Osnovy_biokhimii_Uayt_tom_2 (1123310), страница 44
Текст из файла (страница 44)
12. Энергии, которая высвобождается в результате расщепления жирных кислот, становится доступной для организма благодаря дальнейшим превращениям ХА(лН, ЕА!!На и ацетнл-СоА. Четыре атома водорода, удаляемые нз ацильной цепи при двух дегидрогеназных реакциях, окисляются в электронпереносящей цепи.
Окисление ГАПНе и ХА()Н приводит к образованию АТР; показано, что в ходе приведенных выше реакций расщепления при образовании ацстил-СоА на 1 моль От генерируется 5 молей богатого энергией фосфата, а на каждый моль образующегося ацетил-СоЛ потребляется ! моль От. Окисление ацетил-СоА через цикл трикарбоновых кислот дает дополнительно 12 молей АТР на моль окисляемого ацетил-СоА (разд. !2.5).
Общий выход энергии при окислении 1 моля пальмитоил-СоА вычисленвтабл.17.2.Однако для образо- 1п. метааолпзм о, —.Са-СН вЂ” С вЂ” ВСОА а ~ а н о ~~~ — сн -с й о [! — сн — сн=сн — с— ааа Рнс. 17.1. Взаимоотношение между раснадом жирных аналог н пеклом лимонной кислоты. СоА-изол[ераэа нреврашает эти производные в изомеры, которые могут быть в дальнейшем окнслены путем последовательного удаления ацетил-СоА. 17.5.7. а-Окисление жирных кислот Хотя для жирных кислот наиболее характерно (з-окисление„ встречаются также два других типа окнсления: а- и ш-окисления. Окисление жирных кислот с длинной цепью до 2-оксикнслот н затем до жирных кислот с числом атомов углерода на один меньше, чем в исходном субстрате, было показаяо в микросомах мозга и других тканей, а также в растеничх.
2-Оксикислоты с длинной цепью являются компонентами лпппдов мозга (гл. 37). Эти жирные окснкислоты могу~ быть превращены в 2-кетокислоты, затем они подвергаются окислительному декарбокснлнрованню, ведущему к образованию длиннопепочечных жирных кислот с нечетным числом атомов углерода ЦСНаСНаСНаС00Н вЂ” ' ЦСНаСНаСНОН С00Н ЦСН СН Со С00Н [ СН СНаСОО[! + Со гх метаволизм липндов. ~ Начальная стадия, гидроксилирование во втором положении, катализируется митохондриальной лонооксцгсиазой, которая требует присутствия Оь Мйв+, ХАПРН и термостабильного кофактора. Превращение а-оксикислоты в СОа и следующую незамещенную кислоту с меныпим на один числом атомов углерода происходит в эндоплазматической сети и требует Оь Гев+ н аскорбата.
Большое количество фигаиовой кислоты — 3,7,11,15-тетраметилгексадекановой кислоты — накапливается в тканях и сыворотке крови у лиц с болезнью Рефсума — наследственным нарушением, влияющим на нервную систему и связанным с неспособностью осуществлять а-окисление этой кислоты. У таких больных до 20с)р жирных кислот сыворотки и 50Р4 жнркых кислот печени может быть представлено фитановой кислотой, в то время как в нормальной сыворотке она составляет менее 1 мкг~мл. Фнтановая кислота является продуктом окисления фитола 1разд.
3.4.4). Фитаиовая кислота присутствует в животном жире, коровьем молоке н пищевых продуктах, получаемых из молока. Фитол имеет преимущественно растительное происхождение, так как он входит в состав молекулы хлорофилла. Обнаружено, что некоторые симптомы болезин Рефсума могут быть облегчены диетой с низким содержанием животных жиров и молочных продуктов. Присутствие метильной группы в третьем положении фитановой кислоты блокирует 11-окисление. У здоровых людей окисление фиганаг'-и-оксидазой дает СОр и пристаиовую кислоту.— 2,6,10,14- тетраметилпеитадекановую кислоту, которая затем легко подвергается р-окислению после превращения в СоА-производные ООН СН, О Е О Ов Ов О О фиваиовав кислота СООН О О О О О О О присиаиоаап кислота Пунктирной линией показаны обычные места расщепления при последовательном й-окислеш1и, в ходе которого образуется сначала по 3 экв.
пропионнл-СоА и ацетил-СоА, а в конце — один эквивалент изобутирил-СоА, который превращается в сукцинил-СоА (рис. 23.4) . ПЬ МЕТАБОЛИЗМ 17.5.8. со-Окисление жирных кислот Жирные кислоты со средней длиной цепи и в меньшей степени длпниоцепочечные жирные кислоты могут первоначально подвергаться ы-окислению до жирных ю-оксикнслот, которые затем превращаются в а. гп-дикарбоновые кислоты. Эту серию реакций наблюдалн с ферментами микросом печени. Первоначальная стадия катализируется монооксигеназой, которая требует присутствия КАОР!), Оз и цитохрома Раем Ооразующаяся дикарбоновая кислота может быть укорочена с любого конца молекулы путем последовательности реакций р-окисления, описанной выше.
