वसा और कार्बोहाइड्रेट का संश्लेषण होता है। कार्बोहाइड्रेट से ट्राइग्लिसराइड्स का संश्लेषण। कार्बोहाइड्रेट से वसा के संश्लेषण के चरण। मांसपेशी फाइबर की सेलुलर संरचना

3.3। वसा का संश्लेषण

वसा को ग्लिसरॉल और फैटी एसिड से संश्लेषित किया जाता है। शरीर में ग्लिसरीन वसा (भोजन या अपना) के टूटने के दौरान होता है, और कार्बोहाइड्रेट से भी आसानी से बनता है। फैटी एसिड को एसिटाइल कोएंजाइम ए से संश्लेषित किया जाता है, जो शरीर का एक सार्वभौमिक मेटाबोलाइट है। इस संश्लेषण के लिए अभी भी हाइड्रोजन (एनएडीपीएच 2 के रूप में) और एटीपी की ऊर्जा की आवश्यकता होती है। शरीर केवल संतृप्त और मोनोअनसैचुरेटेड (एक डबल बॉन्ड वाले) को संश्लेषित करता है वसा अम्ल. उनके अणु (पॉलीअनसैचुरेटेड) में दो या दो से अधिक दोहरे बंधन वाले एसिड शरीर में संश्लेषित नहीं होते हैं और उन्हें भोजन के साथ आपूर्ति की जानी चाहिए। वसा के संश्लेषण के लिए भी फैटी एसिड का उपयोग किया जा सकता है - भोजन और स्वयं के वसा के हाइड्रोलिसिस उत्पाद।

वसा संश्लेषण में सभी प्रतिभागियों को एक सक्रिय रूप में होना चाहिए: ग्लिसरॉल ग्लिसरॉस्फेट के रूप में, और फैटी एसिड एसाइल सह-एंजाइम ए के रूप में। वसा संश्लेषण कोशिकाओं के साइटोप्लाज्म (मुख्य रूप से वसा ऊतक, यकृत,) में किया जाता है। छोटी आंत) और निम्नलिखित योजना के अनुसार आगे बढ़ता है

इस बात पर जोर दिया जाना चाहिए कि कार्बोहाइड्रेट से ग्लिसरॉल और फैटी एसिड प्राप्त किए जा सकते हैं। इसलिए कब अधिक खपतएक गतिहीन जीवन शैली की पृष्ठभूमि के खिलाफ कार्बोहाइड्रेट मोटापा विकसित करता है।

व्याख्यान 4. प्रोटीन चयापचय

4.1। प्रोटीन अपचय

शरीर की कोशिकाओं को बनाने वाले प्रोटीन भी इंट्रासेल्युलर के प्रभाव में लगातार क्षय के अधीन होते हैं प्रोटियोलिटिक एंजाइम्सबुलाया इंट्रासेल्युलर प्रोटीनेसया कैथेप्सिन।ये एंजाइम विशेष इंट्रासेल्युलर ऑर्गेनेल - लाइसोसोम में स्थानीयकृत होते हैं। कैथेप्सिन की क्रिया के तहत, शरीर के प्रोटीन भी अमीनो एसिड में परिवर्तित हो जाते हैं। (यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि भोजन और शरीर के अपने प्रोटीन दोनों के टूटने से समान 20 प्रकार के अमीनो एसिड बनते हैं।) शरीर के लगभग 200 ग्राम प्रोटीन प्रति दिन टूट जाते हैं। इसलिए, दिन के दौरान शरीर में लगभग 300 ग्राम मुक्त अमीनो एसिड दिखाई देते हैं।

4.2। प्रोटीन संश्लेषण

प्रोटीन संश्लेषण के लिए अधिकांश अमीनो एसिड का उपयोग किया जाता है। न्यूक्लिक एसिड की अनिवार्य भागीदारी के साथ प्रोटीन का संश्लेषण होता है।

प्रोटीन संश्लेषण का पहला चरण है प्रतिलिपि- आनुवंशिक जानकारी के स्रोत के रूप में डीएनए का उपयोग करके कोशिका के केंद्रक में किया जाता है। आनुवंशिक जानकारी संश्लेषित प्रोटीन की पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं में अमीनो एसिड के क्रम को निर्धारित करती है। यह जानकारी डीएनए अणु में नाइट्रोजनस बेस के अनुक्रम द्वारा एन्कोड की गई है। प्रत्येक अमीनो एसिड को तीन नाइट्रोजेनस बेस के संयोजन से एन्कोड किया जाता है जिसे कहा जाता है कोडोन, या त्रिक. किसी विशेष प्रोटीन के बारे में जानकारी रखने वाले डीएनए अणु के खंड को कहा जाता है "जीन"।संपूरकता के सिद्धांत के अनुसार ट्रांसक्रिप्शन के दौरान डीएनए के इस क्षेत्र में मैसेंजर आरएनए (एमआरएनए) को संश्लेषित किया जाता है। यह न्यूक्लिक एसिड संबंधित जीन की एक प्रति है। परिणामी mRNA नाभिक को छोड़ देता है और साइटोप्लाज्म में प्रवेश करता है। इसी तरह, डीएनए पर, एक मैट्रिक्स की तरह, राइबोसोमल (आरआरएनए) और ट्रांसपोर्ट (टीआरएनए) का संश्लेषण होता है।

दूसरे चरण के दौरान- मान्यता(मान्यता) साइटोप्लाज्म में होने वाली, अमीनो एसिड चुनिंदा रूप से अपने वाहक - ट्रांसफर आरएनए (टीआरएनए) से बंधते हैं। प्रत्येक टीआरएनए अणु लगभग 80 न्यूक्लियोटाइड युक्त एक छोटी पॉलीन्यूक्लियोटाइड श्रृंखला होती है और आंशिक रूप से एक डबल हेलिक्स में मुड़ जाती है, जो "घुमावदार क्लॉवरलीफ" कॉन्फ़िगरेशन की ओर ले जाती है। पॉली न्यूक्लियोटाइड श्रृंखला के एक छोर पर, सभी tRNA में एडिनाइन युक्त न्यूक्लियोटाइड होता है। टीआरएनए अणु के इस छोर से एक एमिनो एसिड जुड़ा हुआ है। अमीनो एसिड अटैचमेंट की साइट के विपरीत लूप में एक एंटीकोडोन होता है जिसमें तीन नाइट्रोजनस बेस होते हैं और बाद में पूरक एमआरएनए कोडन के लिए बाध्यकारी होते हैं। टीआरएनए अणु के साइड लूप में से एक टीआरएनए के लगाव को एंजाइम में शामिल करना सुनिश्चित करता है मान्यता, और दूसरा, पार्श्व, लूप प्रोटीन संश्लेषण के अगले चरण में राइबोसोम के लिए टीआरएनए के लगाव के लिए आवश्यक है।

इस स्तर पर, एटीपी अणु का उपयोग ऊर्जा स्रोत के रूप में किया जाता है। मान्यता के परिणामस्वरूप, एक एमिनो एसिड-टीआरएनए कॉम्प्लेक्स बनता है। इस संबंध में, प्रोटीन संश्लेषण के दूसरे चरण को अमीनो एसिड की सक्रियता कहा जाता है।

प्रोटीन संश्लेषण का तीसरा चरण है प्रसारण- राइबोसोम पर होता है। प्रत्येक राइबोसोम के दो भाग होते हैं - एक बड़ा और छोटा उपकण। रासायनिक संरचना के संदर्भ में, दोनों उप-कणों में आरआरएनए और प्रोटीन होते हैं। राइबोसोम उप-कणों में आसानी से विघटित होने में सक्षम होते हैं, जो फिर से एक दूसरे के साथ मिलकर एक राइबोसोम बनाते हैं। अनुवाद राइबोसोम के उप-कणों में पृथक्करण के साथ शुरू होता है, जो नाभिक से आने वाले mRNA अणु के प्रारंभिक भाग से तुरंत जुड़ जाता है। इस मामले में, उप-कणों (तथाकथित सुरंग) के बीच एक स्थान रहता है, जहां mRNA का एक छोटा क्षेत्र स्थित होता है। फिर, अमीनो एसिड से जुड़े tRNA परिणामी राइबोसोम-एमआरएनए कॉम्प्लेक्स से जुड़े होते हैं। इस परिसर में tRNA का लगाव tRNA के साइड लूप्स में से एक को राइबोसोम से बांधकर और tRNA एंटिकोडन को राइबोसोम सबयूनिट्स के बीच सुरंग में स्थित इसके पूरक mRNA कोडन से बांधकर होता है। इसी समय, अमीनो एसिड के साथ केवल दो tRNA राइबोसोम-एमआरएनए कॉम्प्लेक्स में शामिल हो सकते हैं।

एमआरएनए कोडन के लिए टीआरएनए एंटीकोडोन के विशिष्ट बंधन के कारण, केवल उन टीआरएनए के अणु जिनमें एंटीकोडोन एमआरएनए कोडन के पूरक हैं, सुरंग में स्थित एमआरएनए अणु के खंड में शामिल होते हैं। इसलिए, ये tRNA राइबोसोम को केवल कड़ाई से परिभाषित अमीनो एसिड प्रदान करते हैं। इसके अलावा, अमीनो एसिड एक पेप्टाइड बॉन्ड द्वारा एक दूसरे से जुड़े होते हैं और एक डाइपेप्टाइड बनता है, जो कि एक tRNA से जुड़ा होता है। उसके बाद, राइबोसोम mRNA के साथ बिल्कुल एक कोडन चलता है (राइबोसोम की इस गति को कहा जाता है मार्ग स्थान).

