Jump to content

Липогенез

В биохимии , липогенез — это превращение жирных кислот и глицерина в жиры или метаболический процесс посредством которого ацетил-КоА превращается в триглицерид для хранения в жире . [1] Липогенез включает в себя как жирных кислот , так и триглицеридов синтез , причем последний представляет собой процесс, посредством которого жирные кислоты этерифицируются до глицерина перед упаковкой в ​​липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП). Жирные кислоты производятся в цитоплазме клеток путем многократного присоединения двухуглеродных единиц к ацетил-КоА. Синтез триацилглицерина, с другой стороны, происходит в мембране эндоплазматической сети клеток путем связывания трех молекул жирных кислот с молекулой глицерина. Оба процесса происходят преимущественно в печени и жировой ткани . Тем не менее, в некоторой степени это также происходит в других тканях, таких как кишечник и почки. [2] [3] Обзор липогенеза в мозге был опубликован в 2008 году Лопесом и Видалем-Пучом . [4] После упаковки в ЛПОНП в печени образующийся липопротеин секретируется непосредственно в кровь для доставки в периферические ткани.

Синтез жирных кислот

[ редактировать ]

Синтез жирных кислот начинается с ацетил-КоА и продолжается за счет добавления двухуглеродных единиц. Синтез жирных кислот происходит в цитоплазме клеток, а окислительная деградация происходит в митохондриях . Многие ферменты синтеза жирных кислот организованы в мультиферментный комплекс, называемый синтазой жирных кислот . [5] Основными местами синтеза жирных кислот являются жировая ткань и печень . [6]

Синтез триглицеридов

[ редактировать ]

Триглицериды синтезируются путем этерификации жирных кислот в глицерин . [1] Этерификация жирных кислот происходит в эндоплазматическом ретикулуме клеток метаболическими путями, при которых ацильные группы жирных ацил-КоА передаются на гидроксильные группы глицерин-3-фосфата и диацилглицерина. [7] С каждой молекулой глицерина связаны три цепи жирных кислот. Каждая из трех групп -ОН глицерина реагирует с карбоксильным концом цепи жирной кислоты (-СООН). Вода удаляется, а оставшиеся атомы углерода соединяются связью -O- в результате дегидратационного синтеза .

И жировая ткань , и печень могут синтезировать триглицериды. Те, которые вырабатываются печенью, секретируются из нее в виде липопротеинов очень низкой плотности (ЛПОНП). Частицы ЛПОНП секретируются непосредственно в кровь, где они доставляют эндогенно полученные липиды в периферические ткани.

Гормональная регуляция

[ редактировать ]

Инсулин — это пептидный гормон, который имеет решающее значение для управления обменом веществ в организме. Инсулин высвобождается поджелудочной железой, когда уровень сахара в крови повышается, и он оказывает множество эффектов, которые в целом способствуют абсорбции и хранению сахаров, включая липогенез.

Инсулин стимулирует липогенез, прежде всего, активируя два ферментативных пути. Пируватдегидрогеназа (ПДГ) превращает пируват в ацетил-КоА . Ацетил-КоА-карбоксилаза (АСС) превращает ацетил-КоА, продуцируемый ПДГ, в малонил-КоА . Малонил-КоА обеспечивает двухуглеродные строительные блоки, которые используются для создания более крупных жирных кислот.

Инсулиновая стимуляция липогенеза также происходит за счет стимулирования глюкозы поглощения жировой тканью . [1] Увеличение поглощения глюкозы может происходить за счет использования транспортеров глюкозы, направленных к плазматической мембране, или за счет активации липогенных и гликолитических ферментов путем ковалентной модификации . [8] Также было обнаружено, что этот гормон оказывает долгосрочное воздействие на экспрессию липогенных генов. Предполагается, что этот эффект происходит через транскрипционный фактор SREBP-1 , где ассоциация инсулина и SREBP-1 приводит к экспрессии гена глюкокиназы . [9] Предполагается, что взаимодействие экспрессии глюкозы и липогенных генов регулируется увеличением концентрации неизвестного метаболита глюкозы за счет активности глюкокиназы.

Другим гормоном, который может влиять на липогенез через путь SREBP-1, является лептин . Он участвует в этом процессе, ограничивая накопление жира за счет ингибирования потребления глюкозы и вмешательства в другие метаболические пути жировой ткани. [1] Ингибирование липогенеза происходит за счет снижения экспрессии генов жирных кислот и триглицеридов . [10] Было обнаружено, что благодаря стимулированию окисления жирных кислот и ингибированию липогенеза лептин контролирует высвобождение накопленной глюкозы из жировых тканей. [1]

Другими гормонами, которые предотвращают стимуляцию липогенеза в жировых клетках, являются гормоны роста (ГР). Гормоны роста приводят к потере жира, но стимулируют рост мышечной массы. [11] Один из предполагаемых механизмов работы гормона заключается в том, что гормоны роста влияют на передачу сигналов инсулина, тем самым снижая чувствительность к инсулину и, в свою очередь, снижая экспрессию синтазы жирных кислот. [12] Другой предложенный механизм предполагает, что гормоны роста могут фосфорилировать с помощью STAT5A и STAT5B , факторов транскрипции , которые являются частью семейства преобразователей сигналов и активаторов транскрипции (STAT). [13]

Есть также данные, свидетельствующие о том, что белок, стимулирующий ацилирование (ASP), способствует агрегации триглицеридов в жировых клетках. [14] Эта агрегация триглицеридов происходит за счет увеличения синтеза триглицеридов. [15]

Дефосфорилирование ПДГ

[ редактировать ]

Инсулин стимулирует активность пируватдегидрогеназной фосфатазы . Фосфатаза удаляет фосфат из пируватдегидрогеназы, активируя ее и позволяя превратить пируват в ацетил-КоА. Этот механизм приводит к увеличению скорости катализа этого фермента, поэтому повышается уровень ацетил-КоА. Повышенный уровень ацетил-КоА увеличит поток не только через путь синтеза жира, но и через цикл лимонной кислоты.

Ацетил-КоА-карбоксилаза

[ редактировать ]

Инсулин влияет на АСС аналогично ПДГ. Это приводит к его дефосфорилированию за счет активации фосфатазы PP2A, активность которой приводит к активации фермента. Глюкагон оказывает антагонистическое действие и усиливает фосфорилирование, дезактивацию, тем самым ингибируя АСС и замедляя синтез жиров.

Влияние АСС влияет на скорость превращения ацетил-КоА в малонил-КоА. Повышенный уровень малонил-КоА сдвигает равновесие и увеличивает выработку жирных кислот посредством биосинтеза. Длинноцепочечные жирные кислоты являются отрицательными аллостерическими регуляторами АСС, поэтому, когда в клетке имеется достаточное количество длинноцепочечных жирных кислот, они в конечном итоге ингибируют активность АСС и останавливают синтез жирных кислот.

Концентрации АМФ и АТФ в клетке действуют как мера потребностей клетки в АТФ. Когда АТФ истощается, уровень 5'АМФ повышается. Это повышение активирует АМФ-активируемую протеинкиназу , которая фосфорилирует АСС и тем самым ингибирует синтез жира. Это полезный способ гарантировать, что глюкоза не будет направляться в пути хранения в периоды, когда уровень энергии низкий.

АСС также активируется цитратом. Когда в цитоплазме клеток имеется большое количество ацетил-КоА, необходимого для синтеза жира, он происходит с соответствующей скоростью.

Транскрипционная регуляция

[ редактировать ]

SREBP играют роль в пищевом или гормональном воздействии на экспрессию липогенных генов. Было обнаружено, что [16]

Сверхэкспрессия SREBP-1a или SREBP-1c в клетках печени мышей приводит к накоплению печеночных триглицеридов и более высоким уровням экспрессии липогенных генов. [17]

Экспрессия липогенных генов в печени посредством глюкозы и инсулина регулируется SREBP-1. [18] Влияние глюкозы и инсулина на фактор транскрипции может происходить различными путями; есть данные, свидетельствующие о том, что инсулин способствует экспрессии мРНК SREBP-1 в адипоцитах. [19] и гепатоциты. [20] Также было высказано предположение, что гормон увеличивает активацию транскрипции SREBP-1 посредством MAP-киназно-зависимого фосфорилирования независимо от изменений уровней мРНК. [21] Было показано, что наряду с инсулином глюкоза способствует активности SREBP-1 и экспрессии мРНК. [22]

  1. ^ Перейти обратно: а б с д и Керстен С. (апрель 2001 г.). «Механизмы пищевой и гормональной регуляции липогенеза» . Представитель ЭМБО . 2 (4): 282–6. doi : 10.1093/embo-reports/kve071 . ПМЦ   1083868 . ПМИД   11306547 .
  2. ^ Хоффман, Саймон; Альварес, Даниэль; Адели, Хосров (2019). «Кишечный липогенез: как углеводы влияют на выработку триглицеридов в кишечнике» . Текущее мнение о клиническом питании и метаболической помощи . 22 (4): 284–288. дои : 10.1097/MCO.0000000000000569 . ISSN   1473-6519 . ПМИД   31107259 . S2CID   159039179 .
  3. ^ Фигероа-Хуарес, Элизабет; Норьега, Лилия Г.; Перес-Монтер, Карлос; Герман, Габриэла; Эрнандес-Пандо, Рохелио; Корреа-Роттер, Рикардо; Рамирес, Виктория; Товар, Армандо Р.; Торре-Вильяльвазо, Иван; Товар-Паласио, Клаудия (07 января 2021 г.). «Роль развернутого белкового ответа на почечный липогенез у мышей C57BL/6» . Биомолекулы . 11 (1): 73. doi : 10.3390/biom11010073 . ISSN   2218-273X . ПМЦ   7825661 . ПМИД   33430288 .
  4. ^ Лопес, Мигель; Видаль-Пуч, Антонио (2008). «Липогенез головного мозга и регуляция энергетического обмена» . Текущее мнение о клиническом питании и метаболической помощи . 11 (4): 483–490. дои : 10.1097/MCO.0b013e328302f3d8 . ISSN   1363-1950 . ПМИД   18542011 . S2CID   40680910 .
  5. ^ Элмхерстский колледж. «Липогенез» . Архивировано из оригинала 21 декабря 2007 г. Проверено 22 декабря 2007 г.
  6. ^ Дж. Пирс (1983). «Синтез жирных кислот в печени и жировой ткани» . Труды Общества питания . 42 (2): 263–271. дои : 10.1079/PNS19830031 . ПМИД   6351084 .
  7. ^ Страйер и др. , стр. 733–739.
  8. ^ Асимакопулос-Жаннет, Ф.; Бришар, С.; Ренкюрель, Ф.; Кузин, И.; Жанрено, Б. (1 февраля 1995 г.). «Влияние гиперинсулинемии in vivo на липогенные ферменты и экспрессию переносчиков глюкозы в печени и жировых тканях крыс». Метаболизм: клинический и экспериментальный . 44 (2): 228–233. дои : 10.1016/0026-0495(95)90270-8 . ISSN   0026-0495 . ПМИД   7869920 .
  9. ^ Форец, М.; Гишар, К.; Ферре, П.; Фуфель, Ф. (26 октября 1999 г.). «Белок-1c, связывающий регуляторный элемент стерола, является основным медиатором действия инсулина на печеночную экспрессию глюкокиназы и генов, связанных с липогенезом» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 96 (22): 12737–12742. Бибкод : 1999PNAS...9612737F . дои : 10.1073/pnas.96.22.12737 . ISSN   0027-8424 . ПМК   23076 . ПМИД   10535992 .
  10. ^ Сукас, А.; Коэн, П.; Соччи, Северная Дакота; Фридман, Дж. М. (15 апреля 2000 г.). «Специфические для лептина закономерности экспрессии генов в белой жировой ткани» . Гены и развитие . 14 (8): 963–980. ISSN   0890-9369 . ПМК   316534 . ПМИД   10783168 .
  11. ^ Этертон, Т.Д. (1 ноября 2000 г.). «Биология соматотропина в росте жировой ткани и распределении питательных веществ» . Журнал питания . 130 (11): 2623–2625. дои : 10.1093/jn/130.11.2623 . ISSN   0022-3166 . ПМИД   11053496 .
  12. ^ Инь, Д.; Кларк, SD; Питерс, Дж.Л.; Этертон, Т.Д. (1 мая 1998 г.). «Соматотропин-зависимое снижение содержания мРНК синтазы жирных кислот в адипоцитах 3T3-F442A является результатом снижения как транскрипции генов, так и стабильности мРНК» . Биохимический журнал . 331 (Часть 3) (3): 815–820. дои : 10.1042/bj3310815 . ISSN   0264-6021 . ПМК   1219422 . ПМИД   9560309 .
  13. ^ Теглунд, С.; Маккей, К.; Шуец, Э.; ван Дёрсен, Дж. М.; Стравоподис, Д.; Ван, Д.; Браун, М.; Боднер, С.; Гросвельд, Г. (29 мая 1998 г.). «Белки Stat5a и Stat5b играют важную и несущественную или дублирующую роль в цитокиновых реакциях» . Клетка . 93 (5): 841–850. дои : 10.1016/s0092-8674(00)81444-0 . ISSN   0092-8674 . ПМИД   9630227 . S2CID   8683727 .
