Параграф 52. липоиды

Автор текста – Анисимова Елена Сергеевна.
Авторские права защищены. Продавать текст нельзя.
Курсив не зубрить.

Замечания можно присылать по почте: exam_bch@mail.ru
https://vk.com/bch_5

ПАРАГРАФ 52: «Липоиды».
См. сначала п.40-42, 44, затем 63, 116, 79.
Содержание параграфа:
52. 1. Фосфо и гликолипиды: определение, структура, значение.
         Функции фосфолипидов и гликолипидов.
52. 2. Фосфо и гликолипиды: обмен.
52. 2. 1. Катаболизм фосфоглицеридов.
52. 2. 2. Синтез фосфолипидов, гликолипидов и жира. См. п. 44, 40-42.
Синтез фосфатидил/холина (п.63).
Синтез фосфатидил/инозитола.
Синтез сфинголипидов (сфингомиелина и гликолипидов, схема).
Синтез гликолипидов.
Синтез сфингомиелина.
52. 3. Связь обмена липидов с обменом аминокислот.

52. 1. Фосфо и гликолипиды: определение, структура, значение.

Фосфолипиды и гликолипиды относятся к ЛИПОИДАМ – сложным омыляемым липидам (то есть состоящим не менее чем из трёх компонентов, на которые могут распадаться при гидролизе). Основное значение количество липоидов – в МЕМБРАНАХ.

Фосфолипиды – это липиды, в состав которых входит фосфат.
Фосфат присоединён или к диглицериду (диацилглицерин – ДАГ), или к церамиду (соединению ацила и сфингозина).
Соединение фосфата с церамидом и холином называется сфингомиелином – он входит в состав мембран миелиновых оболочек нервов.

Соединение ДАГ с фосфатом называется ФОСФАТИДНОЙ КИСЛОТОЙ или фосфатидатом.
К фосфату фосфатидата могут присоединиться инозитол, холин, серин  или этаноламин (п.63). Соединение фосфатидата с инозитолом называется фосфатидил/инозитолом, с холином – фосфатидил/холином, с этаноламином – фосфатидил/этаноламином, с серином – фосфатидил/серином.
Все эти производные фосфатидата называются фосфоглицеридами.

Гликолипиды – это липиды, в состав которых есть углеводы: моносахарид или олигосахарид (п.29 и 39).
Углеводный компонент присоединён к церамиду, который, как и фосфатидная кислота, имеет два неполярных «хвоста» (длинные углеводородные цепочки)

Функции фосфолипидов и гликолипидов.
1. Все фосфолипиды и гликолипиды ВХОДЯТ В СОСТАВ МЕМБРАН клеток, образуя двойные слои липидов (БИСЛОЙ мембраны).
По два ацила («по два гидрофобных хвоста») каждой молекулы липоида находятся в толще бислоя, а остальные части молекул являются полярными «головами», которые находятся на поверхностях бислоя.
Полярные головы делают поверхности бислоя полярными, способными контактировать с водной средой.
Ацилы обоих слоёв образуют гидрофобную «прослойку» мембраны,
благодаря которой через мембрану не могут пройти гидрофильные вещества, в том числе мутагены (п.79).
Гидрофильные вещества (например, ионы, глюкоза и другие) проходят через мембраны только благодаря специальные белкам, которые находятся «в толще» мембраны (интегральные белки) и образуют каналы, по которым могут проходить гидрофильные вещества с одной стороны мембраны на другую.

2. Особую функцию выполняют липоиды мембран шванновских клеток – они образуют оболочки нервов, которые обеспечивают проведение нервного импульса с нормальной скоростью и электроизоляцию нервов.

3. Фосфоглицериды входят в состав «оболочек» ЛИПОПРОТЕИНОВ (п.49-51),
в составе которых транспортируются от печени в другие ткани для мембран клеток,
а также участвуют в обмене веществами между клетками и липопротеинами.

4. Фосфатидилхолин является СУРФАКТАНТОМ, необходим ДЛЯ ДЫХАНИЯ: для того, чтобы альвеолы лёгких могли расправляться при дыхании, а не спадались.
При дефиците сурфактанта у новорожденных (особенно у недоношенных) они не могут дышать – это называется респираторным дистресс-синдромом новорожденных. Их спасают с помощью искусственного сурфактанта. Синтезу сурфактанта у плода до родов способствуют ГКС (п.108).

5. Из фосфолипидов мембран синтезируются биологически активные вещества: ГОРМОНЫ И ВТОРЫЕ ПОСРЕДНИКИ.
Из второго ацила синтезируются эйкозаноиды – см. п.109.
Из фосфатидилинозитола образуется ФИФ2, из которого образуются вторые посредники ФИФ3, ИФ3 и ДАГ.

6. Углеводные компоненты гликолипидов находятся на внешней поверхности цитоплазматической мембраны,
входят в состав гликокаликса (наряду с углеводными компонентами гликопротеинов),
обеспечивают участие в специфическом распознавании веществ на поверхности клетки.