ट्रांसलोकेशन के परिणामस्वरूप, मुक्त (अमीनो एसिड के बिना) tRNA को राइबोसोम से अलग किया जाता है, और टनल ज़ोन में एक नया कोडन दिखाई देता है, जिसमें इस कोडन के अनुरूप अमीनो एसिड वाला एक और tRNA पूरकता के सिद्धांत के अनुसार जुड़ा होता है। . वितरित अमीनो एसिड पहले से बने डाइप्टाइड के साथ जुड़ता है, जिससे पेप्टाइड श्रृंखला का विस्तार होता है। इसके बाद नए स्थानान्तरण होते हैं, रिबोसोम पर अमीनो एसिड के साथ नए tRNAs का प्रवेश होता है, और पेप्टाइड श्रृंखला का और विस्तार होता है।

इस प्रकार, अमीनो एसिड को संश्लेषित प्रोटीन में शामिल करने का क्रम mRNA में कोडन के अनुक्रम द्वारा निर्धारित किया जाता है। पॉलीपेप्टाइड श्रृंखला का संश्लेषण तब पूरा होता है जब एक विशेष कोडन सुरंग में प्रवेश करता है, जो अमीनो एसिड के लिए कोड नहीं करता है और जिससे कोई टीआरएनए शामिल नहीं हो सकता है। ऐसे कोडॉन को टर्मिनेशन कोडॉन कहते हैं।

परिणामस्वरूप, वर्णित तीन चरणों के कारण, पॉलीपेप्टाइड्स संश्लेषित होते हैं, अर्थात, प्रोटीन की प्राथमिक संरचना बनती है। उच्च (स्थानिक) संरचनाएं (द्वितीयक, तृतीयक, चतुर्धातुक) अनायास उत्पन्न होती हैं।

प्रोटीन संश्लेषण एक ऊर्जा गहन प्रक्रिया है। एक संश्लेषित प्रोटीन अणु में केवल एक अमीनो एसिड शामिल करने के लिए कम से कम तीन एटीपी अणुओं की आवश्यकता होती है।

4.3। अमीनो एसिड चयापचय

प्रोटीन के संश्लेषण के अलावा, अमीनो एसिड का उपयोग महान जैविक महत्व के विभिन्न गैर-प्रोटीन यौगिकों के संश्लेषण के लिए भी किया जाता है। अमीनो एसिड का हिस्सा क्षय से गुजरता है और अंतिम उत्पादों में बदल जाता है: CO 2 , H 2 0 और NH 3 क्षय अधिकांश अमीनो एसिड के लिए आम प्रतिक्रियाओं से शुरू होता है।

इसमे शामिल है:

a) डीकार्बाक्सिलेशन - कार्बन डाइऑक्साइड के रूप में कार्बोक्सिल समूह के अमीनो एसिड से दरार:

सभी अमीनो एसिड संक्रामण से गुजरते हैं। इस प्रतिक्रिया में एक कोएंजाइम - फॉस्फोपाइरिडॉक्सल शामिल होता है, जिसके निर्माण के लिए विटामिन बी 6 - पाइरिडोक्सिन की आवश्यकता होती है।

संदूषण शरीर में अमीनो एसिड का मुख्य परिवर्तन है, क्योंकि इसकी दर डीकार्बाक्सिलेशन और डीमिनेशन प्रतिक्रियाओं की तुलना में बहुत अधिक है।

संक्रमण के दो मुख्य कार्य हैं:

a) ट्रांसएमिनेशन के कारण, कुछ अमीनो एसिड दूसरों में परिवर्तित हो सकते हैं। इस मामले में, अमीनो एसिड की कुल संख्या नहीं बदलती है, लेकिन उनके बीच का अनुपात बदल जाता है। भोजन के साथ, विदेशी प्रोटीन शरीर में प्रवेश करते हैं, जिसमें अमीनो एसिड शरीर के प्रोटीन की तुलना में अलग-अलग अनुपात में होते हैं। संदूषण द्वारा, शरीर के अमीनो एसिड संरचना को समायोजित किया जाता है।

बी) एक अभिन्न अंग है अप्रत्यक्ष (अप्रत्यक्ष) deaminationअमीनो एसिड - वह प्रक्रिया जिससे अधिकांश अमीनो एसिड का टूटना शुरू होता है।

इस प्रक्रिया के पहले चरण में, अमीनो एसिड α-ketoglutaric एसिड के साथ एक संक्रमण प्रतिक्रिया में प्रवेश करते हैं। इस मामले में, अमीनो एसिड को α-कीटो एसिड में बदल दिया जाता है, और α-केटोग्लुटरिक एसिड को ग्लूटामिक एसिड (एमिनो एसिड) में बदल दिया जाता है।

दूसरे चरण में, परिणामी ग्लूटामिक एसिड डीमिनेशन से गुजरता है, एनएच 3 इससे अलग हो जाता है, और α-केटोग्लुटरिक एसिड फिर से बनता है। परिणामी α-केटो एसिड आगे गहरे अपघटन से गुजरते हैं और अंतिम उत्पाद CO 2 और H 2 0 में बदल जाते हैं। 20 कीटो एसिड में से प्रत्येक (जितने प्रकार के अमीनो एसिड होते हैं उतने बनते हैं) के अपने विशिष्ट क्षरण मार्ग होते हैं। हालांकि, कुछ अमीनो एसिड के टूटने के दौरान, पाइरुविक एसिड एक मध्यवर्ती उत्पाद के रूप में बनता है, जिससे ग्लूकोज को संश्लेषित किया जा सकता है। इसलिए, जिन अमीनो एसिड से ऐसे कीटो एसिड उत्पन्न होते हैं, कहलाते हैं ग्लूकोजेनिक।अन्य कीटो अम्ल अपघटन के दौरान पाइरूवेट नहीं बनाते हैं। उनका मध्यवर्ती उत्पाद एसिटाइल कोएंजाइम ए है, जिससे ग्लूकोज प्राप्त करना असंभव है, लेकिन कीटोन निकायों को संश्लेषित किया जा सकता है। ऐसे कीटो एसिड के अनुरूप अमीनो एसिड को केटोजेनिक कहा जाता है।

अमीनो एसिड के अप्रत्यक्ष डीमिनेशन का दूसरा उत्पाद अमोनिया है। अमोनिया शरीर के लिए अत्यधिक विषैला होता है। इसलिए, शरीर में इसके न्यूट्रलाइजेशन के लिए आणविक तंत्र हैं। जैसे ही NH 3 बनता है, यह ग्लूटामिक एसिड के साथ ग्लूटामाइन बनाने के लिए सभी ऊतकों में बंध जाता है। यह अमोनिया का अस्थायी निराकरण।रक्त प्रवाह के साथ, ग्लूटामाइन यकृत में प्रवेश करता है, जहां यह फिर से ग्लूटामिक एसिड और NH3 में टूट जाता है। रक्त के साथ परिणामी ग्लूटामिक एसिड फिर से अमोनिया के नए भागों को बेअसर करने के लिए अंगों में प्रवेश करता है। जारी अमोनिया, साथ ही यकृत में कार्बन डाइऑक्साइड, संश्लेषण के लिए उपयोग किया जाता है यूरिया।

यूरिया का संश्लेषण एक चक्रीय, बहु-चरणीय प्रक्रिया है जो खपत करती है एक बड़ी संख्या कीऊर्जा। यूरिया के संश्लेषण में अमीनो एसिड ऑर्निथिन बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। यह अमीनो एसिड प्रोटीन में नहीं पाया जाता है। ओर्निथिन एक अन्य अमीनो अम्ल से बनता है - आर्गिनिन,जो प्रोटीन में मौजूद होता है। ऑर्निथिन की महत्वपूर्ण भूमिका के संबंध में यूरिया संश्लेषण कहा जाता है ऑर्निथिन चक्र।

संश्लेषण की प्रक्रिया में, अमोनिया के दो अणु और कार्बन डाइऑक्साइड का एक अणु ऑर्निथिन से जुड़ा होता है, और ऑर्निथिन आर्गिनिन में बदल जाता है, जिससे यूरिया तुरंत अलग हो जाता है, और ऑर्निथिन फिर से बनता है। ऑर्निथिन और आर्जिनिन के साथ, अमीनो एसिड भी यूरिया के निर्माण में शामिल होते हैं: glutamineतथा एस्पार्टिक अम्ल।ग्लूटामाइन अमोनिया का आपूर्तिकर्ता है, और एस्पार्टिक एसिड इसका वाहक है।

यूरिया का संश्लेषण है अमोनिया का अंतिम निराकरण।यकृत से रक्त के साथ, यूरिया गुर्दे में प्रवेश करता है और मूत्र में उत्सर्जित होता है। प्रतिदिन 20-35 ग्राम यूरिया बनता है। मूत्र में यूरिया का उत्सर्जन शरीर में प्रोटीन के टूटने की दर को दर्शाता है।

धारा 3. मांसपेशियों के ऊतकों की जैव रसायन

व्याख्यान 5. स्नायु जैव रसायन

5.1. सेल संरचनामांसपेशी तंतु

जानवरों और मनुष्यों की दो मुख्य प्रकार की मांसपेशियां होती हैं: धारीदारतथा चिकना।धारीदार मांसपेशियां हड्डियों से जुड़ी होती हैं, यानी कंकाल से, और इसलिए उन्हें कंकाल भी कहा जाता है। धारीदार मांसपेशी फाइबर भी हृदय की मांसपेशी - मायोकार्डियम का आधार बनाते हैं, हालांकि मायोकार्डियम और कंकाल की मांसपेशियों की संरचना में कुछ अंतर हैं। चिकनी मांसपेशियां दीवार की मांसलता बनाती हैं रक्त वाहिकाएं, आंतों, तर ऊतक आंतरिक अंगऔर त्वचा।

प्रत्येक धारीदार पेशी में कई हजार तंतु होते हैं, जो संयोजी ऊतक परतों और एक ही म्यान से एकजुट होते हैं - प्रावरणी।स्नायु तंतु (मायोसाइट्स) 2-3 सेंटीमीटर तक लंबी बड़ी बहुसंस्कृति कोशिकाएं होती हैं, और कुछ मांसपेशियों में 10 सेमी से भी अधिक होती हैं।मांसपेशियों की कोशिकाओं की मोटाई लगभग 0.1-0.2 मिमी होती है।

किसी सेल की तरह मायोसाइटनाभिक, माइटोकॉन्ड्रिया, राइबोसोम, साइटोप्लाज्मिक रेटिकुलम और सेल वॉल जैसे अनिवार्य ऑर्गेनेल शामिल हैं। मायोसाइट्स की एक विशेषता जो उन्हें अन्य कोशिकाओं से अलग करती है, सिकुड़ा हुआ तत्वों की उपस्थिति है - मायोफिब्रिल्स।

