S-APB의 카르복실기는 CO 2 의 형태로 방출됩니다. 아세토아세틸-S-ACP는 NADP + 의존성 환원효소의 참여로 환원되어 b-하이드록시부티릴-S-ACP를 형성합니다. 다음으로, b-히드록시부티릴-S-ACP의 수화 반응은 크로토닐-b-히드록시부티릴-S-ACP의 형성을 유도하고, 이는 NADP + 의존성 환원효소에 의해 환원되어 부티릴-S-ACP를 형성합니다. 다음으로, 고려된 반응 주기가 반복됩니다. 생성된 부티릴-S-ACP는 말로닐-S-ACP의 다른 분자와 반응하여 CO 2 분자를 방출합니다(그림 42).
쌀. 42.지방산의 생합성
팔미트산(C16) 합성의 경우 6번의 반응을 반복해야 하며, 각 주기의 시작은 합성된 지방산 사슬의 카르복실 말단에 말로닐-S-ACP 분자를 첨가하는 것입니다. 따라서 말로닐-S-ACP 한 분자를 첨가함으로써 합성된 팔미트산의 탄소 사슬은 탄소 원자 2개만큼 증가한다.
글리코겐에 비해 지방은 덜 산화되고 수화되기 때문에 보다 컴팩트한 형태의 에너지 저장을 제공합니다. 동시에, 지방 세포에 중성 지질 형태로 보존되는 에너지의 양은 글리코겐과 달리 어떤 방식으로도 제한되지 않습니다. 지방 생성의 중심 과정은 거의 모든 지질 그룹의 일부인 지방산의 합성입니다. 또한 ATP 분자의 화학 에너지로 변환될 수 있는 지방의 주요 에너지원은 지방산의 산화 변환 과정이라는 점을 기억해야 합니다.
일반적 특성지방산의 생합성:
1. 지방산은 피루브산을 통해 식이 탄수화물이나 아미노산(과도하게 공급되는 경우)에서 합성될 수 있으며 트리아실글리세롤의 형태로 축적됩니다.
2. 주요 합성 장소는 다음과 같습니다. 간. 또한 지방산은 많은 조직에서 합성됩니다. 신장, 뇌, 유선, 지방 조직.
3. 합성효소는 다음에 국한되어 있다. 세포질미토콘드리아에 위치한 지방산 산화 효소와는 대조적으로 세포.
4. 지방산 합성은 다음에서 발생합니다. 아세틸-CoA.
5. 지방산 합성에 필요합니다. NADPH, ATP, Mn 2+, 비오틴 및 CO 2.
지방산 합성은 다음에서 발생합니다. 3단계.
1) 미토콘드리아에서 세포질로의 아세틸-CoA 수송; 2) 말로닐-CoA의 형성; 3) 말로닐-CoA로 인해 탄소 원자 2개가 지방산을 확장하여 팔미트산을 형성합니다.
1.아세틸-CoA의 수송미토콘드리아에서 세포질까지의 이동은 구연산염 셔틀 메커니즘을 사용하여 수행됩니다(그림 13.5).
쌀. 10.5. 구연산염 셔틀 메커니즘과 NADPH 형성의 단순화된 다이어그램
1.1. 구연산염 합성효소는 PAA와 아세틸-CoA 사이의 반응을 촉매하여 구연산염을 형성합니다.
1.2. 구연산염은 특정 경로를 통해 세포질로 운반됩니다. 운송 시스템.
1.3. 세포질에서 구연산염은 HS-CoA와 상호작용하고, 구연산염 분해효소와 ATP의 작용으로 아세틸-CoA와 PAA가 형성됩니다.
1.4. PIKE는 트랜스로카제를 사용하여 미토콘드리아로 돌아갈 수 있지만 NAD+ 의존성 말산탈수소효소에 의해 말산으로 환원되는 경우가 더 많습니다.
1.5. 말산염은 NADP 의존성 말산염 탈수소효소에 의해 탈카르복실화됩니다. 말리크 효소): 생성된 NADPH+H + (요구량의 50%)는 지방산 합성에 사용됩니다. 또한 NADPH+H + (50%) 생성자는 다음과 같습니다. 오탄당 인산염 경로그리고 이소시트레이트 탈수소효소.
1.6 피루브산은 미토콘드리아로 운반되고, 피루브산 카르복실라제의 작용으로 PIKE가 형성됩니다.
2.말로닐-CoA의 형성.아세틸-CoA는 다음과 같이 카르복실화됩니다. 아세틸-CoA 카르복실라제. 이는 비타민 H(비오틴)와 CO2가 필요한 ATP 의존적 반응입니다.
