Окисление жирных кислот

Дата добавления: 2014-05-20 | Просмотров: 1705

В состав жиров в основном входят ВЖК с четным числом углеродных атомов: пальмитиновая С_16//0, стеариновая С_18/0, арахиновая С_20/0, арахидоновая С_18/1, олеиновая, линолевая С_18/2, линоленовая С_18/3. Поэтому основным путем является β-окисление.

β-окисление жирных кислот представляет собой ряд специализированных реакций, катализируемых специфическими ферментами. В цикл вступают активные жирные кислоты в виде ацил-КоА (пальмитил-КоА, стеарил-КоА). Активация жирной кислоты происходит в цитоплазме под влиянием фермента ацил-КоА-синтетазы за счет энергии АТФ. Все последующие реакции протекают в матриксе митохондрий. В транспорте ацил-КоА в митохондрию принимают участие корнитин и фермен корнитил-ацил-трансферраза.

1. Активирование

2. Окисление. Ацил-КоА окисляется дегидрированием по β-углеродному атому с образованием β-ненасыщенного производного. Катализирует реакцию фермент ацил-КоА-дегидрагиназа-ФАД-содержащая. Восстановленный фермент поступает на убихинон, окисляется до воды и образуется 2 молекулы АТФ.

3. Гидратация. При участии фермента еноил-КоА-гидратазы происходит присоединение молекулы воды с образованием β-гидроксиацилКоА.

4. Окисление. Β-гидроксиацилКоА окисляется в β-кетоацилКоА. Катализирует реакцию фермент β-гидроксиацилКоА-дегидрогиназа-НАД-содержащая. Фермент восстанавливается и передает 2 атома водорода на начало ДЦ, водород окисляется и образуется 3 молекулы АТФ.

5. Тиолитическое расщепление. β-кетоацилКоА под влиянием ацетоацил-КоА-тиолазы расщепляется по β-углеродному атому с последующим присоединением кофермента А. Образуются два соединения: ацетил-КоА и ацил-КоА, который меньше на два углеродных атома, чем вступивший в реакцию № 1.

6. Образовавшийся ацетил-КоА далее окисляется в цикле Кребса, а ацил-КоА окисляется в реакция № 2-5. Цикл повторяется до полного окисления ВЖК до ацетил-КоА.

Таким образом, при окислении 1 молекулы, например, пальмитиновой кислоты, образуется 130 АТФ: 8 ацетил-КоА (16:2) в цикле Кребса образуют 96 АТФ (8*12). Происходит 7 оборотов, каждый оборот дает 5 АТФ (2 ФАД, 3 НАД).

α-окисление. Суть α-окисления – в последовательном декарбоксилировании ацил-КоА с помощью НАД-дегидрогиназ. Эффективность окисления пальмитиновой кислоты 44 АТФ.

Окисление глицерина представляет собой ряд последовательных реакций, катализируемых специфическими ферментами.

1. Фосфорилирование. Глицерин фосфорилируется за счет АТФ по третьему атому с образованием фосфоглицерина. Фермент, который катализирует реакцию, называется глицерол-киназа.

2. Окисление. Три-фосфоглиренин окисляется при участии НАД-содержащей-дегидрогиназы (глицерол-дегидрогиназа-НАД-содержащая) с образованием диоксиацетонфосфата. Фермент восстанавливается, передает два атома водорода на начало ДЦ, и образуется 3 АТФ.

3. Изомеризация. При участии триозофосфатизомеразы образуется глицеральдегидтрифосфат.

4. Глицеральдегидтрифосфат далее окисляется по пути аэробного дихотомического распада углеродов.

Таким образом, при окислении 1 молекулы глицерина образуется 3 СО₂, 3 Н₂О, 22 АТФ.

Биосинтез жиров (триацилглицеридов) состоит из трех этапов: 1)образование глицерина 2)образование жирных кислот 3)соединение в молекулу жира.

1) Образование глицерина. Около 60 % глицерина для синтеза жиров образуется из промежуточного обмена углеводов, например из глицеральдегидтрифосфата или диоксиацетонфосфата, которые восстанавливаются с образованием трифосфоглицерина. В этом процессе участвуют восстановленные НАДФ. Примерно 40 % глицерина фосфорилируется с образованием фофоглицерина из поступившего в печень после переваривания. Фосфоглицерин используется в третьем этапе.

2) Синтез ВЖК. Протекает в цитоплазме. Источником углеродных атомов служит цитоплазматический ацетил-КоА, который часто образуется при окислении глюкозы. Митохондральный ацетил-КоА не способен проникать в цитоплазму, поэтому он соединяется со ЩУКс образованием цитрата, цитрат выходит в цитоплазму с затратой АТФ, где расщепляется с образованием ацетил-КоА, ЩУК и АДФ.

3) Синтез молекулы жира

Реакции синтеза жира:

1. Карбоксилирование. Ацетил-КоА при участии ацетил-КоА-карбоксилазы присоединяет молекулу СО₂ с образование малонил-КоА.

2. Малонил-КоА и ацетил-КоА меняют переносчика, S-КоА на S-АПБ (ацил переносящий белок). Катализирует реакцию фермент трансацелазы (ацетилтрансацелазы и малонил-трансацелазы).

3. Ацетил-S-АПБ присоединяется к малонил-S-АПБ с образованием кетопроизводного (ацетоацил-S-АПБ).

4. Восстановление. При участии восстановленной НАД ацетоацил превращается в β-гилроксиацил-АПБ.

5. Дегидратация. Под влиянием еноил-АПБ-дегидратазы образуется β-ненасыщенная производная.

6. Восстановление. При участии кротонил-S-АПБ-редуктазы происходит восстановление до насыщенного производного (бутирил-S-АПБ).

Далее к бутирил-АПБ присоединяется новая молекула S-АПБ с образованием кетопроизводного и цикл повторяется, с каждым оборотом увеличивая ВЖК на два углеродных атома.

Синтез жира осуществляется в большинстве тканей.

1. Образование фосфотидной кислоты. К фосфоглицерину из первого этапа присоединяются два остатка ВЖК, образуется 3-фосфо-диацилглицерид (фосфотидная кислота). Фермент, который катализирует эту реакцию, называется глицеро-фосфат-ацил-трансфераза.

2. Гидролиз. При участии гидролазы происходит отщепление остатка фосфорной кислоты.

3. При участии ацилтрансферазы происходит присоединение третьего остатка ВЖК.

Образовался триацилглицерид (жир).