नाभिकएक खोल से घिरा हुआ - न्यूक्लियोलेम्मा और इसमें मुख्य रूप से न्यूक्लियोप्रोटीन होते हैं। नाभिक में प्रोटीन संश्लेषण के लिए आनुवंशिक जानकारी होती है।

राइबोसोम- इंट्रासेल्युलर फॉर्मेशन जो रासायनिक रूप से न्यूक्लियोप्रोटीन हैं। प्रोटीन संश्लेषण राइबोसोम पर होता है।

माइटोकॉन्ड्रिया- आकार में 2-3 माइक्रोन तक के सूक्ष्म बुलबुले, एक दोहरी झिल्ली से घिरे होते हैं। माइटोकॉन्ड्रिया में, आणविक ऑक्सीजन (वायु ऑक्सीजन) का उपयोग करके कार्बोहाइड्रेट, वसा और अमीनो एसिड कार्बन डाइऑक्साइड और पानी में ऑक्सीकृत होते हैं। ऑक्सीकरण के दौरान जारी ऊर्जा के कारण माइटोकॉन्ड्रिया में एटीपी संश्लेषण होता है। प्रशिक्षित मांसपेशियों में, माइटोकॉन्ड्रिया असंख्य होते हैं और मायोफिब्रिल के साथ स्थित होते हैं।

साइटोप्लाज्मिक रेटिकुलम(sarcoplasmic reticulum, sarcoplasmic reticulum) झिल्लियों द्वारा निर्मित नलिकाएं, नलिकाएं और पुटिकाएं होती हैं और एक दूसरे से जुड़ी होती हैं। सारकोप्लाज्मिक रेटिकुलम, टी-सिस्टम नामक विशेष ट्यूबों की मदद से, मांसपेशी कोशिका के खोल से जुड़ा होता है - सरकोलेममा। सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम में विशेष रूप से नोट वेसिकल्स कहलाते हैं सिस्टर्नहमऔर कैल्शियम आयनों की उच्च सांद्रता युक्त। सिस्टर्न में, सीए 2+ आयनों की सामग्री साइटोसोल की तुलना में लगभग एक हजार गुना अधिक है। कैल्शियम आयनों की इतनी उच्च सांद्रता प्रवणता एंजाइम के कार्य करने के कारण होती है - कैल्शियम एडेनोसाइन ट्राइ- फॉस्फेट(कैल्शियम ATPase) टैंक की दीवार में एम्बेडेड। यह एंजाइम एटीपी के हाइड्रोलिसिस को उत्प्रेरित करता है और इस मामले में जारी ऊर्जा के कारण कैल्शियम आयनों को टैंकों में स्थानांतरित करना सुनिश्चित करता है। कैल्शियम आयनों के परिवहन के इस तंत्र को आलंकारिक रूप से कहा जाता है कैल्शियमपंप,या कैल्शियम पंप।

कोशिका द्रव्य(साइटोसोल, सरकोप्लाज्म) मायोसाइट्स के आंतरिक स्थान पर कब्जा कर लेता है और एक कोलाइडयन समाधान है जिसमें प्रोटीन, ग्लाइकोजन, वसा की बूंदें और अन्य समावेशन होते हैं। सरकोप्लाज्मिक प्रोटीन सभी मांसपेशियों के प्रोटीन का 25-30% हिस्सा होता है। सार्कोप्लाज्मिक प्रोटीन में सक्रिय एंजाइम होते हैं। इनमें मुख्य रूप से ग्लाइकोलाइसिस एंजाइम शामिल हैं जो ग्लाइकोजन या ग्लूकोज को पाइरुविक या लैक्टिक एसिड में तोड़ते हैं। एक अन्य महत्वपूर्ण सार्कोप्लाज्मिक एंजाइम है creatine काइनेजमांसपेशियों के काम की ऊर्जा आपूर्ति में शामिल। सार्कोप्लाज्मिक प्रोटीन मायोग्लोबिन विशेष ध्यान देने योग्य है, जो संरचना में रक्त प्रोटीन, हीमोग्लोबिन के सब यूनिटों में से एक के समान है। मायोग्लोबिन में एक पॉलीपेप्टाइड और एक हीम होता है। मायोग्लोबिन का कार्य आणविक ऑक्सीजन को बांधना है। इस प्रोटीन के लिए धन्यवाद, मांसपेशियों के ऊतकों में ऑक्सीजन की एक निश्चित आपूर्ति होती है। पर पिछले साल कामायोग्लोबिन का एक अन्य कार्य स्थापित किया गया है - यह सरकोलेममा से मांसपेशी माइटोकॉन्ड्रिया में 0 2 का स्थानांतरण है।

सारकोप्लाज्म में प्रोटीन के अलावा गैर-प्रोटीन नाइट्रोजन युक्त पदार्थ होते हैं। उन्हें प्रोटीन के विपरीत, निकालने वाले पदार्थ कहा जाता है, क्योंकि वे आसानी से पानी से निकाले जाते हैं। उनमें एटीपी, एडीपी, एएमपी और अन्य न्यूक्लियोटाइड्स के एडेनिल न्यूक्लियोटाइड्स हैं, जिनमें एटीपी प्रबल होता है। स्थिर अवस्था में ATP की सांद्रता लगभग 4-5 mmol/kg होती है। एक्सट्रैक्टिव्स भी शामिल हैं क्रिएटिन फॉस्फेट,इसके पूर्ववर्ती - क्रिएटिन और क्रिएटिन फॉस्फेट के अपरिवर्तनीय टूटने का उत्पाद - क्रिएटिनिन। परक्रिएटिन फॉस्फेट की विश्राम सांद्रता आमतौर पर 15-25 mmol/kg होती है। अमीनो एसिड, ग्लूटामिक एसिड और ग्लूटामाइन।

मांसपेशी ऊतक में मुख्य कार्बोहाइड्रेट है ग्लाइकोजन।ग्लाइकोजन की सांद्रता 0.2-3% से होती है। व्यंग्यात्मकता में मुक्त ग्लूकोज बहुत कम सांद्रता में निहित होता है - इसके केवल निशान होते हैं। सार्कोप्लाज्म में मांसपेशियों के काम की प्रक्रिया में कार्बोहाइड्रेट चयापचय के उत्पादों का संचय होता है - लैक्टेट और पाइरूवेट।

पुरस-संबंधी मोटाप्रोटीन के लिए बाध्य और 1% की एकाग्रता पर उपलब्ध है। फालतू चर्बीधीरज के लिए प्रशिक्षित मांसपेशियों में जमा होता है।

5.2। सरकोलेममा की संरचना

प्रत्येक मांसपेशी फाइबर एक कोशिका झिल्ली से घिरा होता है - सरकोलेममा।सरकोलेममा लगभग 10 एनएम मोटी एक लिलोप्रोटीन झिल्ली है। बाहर, सरकोलेममा कोलेजन प्रोटीन के आपस में गुंथे हुए तंतुओं के एक नेटवर्क से घिरा होता है। मांसपेशियों के संकुचन के दौरान, कोलेजन म्यान में लोचदार बल उत्पन्न होते हैं, जिसके कारण, आराम करने पर, मांसपेशी फाइबर खिंचता है और अपनी मूल स्थिति में लौट आता है। मोटर तंत्रिकाओं के अंत सरकोलेममा तक पहुंचते हैं। तंत्रिका अंत और सरकोलेममा के बीच संपर्क का बिंदु कहा जाता है न्यूरोमस्कुलर सिनैप्स,या टर्मिनल न्यूरल प्लेट।

सिकुड़ा हुआ तत्व - मायोफिब्रिल्स- अधिकांश मांसपेशियों की कोशिकाओं पर कब्जा कर लें, उनका व्यास लगभग 1 माइक्रोन है। अप्रशिक्षित पेशियों में मायोफिब्रिल्स बिखरे हुए होते हैं, और प्रशिक्षित पेशियों में उन्हें बंडलों में समूहित किया जाता है जिन्हें कहा जाता है कोन्हाइम फ़ील्ड्स।

5.3। अनिसोट्रोपिक और आइसोट्रोपिक डिस्क की संरचना

मायोफिब्रिल्स की संरचना के सूक्ष्म अध्ययन से पता चला है कि उनमें बारी-बारी से प्रकाश और अंधेरे क्षेत्र, या डिस्क होते हैं। मांसपेशियों की कोशिकाओं में, मायोफिब्रिल्स इस तरह से व्यवस्थित होते हैं कि आसन्न मायोफिब्रिल्स के प्रकाश और अंधेरे क्षेत्र मेल खाते हैं, जो एक माइक्रोस्कोप के नीचे दिखाई देने वाले पूरे मांसपेशी फाइबर का एक अनुप्रस्थ स्ट्रीप बनाता है। यह पाया गया कि मायोफिब्रिल्स जटिल संरचनाएं हैं, बदले में, बड़ी संख्या में दो प्रकार के मांसपेशी फिलामेंट्स (प्रोटोफिब्रिल्स, या फिलामेंट्स) से निर्मित होते हैं - मोटातथा पतला।मोटे धागे का व्यास 15 एनएम, पतला - 7 एनएम होता है।

मायोफिब्रिल्स में समानांतर मोटे और पतले तंतुओं के वैकल्पिक बंडल होते हैं, जो सिरों पर एक दूसरे में जाते हैं। मायोफिब्रिल का खंड, जिसमें मोटे तंतु होते हैं और उनके बीच स्थित पतले तंतुओं के सिरे होते हैं, में द्विअर्थी होता है। माइक्रोस्कोपी के तहत, यह क्षेत्र दृश्य प्रकाश या इलेक्ट्रॉनों के प्रवाह (इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप का उपयोग करते समय) को फँसाता है और इसलिए अंधेरा दिखाई देता है। ऐसे क्षेत्र कहलाते हैं अनिसोट्रोपिक,या अंधेरा, डिस्क (ए-डिस्क)।