  14. ^ Снайдерман, А.Д.; Масловская, М.; Чианфлоне, К. (1 июня 2000 г.). «О мышах, мужчинах (и женщинах) и пути белка, стимулирующего ацилирование». Современное мнение в липидологии . 11 (3): 291–296. дои : 10.1097/00041433-200006000-00010 . ISSN   0957-9672 . ПМИД   10882345 .
  15. ^ Мюррей, И.; Снайдерман, А.Д.; Чианфлоне, К. (1 сентября 1999 г.). «Увеличенный клиренс триглицеридов с помощью внутрибрюшинного человеческого белка, стимулирующего ацилирование, у мышей C57BL/6». Американский журнал физиологии . 277 (3 ч. 1): E474–480. дои : 10.1152/ajpendo.1999.277.3.E474 . ISSN   0002-9513 . ПМИД   10484359 .
  16. ^ Хуа, Х; Ёкояма, К; Ву, Дж; Бриггс, MR; Браун, Миссисипи; Гольдштейн, Дж. Л.; Ван, X (15 декабря 1993 г.). «SREBP-2, второй белок основной спирали-петли-спирали-лейциновой молнии, который стимулирует транскрипцию путем связывания с регуляторным элементом стерола» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 90 (24): 11603–11607. Бибкод : 1993PNAS...9011603H . дои : 10.1073/pnas.90.24.11603 . ISSN   0027-8424 . ПМК   48032 . ПМИД   7903453 .
  17. ^ Хортон, доктор медицинских наук; Шимомура, И. (1 апреля 1999 г.). «Белки, связывающие регуляторные элементы стерола: активаторы биосинтеза холестерина и жирных кислот». Современное мнение в липидологии . 10 (2): 143–150. дои : 10.1097/00041433-199904000-00008 . ISSN   0957-9672 . ПМИД   10327282 .
  18. ^ Шимано, Х.; Яхаги, Н.; Амемия-Кудо, М.; Хэсти, АХ; Осуга, Дж.; Тамура, Ю.; Шионойри, Ф.; Иидзука, Ю.; Охаси, К. (10 декабря 1999 г.). «Белок-1, связывающий регуляторный элемент стерола, как ключевой фактор транскрипции для пищевой индукции генов липогенных ферментов» . Журнал биологической химии . 274 (50): 35832–35839. дои : 10.1074/jbc.274.50.35832 . ISSN   0021-9258 . ПМИД   10585467 .
  19. ^ Ким, Дж.Б.; Сарраф, П; Райт, М; Яо, К.М.; Мюллер, Э; Соланес, Г; Лоуэлл, BB; Шпигельман, Б.М. (1 января 1998 г.). «Питание и инсулиновая регуляция экспрессии генов синтетазы жирных кислот и лептина посредством ADD1/SREBP1» (PDF) . Журнал клинических исследований . 101 (1): 1–9. дои : 10.1172/JCI1411 . ISSN   0021-9738 . ПМК   508533 . ПМИД   9421459 .
  20. ^ Форец, Марк; Пако, Коринн; Дюгейл, Изабель; Лемаршан, Патрисия; Гишар, Колетт; ле Льепвр, Ксавье; Бертелье-Лубрано, Сесиль; Шпигельман, Брюс; Ким, Джэ Бом (1 мая 1999 г.). «ADD1/SREBP-1c необходим для активации экспрессии липогенных генов печени под действием глюкозы» . Молекулярная и клеточная биология . 19 (5): 3760–3768. дои : 10.1128/mcb.19.5.3760 . ISSN   0270-7306 . ПМЦ   84202 . ПМИД   10207099 .
  21. ^ Рот, Г.; Коцка, Дж.; Кремер, Л.; Лер, С.; Лохаус, К.; Мейер, HE; Кроун, В.; Мюллер-Виланд, Д. (27 октября 2000 г.). «MAP-киназы Erk1/2 фосфорилируют белок, связывающий регуляторный элемент стерина (SREBP)-1a, по серину 117 in vitro» . Журнал биологической химии . 275 (43): 33302–33307. дои : 10.1074/jbc.M005425200 . ISSN   0021-9258 . ПМИД   10915800 .
  22. ^ Хэсти, АХ; Шимано, Х.; Яхаги, Н.; Амемия-Кудо, М.; Перри, С.; Ёсикава, Т.; Осуга, Дж.; Оказаки, Х.; Тамура, Ю. (6 октября 2000 г.). «Белок-1, связывающий регуляторный элемент стерола, регулируется глюкозой на уровне транскрипции» . Журнал биологической химии . 275 (40): 31069–31077. дои : 10.1074/jbc.M003335200 . ISSN   0021-9258 . ПМИД   10913129 .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: d16f14868a062efb25ce5d378416e163__1717151220
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/d1/63/d16f14868a062efb25ce5d378416e163.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Lipogenesis - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)