РОЛЬ И ПОЛОЖЕНИЕ АЦЕТИЛ – КоА

В МЕТАБОЛИЧЕСКИХ ПУТЯХ

Учебное пособие

для студентов медицинских вузов

КИРОВ, 2004

УДК 547.917

ББК 24.239

Н 62

Печатается по решению центрального методического совета и редакционно-издательского совета ГОУ ВПО «Кировская государственная медицинская академия» (протокол №3 от 16 ноября 2004 г).

Роль и положение Ацетил – СоА в метаболических путях: учебное пособие для студентов медицинских вузов / сост. В. Е. Ларина, В. В. Циковкина, Е. Р. Бойко, П. И. Цапок. – Киров: Кировская государственная медицинская академия. – 2004. – 13 с.

Рецензент:

В.В. Володин – доктор биологических наук, зав. лабораторией Института биологии Коми научного центра УрО РАН

Кировская государственная медицинская академия

Ларина В.Е., Циковкина В.В. Бойко Е.Р., Цапок П.И.

Введение

Ацетил – КоА является ключевым промежуточным соединением в превращении всех основных питательных веществ в организме человека. В аэробных условиях он образуется из:

1. сахаров при окислительном декарбоксилировании пирувата;

2. липидов при бета – окислении жирных кислот и при гликолитическом распаде глицерола;

3. аминокислот путем образования пирувата, промежуточных соединений цикла Кребса или других промежуточных соединений.

Центральная роль ацетил–КоА в метаболизме определяется тем, что, являясь продуктом катаболизма сахаров, липидов и определенных аминокислот, он может быть или полностью окислен в цикле Кребса и дыхательной цепи до СО₂ и Н₂О, или же использован в качестве активного промежуточного соединения для синтеза (его свободная энергия несколько выше, чем свободная энергия АТР).

Центральным путем, объединяющим весь процесс метаболизма в целом, является цикл Кребса, с которым метаболизм ацетил – КоА тесно связан.

Промежуточные соединения цикла Кребса включаются в следующие процессы биосинтеза:

1. Глюконеогенез – превращение оксалоацетата в фосфоенолпируват и в сахара.

2. Синтез жирных кислот, который протекает вне митохондрий. Ацетил – КоА не может проходить через мембрану митохондрий, сначала он должен быть превращен в цитрат реакций с оксалоацетатом, далее цитрат переносится в цитоплазму. Ацетил – КоА вновь образуется в цитоплазме при распаде цитрата с помощью специального АТР – зависимого фермента (АТР – цитратлиаза) и затем включается в биосинтез жирных кислот.

3. Взаимопревращение аминокислот. Все реакции начинаются с синтеза трех аминокислот (Ala, Asp, Glu), получающихся из кетокислот цикла Кребса за счет переаминирования. Центральная роль в этой реакции принадлежит продукту цикла Кребса - a -кетоглутарату. Аминогруппы различных аминокислот под действием трансаминазы переносятся к a -кетоглутарату. При этом образуется глутамат, а аминокислоты, участвующие в реакции переаминирования, превращаются в кетокислоты. Предполагается, что процессы переаминирования протекают преимущественно в цитоплазме. Образующийся в этой реакции глутамат при помощи специфического носителя переносится в митохондрии, где аминогруппа либо отщепляется окислительным дезаминированием, либо ее перенос к оксалоацетату приводит к образованию аспартата. Азот аминогрупп глутаминовой и аспарагиновой кислот в клетках печени оказывается, в конце концов, в составе мочевины, а образующийся при этом a -кетоглутарат окисляется в цикле Кребса.

4. Синтез пиримидинов и пуринов. Аспарат образует углеродный скелет пиримидинов. Из глутамина получаются аминогруппы пиримидинов и пуринов.

5. Синтез порфиринов. Сукцинил – КоА является исходным соединением для синтеза порфиринов.

6. Синтез изопреноидов начинается с ацетил – КоА и протекает в цитоплазме.

Синтез ацетил – КоА

Ацетил – СоА образуется в митохондриях следующими путями:

1. Окислительным декарбоксилированием пирувата, образующегося в процессе гликолиза из углеводов или в результате превращения соответствующих аминокислот.

2. Бета – окислением жирных кислот. Жирные кислоты, содержащие в цепи от 4 до 10 атомов углерода, свободно проходят через мембрану митохондрий, перенос через мембрану высших жирных кислот облегчается соединением их с карнитином.

3. Из аминокислот через промежуточные соединения:

а) пируват ( Ala, Gly, Ser, Cys, Thr),

б) цикл лимонной кислоты (Asp, Asn, Glu, Gln, Pro, Phe, Tyr, His, Arg, Met, Ile, Val, Thr)

в) ацетоацетил – СоА (Leu, Ile Lys, Phe, Tyr, Trp).