मायोफिब्रिल्स के हल्के क्षेत्रों में पतले तंतुओं के मध्य भाग होते हैं। वे अपेक्षाकृत आसानी से प्रकाश किरणों या इलेक्ट्रॉनों की एक धारा को संचारित करते हैं, क्योंकि उनके पास बायरफ्रिंसेंस नहीं होता है और उन्हें कहा जाता है समदैशिकया प्रकाश, डिस्क (मैं-डिस्क)।पतले तंतुओं के बंडल के बीच में, प्रोटीन की एक पतली प्लेट अनुप्रस्थ स्थित होती है, जो अंतरिक्ष में मांसपेशियों के तंतुओं की स्थिति को ठीक करती है। यह प्लेट आई-डिस्क पर चलने वाली एक रेखा के रूप में एक माइक्रोस्कोप के नीचे स्पष्ट रूप से दिखाई देती है, और इसका नाम है जेड-तश्तरी।

आसन्न 2-लाइनों के बीच मायोफिब्रिल के खंड को कहा जाता है सार्कोमेरे।इसकी लंबाई 2.5-3 माइक्रोन है। प्रत्येक मायोफिब्रिल में कई सौ सरकोमेर्स (1000 तक) होते हैं।

5.4। सिकुड़ा हुआ प्रोटीन की संरचना और गुण

मायोफिब्रिल्स की रासायनिक संरचना के अध्ययन से पता चला है कि मोटे और पतले फिलामेंट्स में केवल प्रोटीन होते हैं।

मोटे तंतु प्रोटीन के बने होते हैं मायोसिन।मायोसिन एक प्रोटीन है जिसका आणविक भार लगभग 500 kDa है, जिसमें दो बहुत लंबी पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाएँ होती हैं। ये जंजीरें एक डबल हेलिक्स बनाती हैं, लेकिन एक सिरे पर ये धागे अलग हो जाते हैं और एक गोलाकार गठन बनाते हैं - एक गोलाकार सिर। इसलिए, मायोसिन अणु में दो भाग होते हैं - एक गोलाकार सिर और एक पूंछ। मोटे फिलामेंट में लगभग 300 मायोसिन अणु होते हैं, और मोटे फिलामेंट के क्रॉस सेक्शन पर 18 मायोसिन अणु पाए जाते हैं। मोटे तंतुओं में मायोसिन अणु अपनी पूंछ के साथ परस्पर जुड़ते हैं, और उनके सिर एक नियमित सर्पिल में मोटे तंतु से फैलते हैं। मायोसिन हेड्स में दो महत्वपूर्ण साइट (केंद्र) हैं। उनमें से एक एटीपी के हाइड्रोलाइटिक दरार को उत्प्रेरित करता है, अर्थात, एंजाइम की सक्रिय साइट से मेल खाता है। मायोसिन की ATPase गतिविधि की खोज सबसे पहले रूसी बायोकेमिस्ट एंगेलहार्ड्ट और ल्यूबिमोवा ने की थी। मायोसिन सिर का दूसरा खंड मांसपेशियों के संकुचन के दौरान पतले तंतुओं के प्रोटीन के साथ मोटे तंतुओं के संबंध को सुनिश्चित करता है - एकेकीचड़।

पतले तंतु तीन प्रोटीनों से बने होते हैं: एक्टिन, ट्रोपोनिनतथा ट्रोपोमायोसिन।

पतले तंतुओं का मुख्य प्रोटीन - एक्टिन।एक्टिन एक गोलाकार प्रोटीन है जिसका आणविक भार 42 kDa है। इस प्रोटीन के दो महत्वपूर्ण गुण हैं। सबसे पहले, यह लंबी श्रृंखलाओं के गठन के साथ पोलीमराइज़ करने की एक उच्च क्षमता प्रदर्शित करता है, जिसे कहा जाता है तंतुमयएक्टिनोम(मोतियों की एक स्ट्रिंग के साथ तुलना की जा सकती है)। दूसरे, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, एक्टिन मायोसिन हेड्स से जुड़ सकता है, जिससे पतले और मोटे तंतुओं के बीच अनुप्रस्थ पुलों या आसंजनों का निर्माण होता है।

एक पतले धागे का आधार फाइब्रिलर एक्टिन की दो श्रृंखलाओं का एक डबल हेलिक्स होता है, जिसमें ग्लोबुलर एक्टिन के लगभग 300 अणु होते हैं (जैसे मोतियों की दो किस्में एक डबल हेलिक्स में मुड़ जाती हैं, प्रत्येक मनका गोलाकार एक्टिन से मेल खाती है)।

पतले तंतुओं का एक और प्रोटीन - ट्रोपोमायोसिन- एक डबल हेलिक्स का रूप भी है, लेकिन यह हेलिक्स पॉलीपेप्टाइड श्रृंखलाओं द्वारा बनता है और एक्टिन के डबल हेलिक्स की तुलना में आकार में बहुत छोटा होता है। ट्रोपोमायोसिन फाइब्रिलर एक्टिन के डबल हेलिक्स के खांचे में स्थित है।

पतले तंतुओं का तीसरा प्रोटीन - ट्रोपोनिन- ट्रोपोमायोसिन से जुड़ता है और एक्टिन ग्रूव में अपनी स्थिति को ठीक करता है, जो पतले फिलामेंट्स के गोलाकार एक्टिन के अणुओं के साथ मायोसिन हेड्स की बातचीत को रोकता है।

5.5। मांसपेशियों के संकुचन का तंत्र

मांसपेशी में संकुचनएक जटिल मेकेनोकेमिकल प्रक्रिया है जिसके दौरान एटीपी के हाइड्रोलाइटिक ब्रेकडाउन की रासायनिक ऊर्जा मांसपेशियों द्वारा किए जाने वाले यांत्रिक कार्य में परिवर्तित हो जाती है।

वर्तमान में, इस तंत्र को अभी तक पूरी तरह से स्पष्ट नहीं किया गया है। लेकिन निम्नलिखित कुछ के लिए जाना जाता है:

मांसपेशियों के काम के लिए आवश्यक ऊर्जा का स्रोत एटीपी है।

एटीपी की हाइड्रोलिसिस, ऊर्जा की रिहाई के साथ, मायोसिन द्वारा उत्प्रेरित होती है, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, एंजाइमेटिक गतिविधि है।

मांसपेशियों के संकुचन के लिए ट्रिगर तंत्र मायोसाइट्स के सरकोप्लाज्म में सीए आयनों की एकाग्रता में वृद्धि है, जो एक मोटर तंत्रिका आवेग के कारण होता है।

मांसपेशियों के संकुचन के दौरान, मायोफिब्रिल्स के मोटे और पतले तंतुओं के बीच क्रॉस ब्रिज या आसंजन दिखाई देते हैं।

मांसपेशियों के संकुचन के दौरान, पतले तंतु मोटे तंतुओं के साथ स्लाइड करते हैं, जिससे मायोफिब्रिल्स और पूरे मांसपेशी फाइबर को छोटा कर दिया जाता है।

मांसपेशियों के संकुचन के आणविक तंत्र की व्याख्या करने का प्रयास करने वाली कई परिकल्पनाएँ हैं। वर्तमान में सबसे उचित है नाव की परिकल्पना”, या एक्स हक्सले की “रोइंग” परिकल्पना। सरलीकृत रूप में, इसका सार इस प्रकार है।

आराम की स्थिति में एक मांसपेशी में, मायोफिब्रिल के मोटे और पतले तंतु एक दूसरे से जुड़े नहीं होते हैं, क्योंकि एक्टिन अणुओं पर बाध्यकारी साइटें ट्रोपोमायोसिन अणुओं द्वारा बंद होती हैं।

स्नायु संकुचन एक मोटर तंत्रिका आवेग के प्रभाव में होता है, जो तंत्रिका फाइबर के साथ फैलने वाली बढ़ी हुई झिल्ली पारगम्यता की एक लहर है।

बढ़ी हुई पारगम्यता की यह लहर न्यूरोमस्कुलर जंक्शन के माध्यम से सारकोप्लाज्मिक रेटिकुलम के टी-सिस्टम में फैलती है और अंततः कैल्शियम आयनों की उच्च सांद्रता वाले गढ्ढों तक पहुंचती है। टैंकों की दीवारों की पारगम्यता में उल्लेखनीय वृद्धि के परिणामस्वरूप, कैल्शियम आयन टैंक छोड़ देते हैं और सार्कोप्लाज्म में उनकी एकाग्रता बहुत कम समय (लगभग 3 एमएस) में 1000 गुना बढ़ जाती है। कैल्शियम आयन, उच्च सांद्रता में होने के कारण, पतले फिलामेंट्स - ट्रोपोनिन - के प्रोटीन से जुड़ जाते हैं और इसके स्थानिक आकार (संरचना) को बदल देते हैं। ट्रोपोनिन की रचना में परिवर्तन, बदले में, इस तथ्य की ओर जाता है कि ट्रोपोमायोसिन अणु फाइब्रिलर एक्टिन के खांचे के साथ विस्थापित होते हैं, जो पतले तंतुओं का आधार बनाता है, और एक्टिन अणुओं के क्षेत्र को मुक्त करता है जो बंधन के लिए अभिप्रेत है मायोसिन सिरों के लिए। नतीजतन, मायोसिन और एक्टिन (यानी, मोटे और पतले तंतुओं के बीच) के बीच एक अनुप्रस्थ पुल दिखाई देता है, जो 90 ° के कोण पर स्थित होता है। चूंकि बड़ी संख्या में मायोसिन और एक्टिन अणु (लगभग 300 प्रत्येक) मोटे और पतले तंतुओं में शामिल होते हैं, मांसपेशियों के तंतुओं के बीच काफी बड़ी संख्या में अनुप्रस्थ पुल या आसंजन बनते हैं। एक्टिन और मायोसिन के बीच एक बंधन का गठन बाद के एटीपीस गतिविधि में वृद्धि के साथ होता है, जिसके परिणामस्वरूप एटीपी हाइड्रोलिसिस होता है:

एटीपी + एच 2 0 एडीपी + एच 3 पी 0 4 + ऊर्जा

एटीपी के विभाजन के दौरान जारी ऊर्जा के कारण, मायोसिन सिर, एक नाव के कब्जे या ऊर की तरह मुड़ता है और मोटे और पतले तंतुओं के बीच का पुल 45 ° के कोण पर होता है, जिससे मांसपेशियों का फिसलन होता है। एक दूसरे की ओर तंतु। एक मोड़ बनाने के बाद, मोटे और पतले धागों के बीच का पुल टूट जाता है। नतीजतन, मायोसिन की एटीपीस गतिविधि तेजी से घट जाती है, और एटीपी हाइड्रोलिसिस बंद हो जाता है। लेकिन अगर मोटर तंत्रिका आवेग मांसपेशियों में प्रवेश करना जारी रखता है और सरकोप्लाज्म में कैल्शियम आयनों की एक उच्च सांद्रता बनी रहती है, तो क्रॉस ब्रिज फिर से बनते हैं, मायोसिन की एटीपीस गतिविधि बढ़ जाती है और एटीपी के नए हिस्से का हाइड्रोलिसिस फिर से होता है, जो मोड़ने के लिए ऊर्जा प्रदान करता है। उनके बाद के टूटने के साथ क्रॉस ब्रिज। इससे मोटे और पतले धागों का एक दूसरे की ओर आगे बढ़ना और मायोफिब्रिल्स और मांसपेशियों के तंतुओं का छोटा होना होता है।

शैक्षिक - व्यवस्थितजटिलपरअनुशासन पर परजीव रसायन. 2. अगला...

