55. Обмен глицерофосфолипидов.

Синтез фосфатидилхолинов,фосфотидилэтаноламинов и фосфотидилсеринов

.Начальные этапы синтеза глицерофосфолипидов и жиров происходят одинаково до образования фосфатидной кислоты.Фосфатидная кислота может синтезироваться двумя разными путями:через глицеральдегид-3-фосфат и через дигидроксиацетонфосфат.

На след этапе фосфатидаза отщепляет от фосфатидной кислоты фосфатный остаток,в результате чего образуется диацилглицерол.Дальнейшие превращения диацилглицерола так же могут идти разными путями.Один из вариантов-образование активной формы «полярной головки» фосфолипида:холин,серин,или этаноламин превращаются в ЦДФ-холин,ЦДФ-серин или ЦДФ-этаноламин.

Далее диацилглицерол взаимодействует с ЦДФ-производными,при этом выделяется ЦМФ,и образуется соответствующий фосфолипид,например фосфатидилхолин.Между глицерофосфолипидами возможны различные взаимопревращения.Фосфатидилхолин может образовываться и другим путем:из фосфатидилэтаноламина,получая последовательно 3 метильные группы от SAM.фосфатидилсерин может превращаться в фосфатидилэтаноламин путем декарбоксилирования.Фосфатидилсерин путем обмена этаноламина на серин.

Дипальмитоилфосфатидилхолин-основной компонент сурфактанта легких

Сурфактант-внеклеточный липидный слой с небольшим количеством гидрофобных белков,выстилающий поверхность легочных альвеол и предотвращающий слипание стенок альвеол во время выдоха.Основной компонент сурфактанта-дипальмитоилфосфатидилхолин,составляющий до 80% от всех фосфолипидов,входящих в состав сурфактанта.Кроме того,в сурфактант входят гидрофобные белки,общее количество не превышает 10-20%.

Синтез дипальмитоилфосфатидилхолина в пневмоцитах II типа проимходит в процессе эмбрионального развития и резко увеличивается в период от 32 до 36 недель беременности.

Важ.показателем нормального формирования сурфактанта служит соотношение фосфатидилхолин/сфингомиелин >4.Это соотношение можно определять ,исследуя состав амниотической жидкости.

Синтез фосфатидилинзитола и кардиолипина

Другой путь превращений диацилглицерола,при котором образуется активная форма-ЦДФ_диацилглицерол приводит к образованию фосфатидилинозитола и кардиолипина.

Фосфатидилинозитол далее может фосфорилироваться с образованием фосфатидилинозитол 4,5-биофосфата,фосфолипида,располагающегося в нар.мембране клеток и участвующего в передаче гормональных сигналов внутрь клетки.Кардиолипин находится,г.о,во внутренней мембране митохондрий и в небольшом количестве в сурфактанте легких.

Катаболизм глицерофосфолипидов

различные типы фосфолипаз,локализованных в клеточных мембранах или в лизосомах,катализируют гидролиз глицерофосфолипидов.Гидролиз некоторых глицерофосфолипидов под действием фосфолипа имеет значение не только как путь катаболизма,но и как путь образования вторичных посредников или предщ=шественников в синтезе биологически активных веществ-эйкозаноидов.Кроме того,фосфолипазы А1 и А2 участвуют в изменении состава жирных кислот в глицерофосфолипидах,например,при синтезе в эмбрион. Периоде развития дипальмитоилфосфатидилхолина-компонента сурфактанта.

В отличие от триглицеридов и жирных кислот фосфолипиды не являются существенным энергетическим материалом. Фосфолипиды играют важную роль в структуре и функции клеточных мембран, активации мембранных и лизосомальных ферментов, в проведении нервных импульсов,свертывании крови, иммунологических реакциях, процессах клеточной пролиферации и регенерации тканей, в переносе электронов в цепи «дыхательных» ферментов. Особая роль фосфолипидам отводится в формировании липо-протеидных комплексов.