52. 2. Фосфо и гликолипиды: обмен.
Обмен – это процессы образования (синтеза) и использования.
Катаболизм фосфоглицеридов.
Расщепление фосфоглицеридами (которые относятся к фосфолипидам)
осуществляется ферментами, которые называются ФОСФОЛИПАЗАМИ.
При расщеплении фосфолипидов происходит гидролиз сложноэфирных связей.
В итоге при гидролизе всех связей фосфоглицеридов  (тех связей, которые могут расщепляться путём гидролиза) образуются те вещества, из остатков которые состояли молекулы фосфоглицеридов:
глицерин, жирные кислоты, фосфорная кислота, инозитол, серин, этаноламин, холин.

Фосфоглицериды состоят из остатка спирта, соединённого сложноэфирными связями с остатками двух жирных кислот (с ацилами) и с остатком фосфорной кислоты, который связан ещё и с инозитолом или холином, или этаноламином, или серином.
Фосфолипаза, которая расщепляет связь остатка глицерина с первым ацилом, называется фосфолипазой А или А1.
Фосфолипаза, которая расщепляет связь остатка глицерина со вторым ацилом, называется фосфолипазой В или А2.
Фосфолипаза, которая расщепляет связь остатка глицерина с остатком фосфорной кислоты (фосфатом), называется фосфолипазой С.
Фосфолипаза, которая расщепляет остатка фосфорной кислоты с инозитолом или холином, или серином, или этаноламином, называется фосфолипазой D.

Отщепление второго ацила фосфолипазой А2 является первой реакцией в синтезе эйкозаноидов (см. п. 109),
так как приводит к образованию жирной кислоты, которая является цис-ПНЖК  - арахидонатом или эйкозапентаеновой. См. п.109 и 40-42.
Ингибирование фосфолипазы А2 не позволяет эйкозаноидам синтезироваться, что приводит к уменьшению количества эйкозаноидов (прежние быстро инактивируются), что приводит к значительному снижению остроты воспалительного процесса и т.д.
В организме синтез фосфолипазы А2 снижается (репрессируется) под действием ГКС – это одна из причин, по которым ГКС снижают воспаление.

К фосфатидиоинозитолу могут присоединяться два фосфата, превращая его в фосфатидил/инозитол/бисфосфат (ФИФ2).
Расщепление связи фосфолипазой С в молекуле ФИФ2 приводит к образованию диацилглицерола (ДАГ) и инозитол/трисфосфата (ИФ3), которые являются вторыми посредниками – см. п.97.
Фосфолипаза С активируется Gq белком или тирозинкиназами.

Таблица «Фосфолипазы».
Должна быть тут но пока в отдельном файле

52. 2. 2. Синтез фосфолипидов, гликолипидов и жира. См. п. 44, 40-42.

Осуществляется ферментами мембраны гладкого эндоплазматического ретикулума.

В файле «44 2 ПАРАГРАФ ЖИР СИНТЕЗ» есть формулы и реакции синтеза жира. Здесь они не повторяются.

Синтез фосфатидил/холина (п.63).

К метаболиту синтеза жира ДицилГлицерину можно добавить
фосфоХОЛИН или фосфоЭТАНОЛАМИН –
в результате образуются фосфатидил/холин и фосфатидил/этаноламин –
липиды мембран и липопротеинов.

Источником фосфохолина и фосфоэтаноламина являются
соединение холина с ЦДФ, которое называется ЦДФ-холином
и считается активной формой холина,
и соединение этаноламина с ЦДФ, которое называется ЦДФ-этаноламином
и считается активной формой этаноламина.
Активные формы образуются из холина, этаноламина, АТФ и ЦТФ.
Поэтому ЦТФ и АТФ считаются макроэргами липидного обмена.

Фосфатидил/холин, фосфатидил/этаноламин и фосфатидил/серин могут превращаться друг в друга.

Синтез фосфатидил/инозитола.

К метаболиту синтеза жира ДиАцилГлицероФосфату (фосфатидату) можно добавить ИНОЗИТОЛ,
образуя фосфатидил/инозитол, который:
1) включается в состав мембран и
2) используется для синтеза вторых посредников
(при этом к нему сначала присоединяются 2 фосфата, образуя ФИФ2,
который расщепляется фосфолипазой С на ДАГ и ИФ3).

Присоединение инозитола происходит «через ЦМФ»:
сначала к фосфатидату присоединяется ЦМФ (его источником является ЦТФ),
образуя ДАГ-ЦДФ (диацилглицерин-цитидиндифосфат),
а в следующей реакции ЦМФ меняется на инозитол:

1) фосфатидат вступает в реакцию с ЦТФ,
ЦМФ присоединяется к фосфатидату, образуя ЦДФ-диацилглицерин,
при этом выделяется ФФн. (Затраты энергии равнозначны 2 АТФ).