अनुशासन द्वारा शैक्षिक-पद्धति परिसर (83)

प्रशिक्षण और पद्धति परिसर

विभाग) पूरा नाम लेखक_____रोडिना एलेना युरेविना_____________________________________________ शिक्षात्मक-व्यवस्थितजटिलपरअनुशासनआणविक जीव विज्ञान (नाम) विशेषता... पाठ्यपुस्तकों के साथ परआणविक जीव विज्ञान पाठ्यपुस्तकों का संकेत दिया परजीव रसायन. 2. अगला...

मानव शरीर में, भोजन से कार्बोहाइड्रेट वसा जैवसंश्लेषण के लिए फीडस्टॉक के रूप में काम कर सकते हैं; पौधों में, प्रकाश संश्लेषक ऊतकों से सुक्रोज फीडस्टॉक के रूप में काम कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, तिलहनों को पकाने में वसा (ट्राईसिलग्लिसरॉल्स) का जैवसंश्लेषण भी कार्बोहाइड्रेट चयापचय से निकटता से संबंधित है। परिपक्वता के शुरुआती चरणों में, बीजों के मुख्य ऊतकों की कोशिकाएं - बीजपत्र और एंडोस्पर्म - स्टार्च के दानों से भरी होती हैं। तभी, परिपक्वता के बाद के चरणों में, स्टार्च के दानों को लिपिड से बदल दिया जाता है, जिसका मुख्य घटक ट्राईसिलग्लिसरॉल है।

वसा संश्लेषण के मुख्य चरणों में कार्बोहाइड्रेट से ग्लिसरॉल-3-फॉस्फेट और फैटी एसिड का निर्माण शामिल है, और फिर ग्लिसरॉल के अल्कोहल समूहों और फैटी एसिड के कार्बोक्सिल समूहों के बीच एस्टर बॉन्ड:

चित्र 11- कार्बोहाइड्रेट से वसा के संश्लेषण के लिए सामान्य योजना

आइए अधिक विस्तार से कार्बोहाइड्रेट से वसा के संश्लेषण के मुख्य चरणों पर विचार करें (चित्र 12 देखें)।

ग्लिसरॉल-3-फॉस्फेट का संश्लेषण

स्टेज I - उपयुक्त ग्लाइकोसिडेस की कार्रवाई के तहत, कार्बोहाइड्रेट मोनोसेकेराइड के गठन के साथ हाइड्रोलिसिस से गुजरते हैं (खंड 1.1 देखें।), जो कोशिकाओं के साइटोप्लाज्म में ग्लाइकोलाइसिस प्रक्रिया में शामिल होते हैं (चित्र 2 देखें)। ग्लाइकोलाइसिस के मध्यवर्ती उत्पाद फॉस्फोडायोक्सीसिटोन और 3-फॉस्फोग्लिसराल्डिहाइड हैं।

द्वितीय चरण। ग्लिसरॉल-3-फॉस्फेट ग्लाइकोलाइसिस के एक मध्यवर्ती उत्पाद, फॉस्फोडायोक्सीसेटोन की कमी के परिणामस्वरूप बनता है:

इसके अलावा, प्रकाश संश्लेषण के अंधेरे चरण के दौरान ग्लिसरो-3-फॉस्फेट का निर्माण किया जा सकता है।

लिपिड और कार्बोहाइड्रेट के बीच संबंध
1. कार्बोहाइड्रेट से वसा का संश्लेषण

चित्र 12 - कार्बोहाइड्रेट को लिपिड में बदलने की योजना

फैटी एसिड का संश्लेषण

सेल के साइटोसोल में फैटी एसिड के संश्लेषण के लिए बिल्डिंग ब्लॉक एसिटाइल-सीओए है, जो दो तरह से बनता है: या तो पाइरूवेट के ऑक्सीडेटिव डीकार्बाक्सिलेशन के परिणामस्वरूप। (अंजीर देखें। 12, स्टेज III), या फैटी एसिड के β-ऑक्सीकरण के परिणामस्वरूप (चित्र 5 देखें)। याद रखें कि ग्लाइकोलाइसिस के दौरान गठित पाइरूवेट का एसिटाइल-सीओए में परिवर्तन और फैटी एसिड के β-ऑक्सीकरण के दौरान इसका गठन माइटोकॉन्ड्रिया में होता है। फैटी एसिड का संश्लेषण साइटोप्लाज्म में होता है। माइटोकॉन्ड्रिया की आंतरिक झिल्ली एसिटाइल-सीओए के लिए अभेद्य है। साइटोप्लाज्म में इसका प्रवेश साइट्रेट या एसिटाइलकार्निटाइन के रूप में सुगम प्रसार के प्रकार से होता है, जो साइटोप्लाज्म में एसिटाइल-सीओए, ऑक्सालोसेटेट या कार्निटाइन में परिवर्तित हो जाते हैं। हालांकि, एसिटाइल-सीओए को माइटोकॉन्ड्रिया से साइटोसोल में स्थानांतरित करने का मुख्य मार्ग साइट्रेट है (चित्र 13 देखें)।

प्रारंभ में, इंट्रामाइटोकॉन्ड्रियल एसिटाइल-सीओए ऑक्सालोसेटेट के साथ परस्पर क्रिया करता है, जिसके परिणामस्वरूप साइट्रेट बनता है। प्रतिक्रिया एंजाइम साइट्रेट सिंथेज़ द्वारा उत्प्रेरित होती है। परिणामी साइट्रेट को माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली के पार एक विशेष ट्राईकार्बोक्सिलेट परिवहन प्रणाली का उपयोग करके साइटोसोल में ले जाया जाता है।

साइटोसोल में, साइट्रेट HS-CoA और ATP के साथ प्रतिक्रिया करता है, फिर से एसिटाइल-CoA और ऑक्सालोसेटेट में विघटित हो जाता है। यह प्रतिक्रिया एटीपी-साइट्रेट लाईज़ द्वारा उत्प्रेरित होती है। पहले से ही साइटोसोल में, ऑक्सालोसेटेट, साइटोसोलिक डाइकार्बोक्सिलेट ट्रांसपोर्टिंग सिस्टम की भागीदारी के साथ, माइटोकॉन्ड्रियल मैट्रिक्स में लौटता है, जहां यह ऑक्सालोसेटेट में ऑक्सीकृत होता है, जिससे तथाकथित शटल चक्र पूरा होता है:

चित्रा 13 - माइटोकॉन्ड्रिया से साइटोसोल तक एसिटिल-सीओए के हस्तांतरण की योजना

संतृप्त फैटी एसिड का जैवसंश्लेषण उनके -ऑक्सीकरण के विपरीत दिशा में होता है, फैटी एसिड की हाइड्रोकार्बन श्रृंखलाओं का विकास दो-कार्बन टुकड़े (सी 2) - एसिटाइल-सीओए के क्रमिक जोड़ के कारण होता है। (चित्र 12, चरण IV देखें।)।

फैटी एसिड बायोसिंथेसिस की पहली प्रतिक्रिया एसिटाइल-सीओए का कार्बोक्सिलेशन है, जिसके लिए सीओ 2, एटीपी, एमएन आयनों की आवश्यकता होती है। यह प्रतिक्रिया एंजाइम एसिटाइल-सीओए - कार्बोक्सिलेज द्वारा उत्प्रेरित होती है। प्रोस्थेटिक समूह के रूप में एंजाइम में बायोटिन (विटामिन एच) होता है। प्रतिक्रिया दो चरणों में होती है: 1 - एटीपी और II की भागीदारी के साथ बायोटिन का कार्बोक्सिलेशन - कार्बोक्सिल समूह को एसिटाइल-सीओए में स्थानांतरित करना, जिसके परिणामस्वरूप मैलोनील-सीओए का निर्माण होता है:

मैलोनील-सीओए फैटी एसिड बायोसिंथेसिस का पहला विशिष्ट उत्पाद है। एक उपयुक्त एंजाइम प्रणाली की उपस्थिति में, मैलोनील-सीओए तेजी से फैटी एसिड में परिवर्तित हो जाता है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि फैटी एसिड जैवसंश्लेषण की दर सेल में शर्करा की सामग्री से निर्धारित होती है। मनुष्यों, जानवरों के वसा ऊतक में ग्लूकोज की सांद्रता में वृद्धि और ग्लाइकोलाइसिस की दर में वृद्धि फैटी एसिड के संश्लेषण को उत्तेजित करती है। यह इंगित करता है कि वसा और कार्बोहाइड्रेट चयापचय एक दूसरे के साथ घनिष्ठ रूप से जुड़े हुए हैं। यहाँ एक महत्वपूर्ण भूमिका एसिटाइल-सीओए के कार्बोक्सिलेशन की प्रतिक्रिया द्वारा निभाई जाती है, जो एसिटाइल-सीओए कार्बोक्सिलेज द्वारा उत्प्रेरित मैलोनील-सीओए में बदल जाती है। उत्तरार्द्ध की गतिविधि दो कारकों पर निर्भर करती है: साइटोप्लाज्म में उच्च आणविक भार फैटी एसिड और साइट्रेट की उपस्थिति।

