1 Б иохимия и молекулярная биология Лекция 7. Катаболизм жирных кислот

Биохимия и молекулярная биология


Лекция 7. Катаболизм

жирных кислот. Метаболизм кетоновых тел

с нечетным числом С-атомов
Катаболизм моноеновых жирных кислот
Метаболизм кетоновых тел

Катаболизм жирных кислот

2) цикл лимонной кислоты,
в котором осуществляется
расщепление ацетил-СоА, образовавшегося

при β-окислении ЖК;

3) окислительное фосфорилирование в дыхательной цепи с образованием АТР за счет энергии NADH и FADН2

CωH3-(CH2)n-CbH2-CaH2-COOH

Главный путь:
β-окисление

Минорные пути:
α-окисление
(ЖК с разветвленными цепями, например,
фитановая кислота)
ω-окисление

– 1958 гг. –
Ф. Линен с сотрудниками,
А. Ленинджер
1904 г.

– Ф. Кнооп

путь окисления свободных ЖК, заканчивающийся образованием ацетил-СоА.
Окисление ЖК осуществляется

в митохондриях и пероксисомах.
Жирные кислоты для вовлечения в процесс ß-окисления должны быть активированы.
Активация ЖК осуществляется ферментами ацил-СоА-синтетазами в цитозоле.
На активацию ЖК затрачивается 2 молекулы АТР. Активированные жирные кислоты (ацил-СоА) транспортируются в матрикс митохондрий карнитиновым челноком.

Mg2+
RCH2COO- + ATP → RCH2C О ~ AMP + PPi

неорганическая
пирофосфатаза
Н4Р2О7 + Н2О → 2 Н3РО4

Mg2+
RCH2CО ~ AMP + HSCoA → RCH2CО ~SCoA + AMP

Суммарная реакция:
Mg2+
RCH2COO- + ATP + HSCoA + Н2О → RCH2CО ~SCoA + AMP + 2Pi

∆G 0´= - 15 кДж/моль (для двухстадийного процесса)

Активация жирной кислоты

митохондрии
Карнитин (γ-триметиламино-β-гидроксибутират) синтезируется в печени и почках из лизина.
(СН3)3-N+-СН2-СНОН-СН2-СОО-

митохондрии

4 реакции:
дегидрирование (ацил-СоА-дегидрогеназа, FAD)
гидратация (еноил-СоА-гидратаза)
дегидрирование (L-ß-гидроксиацил-СоА-

дегидрогеназа, NAD+)
тиолитическое расщепление (тиолаза)

ß-окисление жирных кислот

числом С-атомов

кислоты

СН3(СН2)16-СО~SCоА + 8НS-CоА + 8FAD + 8NAD+ + 8 Н2О

→

9 СН3-СО~SСоА + 8 FADH2 + 8 NADH + 8H+

по формуле:

[5(n/2 - 1) + n/2 х 12] -

2,

где 5 - число молекул АТР, образуемое при одном раунде β-окисления;
n - число атомов углерода в ЖК;
n/2 - 1 - число актов окисления;
n/2 - число молекул ацетил-СоА;
12 - число молекул АТР, образующихся при полном окислении одной молекулы ацетил-СоА в цикле лимонной кислоты;
2 - число молекул АТР, затраченных на активацию ЖК.

Формула расчета выделяющейся при окислении жирной кислоты энергии

СН3-(СН2)16СО~СоА

[5 x (18/2 – 1) + (18/2 x12)] – 2 = [40 + 108] – 2 = 146 АТР

При полном окислении
3 молекул глюкозы
(18 С- атомов) образуется
108 (114) молекул АТР.

нечетным числом С-атомов
1. Пропионил-СоА
карбоксилируется с
образованием D-метил-
малонил-СоА.
2. D-метилмалонил-СоА
эпимеризуется в
L-стереоизомер.
3.

L-метилмалонил-СоА
превращается в
интермедиат ЦТК –
сукцинил-СоА.

Метилмалонил-СоА мутазе необходим кофактор - витамин В12

Δ9

Окисление олеиновой кислоты требует дополнительного фермента:
Еноил-СоА-изомеразы

Итог:
9 ацетил-СоА
8 раундов

(циклов)

D-β-гидроксибутират

ацетон

Кетоновые тела

в гепатоцитах

топливо