ВНУТРІМІТОХОНДРІАЛЬНОЕ ОКИСЛЕННЯ ЖИРНИХ КИСЛОТ

Окислення жирних кислот в мітохондріях клітини включає кілька послідовних ферментативних реакцій. Загальна схема окислення жирних кислот представлена на рис. 14.1.

Загальна схема окислення жирних кислот

Мал. 14.1. Загальна схема окислення жирних кислот

Перша стадія дегідрірованія. Стадія окислення. Ацил- СоА в мітохондріях насамперед піддається ферментативному дегидрированию, при цьому ацил-СоА втрачає 2 атома водню в а- і p-положеннях, перетворюючись в СоА-ефір ненасиченої кислоти. Таким чином, першою реакцією в кожному циклі розпаду ацил- СоА є його окислення ацил-СоА-дегідрогеназ , що приводить до утворення еноіл-СоА з подвійним зв'язком між другим і третім атомами вуглецю:

Існує кілька FAD-містять ацил-СоА-дегі- дрогеназ, кожна з яких має специфічністю по відношенню до ацил-СоА з певною довжиною вуглецевого ланцюга.

Стадія гідратації. Ненасичений ацил-СоА (еноіл-СоА) за участю ферменту еноіл-СоА-гідратази приєднує молекулу води. В результаті утворюється Р-оксіаціл-СоА (або 3-гідроксіаціл-СоА):

В результаті гідратації подвійного зв'язку Д 2 3 -еноіл-СоА-ефірів утворюється тільки Р-оксіаціл-СоА.

Друга стадія дегідрірованія. Далі утворився Р- оксіаціл-СоА (3-гідроксіаціл-СоА) дегидрирующей. Цю реакцію каталізують NAD'-залежні дегідрогенази:

Тіолазная реакція. В ході попередніх реакцій відбувалося окислення метиленової групи при С-3 в оксогрупу. Тіолазная реакція являє собою розщеплення 3-окси- ацил-СоА за допомогою тіоловою групи другий молекули СоА. В результаті утворюється укорочений на два вуглецевих атома ацил-СоА і двууглеродного фрагмент у вигляді ацетил-СоА. Дана реакція каталізується ацетил-СоА-ацілтрансферази (р- кетотіолази ):

Утворився ацетил-СоА піддається окисленню в циклі трикарбонових кислот, а ацил-СоА, вкоротити на два вуглецевих атома, знову багаторазово проходить весь шлях Р-окислення аж до утворення бутіріл-СоА (4-вуглецеве з'єднання), яке в свою чергу окислюється до двох молекул ацетил-СоА.

Отже, в результаті описаних стадій розщеплення жирних кислот утворюється р-кетоацил-СоА з усе більш укороченою вуглеводневої ланцюгом, тому розглянутий процес в цілому можна називати /? - окисленням жирних кислот. NADH і FADH2, що утворюються при Р-окисленні, потім віддають свої електрони мітохондріальної електрон-транспортного ланцюга.

Наприклад, при окисленні пальмітинової кислоти (С | б) повторюється сім циклів Р-окислення. При окисленні жирної кислоти, що містить п вуглецевих атомів, відбувається

цикл р-окислення (т. е. на один цикл менше, ніж , так як при окисленні бутіріл-СоА відразу відбувається утворення двох молекул ацетил-СоА), і всього вийде молекул ацетил-СоА. Отже, сумарне рівняння р-окислення активованої кислоти можна записати в такий спосіб:

Молекула пальмітинової кислоти перетворюється в вісім молекул ацетил-СоА і додатково сім молекул NADH і сім молекул FADH2. При окисленні NADH синтезуються 2,5 молекули АТР, а при окисленні FADH 2 - 1,5 молекули АТР. Таким чином, окислення однієї молекули пальмітинової кислоти призводить до синтезу 106 молекул АТР з ADP і Р, (з урахуванням витрат двох молекул АТР на освіту пальмитоил-СоА і синтезу однієї молекули GTP на кожен ацетил-СоА в циклі лимонної кислоти).

Слід зазначити, що остаточним продуктом р-окислення вищих жирних кислот з парним числом вуглецевих атомів є ацетил-СоА, а з непарним - пропіоніл-СоА.

Основний шлях деградації жирних кислот протікає через Р-окислення. Поряд з цим є побічні метаболічні шляхи, такі як руйнування ненасичених жирних кислот, руйнування жирних кислот з непарним числом вуглецевих атомів, а- і co-окислення жирних кислот, а також деградація жирних кислот в пероксисомах.

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >