التمثيل الغذائي للمواد الحاملة للطاقة

التمثيل الغذائي للمواد الحاملة للطاقة

ويخرج جزئ من CO2من المالونيل ليتكون جزيء من أسيتو أسيتيل ACP2

).(Aceto-acytel-ACP2

وفي هذه الخطوة يتم اختزال الاسيتو اسيل (Aceto-acytel-ACP2) ACP2 بواسطة جزئ من NADPH2ليتكون البيتا هيدروكسى بيوتيريلBeta – ACP2-

).(hydroxy butyryl ACP2

يتم نزع جزئ ماء بواسطة إنزيم Inolaseمن بيتا هيدروكسى بيوتيريل- ACP2ليعطى كروتونيل – (Crotonyl-ACP) ACP2ويتم هذا التفاعل في

وجود إنزيم .β-3-Hydroxyacyl-ACP2 dehydrase

ويعد هذا التفاعل الاخير في الدورة الاولى لبناء الأحماض الدهنية حيث يتم اختزال كروتونيل – ACP2بواسطة إنزيم Reductaseوفي وجود جزئ من NADPH2 ليتكون البيوتريل – (Butyryl-ACP2) ACP2مكون من اربع ذرات كربون )(4C وبذلك تكون قد انتهت الدورة الأولى في عملية بناء الحامض الدهني.

تبدأ بعد ذلك اضافة وحدات أخرى خلال عدة دورات حيث في كل دورة يتم

فمثلا في حالة تكوين

اضافة وحدتين من ذرات الكربون من Malonyl-ACP2

حمض البالميتيك ) (C16:0حيث تبدأ من اربع ذرات كربون ناتج الدورة الأولى Butyryl–ACP2وتعاد هذه الدورة ٦مرات ) (١٢ = ٢ × ٦وبذلك يكون قد تكون حمض البالمتيك ولكنه في صورة بالميتيل – .(Palmityl-ACP2) ACP2 في الخطوة النهائية يكون الحمض الدهنى المتكون مرتبط مع ACP2برابطة Thioesterوعلى هذا يتم فصل ACP2عن الحمض الذى تم بناءه بواسطة إنزيم

.Thioesterase

المعادلة العامة لتخليق الحمض الدهنى بالمتيك من الأستيل كو Aهي:

8 Acetyl-CoA + 14 NADPH + 14 H+ + 7 ATP

Palmitic acid + 14 NADP + 7 ADP + 7 Pi + 8 CoASH

-٥١٦-

التخليق الحيوي- المواد الحاملة للطاقة

CH3

CoASH

COOH

8 mole ATP

8 moles of

acetic acid

CH2

Mg++

7mole CO2

C=O

8 mole AMP

COOH

Carboxylase

7mole ATP

SCoA

CH2

7 mole ADP

8 moles of

Acetyl-CoA

Transacylase

CH3

C= O

CH2

C=O

S

CoASH

ACP2

Aceto-acetyl-ACP2

SCoA

7 moles of

Malonyl -CoA

Transacylase

Acyl Carrier

protein 1

(ACP1)

CH3

C=O

CO2

Acyl Carrier

protein 2

(ACP2)

COOH

CH2

C=O

S

ACP2

Malonyl-ACP2

يحدث اتحاد أو ارتباط بين

وMalonyl-ACP2

Acetyl-ACP1

S

ACP1

ACP1

C=O

Acetyl-ACP1

NADPH2

NADP

CH3

CHOH

Inolase

CH2

C=O

H2O

S

ACP2

Beta hydroxy butyryl-ACP2

CH3

CH

Reductase

CH

C=O

NADPH2

S

ACP2

Crotonyl-ACP

NADP

CH3

CH2

CH2

C=O

S

ACP2

Butyryl-ACP2

مع تكرار اضافة

Malonyl CoA وحدات أخرى من

مرات6

CH3

(CH2)14

CH3

(CH2)14

CoASH

COOH

Palmitic acid

(C16:0)

Palmitic acid

Palmityl-ACP2

Thioesterase

ACP2

C=O

S

ACP2

حساب الطاقة المستهلكة في تخليق الحامض الدهني

شيوعا في

( على أساس أنه الطريق الأكثرcytopalsmic system)بواسطة ال

أنسجة الجسم

-٥١٧-

التمثيل الغذائي للمواد الحاملة للطاقة

أولا :حساب الطاقة المستهلكة لتخليق جزئ من الجلسرول:

-١الطاقة الكلية الناتجة من مول الجلوكوز= ٢٨٧٠كيلو جول -٢استهلاك 1⁄2 مول من الجلوكوز = 1⁄2 × ١٤٣٥ = ٢٨٧٠كيلو جول -٣تكوين 1⁄2 مول من جلوكوز -٦-فوسفات= 1⁄2× ١٦,٧٥ =٣٣,٥كيلو جول -٤تكوين1⁄2 مول من جلوكوز -٦،١-فوسفات=1⁄2× ١٦,٧٥=٣٣,٥كيلو جول -٥تكوين مركب ١٠٠,٥٠=٣٣,٥×٣=Glycerol phosphateكيلو جول -٦الطاقة الكلية المستهلكة لتخليق جزيء الجلسرول = +١٦,٧٥ + ١٤٣٥

١٥٦٩ = ١٠٠,٥٠ + ١٦,٧٥كيلو جول

ثانيا :حساب الطاقة المستهلكة لتخليق جزيء واحد من الحامض الدهنى

البالميتيك:

عدد مولات حامض الأسيتيك المستهلكة = ٨مول.

الطاقة الناتجة من مول حامض أسيتيك = ٨٧٥كيلوجول.

الطاقة الكلية المستهلكة من حامض الأسيتيك= ٧٠٠٠ = ٨٧٥ ×٨كيلوجول.

عدد مولات ال ATPاللازمة لتنشيط حامض الأسيتيك إلى = Acetyl CoA

١٦ = ٢ × ٨مول .ATP

الطاقة المستهلكة لتنشيط حامض الأسيتيك إلى × ١٦ = Acetyl CoA

٥٣٦ = ٣٣,٥كيلوجول.

عدد مولات ال ATPاللازمة لتحويل Acetyl CoAإلى = Malonyl CoA

٨مول .ATP

الطاقة المستهلكة نتيجة تحويل Acetyl CoAإلى × ٧ = Malonyl CoA

٢٣٤,٥ = ٣٣,٥كيلوجول.

عدد مرات اضافة ٧ = Malonyl- Acp2مرات.

-٥١٨-

المواد الحاملة للطاقة -التخليق الحيوي

الطاقة المستهلكة نتيجة اضافة ٣٣,٥ × ٣ × ٢ × ٧ = Malonyl- Acp2

= ١٤٠٧كيلوجول.

الطاقة الكلية المستهلكة لتخليق جزيء واحد + ٥٣٦ + ٧٠٠٠ = C16:0

٩١٧٧,٥ = ١٤٠٧ + ٢٣٤,٥كيلوجول.

ثالثا :حساب الطاقة الكلية المستهلكة لتخليق الدهن )جلسريد ثلاثى(

:Tripalmitin

الطاقة الكلية المستهلكة لتخليق ٣جزئيات = ٩١٧٧,٥ × ٣ = C16:0

٢٧٥٣٢,٥كيلو جول.

الطاقة الكلية المستهلكة لتخليق جزيء الجلسرول = ١٥٦٩كيلو جول.

الطاقة الكلية المستهلكة لتخليق جلسريد ثلاثى )٢٧٥٣٢,٥ = (Tripalmitin

٢٩١٠١,٥ = ١٥٦٩ +كيلوجول.

ابعا :حساب كفاءة استهلاك الطاقة :Energy efficiency

ر

-١عند حرق واحد مول من الجلسريد الثلاثي Tri-palmitinفي بمبة

المسعر= ٢٤٧٥٧,٥كيلوجول.

-٢كفاءة استهلاك الطاقة /١٠٠×٢٤٧٥٧,٥ = Energy efficiency

.%٨٥,٠٧ = ٢٩١٠١,٥

العلاقة بين تخليق الحمض الدهني وأكسدة الحمض الدهني:

بعد دراسة طريقة التخليق الحيوي للحمض الدهني يمكن ملاحظة أن خطوات التخليق الحيوي عبارة عن :اختزال – Reductionنزع ماء – Dehydration اختزال – Reductionتكثيف ،Condensationولو قمنا بعكس هذه الخطوات يكون الترتيب عبارة عن التالي :أكسدة – Oxidationإضافة ماء – Hydration أكسدة – Oxidationتحليل Thiolysisوهذه الخطوات المعكوسة تمثل خطوات

-٥١٩-

التمثيل الغذائي للمواد الحاملة للطاقة

الأكسدة للحمض الدهني مما يعني أن عملية أكسدة الحمض الدهني هي عملية عكسية لتخليق الحمض الدهني والشكل التالي يوضح هذه العلاقة:

التخليق الحيوي للكولسترول:

عند دراسة التخليق الحيوي للكولسترول وجد أن كل ذرات الكربون الموجودة في الكولسترول مصدرها وحدات من مركب الأسيتيل قرين أ .Acetyl Co Aوقد وجد أن مركب الإسكوالين Squaleneيعتبر مركب وسطي هام في التخليق الحيوي

للكولسترول.