फैटी एसिड के संचय का उनके जैवसंश्लेषण पर निरोधात्मक प्रभाव पड़ता है; कार्बोक्सिलेज की गतिविधि को रोकें।

साइट्रेट को एक विशेष भूमिका दी जाती है, जो एसिटाइल-सीओए कार्बोक्सिलेज का एक उत्प्रेरक है। साइट्रेट एक ही समय में कार्बोहाइड्रेट और वसा के चयापचय के बीच एक कड़ी की भूमिका निभाता है। साइटोप्लाज्म में, फैटी एसिड संश्लेषण को उत्तेजित करने में साइट्रेट का दोहरा प्रभाव होता है: पहला, एसिटाइल-सीओए कार्बोक्सिलेज एक्टिवेटर के रूप में और दूसरा, एसिटाइल समूहों के स्रोत के रूप में।

फैटी एसिड संश्लेषण की एक बहुत ही महत्वपूर्ण विशेषता यह है कि सभी संश्लेषण मध्यवर्ती एसाइल वाहक प्रोटीन (HS-ACP) से सहसंयोजक रूप से जुड़े होते हैं।

एचएस-एसीपी एक कम आणविक भार प्रोटीन है जो थर्मोस्टेबल है, इसमें एक सक्रिय एचएस-समूह होता है और इसके प्रोस्थेटिक समूह में पैंटोथेनिक एसिड (विटामिन बी 3) होता है। एचएस-एसीपी का कार्य फैटी एसिड β-ऑक्सीकरण में एंजाइम ए (एचएस-सीओए) के समान होता है।

फैटी एसिड श्रृंखला के निर्माण के दौरान, मध्यवर्ती एबीपी के साथ एस्टर बांड बनाते हैं (चित्र 14 देखें):

फैटी एसिड श्रृंखला बढ़ाव चक्र में चार प्रतिक्रियाएं शामिल हैं: 1) एसिटाइल-एपीबी (सी 2) का मैलोनील-एपीबी (सी 3) के साथ संघनन; 2) वसूली; 3) निर्जलीकरण, और 4) फैटी एसिड की दूसरी रिकवरी। अंजीर पर। 14 फैटी एसिड के संश्लेषण के लिए एक योजना दिखाता है। फैटी एसिड श्रृंखला विस्तार के एक चक्र में लगातार चार प्रतिक्रियाएँ शामिल होती हैं।

चित्रा 14 - फैटी एसिड के संश्लेषण के लिए योजना

पहली प्रतिक्रिया (1) में - संघनन प्रतिक्रिया - एसिटाइल और मैलोनील समूह एक दूसरे के साथ मिलकर एसीटोएसिटाइल-एबीपी बनाते हैं, साथ ही सीओ 2 (सी 1) की रिहाई के साथ। यह प्रतिक्रिया संघनक एंजाइम -केटोएसिल-एबीपी सिंथेटेज़ द्वारा उत्प्रेरित होती है। malonyl-APB से निकला CO 2 वही CO 2 है जिसने एसिटाइल-APB कार्बोक्सिलेशन प्रतिक्रिया में भाग लिया था। इस प्रकार, संक्षेपण प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप, दो-(C 2) और तीन-कार्बन (C 3) घटकों से चार-कार्बन यौगिक (C 4) का निर्माण होता है।

दूसरी प्रतिक्रिया (2) में, β-केटोएसिल-एसीपी रिडक्टेस, एसिटोएसिटाइल-एसीपी द्वारा उत्प्रेरित कमी प्रतिक्रिया को -हाइड्रॉक्सीब्यूटरील-एसीबी में परिवर्तित किया जाता है। कम करने वाला एजेंट एनएडीपीएच + एच + है।

निर्जलीकरण चक्र की तीसरी प्रतिक्रिया (3) में, एक पानी का अणु β-hydroxybutyryl-APB से अलग होकर क्रोटोनील-APB बनाता है। प्रतिक्रिया -हाइड्रॉक्सीसिल-एसीपी डिहाइड्रैटेज द्वारा उत्प्रेरित होती है।

चक्र की चौथी (अंतिम) प्रतिक्रिया (4) क्रोटोनिल-एपीबी का ब्यूट्रील-एपीबी में अपचयन है। प्रतिक्रिया एनॉयल-एसीपी रिडक्टेस की कार्रवाई के तहत आगे बढ़ती है। यहाँ अपचायक की भूमिका दूसरे अणु NADPH + H + द्वारा निभाई जाती है।

फिर प्रतिक्रियाओं का चक्र दोहराया जाता है। मान लीजिए कि पामिटिक अम्ल (C 16) का संश्लेषण हो रहा है। इस मामले में, butyryl-ACB का गठन केवल 7 चक्रों में से पहले द्वारा पूरा किया जाता है, जिनमें से प्रत्येक में शुरुआत मोलोनिल-एसीबी अणु (3) - प्रतिक्रिया (5) के बढ़ने के कार्बोक्सिल अंत में होती है। फैटी एसिड श्रृंखला। इस मामले में, कार्बोक्सिल समूह CO2 (C1) के रूप में अलग हो जाता है। इस प्रक्रिया को निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है:

सी 3 + सी 2  सी 4 + सी 1 - 1 चक्र

सी 4 + सी 3  सी 6 + सी 1 - 2 चक्र

सी 6 + सी 3  सी 8 + सी 1 -3 चक्र

सी 8 + सी 3  सी 10 + सी 1 - 4 चक्र

सी 10 + सी 3 सी 12 + सी 1 - 5 चक्र

सी 12 + सी 3  सी 14 + सी 1 - 6 चक्र

सी 14 + सी 3 सी 16 + सी 1 - 7 चक्र

न केवल उच्च संतृप्त वसीय अम्लों को संश्लेषित किया जा सकता है, बल्कि असंतृप्त वसीय अम्लों को भी संश्लेषित किया जा सकता है। मोनोअनसैचुरेटेड फैटी एसिड एसाइल-सीओए ऑक्सीजनेज़ द्वारा उत्प्रेरित ऑक्सीकरण (डिसैचुरेशन) के परिणामस्वरूप संतृप्त लोगों से बनते हैं। पौधों के ऊतकों के विपरीत, जानवरों के ऊतकों में संतृप्त फैटी एसिड को असंतृप्त में परिवर्तित करने की बहुत सीमित क्षमता होती है। यह स्थापित किया गया है कि दो सबसे आम मोनोअनसैचुरेटेड फैटी एसिड, पामिटोलिक और ओलिक, पामिटिक और स्टीयरिक एसिड से संश्लेषित होते हैं। मनुष्यों सहित स्तनधारियों के शरीर में, लिनोलिक (सी 18:2) और लिनोलेनिक (सी 18:3) एसिड, उदाहरण के लिए, स्टीयरिक एसिड (सी 18:0) से नहीं बन सकते हैं। इन एसिड को आवश्यक फैटी एसिड के रूप में वर्गीकृत किया गया है। आवश्यक फैटी एसिड में एराकिडिक एसिड (सी 20: 4) भी शामिल है।

वसीय अम्लों के असंतृप्तीकरण (दोहरे बंधों के निर्माण) के साथ-साथ उनका लंबा होना (दीर्घीकरण) भी होता है। इसके अलावा, इन दोनों प्रक्रियाओं को जोड़ा और दोहराया जा सकता है। मैलोनील-सीओए और एनएडीपीएच + एच + की भागीदारी के साथ संबंधित एसाइल-सीओए में दो-कार्बन अंशों के अनुक्रमिक जोड़ से फैटी एसिड श्रृंखला का विस्तार होता है।

चित्रा 15 विलुप्त होने और बढ़ाव प्रतिक्रियाओं में पामिटिक एसिड के परिवर्तन के रास्ते दिखाता है।

चित्र 15 - संतृप्त वसा अम्लों के परिवर्तन की योजना

असंतृप्त में

किसी भी फैटी एसिड का संश्लेषण एसाइल-एसीबी से एचएस-एसीपी के क्लीवेज द्वारा डेसीलेज एंजाइम के प्रभाव में पूरा किया जाता है। उदाहरण के लिए:

परिणामी एसाइल-सीओए है सक्रिय रूपवसा अम्ल।

वसा को ग्लिसरॉल और फैटी एसिड से संश्लेषित किया जाता है।

शरीर में ग्लिसरीन वसा (भोजन और स्वयं) के टूटने के दौरान होता है, और कार्बोहाइड्रेट से भी आसानी से बनता है।

फैटी एसिड को एसिटाइल कोएंजाइम ए से संश्लेषित किया जाता है। एसिटाइल कोएंजाइम ए एक सार्वभौमिक मेटाबोलाइट है। इसके संश्लेषण के लिए हाइड्रोजन और एटीपी की ऊर्जा की आवश्यकता होती है। हाइड्रोजन NADP.H2 से प्राप्त किया जाता है। शरीर में केवल संतृप्त और मोनोसैचुरेटेड (एक डबल बॉन्ड वाले) फैटी एसिड को संश्लेषित किया जाता है। फैटी एसिड जिनमें एक अणु में दो या दो से अधिक दोहरे बंधन होते हैं, जिन्हें पॉलीअनसेचुरेटेड फैटी एसिड कहा जाता है, शरीर में संश्लेषित नहीं होते हैं और उन्हें भोजन के साथ आपूर्ति की जानी चाहिए। वसा के संश्लेषण के लिए, फैटी एसिड का उपयोग किया जा सकता है - भोजन और स्वयं के वसा के हाइड्रोलिसिस के उत्पाद।

वसा के संश्लेषण में सभी प्रतिभागियों को एक सक्रिय रूप में होना चाहिए: रूप में ग्लिसरॉल ग्लिसरॉस्फेट, और फैटी एसिड के रूप में एसिटाइल कोएंजाइम ए.वसा संश्लेषण कोशिकाओं के साइटोप्लाज्म (मुख्य रूप से वसा ऊतक, यकृत, छोटी आंत) में किया जाता है। आरेख में वसा संश्लेषण मार्ग दिखाए जाते हैं।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि ग्लिसरॉल और फैटी एसिड कार्बोहाइड्रेट से प्राप्त किए जा सकते हैं। इसलिए, गतिहीन जीवन शैली की पृष्ठभूमि के खिलाफ उनके अत्यधिक सेवन से मोटापा विकसित होता है।

