Biokhimia_T2_Strayer_L_1984 (1123303), страница 39
Текст из файла (страница 39)
Эффективность запасания энергии при окислении жирных кислот можно измерить, исходя из количества образованного АТР и свободной энергии окисления пальмитиновой кислоты до СО, и Н,О, определяемой калорнметрическим путем. Стандартная свободная энергия гидролиза !29 АТР равна — 940 ккал (129 х — 7,3 ккал). Стандартная свободная энергия окисления пальмитата равна — 2340 ккал. Следовательно, зффекмивиосгиь иакоиления энергии в резуль- (СНт)т — СНт — С вЂ” 8 — СоА Л транс-Лз-Еноил-СоА ь Н,О=С.з.ги лроксианцл-СоА 3 (,.3.гилроксиацил- СаА + НАО' =3- оксоацил-СоА + +МАОН+ Н' б 3-оксаацил-СаА + СаА — Ацстил-СоА + + Ацнл-СаА (укороченный иа Сг! Ацил-СоА †синтетаза (называемая такке тиокиназ» нирнык кислот, Ннрцая кисло~а; СоА-лигаза ГАМР]) Ацил-СоА каринтии в ацилтрансфераза Ацил-СоА легилрогсназа (некоторые ферменты с разлихной сиецифиеностью в отноцгснгги алины геенн) Еиоил-СоА — гилра.
таза (называемая такие Кратоназа нли 3-гилроксиецкл-СоА — тиара. линза! Е-3-! нлрокснвцнт- СаА легилроге- юза иле. ДЗ Е поил-СоА ~~ Изоиерззл н н НЗС (СНз)7 С вЂ” С СНз С СНз С Б СОА ( ОН а-зиидровси. цис-др.опоил Сод (( Эпииерлм ОН О н н ( )( НзС вЂ” (СНг)г — С=С вЂ” СНз — С вЂ” СНз — С вЂ” 8 — СоА ) Н ыз гидролсицил-Длг-опоил СоА тате окисления исириых кислот при стандартных условиях составляет около 40";;, что близко к этой величине для гликолиза, цикла трикарбоновых кислот и акислигельноз о фосфорилиравания. 17.10. Необходимость нзомеразы и эпимеразы для окисления ненасыщенных жирных кислот Обратимся теперь к окислению ненасыщенных жирных кислот.
Многие из происходящих при этом реакций идентичны таковым для насыщенных жирных кислот. Действительно, для расщепления большого числа ненасыщенных жирных кислот требуются только два добавочных фермента — изомераза и эпимераза. Рассмотрим окисление пальмитолсата. Этл ненасыщенная жирная С„,-кислота, имеющая одну двойную связь между С-9 и С-10, активирустся и транспортируется через внутреннюю митохондриальную мембрану таким же образом, как пальмитат. Пальмитолеил-СоА претерпевает далее три цикла расщепления, катализирусмые теми же ферментами, что н окисление насыщснных жирных кислот.
Однако цис-Ьз-споил-ССА, образуемый в третьем цикле, не является субстратом для ацил- СоА .дегидрогеназы. Наличие двойной связи между С-3 и С-4 предотвращает образование другой двойной связи, между С-2 и С-3. Это препятствие преодолевается с помощью новой реакции, которая сдвигает положение и конфигурацию цис-Ьз-двойной связи. Пад действием изалгераэы эта двайиая связь превраи(летел в траггс-А~-двайиут свлэь, Последующие реакции подобны реакциям пути окисления насыщенных жирных кислот, когда транс-Лз-споил-ССА является обычным субстратом. Для окисления полиеновых жирных кислот необходим и второй добавочный фер- Часть П. Генерирование 14б и хранение энергии О н н Н5С вЂ” (СНз)5 — С=С вЂ” СНз — С вЂ” 8 — СоА О Н (( НзС (СНз)5 СНз С=С С В СОА Н голле-Ь з пилил СоА мент. Активированная ненасыщенная жирная С,з-кислота с двойными цис-гз'в- и цис-Ьз-связями претерпевает два цикла деградации по пути окисления насыщенных жирных кислот.
Затем иис-Ьэ, Ьз-споил-ССА гидрах ируется еноил-СоА — гидратазай, тем же ферментом, который гидратирует двойную трапе-Л'-связь при окислении насышенных жирных кислот. Однако гидратирование двойной цис-Лз-связи дает О-изомер З-гидраксиацил-СаА, ксп орый не может служить субстратом для ь-3-гидроксиацил- СоА — дегидрогсназы.
Это затруднение снимается эпимераэай, абраи(ати(ей каифигурицииг гидроисильиой группы при С-3. 17.11. Жирные кислоты с нечетным числом углеродных атомов образуют при завершающем тиолизе пропноннл-СоА Жирных кислот с нечетным числом углеродных атомов насчитывается немного. Они окисляются таким жс образом, как и жирные кислоты с четным числам атомов, с той лишь разницей, чта на последнем этапе расщепления образуюгся одна молекула пропионил-СоА и одна молекула ацетил- СоА, а нс две молекулы ацетил-СоА. Активированный трехуглеродный фрагмент пропионил-СоА включается в цикл трикарбоновых кислот после превращения в сукцинил-СоА.
Путь от пропионил-СаА к сукци- Н О Ацмтил СоА н,о сыл О С вЂ” Я вЂ” СоА ) сн, С=О сн, Ацлтелцетил Сад О С вЂ” 5 — СоА сн, НΠ— С вЂ” СН, ) сн, ) СОО- 2 Ацмтил СоА ртмдрмвлм- Звмтмлглттлрма СлА з Ацлтил СоА н' + НАО' ИАОН нт со, л-3 гидрмтемлутмрмт Ацмтмтщмтлт Рис. 17.б.
О НтС вЂ” СНт — С вЂ” 8 — СоА Прмлмлиил СмА 147 ю Образование ацетоацетата, О-3-гидроксибутирата и ацетона из ацетил-СоА. Ферменты, катализирующие эти реакции; ! -З-кетотиолаза, 2- гидроксиметилглутарил- ССА — синтетаза, 3 — гидроксиметилглутарил-СоА — лиаза и 4 — гэ-3-гидроксибутират— дегидрогеназа. Ацетоацетат спонтанно декарбоксилируется с образованием ацетона. нил-СоА рассматривается в следующей главе (разд, 18.11), поскольку пропионнл- СоА образуется также при окислении некоторых аминокислот. 17Л2. Образование кетвновых тел из ацетнлкофермента А в условиях, когда расщепление маров преобладает Ацетил-ССА, образовавшийся при окисле- нии жирных кислот, включается в цикл трн- карбоновых кислот в условиях, когда расще- пление жиров н углеводов соответствую- щим образом сбалансировано.
Теперь уже ясна молекулярная основа изречения, что жиры сгориют в ллимени углеродов. Включе- ние ацетил-СоА в цикл зависит от доступно- сти оксалоацетата для образования цитрата. Однако, если расщепление жиров преобладает, судьба ацетил-СоА изменяется. Объясняется это тем, что в отсутствие углеводов нли при нарушении их использования концентрация оксалоацетата снижается.
В случае голодания нли диабета оксалоапетат расходуется на образование глюкозы и поэтому не может конденсироваться с ацетил-СоА. В таких условиях путь метаболизма ацетил-СоА отклоняется в сторону образования ацетоацетата и о-3-гипроксибутирата, Ацетоапетат, и-3-гндроксибутират и ацетон часто называют кеглоновыми телами. Ацетоацстат образуется из ацетил-СоА в три стадии (рис.
17.6). Две молекулы ацетил-СоА конденсируются с обраюванием ацетоацетил-СоА. Эта реакция, катаянзнруемая тиолазой, представляет собою обращение тиолизной стадии в окислении жирных кислот. Ацетоацетил-СоА реагирует палее с апетнл-СоА и Н,О, образуя 3-гидрокси-3-метилглутарил-СоА и СоА. Неблагоприятное равновесие в образовании ацетоапетил-ССА компенсируется благоприятным равновесием этой последней реакции, обусловленным гидролнзом тиоэфирной связи. 3-гидрокси-3-метилглутарил- СоА затем расщепляется на ацетил-СоА и ацетоацетат. Суммарная реакция этих пре- 17.
Обмен жирных кислот вращений имеет следующий вид: 2 Ацетил-СоА + Н,О— — Ацетоацетат + 2СоА + Н'. Прн восстановлении ацетоацетата в митохондриальном матрнксе образуется 3-гндроксибутират. Отношение гидроксибутирата к ацетоацетату зависит от отношения [1чАОН1г[ХАСЭ' ) в митохондриях, Ацетоацетат претерпевает также медленное спонтанное декарбоксилированне в ацетон.
У людей с высоким содержанием ацетоацетата в крови в выдыхаемом воздухе может ощущаться запах ацетона. 17.13. Ацетоацетат — основное топливо в некоторых тканях Основным местом образования ацетоацетата н 3-гндроксибутнрата служит печень. Из митохондрий печени эти соединения днффундируют и кровь н переносятся к периферическим тканям. Еще несколько лет назад считалосьч что кетоновые тела-это продукты расщепления, не имеющие существенного физиологического значения. Исследования Георга Кэхнлла (Оеогйе Са)гй1) н других показали, однако, что эти производные ацетил-СоА играют важную роль в энергетическом обмене. Ацетоацетат и 3-гидроксибутират в норме выполняют роль дыхательного топлива и являюпкя количественно важными источникими энергии.
Действительно, сердечная мышца и корковый слой почек предпочтительно используют ацетоацетат, а не глюкозу. В противоположность этому глюкоза является главным топливом для мозга у лнц, получающих обильную сбалансированную пишу. Тем не менее при голодании н диабете мозг адаптируется к использованию ацетоацетата. В условиях длительного голодания 75;„' потребности мозга в топливе удовлетворяется за счет ацетоацетата.
Ацетоацетат может быть активирован путем переноса СоА с сукцииил-СоА в реакции, каталнзируемой специфической СоА- трансферазой. Ацетоацетил-СоА далее расщепляется тиолазой с образованием двух молекул ацетил-СоА, которые могут затем включиться в цикл трикарбоновых кислот. Печень может снабжать ацетоацетатом другие органы, поскольку в ней отсутствует специфическая СоА-трансфераза. Часть П. Генерирование 148 и хранение энергии Ацвтовцвтвт Сукципип СоА Сукцнпвт Ацвтовцвтпп.Соа оА 2 Ацвтпп СпА Использоваоие ацетоацетата в качестве топлива.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