ويمكن بصفة عامة تقسيم خطوات تخليق الكولسترول إلي:

-١المرحلة الأولي تحويل Acetyl CoAإلي مركب الأيزوبنتيل ثنائي

-٥٢٠-

المواد الحاملة للطاقة -التخليق الحيوي

الفوسفات Isopentenyl Diphosphate

وفي هذا المرحلة يحدث تكثيف لوحدات الأسيتيل قرين أ يلي ذلك حدوث اختزال لمركب -٣هيدروكسي -٣ميثيل جلوتاريل قرين أ الذي يتحول لمركب ميفالونات الذي يتحول بدوره إلي مركب الإيزوبنتيل ثنائي الفوسفات خلال عمليتي فسفرة تليهما عملية نزع مجموعة كربوكسيل ،وتوضح المعادلات التالية هذه الخطوات:

-٥٢١-

التمثيل الغذائي للمواد الحاملة للطاقة

-٢المرحلة الثانية تحويل الأيزوبنتيل )(Isopentenyl Diphosphate

إلي اسكوالين Squalene

وتعمل العديد من الإنزيمات خلال هذه الخطوة حيث تعمل انزيمات الإيزوميريز Isomeraseوالترنسفيريز Transferaseوانزيمات التخليق Synthaseوخلال عمليات التكثيف يتحول المركب المحتوي على ٥ذرات كربون إلي مركب يحتوي على ٣٠ذرة كربون وتوضح المعادلات التالية هذه الخطوات:

-٥٢٢-

التمثيل الغذائي للمواد الحاملة للطاقة

-٣المرحلة الثالثة تحويل الاسكوالين ) (Squaleneإلي كولسترول ): (Cholesterol يتحول في البداية الاسكوالين إلي مركب اللانوستيرول ثم يلي ذلك تحول مركب اللانوستيرول إلى الكولسترول كما يظهر ذلك في المعادلات التالية:

وهناك العديد من المركبات المرتبطة بالتخليق الحيوي للكولسترول لوجود صلات تركيبية وتشابه بينها وبين الكولسترول أو بينها وبين أحد المركبات الوسطية التي تنتج خلال عمليات التخليق الحيوي للكولسترول ،بالإضافة إلي أن الكولسترول نفسه يمكنه أن ينتج عنه بعض المركبات الحيوية الهامة ،والشكل التوضيحي التالي

يبين هدم المسارات التخليقية.

-٥٢٤-

المواد الحاملة للطاقة -التخليق الحيوي

-٣Protein biosynthesis:التخليق الحيوى للبروتين يعرف البروتين على انه جزيئات كبيرة معقدة مصنوعة من وحدات صغيرة

معا داخل

تسمى الأحماض الأمينية ) (Amino acidsوترتبط الأحماض الأمينية سلاسل طويلة تسمى"عديدة الببتيد ويتألف البروتين من سلسلة أو أكثر من السلاسل الببتيدية .ويعتبر البروتين أحد المكونات الرئيسية الثلاثة للأغذية المهمة لجسم الإنسان والحيوان والدواجن ،والمكونان الآخران هما الكربوهيدرات والدهون ،توجد البروتينات في كل خلية من خلايا الحيوان والنبات وهي أساسية لحياة الحيوان والنبات .فالنبات يبني البروتينات من مواد في التربة والهواء .ويحصل البشر والحيوانات على البروتينات من الأغذية التي يتغذون بها وتشمل الأغذية ذات المحتوى العالي من البروتين اللحم والسمك والبيض والحليب والجبن.

التركيب الكيميائي للبروتينات:

تحتوي جميع البروتينات على الكربون والهيدروجين والنتروجين والأكسجين وقد أيضا على الحديد والفوسفور والكبريت .والبروتينات جزئيات

تحتوي بعض البروتينات

حمضا

كبيرة مصنوعة من وحدات أصغر تسمى الأحماض الأمينية .يدخل عشرون

-٥٢٥-