Образование ахо-дикврбоновых кислот характерно также для некоторых микроорганизмов и происходит путем расщепления у двойной свизи. Именно таким образом прн рзсщеплеиин олеиновой кислоты у двойной связи в положении 9. 1О образуется ззслвниоввя кислота (девять атомов углерода), которая затеи подвергается Р-окислению, давая пимелиновую кислоту, предшественник биотннв (гл. 50). 17.5.9. Метаболизм пропионата Окисление жирной кислоты с четным числом углеродных атомов приводит к полному расщеплению до ацетил-ОоА. При окислении жирных кислот с нечетным числом атомов углерода также образуются последовательно молекулы ацетил-СоА и 1 экв.
пропионил-СоА. Пропионовая кислота нли пропиоипл-СоА образуются и при окислении алифатпческих аминокислот с разветвленной цепью (рис. 23.4). Образование пропионил-СоА из пропионовой кислоты каталпзируется аг(етил-СоА-синтетазой (разд. 17.5.1). В мнтохондриях животных тканей основной путь метаболизма пропионил-СоА осуществляется по механизму, частично обратному механизму образования пропионовой кислоты некоторыми бактериями (разд. 14.9.3 и далее).
Этот путь суммирован в следующих трех уравнениях; итогом процесса является образование из пропионил-СоА сукцинил-СоА — промежуточного продукта цикла трнкарбоновых кислот. просмолил-Сох †аарбоаспла. Мса+ СНаСН СО-ЗСБА+ АТР+ СО, АО + Р! + НООС вЂ” СН(СН )СΠ—.ЗС А о-метилмзлонил-Со А ъмтплмалоаал-СоА — раоамааа о-метилмалоинл-ЯСоА ~..метилмзлоиил-ЯСБА (2) матилмалоалл-СоА — пугала глмстнлмзлонил-ЯСо А сукцииил-5СоА (3) 77ропионил-СоА — нарбоксалаза, выделенная в кристаллическом состоянии из сердца свиньи, содержит 1 моль биотина на 175000 г И. МЕТАБОЛИЗМ ЛИПИДОВ. 1 белка с М 700000. Бпотнн присоединен амидной связью к Б-амииогруппам лизиновых остатков„как и в других биотинсодержащих ферментах (гл. 50).
Карбоксилазная реакция включает образование комплекса фермент — биотин — СОь подобного описанному для ацетил-СоА — карбоксилазы (разд. 17.6А). МетиллалонилСОА-раиемаза делает подвижным водородный атом в а-положении, вслед за чем происходит захват протона из среды; таким образом катализируется взаимопреврашение О- и е-метилмалонил-СОА.
Образование сукцинил-5СоА из е-метилмалонил-5СОА совершается с участием метилиалоиил-СОА — лсутазы, утилизнруюшей кобамидный кофермент (производное витамина В1м гл. 50). Когда 2-"С-метилмалонил-СоА подвергали превращению с помошью мутазы, метка (отмечена ниже звездочкой) была найдена в положении 3 сукцинил-СоА, что указывает скорее на межмолекулярный перенос всей тиоэфирной группы, — СО5СоА, чем на миграцию карбокснльного углерода. СООН T 'СОБСод свечении -СоА СООН !. СНСНз ! ~СО5СоА мемнлмеее- ние-СоА При равновесии предпочтительным является образование сукцинил-СоА в соотношении с метилмалонил-СоА 20:1. У лиц с недостаточностью витамина Вы как пропионат, так и метилмалонат в необычно больших количествах выводятся с мочой.
Два наследственных типа метилмалоновой ацидемии (и ацидурии) у маленьких детей сопровождаются замедлением роста и умственной отсталостью. При одном типе белок мутазы отсутствует или является аномальным, так как добавление кобамидного кофермента к экстрактам печени не восстанавливает активность мутазы. При другом типе потребление больших доз витамина Вм облегчает ацидемию и ацидурию, а добавление кобамидного кофермента к экстрактам печени восстанавливает активность мутазы; вероятно, в этом случае ограничена способность превращения витамина в кофермент. Другой тип наследственного нарушении метаболизма пропионата обусловлен недостаточностью пропионил-СоА — карбоксилазы, что приводит к повышению содержания пропноновой кислоты в крови и моче.
Было найдено, что у таких лиц, так же как и у больных метилмалоновой ацидемией, часть пропионата все же окисляется до СОЕ даже при отсутствии регистрируемой активно- Н1. МЕТАБОЛИЗМ (2) (3) Изучение вышеуказанных нарушений метаболизма пропионата позволило обнаружить еще один путь метаболизма пропионата, а именно образование 2-метилцитрата, который присутствует в моче как главный продукт метаболизма пропионата, независимо от того, обусловлена ли пропионовая ацидемия недостаточностью пропионил-СоА- карбоксилазы или, вторично, метилмалоновой ацидемией. Прн конденсации пропионил-СоА и оксалоацетата может образовываться метилцитрат аналогично конденсации ацетнл-СоА и оксалоацстата с образованием цитрата (разд. 12.2.2).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