이 반응은 지방산 합성의 전체 과정의 속도를 제한합니다. 활성화제는 구연산염과 인슐린이고 억제제는 합성된 지방산과 글루카곤입니다.
3.지방산 신장. 과정은 참여로 이루어집니다. 다중효소 합성효소 복합체. 2개로 구성되어 있어요 폴리펩티드 사슬. 각 폴리펩티드 사슬에는 지방산 합성을 위한 6개의 효소가 포함되어 있습니다. 트랜스아실라제, 케토아실 신타제, 케토아실 환원효소, 수화효소, 에노일 환원효소, 티오에스테라제). 효소는 공유결합으로 서로 연결되어 있습니다. 아실 전달 단백질(ATP)도 폴리펩티드 사슬의 일부이지만 효소는 아닙니다. 그의 기능전송에만 관련된 아실 라디칼. SH 그룹은 합성 과정에서 중요한 역할을 합니다. 그 중 하나는 ACP의 일부인 4-포스포판테테인에 속하고, 두 번째는 케토아실 신타제 효소의 시스테인에 속합니다. 첫 번째는 본부, 그리고 두 번째 주변 SH그룹.
지방산의 합성은 세포의 세포질에서 발생합니다. 미토콘드리아는 주로 기존 지방산 사슬의 연장을 수반합니다. 팔미트산(16개 탄소 원자)은 간 세포의 세포질과 세포의 세포질에서 이미 합성된 팔미트산 또는 외인성 지방산으로부터 이들 세포의 미토콘드리아에서 합성된다는 것이 확립되었습니다. 장에서 나오면 18, 20, 22개의 탄소 원자를 포함하는 지방산이 형성됩니다. 지방산 생합성의 첫 번째 반응은 아세틸-CoA의 카르복실화이며, 이를 위해서는 중탄산염, ATP 및 망간 이온이 필요합니다. 이 반응은 아세틸-CoA 카르복실라제 효소에 의해 촉매됩니다. 효소는 보결분자단으로 비오틴을 함유하고 있습니다. 반응은 두 단계로 진행됩니다. I - ATP의 참여로 비오틴의 카르복실화 및 II - 카르복실기가 아세틸-CoA로 이동하여 말로닐-CoA가 형성됩니다. 말로닐-CoA는 지방산 생합성의 첫 번째 특정 산물입니다. 적절한 효소 시스템이 존재하면 말로닐-CoA는 빠르게 지방산으로 전환됩니다. 지방산 합성 중에 일어나는 반응 순서는 다음과 같습니다.
그런 다음 반응 주기가 반복됩니다. β-산화와 비교하여 지방산의 생합성은 여러 가지 특징을 가지고 있습니다. 지방산의 합성은 주로 세포의 세포질에서 수행되고 산화는 미토콘드리아에서 수행됩니다. CO2(비오틴 효소 및 ATP의 존재 하에서)를 아세틸-CoA와 결합함으로써 형성되는 말로닐-CoA 지방산의 생합성 과정에 참여; 아실 전달 단백질(HS-ACP)은 지방산 합성의 모든 단계에 관여합니다. 생합성 중에 3-하이드록시산의 D(-)-이성질체가 형성되고, 지방산의 β-산화의 경우처럼 L(+)-이성질체가 형성되지 않습니다. 지방산 조효소 NADPH 합성에 필요합니다.
