Lenindzher Основы биохимии т.2 (1128696), страница 54
Текст из файла (страница 54)
Р(з этого наблюдения Кнооп заключил. что окисление цепи жирной кислозы начинается с ()-углеродною атома и про»сквот путем последовательною отщепле- ния от цепи леухуглеролных фрагментов(как это показано на рисунке поперечными пунктир. ными линиями красного цвета), Двухуглсрол- иые фрагменты опцепляюгся, вероятно, в ниле ацетата, который затем окисляется до СО, н Н»О. Остальнаа часть молекУлы жиРной «мо- лоты (показана на красном фоне) уже более не окнсляется и выводится из организма. шись от него, они проходят сквозь клеточные мембраны в цитозоль. Вторым источником жирных кислот служат содержащиеся в самом цитозоле триацилглиперолы.
Расщепляющиеся под действием липаз. Свободные жирные кислоты, присутствующие в цитозоле, не способны пройти через митохонлриальные мембраны. Они могут попасть в митохондриальный матрикс, в котором происходит их окисление, лишь после того, как подвергнутся ряду ферментативных превращений в трех- этапном процессе. Первый этап этих превращений осуществляется а()ил-СаА -. сицшепцгэами - ферментами, присутствующими в наружной митохондриальиой мембране. Эти ферменты катализируют реакцию Н = (( — С вЂ” Я вЂ” -СоА о АМР ь РР» (1) О Лцил -СоА ГЛ. !й. ОКИСЛЕНИЕ ЖИРНЫХ КИСЛОТ В ТКАНЯХ ЖИВОТНЫХ 553 где йСООН означает жирную кислоту с длинной цепью, а РР;-неорганический пирофосфат.
В ходе этой реакции возникает тиоэфирния связь межлу карбоксильной группой жирной кислоты и тиоловой группой кофермента А, т. е. образуется СоА-производное жирной кислоты (рис. 18-2); одновременно АТР расщепляется на АМР и неорганический пирофосфат. Это сопряженная реакция: энергия, высвобождающаяся при расщеплении АТР на АМР и пнрофосфат, используется в активном центре фермента для образования новой тиоэфнрной связи. СоА-производные жирных кислот, так же как и ацетил-СоА, представляют собой высокоэнергетические соединения: их гндролиз до свободной жирной кислоты и СОА — ВН характеризуется большой отрицательной величиной !ТО~' (около — 7,5 кал(моль]. Суммарная реакция.
описываемая уравнением [1), легко обратима, потому что величина Або* составляет для нее всего — 0,3) ккал/мог!в. Удалось идентифицировать промежуточный продукт этой реакции, образующийся в связанной с ферментом форме. Он оказался ги)енилапам жирной киглопгы, т.е. смешанным ангидридом жирной кислоты и АМР (рис. 1В-3). Аденилат жирной кислоты образуется в активном центре фермента. Здесь оп вступает ао взаимодействие со свободным СоА — БН, в результате чего получаются СоА-производное жирной кислоты и АМР. Пирофосфат, образующийся в коде активации жирных кислот, может затем гидролизоваться под действием второго фермента — неорганической пирофогфапгйэю: ! Сн„ ! СН, СН, сн, ! СН, ! сн, СН, ! СН, сн, СН, ! сн, Аплльаея группа иазфпрвм связь н — с — н ! С=О ! н — с — н н — н ! С=О Н вЂ” С вЂ” ОН ! н,с--с — сн, н--С вЂ” н Коферыеат А ΠΠ— Р=О О нн, ! Π— Р=О Н С !; с сн н — с — н н н Пирофосфат + НзΠ— 2Фосфат(2) Або' = — 6,9 ккал(моль.
Поскольку гидролиз пирофосфата в интактных клетках идет практически до Рас. !8-К Пальмпгопл-СоА. Карбокспльеае группе пальмвтапоеой !гб-углеродаой) кисло- ты а тепловая группа кофермента А взаимо действуют с образоеалеем таозфараой связи. Обратите вепмелее, что СоА-аферы ыпрвьп кислот зто очеаь болыппе молекулы. О ОН ! О=Р— О ! О ЧАСТЬ П.
БИОЗНЕР1ЕТИКА И МЕ)АБОЛИЗМ СН, 1 СН, Он Каринтии Каринтии. аанлтрнггсфарнэа Сод-ЗН Остаток аденгмон»гй киодоты Н,С вЂ” Х+ — СН» — С вЂ” СН» — СОО ислородно эфирная связь СН, СН, Пальмитоильн ак группа Пальмитоилкарннтин Рис 1З-4. Обратимая реакпия, катавизируемая карантин-апилгрансферазои (рис. 18-4) обнаружен почти во всех животных и растительных ~канах.
Известно, что некоторые низшие организмы, например «мучной червь» ( Тегге(гуго той)от), не обладают способностью синтезировать каринтии и потому должны получать его с пищей. В организме человека и у других позвоночных каринтии обра- ЗУЕГСЯ ИЗ Лнэнуа.
На третьем и последнем этапе процесса поступления жирных кислот в митохондрии остаток жирной кислоты (ацнльная группа) переносится от карнитина на внутримитохондриальиый СоА при уча- Рис 18-3 Структура аденилата жирной кис- лоты. Апильная группа выделена «раснымг следует помнить, что эта апильнаа группа (остаток жирной кислоты) очень велика по сравнена»о с аденнлагной часгмо молекулы )см рис )Е-2). конца, фермент резко сдвигает равновесие реакции активации (1) вправо, т.е. вынуждает ее идти в сторону образования СоА-производного жирной кислоты.
Суммарная реакция, объединяющая реакции (1) и (2), может быть записана в следующем виде: Жирная кислота + АТР + + СОА"-ЯН вЂ” Ацил--8. СоА + + АМР + 2Р1 Або' = — 7„1 ккал)моль. Позже мы познакомимся с другими примерами, в которых пирофосфатное расщепление АТР (разд. 14.17) с последующим гидролнзом пирофосфата тоже используется для активации биомолекул. СоА-эфиры жирных кислот неспособны проникать через внутреннюю мембрану митохондрий.
Однако на наружной поверхности этой внутренней мембраны имеется особый фермент— карниогин-ог)идтране)йераэо 1, который катал изирует реакцию, представляющую собой второй этап процесса переноса жирных кислот в митохондрии: Ацил — Ъ вЂ” СоА + Каринтии сэ Ацнлкарнитин + СОА--8Н. Сложные эфиры карнитина н жирных кислот способны проходить через внутреннюю мембрану митохондрий и проникать в митохондриальный матрикс. В отличие от СоА-эфиров жирных кислот они содержат не тиоэфирную, а кислородно-эфирную связь.
Каринтии сн, ) сн, СН, СН, сн, СН, сн, сн, СН, СН, СН, ГЛ. 18. ОКИСЛЕНИЕ ЖИРНЫХ КИСЛОТ В ТКАНЯХ ЖИНОТНЪ|Х 555 стии фермента, носящего название карнилтын-аццлгпрангт))еризы П. Эта форма фермента локализуется на внутренней поверхности внутренней митохондриальной мембраны; здесь происходит регенерация СоА-производных жирных кислот и отсюда онн поступают в матрикс митохондрии: Ацилкарнитнн + СоА- -БН Ацил — Б — СоА + Каринтии. (3) Может показаться, что этот трех- этапный процесс (уравнения (1) (3)1, обеспечивающий поступление жирных кислот в митохондрии, издишне сложен. Он, однако, позволяет разделить два пула кофермента А-цитозольныи и внутримитохондриальный.
Такое разделение необходимо, поскольку эти пулы выполнянп разные функции. Митохондриальный пул СоА используется главным образом лля окислительного расщепления пирувата, жирных кислот и некоторых аминокислот, то~да как цитозольный пул участвует в биосннтезе жирных кислот. В связи с этим уместно вспомнить, что разделение цитозольного и внутримитохондриального пулов )яАР и АТР также обеспечивается внутренней мигохондриальной мембраной (разд.
17.2). Прн ятом важно и то обстоятельство, что фермент, катализирующий второй этап этого трехзтапного процесса,- каринтии-ацилтрансфераза 1-является регуляторным ферментом. Как мы увидим далее. он регулирует скорость поступления ацильных групп а митохондрии, а следовательно, и скорость окнсления жирных кислот. Теперь СоА-эфиры жирных кислот готовы для того, чтобы их жнрнокислотный компонент был подвергнут окислению прн помощи ряда специфичных ферментов в матриксе митохондрии. И.З. Окищуение жирных кислот включает две сталин Пропесс окисления жирных кислот в митохондриях состоит из двух ~лавных стадий (рис.
18-5). На первой стадии происходит последовательное отщепление Снт СНг сн, сн, сн, сн, сн, сн, СН, СН, СН, -1- сй, сн, Стадия 1 СООН 8 Ацетял-СоА Окояловцетвт цятрвт Иллвт Цвкл Иэоцятрвт лянояяой Фумврвт кяглоол ! о-Кетоглутярвт Сукцявят Сукцявял- Сод 1б СОт Ряс. 18-5 Дяе ствдвя окислению мяряык квс- лот. С гядяя ! окяслеяое лярвой кислоты с поляков песью. оряеоляжее кобрятоявяяго яцетлльльм ~ руоп я Форме яветлл-ОтА. Стя- ляя тс окяслсяяе яветкльяыя трупп до СОг. двухуглеродных фрагментов (в виде ацетил-СоА) от карбокснльного конца цепи жирной кислоты.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
