химический каталог




Химия биологически активных природных соединений

Автор Н.А.Преображенский, Р.П.Евстигнеева

, а также длинноцепные жирные кислоты (более Си) всасываются в тонком кишечнике, а глицерин и жирные кислоты с короткой цепью (менее d4) переносятся кровью в печень. Триглицериды, синтезированные в слизистой кишечника, в виде хиломикронов (липопротеид-ные частицы, содержащие 90% триглицеридов) попадают в кровь через лимфатическую систему [276, р. 179].

Расщепление триглицеридов под действием липолитических ферментов является обратимым процессом, хотя существенного значения для синтеза триглицеридов это не имеет [277].

Эфиры холестерина. Как известно, значительная часть холестерина в животном организме присутствует в виде эфиров высших жирных кислот. Обнаружено, что в организме биосинтез эфиров холестерина осуществляется двумя путями:

В опытах in vitro показано, что ферментная система, выделенная из митохондрий и микросом печени, катализирует этерификацию холестерина с помощью ацильных производных KoASH (фермент ацил-КоА-хо-лестерол-ацилтрансфераза) (путь /). Холестерол-эстераза (3.1.1.13) из поджелудочной железы катализирует непосредственную этерификацию холестерина высшими жирными кислотами (путь 2), причем наряду с синтетической активностью проявляет гидролитическую, т. е. расщепляет эфиры холестерина.

Фермент из микросом печени также гидролизует эфиры холестерина, но с меньшей скоростью, не обладает необходимой специфичностью и может гидролизовать и другие эфиры высших жирных кислот.

Нейтральные гликолипиды. Моногликозилдиглицериды, например 1,2-диацил-3-0-(рЧО-галактозил)-$п-глицерин, синтезируются при уча-

354

I

CHoOCOR RCOO-C-H CH2OH

(Р-галактозидаза) галактоза ^ ^

ч^Ч^УДФ

о-сн2

галактоза

2RCOOH

он CH2OCOR моногалактозилдиглицерид

Н—С—OCOR (галактолипаза) I

СН2ОН

ноJ-0 0-сн2

он

-с-он

СН2ОН

I

(а-галактозидаза) галактоза -».

СН2ОН

но \—о

Кон>°-

УДФ-галактоза

¦УДФ

ОН

он

2RCOOH

о-сн2 ^/

Н—С—OCOR (галактолипаза) I

CH2OCOR

дигалактозилдиглицерид

дигалактозилглицерин

— биосинтез —» — катаболизм

стии УДФ-галактозы, которая осуществляет перенос гликозильного остатка, в частности галактозы, на 1,2-диацил-5И-глицерин. Подобный процесс изучен, например, с ферментной системой, выделенной из микросо-мальной фракции мозга крыс.

Переход от моногалактозилдиглицерида к дигалактозилдиглицери-ду — 1,2-диацйл-З-О- (а-/)-галактозил-В-/)-галактозил) -sn-глицерину — осуществляется взаимодействием с УДФ-галактозой в присутствии определенной галактозилтрансферазы. Подобный галактозилтрансферазный путь биосинтеза дигалактозилдиглицеридов изучен в растительной и животной клетках [277].

Расщепление моно- и дигалактозилдиглицеридов катализируется определенными галактолипазами и а- и В-галактозидазами (3.2.1.22; 3.2.1.23.). Так, исследовано расщепление этих соединений с помощью ферментных систем из мозга крыс и показано, что галактозидазная активность обнаружена в митохондриальной фракции мозга (рНОПт 4,4), а галактолипазная активность — в микросомальной фракции (рН 7,2) [278].

Общая схема биосинтеза и катаболизма нейтральных гликолипидов приведена на стр. 355.

БИОСИНТЕЗ И КАТАБОЛИЗМ ФОСФОЛИПИДОВ

Биосинтез фосфолипидов преимущественно осуществляется в печени, ткани кишечника, почках, мышечной ткани, в меньшем масштабе — в мозге. Способность мозга синтезировать фосфолипиды в значительной степени определяется возрастом организма. Максимальная скорость биосинтеза наблюдается у животных в период миелинизации ткани мозга. Высокая скорость образования фосфолипидов характерна для злокачественных опухолей. При переходе органов от состояния физиологического покоя к возбуждению повышается скорость обменных превращений фосфолипидов.

В настоящее время установлено, что основную роль в биосинтезе фосфолипидов выполняют цитидиновые нуклеотиды, с помощью которых осуществляется построение фосфодиэфирных связей в живой клетке [279, р. 97].

Фосфатидилэтаноламин и фосфатидилхолин. Биосинтез фосфолипидов, содержащих азотистые основания (этаноламин и холин), осуществляется по общему пути, включающему следующие этапы [275, р. 135]: 1).образование монофосфатов, 2) взаимодействие монофосфатов оснований с ЦТФ с образованием ЦДФ-оснований, 3) перенос остатка фосфата основания от ЦДФ-основания на 1,2-диацил-5/г-глицерин (см. стр. 357).