50. 콜레스테롤 - 콜레스테롤 - 유기화합물, 비핵생물(원핵생물)을 제외한 모든 동물 유기체의 세포막에 함유된 천연 지방(친유성) 알코올입니다. 물에 불용성이며 지방 및 유기용매에 용해됩니다. 생물학적 역할. 세포 원형질막 구성의 콜레스테롤은 이중층 변형제의 역할을 수행하여 인지질 분자의 "패킹" 밀도를 증가시켜 일정한 강성을 부여합니다. 따라서 콜레스테롤은 원형질막의 유동성을 안정시키는 역할을 합니다. 콜레스테롤은 스테로이드 성 호르몬과 코르티코 스테로이드의 생합성 사슬을 열고 담즙산과 비타민 D 형성의 기초 역할을하며 세포 투과성 조절에 참여하고 용혈성 독의 작용으로부터 적혈구를 보호합니다. 콜레스테롤 교환. 유리 콜레스테롤은 간과 스테로이드 호르몬을 합성하는 기관(부신, 고환, 난소, 태반)에서 산화되기 쉽습니다. 이는 막과 지단백질 복합체에서 콜레스테롤을 비가역적으로 제거하는 유일한 과정입니다. 매일 합성을 위해 스테로이드 호르몬콜레스테롤의 2~4%가 소모됩니다. 간세포에서는 콜레스테롤의 60~80%가 담즙산으로 산화되어 담즙의 일부로 내강으로 방출됩니다. 소장소화(지방의 유화)에 참여합니다. 담즙산과 함께 소량의 유리 콜레스테롤이 소장으로 방출되어 부분적으로 대변으로 제거되고 나머지는 용해되어 담즙산 및 인지질과 함께 소장 벽에 흡수됩니다. 담즙산은 지방을 구성 성분으로 분해합니다(지방의 유화). 이 기능을 수행한 후 남은 담즙산의 70~80%가 소장의 마지막 부분(회장)에서 흡수되어 체내로 들어갑니다. 문맥간에. 담즙산에는 또 다른 기능이 있다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 담즙산은 장의 정상적인 기능(운동성)을 유지하는 데 가장 중요한 자극제입니다. 간에서는 불완전하게 형성된(초기) 고밀도 지질단백질이 합성되기 시작합니다. 마지막으로, HDL은 동맥벽을 포함한 조직에서 나오는 유미미크론, VLDL 및 콜레스테롤의 특수 단백질(아포단백질)로부터 혈액에서 형성됩니다. 보다 간단하게, 콜레스테롤의 순환은 다음과 같이 설명될 수 있습니다. 지단백질의 콜레스테롤은 간에서 지방을 운반합니다. 다양한 부품신체는 혈관을 수송 시스템으로 사용합니다. 지방이 전달된 후 콜레스테롤은 간으로 돌아와서 다시 그 작업을 반복합니다. 1차 담즙산. (cholic 및 chenodeoxycholic)은 간 간세포에서 콜레스테롤로부터 합성됩니다. 2차: 데옥시콜산(처음에는 결장에서 합성됨) 담즙산은 ATP의 참여로 콜레스테롤로부터 간세포의 미토콘드리아 내부와 외부에서 형성됩니다. 산 형성 중 수산화는 간세포의 소포체에서 발생합니다. 담즙산의 일차 합성은 혈액에 존재하는 담즙산에 의해 억제됩니다. 그러나 예를 들어 심각한 장 손상으로 인해 담즙산이 혈액으로 흡수되지 않으면 하루에 5g 이하의 담즙산을 생산할 수 있는 간에서 충분한 양의 담즙산을 보충할 수 없습니다. 신체에 필요한 담즙산. 담즙산은 인간의 장간 순환에 주요 참여자입니다. 2차 담즙산(deoxycholic, lithocholic, ursodeoxycholic, allocholic 등)은 장내 미생물의 영향을 받아 결장에서 1차 담즙산으로부터 형성됩니다. 그들의 수는 적습니다. 데옥시콜산은 혈액으로 흡수되어 담즙의 일부로 간에서 분비됩니다. 리토콜산은 데옥시콜산보다 훨씬 더 잘 흡수됩니다.
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β-산화와 비교 생합성 지방이 많은 산다음과 같은 여러 가지 특징이 있습니다. 합성 지방이 많은 산주로 세포의 세포질에서 발생하며 산화... -
생합성트리글리세리드(트리아실글리세롤). 생합성 지방이 많은 산지방은 지방분해산물과 탄수화물 모두에서 합성될 수 있습니다. -
생합성트리글리세리드. 트리글리세리드 합성은 글리세롤과 지방이 많은 산(주로 스테아르산, pa. -
생합성 지방이 많은 산. 합성 지방이 많은 산 -
생합성 지방이 많은 산. 합성 지방이 많은 산세포의 세포질에서 발생합니다. 대부분의 udli는 미토콘드리아에서 발생합니다.
세포질에서 지방산 합성을 위한 구성 요소는 아세틸-CoA이며, 이는 피루브산의 산화적 탈카르복실화의 결과로 두 가지 방식으로 형성됩니다. (그림 11, 단계 III 참조) 또는 지방산의 b-산화 결과(그림 8 참조).
그림 11 - 탄수화물을 지질로 전환하는 계획
해당작용 중에 형성된 피루브산이 아세틸-CoA로 전환되고 지방산의 b-산화 중에 그 형성이 미토콘드리아에서 일어난다는 것을 기억해 봅시다. 지방산의 합성은 세포질에서 일어난다. 내부 미토콘드리아 막은 아세틸-CoA를 통과할 수 없습니다. 세포질로의 진입은 세포질에서 아세틸-CoA, 옥살로아세테이트 또는 카르니틴으로 전환되는 구연산염 또는 아세틸카르니틴 형태의 촉진 확산 유형에 의해 수행됩니다. 그러나 미토콘드리아에서 세포질로 아세틸-CoA를 전달하는 주요 경로는 시트레이트 경로입니다(그림 12 참조).
첫째, 미토콘드리아 내 아세틸-CoA는 옥살로아세트산과 반응하여 구연산염을 형성합니다. 이 반응은 구연산염 합성효소에 의해 촉매됩니다. 생성된 구연산염은 특별한 트리카르복실산염 수송 시스템을 사용하여 미토콘드리아 막을 통해 세포질로 수송됩니다.
세포질에서 구연산염은 HS-CoA 및 ATP와 반응하여 다시 아세틸-CoA 및 옥살로아세트산으로 분해됩니다. 이 반응은 ATP 구연산염 분해효소에 의해 촉매됩니다. 이미 세포질에서 옥살로아세트산은 세포질 디카르복실산염 수송 시스템의 참여와 함께 미토콘드리아 기질로 돌아가서 옥살로아세트산으로 산화되어 소위 셔틀 사이클을 완료합니다.
그림 12 – 미토콘드리아에서 세포질로의 아세틸-CoA 전달 계획
포화 지방산의 생합성은 b-산화와 반대 방향으로 발생합니다. 지방산의 탄화수소 사슬의 성장은 2개의 탄소 단편(C2)인 아세틸-CoA가 말단에 순차적으로 첨가되어 수행됩니다. (그림 11, 단계 IV 참조).
지방산 생합성의 첫 번째 반응은 아세틸-CoA의 카르복실화이며, 여기에는 CO 2, ATP 및 Mn 이온이 필요합니다. 이 반응은 아세틸-CoA 카르복실라제 효소에 의해 촉매됩니다. 효소는 보결분자단으로 비오틴(비타민 H)을 함유하고 있습니다. 반응은 두 단계로 진행됩니다. 1 - ATP의 참여로 비오틴의 카르복실화 및 II - 카르복실기가 아세틸-CoA로 이동하여 말로닐-CoA가 형성됩니다.
말로닐-CoA는 지방산 생합성의 첫 번째 특정 산물입니다. 적절한 효소 시스템이 존재하면 말로닐-CoA는 빠르게 지방산으로 전환됩니다.
지방산 생합성 속도는 세포 내 당 함량에 따라 결정된다는 점에 유의해야 합니다. 인간과 동물의 지방 조직에서 포도당 농도가 증가하고 해당 분해 속도가 증가하면 지방산 합성 과정이 자극됩니다. 이는 지방과 탄수화물 대사서로 밀접하게 연결되어 있습니다. 여기서 중요한 역할은 아세틸-CoA 카르복실라제에 의해 촉매되는 말로닐-CoA로의 전환과 함께 아세틸-CoA의 카르복실화 반응에 의해 수행됩니다. 후자의 활성은 세포질에 고분자량 지방산과 구연산염의 존재라는 두 가지 요인에 따라 달라집니다.
지방산의 축적은 생합성을 억제하는 효과가 있습니다. 카르복실라제 활성을 억제합니다.
아세틸-CoA 카르복실라제의 활성화제인 구연산염에는 특별한 역할이 부여됩니다. 동시에 구연산염은 탄수화물과 지방 대사를 연결하는 역할을 합니다. 세포질에서 구연산염은 지방산 합성을 자극하는 데 이중 효과가 있습니다. 첫째, 아세틸-CoA 카르복실라제의 활성화제, 둘째로 아세틸 그룹의 공급원입니다.
지방산 합성의 매우 중요한 특징은 합성의 모든 중간 생성물이 아실 전달 단백질(HS-ACP)에 공유적으로 연결된다는 것입니다.
HS-ACP는 열에 안정하고 활성 HS 그룹을 포함하며 보결분자 그룹에는 판토텐산(비타민 B 3)을 포함하는 저분자 단백질입니다. HS-ACP의 기능은 지방산의 b-산화에서 효소 A(HS-CoA)의 기능과 유사합니다.
지방산 사슬을 구축하는 과정에서 중간 생성물은 ABP와 에스테르 결합을 형성합니다(그림 14 참조).