डीएपी - डायहाइड्रोसिटोन फॉस्फेट,

DAG डायसिलग्लिसरॉल है।

टैग, ट्राईसिलग्लिसरॉल।

सामान्य विशेषताएँलिपोप्रोटीन।जलीय वातावरण में (और इसलिए रक्त में) लिपिड अघुलनशील होते हैं, इसलिए, रक्त द्वारा लिपिड के परिवहन के लिए, शरीर में प्रोटीन के साथ लिपिड के परिसरों का निर्माण होता है - लिपोप्रोटीन।

सभी प्रकार के लिपोप्रोटीन में एक समान संरचना होती है - एक हाइड्रोफोबिक कोर और सतह पर एक हाइड्रोफिलिक परत। हाइड्रोफिलिक परत एपोप्रोटीन नामक प्रोटीन और फास्फोलिपिड्स और कोलेस्ट्रॉल नामक एम्फीफिलिक लिपिड अणुओं द्वारा बनाई जाती है। इन अणुओं के हाइड्रोफिलिक समूह जलीय चरण का सामना करते हैं, जबकि हाइड्रोफोबिक भाग लिपोप्रोटीन के हाइड्रोफोबिक कोर का सामना करते हैं, जिसमें ट्रांसपोर्ट किए गए लिपिड होते हैं।

एपोप्रोटीनकई कार्य करें:

लिपोप्रोटीन की संरचना तैयार करें;

कोशिकाओं की सतह पर रिसेप्टर्स के साथ बातचीत करें और इस प्रकार निर्धारित करें कि कौन से ऊतक इस प्रकार के लिपोप्रोटीन को पकड़ेंगे;

लिपोप्रोटीन पर कार्य करने वाले एंजाइम या एंजाइम के सक्रियकर्ता के रूप में सेवा करें।

लिपोप्रोटीन।निम्नलिखित प्रकार के लिपोप्रोटीन शरीर में संश्लेषित होते हैं: काइलोमाइक्रोन (एक्सएम), बहुत कम घनत्व वाले लिपोप्रोटीन (वीएलडीएल), मध्यवर्ती घनत्व वाले लिपोप्रोटीन (आईडीएल), कम घनत्व वाले लिपोप्रोटीन (एलडीएल) और उच्च घनत्व वाले लिपोप्रोटीन (एचडीएल)। प्रत्येक प्रकार का एलपी है विभिन्न ऊतकों में बनता है और कुछ लिपिडों का परिवहन करता है। उदाहरण के लिए, एक्सएम आंतों से ऊतकों तक बहिर्जात (आहार वसा) का परिवहन करता है, इसलिए ट्राईसिलग्लिसरॉल्स इन कणों के द्रव्यमान का 85% तक बनाते हैं।

लिपोप्रोटीन के गुण।एलपी रक्त में अत्यधिक घुलनशील होते हैं, गैर-ओपेलेसेंट होते हैं, क्योंकि उनका आकार छोटा होता है और ऋणात्मक आवेश होता है।

सतहों। कुछ दवाएं रक्त वाहिकाओं की केशिकाओं की दीवारों से आसानी से गुजरती हैं और कोशिकाओं को लिपिड पहुंचाती हैं। एचएम का बड़ा आकार उन्हें केशिकाओं की दीवारों के माध्यम से प्रवेश करने की अनुमति नहीं देता है, इसलिए आंतों की कोशिकाओं से वे पहले प्रवेश करते हैं लसीका प्रणालीऔर फिर मुख्य वक्ष वाहिनी के माध्यम से लसीका के साथ रक्त में प्रवाहित होता है। फैटी एसिड, ग्लिसरॉल और अवशिष्ट काइलोमाइक्रोन का भाग्य। एक्सएम वसा पर एलपी-लाइपेस की क्रिया के परिणामस्वरूप, फैटी एसिड और ग्लिसरॉल बनते हैं। फैटी एसिड का मुख्य द्रव्यमान ऊतकों में प्रवेश करता है। अवशोषण अवधि के दौरान वसा ऊतक में, फैटी एसिड ट्राइसीलग्लिसरॉल्स के रूप में जमा होते हैं, हृदय की मांसपेशियों में और कंकाल की मांसपेशियों में काम करते हैं, वे ऊर्जा स्रोत के रूप में उपयोग किए जाते हैं। वसा हाइड्रोलिसिस, ग्लिसरॉल का एक अन्य उत्पाद, रक्त में घुलनशील है और यकृत में ले जाया जाता है, जहां अवशोषण अवधि के दौरान वसा संश्लेषण के लिए इसका उपयोग किया जा सकता है।

हाइपरकाइलोमाइक्रोनेमिया, हाइपरट्राइग्लिसरोनेमिया।वसा युक्त भोजन के अंतर्ग्रहण के बाद, शारीरिक हाइपरट्रिग्लिसरोनेमिया विकसित होता है और, तदनुसार, हाइपरकाइलोमाइक्रोनेमिया, जो कई घंटों तक रह सकता है। एचएम को रक्तप्रवाह से हटाने की दर इस पर निर्भर करती है:

एलपी-लाइपेस गतिविधि;

एचडीएल की उपस्थिति, एचएम के लिए एपोप्रोटीन सी-द्वितीय और ई की आपूर्ति;

एचएम पर एपीओसी-द्वितीय और एपीओई की गतिविधियों को स्थानांतरित करें।

सीएम उपापचय में शामिल किसी भी प्रोटीन में आनुवंशिक दोष पारिवारिक हाइपरचिलोमाइक्रोनेमिया, टाइप I हाइपरलिपोप्रोटीनेमिया के विकास की ओर ले जाता है।

एक ही प्रजाति के पौधों में, वृद्धि की जलवायु स्थितियों के आधार पर वसा की संरचना और गुण भिन्न हो सकते हैं। पशु कच्चे माल में वसा की सामग्री और गुणवत्ता भी नस्ल, उम्र, मोटापे की डिग्री, लिंग, वर्ष के मौसम आदि पर निर्भर करती है।

कई खाद्य उत्पादों के उत्पादन में वसा का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, उनके पास उच्च कैलोरी सामग्री और पोषण मूल्य होता है, जिससे तृप्ति की दीर्घकालिक भावना होती है। वसा महत्वपूर्ण स्वाद हैं और भोजन तैयार करने की प्रक्रिया में संरचनात्मक घटक महत्वपूर्ण प्रभाव डालते हैं दिखावटभोजन। तलते समय, वसा गर्मी हस्तांतरण माध्यम की भूमिका निभाता है।

उत्पाद का नाम	उत्पाद का नाम	खाद्य उत्पादों में वसा की अनुमानित सामग्री, गीले वजन का%
	राई की रोटी
सूरजमुखी	ताजा सब्जियाँ
	ताज़ा फल
	गौमांस
कोको बीन्स
मूंगफली के दाने	भेड़े का मांस
अखरोट (गुठली)	मछली
अनाज:	गाय का दूध
	मक्खन
	नकली मक्खन

ग्लिसराइड के अलावा, पौधे और जानवरों के ऊतकों से प्राप्त वसा में मुक्त फैटी एसिड, फॉस्फेटाइड्स, स्टेरोल्स, पिगमेंट, विटामिन, स्वाद और सुगंधित पदार्थ, एंजाइम, प्रोटीन आदि हो सकते हैं, जो वसा की गुणवत्ता और गुणों को प्रभावित करते हैं। वसा का स्वाद और गंध भंडारण के दौरान वसा में बनने वाले पदार्थों (एल्डीहाइड्स, कीटोन्स, पेरोक्साइड और अन्य यौगिकों) से भी प्रभावित होता है।

मानव शरीर में वसा की लगातार भोजन के साथ आपूर्ति की जानी चाहिए। वसा की आवश्यकता उम्र, कार्य की प्रकृति, जलवायु परिस्थितियों और अन्य कारकों पर निर्भर करती है, लेकिन औसतन एक वयस्क को प्रति दिन 80 से 100 ग्राम वसा की आवश्यकता होती है। दैनिक आहार लगभग 70% पशु और 30% वनस्पति वसा होना चाहिए।

वसा को ग्लिसरॉल और फैटी एसिड से संश्लेषित किया जाता है।

वसा के संश्लेषण में सभी प्रतिभागियों को एक सक्रिय रूप में होना चाहिए: रूप में ग्लिसरॉल ग्लिसरॉस्फेट, और फैटी एसिड के रूप में एसिटाइल कोएंजाइम ए.वसा का संश्लेषण कोशिकाओं के साइटोप्लाज्म (मुख्य रूप से वसा ऊतक, यकृत, छोटी आंत) में किया जाता है। आरेख में वसा संश्लेषण मार्ग दिखाए गए हैं।

डीएपी - डायहाइड्रोसिटोन फॉस्फेट,

DAG डायसिलग्लिसरॉल है।

टैग, ट्राईसिलग्लिसरॉल।

लिपोप्रोटीन की सामान्य विशेषताएं।जलीय वातावरण में (और इसलिए रक्त में) लिपिड अघुलनशील होते हैं, इसलिए, रक्त द्वारा लिपिड के परिवहन के लिए, शरीर में प्रोटीन के साथ लिपिड के परिसरों का निर्माण होता है - लिपोप्रोटीन।

सभी प्रकार के लिपोप्रोटीन में एक समान संरचना होती है - एक हाइड्रोफोबिक कोर और सतह पर एक हाइड्रोफिलिक परत। हाइड्रोफिलिक परत प्रोटीन द्वारा बनाई जाती है, जिसे एपोप्रोटीन कहा जाता है, और एम्फीफिलिक लिपिड अणु, फॉस्फोलिपिड्स और कोलेस्ट्रॉल। इन अणुओं के हाइड्रोफिलिक समूह जलीय चरण का सामना करते हैं, जबकि हाइड्रोफोबिक भाग लिपोप्रोटीन के हाइड्रोफोबिक कोर का सामना करते हैं, जिसमें ट्रांसपोर्ट किए गए लिपिड होते हैं।

एपोप्रोटीनकई कार्य करें:

लिपोप्रोटीन की संरचना तैयार करें;

