МЕТАБОЛИЗМ ЖИРОВ
Окисление жирных кислот - важный процесс для высших организмов и растений. У человека, по меньшей мере, половина энергии, получаемой в результате окислительных процессов, которые протекают в клетках печени, почек, сердечной и скелетных мышц, находящихся в состоянии покоя, обеспечивается за счет окисления жирных кислот. Исключение составляют клетки мозга, для которых единственным источником энергии служит глюкоза.
ПУТИ И ЭНЕРГЕТИКА МЕТАБОЛИЗМА ЖИРНЫХ КИСЛОТ В ТКАНЯХ ЖИВОТНЫХ. ДВУХСТАДИЙНАЯ МОДЕЛЬ ОКИСЛЕНИЯ ЖИРНЫХ КИСЛОТ
Активация жирных кислот
Свободная жирная кислота независимо от длины углеводородной цепи является метаболически инертной и не может подвергаться никаким биохимическим превращениям (в том числе окислению), пока не будет активирована. Реакция активации жирной кислоты протекает на наружной поверхности мембраны митохондрий при участии АТР, коэнзима A (HS-CoA) и ионов Mg2+ и катализируется ферментом ацил-СоА-синтетазой:
В результате образуется ацилкофермент А (ацил-СоА), являющийся активной формой жирной кислоты.
Активация жирной кислоты протекает в два этапа: сначала жирная кислота реагирует с АТР с образованием ациладенилата эфира жирной кислоты и АМР, а далее сульфгидрильная группа ко- энзима HS-CoA действует на прочно связанный с ферментом ацила- денилат с образованием ацил-СоА и АМР.
Окисление жирных кислот происходит в митохондриях. Коэн- зимная форма жирной кислоты, как и свободные жирные кислоты, не обладает способностью проникать внутрь митохондрий. Транспорт жирных кислот из цитоплазмы к местам их окисления - митохондриям осуществляет специфический переносчик - карнитин. Ацильная группа переносится с атома серы ацил-СоА на гидроксильную группу карнитина с образованием ацилкарнитина, который диффундирует через внутреннюю митохондриальную мембрану:
Реакция протекает при участии специфического цитоплазматического фермента карнитин-ацилтрансферазы. Уже на той стороне мембраны, которая обращена к матриксу (внутри митохондрий), ацильная группа переносится обратно на HS-CoA, что термодинамически выгодно, поскольку кислородацильная связь в карнитине обладает высоким потенциалом переноса группы. Иными словами, после прохождения ацилкарнитина через мембрану митохондрий происходит обратная реакция - его расщепление при участии HS-CoA и митохондриальной карнитин-ацилтрансферазы:
