Материал: Биохимия учебное пособие

дании кетоновыетела могут служить источниками энергии дажедля нервной ткани, котораянеспособнаутилизироватьжирныекислотыизкрови.Однако3-гидрок- сибутирати ацетоацетатявляютсякислотами и при высокой концентрации снижают рН крови (развитие ацидоза). Ацидоз нарушает жизнедеятельность организма и может привести к смерти.

Вопросы для проверки усвоения материала

1.Липиды:определение,классификация,биологическиефункции.Жирныекис- лоты:важнейшиепредставители,зависимостьфизико-химическихсвойствотдлины

инасыщенности радикала, биологическиефункции. Триглицеридыи фосфолипиды: строение, зависимостьфизико-химических свойств отсостава, биологическое значение. Холестерин: строение, биологическое значение.

2.Биологические мембраны: состав (липидные, углеводные и белковые компоненты) и функции. Жидкостно-мозаичная модель мембран. Транспорт веществ через мембраны. Липопротеиды: понятие, общий план строения липопротеидов крови, особенности состава и функции отдельных классов.

3.Пути обмена ацетилкоэнзима А в клетке: синтез и распад жирных кислот, кетоновых тел, синтез холестерина, катаболизм кетогенных аминокислот, сущность и биологическое значение.

4.-окислениежирных кислот:этапы, ферменты, регуляция. Энергетический балансокисленияжирныхкислоти триглицеридов. Биосинтезжирныхкислот, этапы, регуляция, биологическоезначение. Синтези распадтриглицеридов и фосфолипидов. Связьобмена липидов сциклом Кребса, обменом углеводов и аминокислот. Роль гормонов и нервной системы в регуляции липидного обмена.

Письменное домашнее задание

О б я з а т е л ь н о е

1.В составе триглицеридов жировой ткани человека преобладает олеиновая кислота. Напишите структурную формулу триглицерида 1,3-диолео-2-стеарина.

Составьтесхемуего полного катаболизма до СО2 и Н2О, рассчитайтеэнергетический баланс этого процесса.

2.Напишитеструктурнуюформулуфосфолипида пальмитоиллиноленоилфосфатидилхолина. Покажите, каким образом этот фосфолипид может принимать участиев построении биологических мембран и липопротеинов крови. Как называютсяфосфолипиды, содержащиеаминоспиртхолин?

3.Молекулафосфолипида,описанноговпредыдущейзадаче,находитсявсоставе частицы липопротеина высокой плотности (ЛПВП). Под действием фермента лецитин : холестеринацилтрансферазы (ЛХАТ) остаток линоленовой кислоты переноситсяиз молекулыфосфолипида на гидроксигруппухолестерина, а фосфолипид превращается в лизолецитин. Напишите структурные формулы холестерина,

75

егоэфира холестеринлиноленоата и образовавшегося лизолецитина. Какизменится растворимость этих липидов в воде в результате реакции? Изменится ли положение указанных молекул в составе частицы ЛПВП?

4. К культуре клеток печени добавили пальмитиновую кислоту, меченую радиоактивным углеродом 14С по первому атому. Через некоторое время введенная активность была обнаружена в выделяющемся углекислом газе. Опыт повторили с предварительной обработкой гепатоцитов инсулином: радиоактивный СО2 не выделялся, введенная активность сосредоточилась в цитозоле гепатоцитов. Объясните наблюдаемые закономерности, зная пути метаболизма липидов в печени. В каких еще веществах могла быть обнаружена радиоактивная метка?

Д о п о л н и т е л ь н о е

1.Большинство триглицеридов молока содержит короткоцепочечные жирные

кислоты с четным числом атомов углерода: каприловую (С8), каприновую (С10), лауриновую (С12). Приведите схемуполногокатаболизма триглицерида трилаурина до СО2 и Н2О, рассчитайте энергетический баланс этого процесса.

2.Напишите структурную формулу фосфолипида стеароиларахидоноилфосфатидилсерина и покажите его участие в построении биологических мембран. Может ли быть построен липидный бислой мембраны только из молекул данного фосфолипида? Какие классы биологически активных соединений могут синтезироваться из продуктов гидролиза этогофосфолипида?

Типовой вариант тестовогоконтроля по теме «Обмен липидов»

Инструкция: при отсутствии дополнительных указаний в вопросе теста выберите один верный вариант ответа.

1. Как называется соединение следующего строения:

O

CH2 O C C17H35

O

O

а)стеароиллинолеилфосфатидилэтаноламин; б)пальмитоилолеилфосфатидилхолин; в)стеароилолеоилфосфатидилэтаноламин;

г)пальмитоилолеоилфосфатидилэтаноламин; д)стеароилолеилфосфатидилхолин.

76

2.Выберите классы липидов, входящих в состав биологических мембран: а)жирныекислотыи триглицериды; б)триглицеридыи фосфолипиды;

в)фосфолипидыи свободный холестерин; г) холестерин и его эфиры; д) жирные кислоты и свободный холестерин.

3.Глюкоза транспортируется через мембрану в клетку по градиенту концентрации с использованием белка-переносчика без затраты энергии АТФ. Такой тип транспорта называется:

а)активный транспорт; б)вторичноактивный транспорт; в) простая диффузия; г) облегченная диффузия; д) экзоцитоз.

4.Какуюхимическую реакцию можноиспользоватьдля доказательства ненасыщенности растительного масла:

а) омыление; б)гидролиз; в)этерификация;

г)галогенирование; д) пероксидное окисление.

5.Сколькоциклов -окисления необходимо для полного катаболизма линолевой кислоты:

а) 7; б) 8; в) 9; г) 17; д) 18.

6.Выберитеназваниефермента, катализирующегоcледующую реакцию цикла Кноопа –Линена:

а)ацилкоэнзимА:гидролигаза; б)еноилкоэнзимА:гидролиаза; в)ацилкоэнзим А:гидролаза;

г) ацилкоэнзим А : Н2О оксидоредуктаза; д) еноилкоэнзим А: гидролаза.

77

7.Какой класс липопротеинов формируется в крови и предназначен для транспорта холестерина в клетки:

а) ЛПОНП; б) ЛПНП; в) ЛПВП; г) ХМ.

8.В каких метаболических процессах может быть использован ацетилкоэн-

зим А:

а) синтез холестерина, жирных кислот и кетоновых тел; б) синтеззаменимых аминокислот, глюкозы и липидов; в)синтезацетилхолина, жирныхкислоти глюкозы;

г) синтез холестерина, заменимых аминокислот и кетоновых тел; д)синтезжирныхкислот, ацетилхолина и глюкозы.

9.Вставьте пропущенные слова (3 ответа) в предложение: «При голодании уровень инсулина в крови …, что приводит к распаду… жировой ткани и … концентрациинеэтерифицированныхжирныхкислотвкрови».

10. Напишитеназванияи номера классов ферментов (6ответов), катализирующих реакции 1, 2 и 3:

78

Раздел 5

ОБМЕНБЕЛКОВИНУКЛЕИНОВЫХКИСЛОТ

5.1.Биологическая роль белков

Вколичественном отношении белки образуют самую важную группу макромолекул. Белкамприсущ ряд уникальныхфункций:

– биокаталитическая, все ферменты – вещества белковой природы;

– пластическая, белки входят в состав важнейших структур клеток и тканей;

– регуляторная, большинство гормонов имеют белково-пептидную природу;

– защитная, белки – иммуноглобулины – обеспечивают защиту организма от действия чужеродных антигенов;

– дыхательная, белок гемоглобин в составе эритроцитов обеспечивает тран-

спорт кислорода в ткани и СО2 в легкие;

–транспортная, переносмногихважныхдляорганизма веществ покрови происходит в комплексе с белками.

Ворганизме человека массой 70 кг содержится примерно 10 кг белка, суточная норма белков в питании составляет примерно 100 г. Доля других азотсодержащих соединений в организме невелика, поэтому и баланс азота в организме определяется прежде всего метаболизмом белков. В отличие от углеводов и липидов белки и составляющие их аминокислоты не способны резервироваться в организме.

5.2.Превращения белкови аминокислот в организме

Белки, поступившие в организм с пищей, в желудочно-кишечном тракте расщепляютсядоаминокислотпод действиемпротеолитических ферментов (пептидгидролазы, пептидазы, протеазы). Внутренние пептидные связи расщепляются эндопептидазами (пепсин, трипсин и химотрипсин), концевые–экзопептидазами (карбоксипептидазы и аминопептидазы). В совокупности эндо- и экзопептидазы доводят гидролиз белков до образования аминокислот.

Образовавшиесяаминокислоты затемвсасываютсястенкой кишечника и послетранспорта кровьювключаютсявклеткахвразличныепутииспользования,главным из которых является синтез собственных белков. Значительная часть аминокислотразноситсякровьюповсемуорганизмуииспользуетсядляфизиологических целей. Аминокислоты также участвуют в синтезе специфических азотсодержащихсоединений –пуриновыхи пиримидиновыхнуклеотидов, креатина и др. Азот аминокислот, отщепляемый на ранних стадиях катаболизма, в зависимости от потребности организма может утилизироваться в анаболических процессах,

79