Вопросы и задачи

1. Энергия, заключенная в триацилг лице ролах. Какая часть молекулы триацилг лицеролов содержит больше биологически доступной энергии (в расчете на один атом углерода): остатки жирных кислот или остаток глицерола? Как можете вы обосновать свой ответ исходя из химической структуры триацилглицеролов?

2. Запасы топлива в жировой ткани.

а) У взрослого человека, вес которого оставляет 70 кг, 15% веса тела приходится на долю триацилглицеролов. Вычислите общий запас топлива (в килокалориях), содержащегося в организме в форме триацилглицеролов.

б) Как долго мог бы прожить этот человек, если бы единственным источником энергии для его организма было окисление жирных кислот, входящих в состав триацилглицеролов? При этом расчете исходите из того, что суточная потребность взрослого человека в энергии в условиях покоя равна приблизительно 2000 ккал.

в) Какой будет суточная потеря веса при таком голодании?

3. Общие этапы цикла окисления жирных кислот и цикла лимонной кислоты. Аналогичные метаболические превращения часто проходят в клетке через одни и те же ферментативные этапы. Очень сходны, например, этапы окисления пирувата и -кетоглутарата соответственно до ацетил-СоА и сукцинил-СоА, хотя они и катализируются разными ферментами. На первой стадии окисление жирных кислот проходит через последовательность реакций, очень напоминающую последовательность реакций в цикле лимонной кислоты. Напишите уравнения этих последовательностей реакций, общих для обоих указанных метаболических путей.

4. Химизм ацил-СоА-синтетазной реакции. Жирные кислоты превращаются в соответствующие СоА-эфиры в следующей обратимой реакции:

а) Связанный с ферментом промежуточный продукт этой реакции был идентифицирован как смешанный ангидрид жирной кислоты и аденозинмонофосфата (АМР)

Напишите два уравнения для двух последовательных этапов реакции, в которой промежуточным продуктом служит ацил-АМР. 6) Изображенная выше реакция легко обратима; ее константа равновесия близка к 1. Как заставить реакцию идти в сторону образования АМР? В каких условиях будет накапливаться

5. Окисление меченного тритием пальмитата. Равномерно меченный тритием пальмитат с удельной активностью добавили к препарату митохондрий, способному окислять его до Затем выделили и подвергли гидролизу, в результате чего был получен ацетат. Удельная активность выделенного ацетата оказалась равной Можно ли на основании этих данных считать, что здесь происходило -окисление? Поясните свой ответ. Какова конечная судьба удаленного трития?

6. Жирные кислоты как источник воды. Вопреки распространенному мнению горб верблюда вовсе не хранит в себе запаса воды это просто большой запас жира. Как может этот жир служить источником воды? Вычислите количество воды (в литрах). которое может образоваться в теле верблюда из 1 кг жира. При этом для простоты исходите из того, что весь этот жир представлен трипальмитином.

7. Нефть как пища для микроорганизмов. Некоторые микроорганизмы, принадлежащие к родам Nocardia и Pseudomonas, способны расти в условиях, где единственной их пищей служит нефть. Эти бактерии окисляют алифатические углеводороды с неразветвленной цепью до соответствующих карбоновых кислот, например:

Как можно использовать эти бактерии для ликвидации нефтяных загрязнений?

8. Обмен фенилированной жирной кис лоты с неразветвленной цепью. Из мочи кролика, получавшего с пищей жирную кислоту с неразветвленной цепью, меченную фенильной группой по концевому атому углерода,

был выделен в кристаллическом виде какой-то метаболит. Водный раствор этого метаболита имел кислую реакцию. Для полной нейтрализации пробы, содержавшей 302 мг данного метаболита, потребовалось

а) Какова вероятная молекулярная масса и структура этого метаболита?

б) Содержит ли жирная кислота, которую скармливали кролику, четное или нечетное число метиленовых групп, т. е. является ли четным или нечетным? Аргументируйте свой ответ.

9. Окисление жирных кислот у больных диабетом. Когда при -окислении в печени образуется больше чем может быть окислено через цикл лимонной кислоты, избыток направляется на образование кетоновых тел - ацетоацетата, и ацетона. Именно такое положение существует при тяжелой форме диабета, потому что ткани таких больных неспособны утилизировать глюкозу и вместо этого окисляют большие количества жирных кислот. Хотя и нетоксичен, в митохондриях его избыток все же должен переводиться в кетоновые тела. Почему? Каким образом это разрешает возникающую проблему?

10. Последствия от пребывания на рационе с высоким содержанием жиров, но без углеводов. Представьте себе, что вам пришлось бы питаться китовым и тюленьим жиром, а углеводов вы бы при этом почти или даже совсем не получали.

а) Как сказалось бы это отсутствие углеводов в рационе на использовании жиров в качестве источника энергии?

б) При полном отсутствии углеводов в рационе какие жирные кислоты организму выгоднее потреблять - с четным или нечетным числом атомов углерода? Почему?

11. Образование ацетил-СоА из жирных кислот. Напишите сбалансированное суммарное уравнение для образования ацетил-СоА из следующих соединений (в уравнении должны быть учтены все этапы активации);

а) миристоил-СоА;

б) стеариновая кислота;

в) D--гидроксимасляная кислота.

12. Путь меченых атомов при окислении жирных кислот. Пальмитиновая кислота, меченная в положении 9, окисляется в условиях, в которых действует цикл лимонной кислоты. В каком положении обнаружится а) в ацетил-СоА, б) в лимонной кислоте и в) в бутирил-СоА? (Исходите в своем ответе из одного оборота цикла лимонной кислоты.)

13. Суммарное уравнение для полного окисления -гидроксимасляной кислоты. Напишите суммарное уравнение для полного окисления -гидроксимасляной кислоты в почках. Уравнение должно учитывать все необходимые этапы активации и все реакции окислительного фосфорилирования.