지방산 사슬 연장 주기에는 4가지 반응이 포함됩니다: 1) 아세틸-ACP(C 2)와 말로닐-ACP(C 3)의 축합; 2) 복원; 3) 탈수 및 4) 지방산의 2차 감소. 그림에서. 그림 13은 지방산 합성의 다이어그램을 보여줍니다. 지방산 사슬 신장의 한 주기에는 네 가지 순차적 반응이 포함됩니다.
그림 13 - 지방산 합성 계획
첫 번째 반응(1)(축합 반응)에서 아세틸과 말로닐 그룹은 서로 상호작용하여 CO 2 (C 1)를 동시에 방출하면서 아세토아세틸-ABP를 형성합니다. 이 반응은 축합 효소인 b-케토아실-ABP 합성효소에 의해 촉매됩니다. 말로닐-ACP에서 분해된 CO 2 는 아세틸-ACP의 카르복실화 반응에 참여한 CO 2 와 동일합니다. 따라서 축합 반응의 결과로 2탄소(C2) 성분과 3탄소(C3) 성분으로부터 4탄소 화합물(C4)이 생성된다.
두 번째 반응(2)에서는 b-케토아실-ACP 환원효소에 의해 촉매되는 환원 반응인 아세토아세틸-ACP가 b-히드록시부티릴-ACP로 전환됩니다. 환원제는 NADPH + H +입니다.
탈수 사이클의 세 번째 반응(3)에서는 물 분자가 b-하이드록시부티릴-ACP에서 분리되어 크로토닐-ACP를 형성합니다. 반응은 b-히드록시아실-ACP 탈수효소에 의해 촉매됩니다.
주기의 네 번째(최종) 반응(4)은 크로토닐-ACP가 부티릴-ACP로 환원되는 것입니다. 반응은 enoyl-ACP reductase의 작용으로 일어난다. 여기서 환원제의 역할은 두 번째 분자 NADPH + H +에 의해 수행됩니다.
그런 다음 반응 주기가 반복됩니다. 팔미트산(C16)이 합성되고 있다고 가정해보자. 이 경우 부티릴-ACP의 형성은 7주기 중 첫 번째 주기에서만 완료되며, 각 주기의 시작은 몰로닐-ACP 분자(C 3) - 반응(5)을 카르복실 말단에 첨가하는 것입니다. 성장하는 지방산 사슬. 이 경우 카르복실기는 CO 2 (C 1)의 형태로 분리됩니다. 이 프로세스는 다음과 같이 표현될 수 있습니다.
C 3 + C 2 ® C 4 + C 1 – 1주기
C 4 + C 3 ® C 6 + C 1 – 2 사이클
C 6 + C 3 ® C 8 + C 1–3 주기
C 8 + C 3 ® C 10 + C 1 – 4 사이클
C 10 + C 3 ® C 12 + C 1 – 5 사이클
C 12 + C 3 ® C 14 + C 1 – 6 주기
C 14 + C 3 ® C 16 + C 1 – 7 주기
고포화지방산뿐만 아니라 불포화지방산도 합성될 수 있습니다. 단일불포화지방산은 아실-CoA 산소효소에 의해 촉매되는 산화(탈포화)의 결과로 포화지방산으로부터 형성됩니다. 식물 조직과 달리 동물 조직은 포화지방산을 불포화지방산으로 전환하는 능력이 매우 제한적입니다. 가장 흔한 두 가지 단일불포화지방산인 팔미톨레산과 올레산은 팔미트산과 스테아르산으로부터 합성된다는 것이 확립되었습니다. 인간을 포함한 포유류의 체내에서는 리놀레산(C 18:2)과 리놀렌산(C 18:3)이 예를 들어 스테아르산(C 18:0)으로부터 형성될 수 없습니다. 이들 산은 필수지방산의 범주에 속합니다. 필수 지방산에는 아라키드산(C 20:4)도 포함됩니다.
지방산의 불포화(이중 결합 형성)와 함께 지방산의 연장(신장)도 발생합니다. 더욱이, 이 두 프로세스는 결합되고 반복될 수 있습니다. 지방산 사슬의 신장은 말로닐-CoA 및 NADPH+H+의 참여와 함께 상응하는 아실-CoA에 2개의 탄소 단편을 순차적으로 추가함으로써 발생합니다.
그림 14는 불포화 및 신장 반응에서 팔미트산의 전환 경로를 보여줍니다.
그림 14 – 포화지방산의 전환 계획
불포화로
모든 지방산의 합성은 디아실라제 효소의 영향으로 아실-ACP에서 HS-ACP가 절단되어 완료됩니다. 예를 들어:
생성된 아실-CoA는 다음과 같습니다. 활성 형태지방산.