Этаноламин, поступающий в организм с пищей или синтезируемый из серина и глицина, фосфорилируется АТФ в присутствии этаноламинфос-фокиназы в фосфорилэтаноламин. Последний вступает во взаимодействие с ЦТФ под влиянием этаноламинфосфат-цитидилилтрансферазы (2.7.7.14) с образованием ЦДФ-этаноламина, который далее реагирует с 1,2-диацил-5/г-глицерином, давая фосфатидилэтаноламин и ЦМФ.

Аналогично первая ступень биосинтеза лецитинов включает фосфори-лирование холина с помощью АТФ в присутствии холинкиназы (2.7.1.32), найденной в печени и дрожжах. Далее осуществляется перенос цити-дильной части ЦТФ к фосфорилхолину при участии холинфосфат-цити-дилилтрансферазы (2.7.7.14), что приводит к возникновению нового ко-

356

H2NCH2CHzOH

-АТФ

-АДФ

HaNCHaCHaOPOaHs фосф орилэтанопв'мин

-ЦТФ

-Ф*н .

т

О О

„ И 11 »"ОР—О— Р—OCH8CH2NH2

он он

ЦДФ - этаноламин

CH2OCOR R'COO—С—Н О

CHgOCOR R'COO—С—Н СН2рн

1,2 -диацил -sn-гяицерин

З-Я-вденозил- 3-аденозил-¦метионин гомоцистеин

HOCH2CHaN(CH3)sQH -АТФ

^сфорввйЙин: ^•ЦТФ

о о »и II

ROP-0-P-0(QrI2)eN(CHs)s О" О"

ЦДФ-л

CH2OCOR

CH2—0-POCHgCH2NHs О-

фосфатидилэтаноламик

-со2

R'COO—С—Н О

CH2-0-^OCHjCHzN(CH3)s

фосфатидилхоаня

CH2OCOR'-

R'COO—С—Н О NH, I II I 3

СНг—О—Р—СНгСНСОО"

R"—остаток цнтидии

^осфатидилсерин

фермента — ЦДФ-холина. ЦДФ-Холин далее взаимодействует с 1,2-ди-ацил-Бп-глицерином.

Наряду с биосинтезом de novo фосфатидилэтаноламина и фосфати-дилхолина в организме происходит образование данных классов фосфолипидов за счет обменных реакций и взаимопревращений фосфолипидов. Рядом исследователей изучен переход от фосфатидилэтаноламина к фосфатидилхолину через промежуточные стадии образования N-метшь, и Ы,Ы-диметилфосфатидилэтаноламинов. Ферментная система, необходимая для этого превращения (фосфатидилэтаноламинметилтрансфераза), локализована в микросомальной фракции печени и использует S-адено-зилметионин в качестве донора метальных группировок.

Некоторое количество фосфатидилэтаноламина в организме образуется за счет декарбоксилирования фосфатидилсерина при участии фос-фатидилсериндекарбоксилазы, обнаруженной в печени,1 мозге и других тканях.

Превращение фосфатидилэтаноламина в лецитин и фосфатидилсерина в фосфатидилэтаноламин в организме следует рассматривать не как путь их биосинтеза, а скорее как путь превращения одних фосфолипидов в другие, поскольку образование новых фосфодиэфирных связей в молекуле фосфолипидов может происходить только в результате реак-

357

иии, протекающей с участием в качестве промежуточных соединений ци-тидиновых коферментов.

Катаболизм фосфатидилэтаноламина и фосфатидилхолина осуществляется в растительных, животных и бактериальных организмах под действием липолитических ферментов (фосфолипазы А4, А2, С, D), катализирующих специфическое расщепление сложноэфирных и фосфодиэфир-ных связей (см. стр. 271) [280].

Распад глицерофосфолипидов в различных организмах происходит различными путями, что можно проиллюстрировать на примере катаболизма лецитина в животном организме (/), у бактерий (2) и растений (3):

фосфолипаэа А,

CHoOCOR I

I? coo—с—н о

СН20-Р-ОСН2СНой(СНз)3

®\ фосфолипаэа D

фосфолипаэа С

RCOOH СН2ОН

hoch2ch2n(ch3)3 -он

CHoOCOR

I 2

t rcoo-C-H

Lr ™T CHoOCOR CH2OH I d

R'COO-C-H о ^\ r'COO-C-H о

ch2o-p-och2ch2n(ch3)3 о

o~ o-p-och2ch2n(ch3)3

o~

ch,o-p-o 2 l_ о

фосфолипаэа A2

S^r'cooh ch2oh

ho(ch2)2n(ch3)3

щелочная фосфатаза

\,ф

но-с-н о

1 ii

сн2о -р- 1

|_ о

глицерофосфорил5-

¦холии -диэстераза

сн2он + ОН

CHoOCOR I

р/соо-с-н -

СН2ОН. ;

