Вопросы и задачи

1. Роль двуокиси углерода в синтезе жирных кислот. Двуокись углерода - обязательный участник биосинтеза жирных кислот. В чем заключается специфическая роль ? Будет ли пальмитат, образовавшийся при инкубации растворимой фракции печени с и другими компонентами, необходимыми для биосинтеза жирных кислот, содержать ? Обоснуйте ваш ответ.

2. Путь углерода в синтезе жирных кислот. Опираясь на ваши знания о биосинтезе жирных кислот, объясните следующие экспериментальные данные:

а) Добавление равномерно меченного -ацетил-СоА к растворимой фракции печени приводит к образованию равномерно меченного -пальмитата.

б) Вместе с тем добавление к растворимой фракции печени следовых количеств равномерно меченного -ацетил-СоА в присутствии избытка малонил-СоА приводит к образованию пальмитата, содержащего только в положениях 15 и 16.

3. Суммарное уравнение синтеза жирных кислот. Напишите суммарное уравнение биосинтеза пальмитиновой кислоты в печени крысы, начиная с митохондриального ацетил-СоА и цитозольных NADPH, АТР и

4. Путь водорода в синтезе жирных кислот. Возьмем препарат, содержащий все ферменты и кофакторы, необходимые для биосинтеза жирной кислоты из ацетил-СоА и малонил-СоА.

а) Сколько атомов дейтерия (тяжелого изотопа водорода) включится в каждую молекулу пальмитиновой кислоты, если в качестве субстратов использовать меченный дейтерием ацетил-СоА

и избыток немеченого малонил-СоА? В каких положениях они будут находиться? Ответ объясните.

б) Сколько атомов дейтерия включится в каждую молекулу пальмитата, если в качестве субстратов использовать немеченый и меченный дейтерием малонил-СоА

В каких положениях они будут находиться? Дайте объяснение.

5. Образование NADPH, необходимого для биосинтеза жирных кислот. Поскольку внутренняя мембрана митохондрий непроницаема для ацетильные группы попадают в цитозоль посредством челночного переноса (см. схему на рис. 21-3). В цитозоле содержится -зависимая малатдегидрогеназа, катализирующая реакцию

Считая, что внутренняя мембрана митохондрий проницаема для пирувата (а также для цитрата и малата), предложите челночную схему образования NADPH в цитозоле при помощи NADP-зависимой малатдегидрогеназы и других ферментов, о которых известно, что они локализованы в митохондриях и цитозоле. Напишите суммарную реакцию переноса ацетильных групп из митохондрий в цитозоль.

6. Активность ацетил-СоА карбоксилазы изменяется под действием модуляторов. Ацетил-СоА—карбоксилаза является ключевым регуляторным пунктом биосинтеза жирных кислот. Некоторые характеристики этого фермента приведены ниже.

а) Добавление цитрата или изоцитрата повышает Кпах фермента более чем в 10 раз.

б) Фермент существует в двух резко различающихся по активности формах, которые могут превращаться друг в друга.

Протомер Нитевидный полимер Неактивный Активный

Цитрат и изоцитрат связываются предпочтительно с нитевидной формой фермента, а пальмитоил-СоА - с протомерной.

Объясните, как эти свойства связаны с регуляторной ролью ацетил-СоА—карбоксилазы в биосинтезе жирных кислот.

7. Сколько «стоит» синтез триацилглицеролов. Исходя из суммарного уравнения биосинтеза трипальмитина из глицерола и пальмитиновой кислоты, подсчитайте, сколько молекул АТР требуется для образования одной молекулы грипаль-митина.

8. Энергетические затраты в ходе синтеза фосфатидилхолина. Напишите последовательные этапы и суммарное уравнение для биосинтеза фосфатидилхолина по «спасательному» пути из олеиновой и пальмитиновой кислот, дигидроксиацетонфосфата и холина. Сколько молекул АТР потребуется для синтеза фосфатидилхолина этим способом, если начинать его с олеиновой кислоты, пальмитиновой кислоты и дигидроксиацетонфосфата?

9. Лечение гиперхолестеринемии. Растения не синтезируют холестерол, а вырабатывают другие стеролы, называемые фитостеролами. Строение одного из них - -ситостерола - здесь показано. Когда больные с гиперхолестеринемией получают с пищей (-ситостерол, уровень холестерола в плазме у них снижается, что должно уменьшать вероятность заболевания атеросклерозом.

Предложите возможные механизмы действия -ситостерола.

Задача 9

10. Взаимосвязь метаболизма аминокислот с метаболизмом жирных кислот. Крысе ввели препарат -аланина

Через час после этого животное забили и из печени экстрагировали липиды. Полученный при экстракции пальмитат содержал Как это можно объяснить? В каком месте молекулы пальмитата находится ? Может ли аланин служить предшественником в реальном синтезе пальмитата de novo?

11. Различия между анаболическими и катаболическими путями жирных кислот.

Один оборот анаболического и катаболического циклов короткоцепочечных жирных кислот можно представить уравнением

а) Сравните суммарные уравнения катаболического и анаболического путей. Являются ли они просто обратными реакциями по отношению друг к другу? В чем их различия?

б) Какие специфические факторы позволяют этим путям идти независимо друг от друга?