Биосинтез фосфолипидов интенсивно происходит в печени, стенке кишечника, семенниках, яичниках, молочной железе и других тканях. Наиболее важные фосфолипиды синтезируются главным образом в эндоплазма-тической сети клетки.

Центральную роль в биосинтезе фосфолипидов играют 1,2-диглицериды (в синтезе фосфатидилхолинов и фосфатидилэтаноламинов), фосфатиднаякислота (в синтезе фосфатидилинозитов) и сфингозин (в синтезе сфин-гомиелинов). Цитидинтрифосфат (ЦТФ) участвует в синтезе практически всехфосфолипидов. В качестве примера рассмотрим синтез отдельных представителей фосфолипидов.

Биосинтез фосфатидилэтаноламина. Первоначально этаноламин при участии соответствующей киназы фосфорилируется с образованием фосфо-этаноламина:

Затем фосфоэтаноламин взаимодействует с ЦТФ, в результате чего образуются цитидиндифосфатэтаноламин (ЦДФ-этаноламин) и пирофос-фат (PPi):

В следующей реакции ЦДФ-этаноламин, взаимодействуя с 1,2-дигли-церидом, образующимся при дефосфорилировании фосфатидной кислоты, превращается в фосфатидилэтаноламин. Реакция катализируется ферментом этаноламинфосфотрансферазой:

ЦДФ-этаноламин + 1,2-диглицерид –> Фосфатидилэтаноламин + ЦМФ.

Биосинтез фосфатидилхолина (лецитина). Фосфатидилэтаноламин является предшественником фосфатидилхолина. В результате последовательного переноса трех метальных групп от трех молекул S-аденозилметионина (донор метальных групп, см. главу 6) к аминогруппеостатка этаноламина образуется фосфатидилхолин:

Существует еще один путь синтеза фосфатидилхолина в клетках животных. В этом случае, как и при синтезе фосфатидилэтаноламина, используется ЦТФ в качестве переносчика, но уже не фосфоэтаноламина, а фос-фохолина. На первом этапе синтеза свободный холин активируется под действием холинкиназы с образованием фосфохолина:

Холин + АТФ –> Фосфохолин + АДФ.

Затем фосфохолин реагирует с ЦТФ, образуя цитидиндифосфатхолин (ЦДФ-холин):

Фосфохолин + ЦТФ –> ЦДФ-холин + РРi.

В дальнейшем ЦДФ-холин взаимодействует с 1,2-диглицеридом, в результате чего образуется фосфатидилхолин:

ЦДФ-холин + 1,2-диглицерид –> Фосфатидилхолин + ЦМФ.

Биосинтез фосфатидилсерина. У млекопитающих фосфатидилсерин образуется в реакции обмена этаноламина на серин следующим путем:

Существует и второй путь образования фосфатидилсерина, который связан с предварительным вовлечением фосфатидной кислоты в синтез фосфоглицеридов:

Затем происходит перенос серина на фосфатидильный остаток с образованием фосфатидилсерина:

ЦДФ-диглицерид + L-серин –> Фосфатидилсерин + ЦМФ.

Таким же путем образуется фосфатидилинозитол.

Биосинтез сфингомиелина. Интермедиатом в биосинтезе сфингомиелина является церамид (N-ацилсфингозин), который образуется при взаимодействии сфингозина с ацил-КоА. Сфингомиелин синтезируется в результате взаимодействия (реакции) церамида с ЦДФ-холином:

Следует отметить, что различие в синтезе холин- и этаноламинсодер-жащих фосфолипидов, с одной стороны, и инозитсодержащих фосфоли-пидов – с другой, заключается в том, что в первом случае при участии ЦТФ образуется ЦДФ-холин или ЦДФ-этаноламин – реакционноспособные азотистые основания, а во втором случае при участии ЦТФ образуется ЦДФ-диглицерид – реакционноспособная форма диглицерида.