Регулфяция метаболизма - Ньюсхолм Э.
Скачать (прямая ссылка):
б) Пищевые углеводы
Некоторые ткани обладают полным набором ферментов, необходимых для синтеза триглицеридов из углеводов. В этот процесс включена система гликолиза (осуществляющего превращение глюкозы в ацетил-КоА), липогенеза (осуществляющего превращение ацетил-КоА в многоатомные ацил-КоА) и в конечном счете система этерификации (в которой ацил-КоА реагируют с глицерофосфатом с образованием триглицеридов) :
Глюкоза —*¦ Ацетил-КоА —> —*¦ Ацил-К°А —> —Триглицериды.
Функционирование этих путей в жировой ткани рассматривается в работе Вохана [7]. Похоже, что процесс гликолиза в жировой ткани в значительной мере сходен с гликолизом в мышечной ткани: любые различия связаны с участием жировой ткани в процессах синтеза, запасания и мобилизации триглицеридов. Образование ацил-КоА из ацетил-КоА можно разделить на две стадии: карбоксилирование ацетил-КоА с образованием малонил-КоА (катализируется ацетил-КоА—¦ карбоксилазой) и ряд реакций конденсации, восстановления и дегидратации, начинающихся с ацетил-КоА и малонил-КоА и катализируемых отдельным ферментным комплексом, известным под названием ацил-КоА—.синтетаза [8]. Например, суммарная реакция синтеза пальмитата выглядит следующим
образом:
а) СН3СО • SKoA + С02 + АТФ ---->- HOOC-CHa-CO-SKoA +АДФ +ФН5
б) 7НООС • СН2 • СО • SKoA + СН3СО• SKoA + 14НАДФ-Н+ 14Н+ -*-
---> 7С02СН3(СН2)14С00Н + 8КоА + 14НАДФ+ + 6Н20.
Имеется ряд данных, из которых следует, что ацетил-КоА — карбоксилаза является регуляторным ферментом системы синтеза КоА-производных жирных кислот с длинной цепью из ацетата. Ниже представлена теория регуляции синтеза жирных кислот и обсуждается природа восстановительных эквивалентов (НАДФ-Н) для синтеза ацил-КоА.
Ацил-КоА с длинной цепью этерифицируются в последовательности реакций, включающих глицерол-1-фосфат (рис. 56). Глицерофосфат образуется из глюкозы-в процессе ее глико-литического распада. Превращение диоксиацетонфосфата в глицерофосфат катализируется глицерол-1-фосфат — дегидрогеназой.
сн2он сн2он
С=0 + НАД-Н + Н + СНОН + НАД +
сн2о® сн2о®>
В некоторых тканях (особенно в печени и почках) фермент глицерокиназа катализирует образование глицерофосфата непосредственно из глицерина.
сн2он сн2он
СНОН + АТФ-> СНОН + АДФ
I I "
сн2он сн2о®
Однако в жировой ткани этот фермент обладает очень низкой активностью. Следовательно, глюкоза поставляет все три предшественника системы образования триглицеридов, а именно ацетил-КоА, НАДФ-Н и глицерофосфат.
1. Перенос ацетильных остатков через митохондриальную мембрану. При биосинтезе триглицеридов превращение глюкозы в пируват происходит в цитоплазме клеток жировой ткани. Превращение пирувата в ацетил-КоА происходит во внутримитохондриальном пространстве, тогда как синтез ацил-КоА протекает в цитоплазме клеток (вероятно, этот процесс связан с эндоплазматической сетью). Следовательно^ для того чтобы обеспечить субстратом ферменты синтеза
СН2ОН
СНОН
сн2о@
tZRC0SK0A
2 КоА CRpCOR
CHOCOR
/ сн2о®
фосфатидатфосфа-таза
Фн
ch2ocor
жирных кислот, внутримитохондриальный ацетил-КоА должен быть перенесен в цитоплазму клеток. Поскольку митохондриальная мембрана непроницаема для КоА-производных жирных кислот, были предложены различные механизмы их переноса через мембрану: деацили-рование ацетил-КоА до ацетата, который переносится через мембрану и повторно ацилируется цитоплазматической ацетаттиоки-назой; превращение ацетил-КоА в ацетилкарнитин (катализируемое митохондриальной карнитин — ацетилтрансферазой), который пересекает мембрану и вновь превращается в ацетил-КоА в цитоплазме, и наконец, согласно третьему механизму, происходит конденсация ацетил-КоА с оксалоацетатом; при этом образующийся цитрат транспортируется в цитоплазму, где он распадается до ацетил-КоА и оксалоацетата с участием АТФ-цит-рат-лиазы (см. обзор перечислен-' ных механизмов [9]). Совокупность имеющихся в настоящее время экспериментальных фактов свидетельствует о том, что наиболее важным механизмом переноса ацетил-КоА является механизм, включающий образование цитрата. Данные, полученные при изучении активности и распределения этих ферментов в клетках жировой ткани, приведены в работе
1Ю].
Локализованный во внемитохондриальном пространстве фермент АТФ-цитрат-лиаза катализирует превращение цитрата в ацетил-КоА и оксалоацетат. Образовавшийся ацетил-, КоА используется для синтеза ацил-КоА, а оксалоацетат должен вновь проникать в митохондрии, для того чтобы поддержать процесс переноса ацетил-КоА. Митохондриальная мембрана непроницаема для оксалоацетата [11], и, по-видимому, должен существовать некий косвенный путь переноса оксалоацетата через мембрану. Очевидно, что перенос оксалоацетата через митохондриальную мембрану осуществляется с по-
