Полная версия

Главная arrow География arrow БИОХИМИЯ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Внутримитохондриальное окисление жирных кислот

Окисление жирных кислот в митохондриях клетки включает несколько последовательных ферментативных реакций. Общая схема окисления жирных кислот представлена на рис. 14.1.

Общая схема окисления жирных кислот

Рис. 14.1. Общая схема окисления жирных кислот

Первая стадия дегидрирования. Стадия окисления. Ацил- СоА в митохондриях прежде всего подвергается ферментативному дегидрированию, при этом ацил-СоА теряет 2 атома водорода в а- и p-положениях, превращаясь в СоА-эфир ненасыщенной кислоты. Таким образом, первой реакцией в каждом цикле распада ацил- СоА является его окисление ацил-СоА-дегидрогеназой, приводящее к образованию еноил-СоА с двойной связью между вторым и третьим атомами углерода:

Существует несколько FAD-содержащих ацил-СоА-деги- дрогеназ, каждая из которых обладает специфичностью по отношению к ацил-СоА с определенной длиной углеродной цепи.

Стадия гидратации. Ненасыщенный ацил-СоА (еноил-СоА) при участии фермента еноил-СоА-гидратазы присоединяет молекулу воды. В результате образуется Р-оксиацил-СоА (или 3-гидроксиацил-СоА):

В результате гидратации двойной связи Д2 3-еноил-СоА-эфиров образуется только Р-оксиацил-СоА.

Вторая стадия дегидрирования. Далее образовавшийся Р- оксиацил-СоА (3-гидроксиацил-СоА) дегидрируется. Эту реакцию катализируют NAD'-зависимые дегидрогеназы:

Тиолазная реакция. В ходе предыдущих реакций происходило окисление метиленовой группы при С-3 в оксогруппу. Тиолазная реакция представляет собой расщепление 3-окси- ацил-СоА с помощью тиоловой группы второй молекулы СоА. В результате образуется укороченный на два углеродных атома ацил-СоА и двууглеродный фрагмент в виде ацетил-СоА. Данная реакция катализируется ацетил-СоА-ацилтрансферазой (р- кетотиолазой):

Образовавшийся ацетил-СоА подвергается окислению в цикле трикарбоновых кислот, а ацил-СоА, укоротившийся на два углеродных атома, снова многократно проходит весь путь Р-окисления вплоть до образования бутирил-СоА (4-углеродное соединение), которое в свою очередь окисляется до двух молекул ацетил-СоА.

Итак, в результате описанных стадий расщепления жирных кислот образуется р-кетоацил-СоА со все более укороченной углеводородной цепью, поэтому рассмотренный процесс в целом можно называть /?-окислением жирных кислот. NADH и FADH2, образующиеся при Р-окислении, затем отдают свои электроны митохондриальной электрон-транспортной цепи.

Например, при окислении пальмитиновой кислоты (С|б) повторяется семь циклов Р-окисления. При окислении жирной кислоты, содержащей п углеродных атомов, происходит

цикл р-окисления (т. е. на один цикл меньше, чем , так как при окислении бутирил-СоА сразу происходит образование двух молекул ацетил-СоА), и всего получится молекул ацетил-СоА. Следовательно, суммарное уравнение р-окисления активированной кислоты можно записать следующим образом:

Молекула пальмитиновой кислоты превращается в восемь молекул ацетил-СоА и дополнительно семь молекул NADH и семь молекул FADH2. При окислении NADH синтезируются 2,5 молекулы АТР, а при окислении FADH2 - 1,5 молекулы АТР. Таким образом, окисление одной молекулы пальмитиновой кислоты приводит к синтезу 106 молекул АТР из ADP и Р, (с учетом затрат двух молекул АТР на образование пальмитоил-СоА и синтеза одной молекулы GTP на каждый ацетил-СоА в цикле лимонной кислоты).

Следует отметить, что окончательным продуктом р-окисления высших жирных кислот с четным числом углеродных атомов является ацетил-СоА, а с нечетным - пропионил-СоА.

Основной путь деградации жирных кислот протекает через Р-окисление. Наряду с этим имеются побочные метаболические пути, такие как разрушение ненасыщенных жирных кислот, разрушение жирных кислот с нечетным числом углеродных атомов, а- и co-окисление жирных кислот, а также деградация жирных кислот в пероксисомах.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>