लिपोप्रोटीन के गुण।एलपी रक्त में अत्यधिक घुलनशील होते हैं, गैर-ओपेलेसेंट होते हैं, क्योंकि उनका आकार छोटा होता है और उन पर ऋणात्मक आवेश होता है

सतहों। कुछ दवाएं रक्त वाहिकाओं की केशिकाओं की दीवारों से आसानी से गुजरती हैं और कोशिकाओं को लिपिड पहुंचाती हैं। एचएम का बड़ा आकार उन्हें केशिकाओं की दीवारों के माध्यम से प्रवेश करने की अनुमति नहीं देता है, इसलिए आंतों की कोशिकाओं से वे पहले लसीका प्रणाली में प्रवेश करते हैं और फिर मुख्य वक्ष वाहिनी के माध्यम से लसीका के साथ रक्त में प्रवाहित होते हैं। फैटी एसिड, ग्लिसरॉल और अवशिष्ट काइलोमाइक्रोन का भाग्य। एक्सएम वसा पर एलपी-लाइपेस की क्रिया के परिणामस्वरूप, फैटी एसिड और ग्लिसरॉल बनते हैं। फैटी एसिड का मुख्य द्रव्यमान ऊतकों में प्रवेश करता है। अवशोषण अवधि के दौरान वसा ऊतक में, फैटी एसिड ट्राइसीलग्लिसरॉल्स के रूप में जमा होते हैं, हृदय की मांसपेशियों में और कंकाल की मांसपेशियों में काम करते हैं, वे ऊर्जा स्रोत के रूप में उपयोग किए जाते हैं। वसा हाइड्रोलिसिस, ग्लिसरॉल का एक अन्य उत्पाद, रक्त में घुलनशील है और यकृत में ले जाया जाता है, जहां अवशोषण अवधि के दौरान वसा संश्लेषण के लिए इसका उपयोग किया जा सकता है।

एलपी-लाइपेस गतिविधि;

एचडीएल की उपस्थिति, एचएम के लिए एपोप्रोटीन सी-द्वितीय और ई की आपूर्ति;

एचएम पर एपीओसी-द्वितीय और एपीओई की गतिविधियों को स्थानांतरित करें।

कई खाद्य उत्पादों के उत्पादन में वसा का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, वे कैलोरी में उच्च होते हैं और पोषण का महत्वतृप्ति की लंबी भावना पैदा करें। भोजन तैयार करने की प्रक्रिया में वसा महत्वपूर्ण स्वाद और संरचनात्मक घटक हैं, भोजन की उपस्थिति पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालते हैं। तलते समय, वसा गर्मी हस्तांतरण माध्यम की भूमिका निभाता है।

उत्पाद का नाम		उत्पाद का नाम	में अनुमानित वसा सामग्री खाद्य उत्पाद, % गीला भार
बीज:		राई की रोटी	1,20
सूरजमुखी	35-55	ताजा सब्जियाँ	0,1-0,5
भांग	31-38	ताज़ा फल	0,2-0,4
पोस्ता		गौमांस	3,8-25,0
कोको बीन्स		सुअर का मांस	6,3-41,3
मूंगफली के दाने	40-55	भेड़े का मांस	5,8-33,6
अखरोट (गुठली)	58-74	मछली	0,4-20
अनाज:		गाय का दूध	3,2-4,5
गेहूँ	2,3	मक्खन	61,5-82,5
राई	2,0	नकली मक्खन	82,5
जई	6,2	अंडे	12,1

वसा से कार्बोहाइड्रेट के संश्लेषण की प्रक्रिया को एक सामान्य योजना द्वारा दर्शाया जा सकता है:

चित्र 7 - वसा से कार्बोहाइड्रेट के संश्लेषण की सामान्य योजना

मुख्य लिपिड ब्रेकडाउन उत्पादों में से एक, ग्लिसरॉल, आसानी से ग्लिसराल्डिहाइड-3-फॉस्फेट के निर्माण और ग्लूनोजेनेसिस में इसके प्रवेश के माध्यम से कार्बोहाइड्रेट के संश्लेषण में उपयोग किया जाता है। पौधों और सूक्ष्मजीवों में, यह कार्बोहाइड्रेट के संश्लेषण और लिपिड ब्रेकडाउन के एक अन्य महत्वपूर्ण उत्पाद - फैटी एसिड (एसिटाइल-सीओए) के लिए भी आसानी से उपयोग किया जाता है, ग्लाइऑक्सिलेट चक्र के माध्यम से।

परंतु सामान्य योजनावसा से कार्बोहाइड्रेट के निर्माण के परिणामस्वरूप होने वाली सभी जैव रासायनिक प्रक्रियाओं को प्रतिबिंबित नहीं करता है।

इसलिए, हम इस प्रक्रिया के सभी चरणों पर विचार करेंगे।

कार्बोहाइड्रेट और वसा के संश्लेषण की योजना चित्र 8 में पूरी तरह से प्रस्तुत की गई है और कई चरणों में होती है।

प्रथम चरण. ग्लिसरॉल और उच्च फैटी एसिड में लिपेज एंजाइम की क्रिया के तहत वसा का हाइड्रोलाइटिक ब्रेकडाउन (खंड 1.2 देखें)। हाइड्रोलिसिस उत्पादों को परिवर्तनों की एक श्रृंखला से गुजरने के बाद, ग्लूकोज में बदलना चाहिए।

चित्र 8 - वसा से कार्बोहाइड्रेट के जैवसंश्लेषण का आरेख

चरण 2. उच्च फैटी एसिड का ग्लूकोज में रूपांतरण। उच्च फैटी एसिड, जो वसा हाइड्रोलिसिस के परिणामस्वरूप बनते हैं, मुख्य रूप से बी-ऑक्सीकरण द्वारा नष्ट हो जाते हैं (इस प्रक्रिया की चर्चा पहले खंड 1.2, पैरा 1.2.2 में की गई थी)। इस प्रक्रिया का अंतिम उत्पाद एसिटाइल-सीओए है।

ग्लाइऑक्सिलेट चक्र

पौधे, कुछ बैक्टीरिया और कवक एसिटाइल-सीओए का उपयोग न केवल क्रेब्स चक्र में, बल्कि ग्लाइऑक्सिलेट नामक चक्र में भी कर सकते हैं। यह चक्र वसा और कार्बोहाइड्रेट के चयापचय में एक कड़ी के रूप में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

तिलहन के बीजों के अंकुरण के दौरान विशेष सेलुलर ऑर्गेनेल, ग्लायॉक्सिसोम में ग्लाइऑक्सिलेट चक्र विशेष रूप से गहन रूप से कार्य करता है। इस मामले में, अंकुर के विकास के लिए आवश्यक वसा कार्बोहाइड्रेट में परिवर्तित हो जाती है। यह प्रक्रिया तब तक कार्य करती है जब तक अंकुर प्रकाश संश्लेषण की क्षमता विकसित नहीं कर लेता। जब अंकुरण के अंत में आरक्षित वसा समाप्त हो जाती है, तो कोशिका में ग्लायॉक्सिसोम गायब हो जाते हैं।

ग्लाइऑक्साइलेट मार्ग केवल पौधों और जीवाणुओं के लिए विशिष्ट है; यह पशु जीवों में अनुपस्थित है। ग्लाइऑक्सिलेट चक्र के कार्य करने की संभावना इस तथ्य के कारण है कि पौधे और बैक्टीरिया जैसे एंजाइमों को संश्लेषित करने में सक्षम हैं isocitrate lyaseतथा मैलेट सिंथेज़,जो क्रेब्स चक्र के कुछ एंजाइमों के साथ मिलकर ग्लाइऑक्सिलेट चक्र में शामिल होते हैं।

ग्लाइऑक्साइलेट मार्ग के माध्यम से एसिटाइल-सीओए ऑक्सीकरण की योजना चित्र 9 में दिखाई गई है।

चित्र 9 - ग्लाइऑक्सिलेट चक्र की योजना

ग्लाइऑक्साइलेट चक्र की दो प्रारंभिक प्रतिक्रियाएं (1 और 2) ट्राइकारबॉक्सिलिक एसिड चक्र के समान हैं। पहली प्रतिक्रिया (1) में, एसिटाइल-सीओए को साइट्रेट सिंथेज़ द्वारा साइट्रेट बनाने के लिए ऑक्सालोसेटेट के साथ संघनित किया जाता है। दूसरी प्रतिक्रिया में, साइट्रेट एकोनिटेट हाइड्रैटेज की भागीदारी के साथ आइसोसिट्रेट को आइसोमेराइज करता है। ग्लाइऑक्साइलेट चक्र के लिए विशिष्ट निम्नलिखित प्रतिक्रियाएं विशेष एंजाइमों द्वारा उत्प्रेरित होती हैं। तीसरी प्रतिक्रिया में, आइसोसाइट्रेट को आइसोसिट्रेट लाइज़ द्वारा ग्लाइऑक्सीलिक एसिड और स्यूसिनिक एसिड में विभाजित किया जाता है:

चौथी प्रतिक्रिया के दौरान, मैलेट सिंथेज़ द्वारा उत्प्रेरित, एसिटाइल-सीओए (ग्लाइओक्सिलेट चक्र में प्रवेश करने वाला दूसरा एसिटाइल-सीओए अणु) के साथ ग्लाइऑक्सिलेट संघनित होकर मैलिक एसिड (मैलेट) बनता है:

फिर, पाँचवीं प्रतिक्रिया में, मैलेट को ऑक्सालोसेटेट में ऑक्सीकृत किया जाता है। यह प्रतिक्रिया ट्राइकारबॉक्सिलिक एसिड चक्र की अंतिम प्रतिक्रिया के समान है; यह ग्लाइऑक्सिलेट चक्र की अंतिम प्रतिक्रिया भी है, क्योंकि परिणामी ऑक्सालोसेटेट एक नए एसिटाइल-सीओए अणु के साथ फिर से संघनित होता है, जिससे चक्र का एक नया मोड़ शुरू होता है।

ग्लाइऑक्सिलेट चक्र की तीसरी प्रतिक्रिया में बनने वाले सक्सिनिक एसिड का इस चक्र द्वारा उपयोग नहीं किया जाता है, लेकिन आगे के परिवर्तनों से गुजरता है।