Энергетика  - окисления

Окисление жирных кислот дает значительный энергетический эффект. При каждом цикле  - окисления образуется одна молекула ФАДН₂ и одна молекула НАДН₂, которые в процессе транспорта электронов и протонов и сопряженного с ним окислительного фосфорилирования в дыхательной цепи дают: ФАДН₂ – 2 молекулы АТФ и НАДН₂ – 3 молекулы АТФ.

Пример. 16 - углеродная пальмитиновая кислота в ходе окисления распадается на 8 двууглеродных фрагментов ацетил –КоА. Для этого понадобится 7 циклов.

В молекулах АТФ

Ацетил –КоА – 8 молекул 12 х 8 = 96

НАДН₂ – 7 3 х 7 = 21

ФАДН₂ – 7 2 х 7 = 14

Каждая молекула ацетил–КоА в ЦТК дает 12 молекул АТФ. Т о. при полном  -окислении одной молекулы пальмитиновой кислоты образуется 96 + 21 + 14 = 131 молекула АТФ. С учетом одной молекулы АТФ, потраченной на образование активной формы пальмитиновой кислоты, общий энергетический выход составит 131 – 1 = 130 молекул АТФ.

Биосинтез липидов. Биосинтез жирных кислот.

Биосинтез жирных кислот заключается в постепенном удлинении цепи жирной кислоты на два углеродных атома (по аналогу с  -окислением).

Первой реакцией биосинтеза жирных кислот является карбоксилирование ацетил–КоА (присоединение активированной углекислоты) с образованием малонил–КоА.

Биосинтез идет с участием мультиферментного комплекса – синтетазы жирных кислот, состоящей из 7 ферментов, связанных с ацилпереносящим белком (АПБ). Синтез начинается с присоединения ацетил–КоА и малонил–КоА к синтетазе с участием АПБ и образованием соответственно ацетил – АПБ и малонил –АПБ. Далее к ацетил–АПБ присоединяется двууглеродный фрагмент от малонил–АПБ с отщеплением углекислого газа. Образовавшийся продукт проходит через все ферменты синтетазы и в результате за один цикл реакций молекула жирной кислоты удлиняется на два углеродных атома. Образованная жирная кислота, не отщепляясь от АПБ, включается в следующий цикл синтеза, который также начинается с присоединения молекулы малонил–АПБ к карбоксильному концу растущей цепи жирной кислоты. Несколько циклов биосинтеза приводят к образованию молекулы необходимой жирной кислоты.

По сравнению с -окислением биосинтез жирных кислот имеет ряд характерных особенностей: синтез жирных кислот в основном осуществляется в цитозоле клетки, а окисление – в митохондриях; в качестве доноров двууглеродных фрагментов при биосинтезе используется не ацетил –КоА, а малонил АПБ; в качестве восстановителя выступает НАДФ.

Биосинтез триацилглицеридов

Первичный биосинтез триацилглицеридов начинается в стенках кишечника из продуктов распада липидов по  - моноглицеридному пути: из жирных кислот образуется их активная форма – ацил –КоА и затем происходит ацилирование  - моноглицеридов, поступающих из полости кишечника в больших количествах после расщепления пищевых жиров, с образованием сначала диглицеридов, а затем триглицеридов:

 - моноглицерид + R – СО – S-КоА Диглицерид + НS –КоА;

Д иглицерид + R₁ – СО – S-КоА Триглицерид + НS –КоА

Все реакции катализируются ферментным комплексом – триацилглицеридсинтетазой.

В тканях биосинтез триглицеридов протекает через образование  - глицерофосфата (глицерол – 3-фосфата) как промежуточного соединения и включает следующие реакции:

1. Образование активной формы жирной кислоты – ацил–КоА при участии ацил-КоА-синтетазы;

2. Образование  - глицерофосфата (глицерол – 3-фосфата) при участии глицеролкиназы;

3. Превращение  - глицерофосфата в фосфатидную кислоту при участии глицерофосфат–ацилтрансферазы в результате ацилирования двумя молекулами ацил-КоА;

4. Превращение фосфатидной кислоты путем гидролиза в диглицерид при участии фосфатидат-фосфогидролазы;

5. Ацилирование диглицерида с образованием триглицерида при участии диглицеридацилтрансферазы.