но-с-н о I ii _ сн2о--р-о

- о

фосфомоноэстераза

Ф

н

СНоОН I 2

снон I

сн2он

Фосфатидилсерин. Достоверные данные о путях биосинтеза фосфа-тидилсерина отсутствуют. По аналогии с биосинтезом кефалинов и ле-

358

цитинов можно предположить, что биосинтез серинфосфатидов включает стадии образования фосфата серина и цитидиндифосфата серина (ЦДФ-серин). Присутствие в различных тканях активных фосфосерин-фосфатаз, которые способны катализировать гидролиз фосфата серина и обмен D- и L-серина с фосфатом серина, свидетельствует, что фосфати-дилсерин образуется с помощью метаболического пути, отличного от пути биосинтеза фосфатидилхолина или фосфатидилэтаноламина.

Изучение биосинтеза фосфатидилсерина в опытах in vitro с ферментной системой из Е. Coli показало, что синтез этого фосфолипида происходит при реакции ЦДФ-диглицерида и L-серина [281]:

CHoOCOR

RCOO-C-H о

I II +

CH20-P-OCH2CHNH3

о~~ СООН

CHoOCOR L-серии ЦМФ RCOO-C-H о о ——->

I II К rr

CH20-P—O-POR

ОН ОН Ц Дф - диглицерид R'= остаток цитидина

Наличие подобного взаимодействия подтверждено выделением ЦМФ в процессе реакции. Ферментная система, катализирующая реакцию, показывает оптимальную активность в присутствии неорганических солей, например сульфата натрия, и некоторых органических растворителей (октиловый спирт и др.). Возможно, что этот путь биосинтеза фосфатидилсерина имеет место и в животном организме.

Определенная роль в образовании фосфатидилсерина в организме отводится обменной реакции между фосфатидилэтаноламином и L-сери-ном. Подобный обмен катализирует ферментная система из печени; фермент вполне специфичен и неактивен к D-серину и холину.

Расщепление фосфатидилсерина в организме происходит аналогично распаду фосфатидилхолина и фосфатидилэтаноламина, однако с меньшей скоростью.

Полиглицерофосфатиды. Биосинтез полиглицерофосфатидов, как и фосфатидилсерина, осуществляется при участии ЦДФ-диглицерида, который в свою очередь образуется при реакции фосфатидовой кислоты и ЦТФ. Кроме того, возможно образование ЦДФ-диглицерида из фосфатидовой кислоты и ЦДФ-холина.

Биосинтез фосфатидилглицерина осуществляется в два этапа. Первый включает взаимодействие ЦДФ-диглицерида и sn-глицеро-З-фосфа-та, приводящее к фосфатидилглицерофосфату. На второй ступени биосинтеза осуществляется ферментативное дефосфорилирование фосфати-дилглицерофосфата в фосфатидилглицерин. По-видимому, ферменты, катализирующие эти реакции, локализованы главным образом в митохондриях. Фосфатидилглицерофосфат обнаружен в ряде природных источников, что служит косвенным подтверждением указанного пути биосинтеза фосфатидилглицерина [282].

Переход от фосфатидилглицерина к кардиолипину осуществляется повторной реакцией с ЦДФ-диглицеридом:

35»

CHgOH -

i z

HO—C—H о

i ii ch2o-p-oh

OH

sn-глитл,еро-3-фосфат

CHoOCOR RCOO-C-H о

2RCPS-KoA 2KoA-SH

CHoOCOR i 2

RCOO-C-H о i ii CHoO-P-O

цтФ

цмФГ

о

CHoOH

i г но-с-н

сн2оро(он)2

цмФ

о

CH20-P-0-P-OR

он он

ЦДФ - диглицерид

О

CHoOCOR I 2

RCOO-C-H

СН,

о ii

CH2OP(OH)2

н-с-он

-о—Р—о—сн? он

фосфатидилглицерофосфат

^ CHoOCOR I г

RGOO-C-H

О

СНоОН I

н-с-он

ф

ЦДФ-диглицерид

ЦМФ

сн2—о—р—о—сн2 он

фосфатидилглицерин

CH2OCOR I

RCOO-C-H

О II

сн2-о-р—о—сн2

о

снон I

СНо—о-р—о—сн,

I

он

ОН H-C-OCOR

I

CH2OCOR

кардиолипин

Показана также возможность биосинтеза кардиолипина без участия цитидиновых нуклеотидов [283]:

2-Фосфатидилглицерин ->- Кардиолипин + Глицерин

Это превращение катализируется фосфолипазой.

