Химия и обмен липидов. Клинико-лабораторное значение. Резервные и структурные липиды. Омыляемые и неомыляемые липиды

митохондрий – в митохондриальный матрикс, где карнитин при помощи карнитин-ацилКоА-трансферазы II вновь заменяется на  КоА-SH и  образующийся ацил~SКоА становится доступным для окисления.

Рис.6.36. Опосредованный карнитином перенос длинноцепочечного ацил-КоА в митохондриальный матрикс

Реакции b–окисления ацил-КоА – это повторяющийся цикл, состоящий из четырех последовательных реакций:

1.Первая реакция дегидрирования катализируется ацил-КоА- дегидрогеназой (реакция 1 на рис.6.37). Существует несколько форм данного фермента, каждый из которых специфичен к ацил-КоА с определенной длиной углеводородной цепи. В ходе реакции отщепляются два атома водорода и образуется еноил-КоА с двойной связью в транс-положении между a и b - углеродными атомами (С-2 и С-3). Водороды передаются на кофермент ФАД_, который ковалентно связан с ацил-КоА-дегидрогеназой_. Восстановленная форма кофермента служит донором водородов для специфического переносчика электронов,назывемого электронпереносящим флавопротеином, связанным в свою очередь с убихиноном, которому и передает эти водороды. При последующем переносе электронов по дыхательной цепи  возможно образование двух молекул АТФ при участии механизмов окислительного фосфорилирования.

Рис.6.37. Последовательность реакций b-окисления жирных кислот: окисление, гидратация, окисление и тиолиз

2.Реакция гидратации (реакция 2, рис.6.37). Еноил-КоА гидратаза катализирует  реакцию присоединения воды (гидратация) по месту образовавшейся  двойной связи с образованием 3-L-гидроксиацил~КоА. Гидроксильная группа в составе этого соединения находится у b-углеродного атома.

3.Вторая реакция дегидрирования (реакция 3, рис.6.37) катализируется 3-гидроксиацил-КоА-дегидрогеназой, которая забирает атомы водорода по месту b-углеродного атома с образованием кетогруппы.Акцептором водородов в ферменте служит НАД⁺. НАДН+Н+ окисляется НАДН-дегидрогеназой (комплекс I дыхательной цепи)и переносе водородов на кислород позволяет получить до трех молекул АТФ при участии механизмов окислительного фосфорилирования.

4.Заключительная реакция цикла (реакция 4, рис 6.37) катализируется ацетил-КоА-ацетилтрансферазой (тиолазой). Под влиянием фермента и при участии еще одной молекулы КоА-SH от b-кетоацил~КоА отщепляется молекула ацетил~КоА и образуется новый ацил-КоА, укороченный на два углеродных атома. По аналогии с гидролизом эту реакцию назвали тиолизом (распад кетоацил-КоА идет при участии тиогруппы КоА-SH). Образовавшийся ацил-КоА вновь вступает в следующий цикл из четырех реакция.

Большой вклад в изучение данной  последовательности реакций внесли Д. Грин, С. Очоа  и Ф. Линен. Они и назвали этот процесс b-окислением в соответствии с тем, что окислению подвергается b-углеродный атом остатка жирной кислоты (второй углеродный атом ацила).

b-окисление служит примером особой формы организации метаболических процессов – спиральным процессам. Данный процесс получил название “спирали Линена”. На рис 6.38. представлена последовательность реакций окисления лауриновой кислоты (12 углеродных атомов). Изображены пять витков процесса, позволяющих полностью окислить лауроил-КоА. В результате образуются шесть молекул ацетил-КоА и пять пар восстановленных коферментов (по одной молекуле ФАДН2 и НАДН+Н+ на каждом витке спирали).   

Рис 6.38. Спираль Линена для ЖК с двеннадцатью углеродным атомами

NB! Энергетический выход b-окисления жирных кислот зависит от длины