БИОХИМИЯ - Л. Страйер - 1984

ТОМ 2

ЧАСТЬ III. БИОСИНТЕЗ ПРЕДШЕСТВЕННИКОВ МАКРОМОЛЕКУЛ

Модель 5-аденозилметионина, донора метильных групп во многих процессах биосинтеза

ГЛАВА 20. БИОСИНТЕЗ МЕМБРАННЫХ ЛИПИДОВ И СТЕРОИДНЫХ ГОРМОНОВ

Теперь мы перейдем от вопроса о генерировании энергии в ходе метаболических превращений к биосинтезу предшественников макромолекул и других близких к ним молекул. В настоящей главе рассматривается биосинтез фосфоацилглицеролов (фосфоглицеридов), сфинголипидов и холестерола-трех важных компонентов биологических мембран (гл. 10). Здесь также описан синтез триацилглицеролов (триглицеридов), так как соответствующие реакции частично совпадают с синтезом фосфоацилглицеролов; наконец, описан синтез стероидных гормонов, поскольку они образуются из холестерола. Биосинтез холестерола-пример сложной системы реакций, в ходе которых происходит сборка больших углеродных скелетов из пятиуглеродных молекул.

20.1. Фосфатидная кислота промежуточный продукт синтеза фосфоацилглицеролов и триацилглицеролов

Фосфатидат (1,2-диацилглицерол-3-фосфат) - общий промежуточный продукт синтеза фосфоацилглицеролов и триацилглицеролов. Синтез начинается с глицерол-3-фосфата, образующегося главным образом при восстановлении дигидроксиа- цетонфосфата и в меньшей степени путем фосфорилирования глицерола. Глицерол-3- фосфат ацилируется с помощью ацил-СоА и образует лизофосфатидат, который снова ацилируется при участии ацил-СоА с образованием фосфатидата. Эти реакции

ацилирования катализируются глицерофосфат-ацилтрансферазой.

После реакции образования фосфатидата метаболические пути раздваиваются. При синтезе триацилглицеролов фосфатидат гидролизуется специфической фосфатазой с образованием диацилглицерола (диглицерида). Этот промежуточный продукт ацилируется, образуя триацилглицерол в результате реакции, катализируемой диацилглицерол—ацилтрансферазой. Эти ферменты ассоциированы в связанном с мембраной комплексе триацилглицерол-синтетазы.

Анаболизм - совокупность процессов биосинтеза.

Катаболизм- совокупность процессов деградации. Происходят от греческих слов ana-вверх; kata-вниз; ballein бросать.

20.2. CDP-диацилглицерол-активированный промежуточный продукт синтеза фосфоацнлглицеролов

de novo Существует несколько путей синтеза фосфолипидов. Синтез de novo начинается с образования цитидиндифосфодиацилглицерола (CDP-диацилглицерола) из фосфа- тидата и цитидинтрифосфата (СТР). Равновесие этой реакции смещается в сторону образования продукта благодаря гидролизу пирофосфата. Затем активированный фосфатидиловый остаток реагирует с гидроксильной группой полярного спирта. Если в качестве полярного спирта используется серин, то образуются фосфатидилсерин и цитидинмонофосфат (СМР).

Рис. 20.1. Пространственная модель СDP-диацилглицерола

Таким образом, цитидиновый нуклеотид играет в синтезе фосфоацилглицеролов ту же роль, что и уридиновый нуклеотид в образовании гликогена. В обоих случаях активированные промежуточные продукты (UDР-глюкоза или СDР-диацилглицерол) образуются из фосфорилированного субстрата (глюкозо-1-фосфата или фосфатидата) и нуклеозидтрифосфата (uТР или СТР). Затем активированный промежуточный продукт реагирует с гидроксильной группой (с ОН-группой в 4-м положении на конце молекулы гликогена или с гидроксильной группой боковой цепи серина).

Фотография макрофагов, содержащих двоякопреломляющие кристаллы эфиров холестерола. Фотография сделана в поляризованном свете

20.3. Фосфатидилэтаноламин и фосфатидилхолин могут образовываться из фосфатидилсернна

Декарбоксилирование фосфатидилсернна под действием ферментов, содержащих - в качестве простетической группы пиридоксальфосфат, дает фосфатидилэтаноламин. Затем аминогруппа этого фосфоацил- глицерола трижды метилируется; при этом образуется фосфатидилхолин. Роль S-аденозил метионина, донора метильных групп в этой и многих других реакций метилирования, будет обсуждаться ниже (разд. 21.7).