Механизм биосинтеза О-аминокислотных эфиров фосфатидилглицерина изучен на примере лизинового эфира, продуцируемого St. aureus. Показано, что биосинтез является двухстадийным процессом. На первой стадии, которая катализируется растворимым ферментом и требует присутствия АТФ, лизин активируется с образованием лизил-т-РНК. Последний далее взаимодействует с фосфатидилглицерином с образованием соответствующего эфира. Для протекания этой реакции необходимо

360

присутствие ионов Mg2+, неидентифицированного термостойкого диали-зуемого фактора, анионных поверхностно-активных веществ и фосфати-цилглицерина.

Распад полиглицерофосфатидов осуществляется под действием липолитических ферментов, как и в случае глицерофосфолипидов (см. стр. 288).

Фосфонолипиды. Вопрос о путях биосинтеза фосфонолипидов окончательно не решен. Один из возможных механизмов биосинтеза фосфо-ноаналога фосфатидилэтаноламина предполагает, что при взаимодействии фосфолипида и фосфоенолпирувата в липид вводится С—Р-связь. Последующее переаминирование и декарбоксилирование дают фосфо-натный аналог фосфатидилэтаноламина [284]:

CHaOCOR о R'COO-A-H О +CH2=C-0-P<°_R.op(0)0g> СНаО—Р—О" СООН

I

OR"

CH2OCOR ! Переаминирование , CH2OCOR

2. Декарбоксилирование |

-»- R'COO—С—Н О--- R'COO—С—Н О

I II I II

сн2о—Р—о~ сн2о—Р—О"

I I +

СН2СОСООН CH2CH2NH3

В экспериментах in vitro было продемонстрировано образование фос-фонокефалина из 1,2-диацил-5п-глицерина и ЦМФ-(2-аминоэтил)-фосфо-ната по пути, аналогичному образованию фосфатидилэтаноламина:

ch,ocor 1

R'coo-c-h

о Ii

>Р-I

он

ЦТФ ФФН сн2он ЦМФ

hop-ch2ch2nh2 > н2ксн2сн2-р-оцмФ -

он

ch2ocor I ->- r'coo-c-h о

I и

ch20-p-ch2ch2nh3

о"

Фосфоииозитиды. Центральная роль в биосинтезе фосфоинозитидов, как и в биосинтезе полиглицерофосфатидов, отводится ЦДФ-диглицери-ду. Установлено, что биосинтез родоначальника фосфоинозитидов — фос-фатидилмиоинозита — осуществляется путем переноса фосфатидильной группы от ЦДФ-диглицерида к свободному миоинозиту [285]:

361

ЦМФ

CHoOCOR

R'COO-C-H о О I II II

CHoO-P-O-P-OR

I I OH OH

ЦДф-диглицерид

О

II

О-P—о—СН,

I I ,

OH H-C—OCOR

I

CHoOCOR

R^- остаток цитидина-

Используя ЦТФ, меченный по а-атому фосфора, наблюдали [286] образование радиоактивного ЦДФ-диглицерида, причем при добавлении инозита количество этого соединения резко уменьшалось, что свидетельствовало об его участии в биосинтезе инозитлипидов. Реакция синтетического ЦДФ-диглицерида с миоинозитом в присутствии ферментной системы печени приводила к фосфатидилмиоинозиту, причем контроль реакции осуществлялся с помощью спектрофотометрической идентификации ЦМФ, возникающего в процессе данных превращений.

Рядом экспериментов с радиоактивными предшественниками с помощью ферментной системы из мозга крыс показано, что фосфорилирование 1-фосфатидилмиоинозита в 1-фосфатидилмиоинозит-4-фосфат и далее в 1-фосфатидилмиоинозит-4,5-дифосфат идет ступенчато; донором фосфатной группировки служит АТФ [287]. Наряду с фосфорилирова-нием идет и дефосфорилирование:

Монофосфоинозитид 4 * Дифосфоинозитид ^ > Трифосфоинозитид Моно- и полифосфоинозитиды расщепляются с помощью фосфоино-

зитидинозитфосфогидролазы с образованием 1,2-диацил-5п-глицерина и

миоинозитфосфатов.

Биосинтез фосфатидилманнопиранозилмиоинозита из Mycobacterium

phlei, вероятно, происходит последовательным присоединением остатков

маннозы к фосфатидилмиоинозиту:

ГДФ- i п , манноза ГДФ

Фосфатидилмиоиноэт ^Чч^* > Фрсфатидилмиоинозитманнози

страница 50
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69

Скачать книгу "Химия биологически активных природных соединений" (6.60Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
проектор ansi
Фирма Ренессанс заказать лестницу на дачу на второй этаж - качественно и быстро!
кресло ch 868
Выгодное предложение от интернет-магазина KNSneva.ru на сколько стоит недорогой ноутбук - г. Санкт-Петербург, ул. Рузовская, д.11.

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(10.12.2016)