2) ЦДФ-ДиАцилГлицерин вступает в реакцию с инозитолом,
в результате которой образуется фосфатидил/инозитол и ЦМФ.

Синтез сфинголипидов (сфингомиелина и гликолипидов, схема).

Аминокислота СЕРИН реагирует с жирной кислотой, образуя СФИНГОЗИН.
Сфингозин реагирует с ещё одной жирной кислотой, образуя ЦЕРАМИД.
Таким образом, с составе церамида есть два «гидрофобных хвоста», представленных углеводородными «цепочками» (радикалами) жирных кислот.
Так же как и в составе глицерофосфолипидов.

Синтез сфингомиелина.

Присоединение к церамиду ФОСФАТА И ХОЛИНА (в виде фосфо/холина)
приводит к образованию сфинго/фосфо/миелина – липида мембран,
в том числе Шванновских клеток, которые образуют миелиновые оболочки нервов.

Синтез гликолипидов.

Присоединение к церамиду УГЛЕВОДОВ
приводит к образованию ГЛИКОлипидов:
присоединение МОНОСАХАРИДОВ приводит к образованию гликолипидов,
которые называются ЦЕРЕБРОЗИДАМИ,
а присоединение ОЛИГОСАХАРИДОВ приводит к образованию гликолипидов,
которые называются ГАНГЛИОЗИДАМИ.
Источниками моносахаридов являются их соединения с УДФ,
Которые считаются активной формой моносахаридов.

С х е м а  с и н т е з а   жира,  глицерофосфолипидов и сфинголипидов .
Синтез глицеролипидов
из глицерина Синтез сфинголипидов
из серина

№
Г л и ц е р и н (образуется при расщеплении жира)

Серин – аминокислота заменимая, но при условии, что достаточно
В6 и фолата, которые участвуют.
+/- + фосфат (путем переноса от АТФ п/д киназы):
активация глицерина; происходит в печени

1.
;-Глицеро-фосфат (активная форма глицерина)

Аминокислота  с е р и н (В6)
+/- Присоединение 1-го ацила, путем переноса от ацилКоА (под действием ацилТФ)

2.
М о н о А ц и л ГлицероФосфат МАГФ

С ф и н г о з и н
(1 гидрофобный хвост)
+/- Присоединение 2-го ацила (от цис-ПНЖК), путем переноса от ацилКоА (п/д ацилТФ)

3.
Д и А ц и л ГлицероФосфат  ДАГФ
= фосфатидная кислота (фосфатидат)
Ц е р а м и д
(2 гидрофобных хвоста)

+/-
– Ф о с ф а т
( – Н3РО4, + Н2О)
(дефосфорилирование, п/д фосфатазы)
+ инозит(ол)

(путем переноса
на ДАГ-ЦДФ
вместо ЦМФ)

ДАГФ + ЦТФ
(источник ЦМФ)
даёт ДАГ-ЦДФ
 и ФФн,
ДАГ-ЦДФ + инозитол
даёт ДАГФ-инозитол
(и ЦМФ)
+ ФосфоХолин
(путем переноса
от ЦДФ-холина,
который
превращается
в ЦМФ)
+ углевод (УВ):
*
моносахарид или олигосахарид

(и сиалат)

4.
ДиАцилГлицерин = Д А Г


+/-
+ 3-й ацил
(от ацил КоА)
+ ФосфоХолин
или ФосфоЭА

(от ЦДФ-холин)

5.
Т р и А ц и л Глицерин
( Т А Г ) =
Ж И Р
ФосфатидилХолин

(или Фосфатидил-Этаноламин)
Церамид-ФосфоХолин =

СфингоМиелин
Церамид-Углевод =

ГликоЛипид

f Резерв жирных кислот
Теплозащита
СУРФАКТАНТ
в лёгких для расправления альвеол Субстрат для синтеза вторых посредников
ДАГ и ИФ3 Для миелиновых оболочек нервов Участие в РЕЦЕПЦИИ
(узнавании)
Нет фосфата Липиды с фосфатом:
Глицеро/фосфолипиды и сфинго/фосфолипиды Нет фосфата

Нет в мембранах Мембранные липиды:
Образуют БИСЛОЙ МЕМБРАН с гидрофобными хвостами (ацилами) внутри слоя,
образующими гидрофобную прослойку мембраны.
Могут использоваться для синтеза эйкозаноидов из цис-ПНЖК.
* Если в качестве углевода присоединяется моносахарид,
то образующийся гликолипид называется цереброзидом,
если в качестве углевода присоединяется олигосахарид,
то образующийся гликолипид называется ганглиозидом.
52. 3. Связь обмена липидов с обменом аминокислот.

Заключается в том, что для синтеза липоидов (всех, кроме фосфатидил/инозитола) необходима аминокислота СЕРИН (см. выше).