47 Окисление глицерина.

Глицерин активируется молекулой АТФ и превращается в а-глицерофосфат.

Н2С - ОН

Н-С - ОН + АТФ

Н2С — ОН глицерин

глицерокиназа

Н2С - ОН

Н-С — ОН + АДФ

Н2С - О — РО3Н2 а- глицерофосфат

Затем а-глицерофосфат дегидрируется НАД-дегидрогеназами

по следующей схеме:

Н2С — ОН →Н-С - ОН + НАД

Н2С - О - РО3Н2а-глицерофосфатО С - Н

Н - С - ОН + НАД х Н2 + 1/2О2 + Н2О I

Н2С - О - РО3Н2

3-фосфоглицериновый альдегид

Дальнейшие превращения 3-фосфоглицеринового альдегида идут по типу аэробного окисления углеводов (см. лекция 5), что приводит к образованию конечных продуктов СО2 и Н2О и синтезу 23 АТФ:

1. Превращение фосфоглицерина в 3-фосфоглицериновый альдегид - 3 АТФ

2. Окисление 3-фосфоглицеринового альдегида - 3 АТФ

3. Превращение 1,3-дифосфоглицериновой кислоты в 3-фосфоглицериновую- - 1 АТФ

4. Превращение фосфоэнолпировиноградной кислоты в пировиноградную - 1 АТФ

5. Превращение пировиноградной кислоты в ацетил-коэнзим А - 3 АТФ

6. Окисление ацетил-коэнзима А в цикле Кребса _- 12 АТФ

ИТОГО: 23 АТФ

1 молекула АТФ была затрачена на образование а-глицерофосфата: 23АТФ - 1АТФ = 22АТФ - таков энергетический баланс окисления молекулы глицерина.

В основе современных представлений об окислении жирных кислот в организме лежит теория Я-окисления. Этот процесс включает ряд последовательных этапов отщепления двууглерод-ных фрагментов в виде ацетил-КоА от насыщенных жирных кислот со стороны карбоксильной группы.

Процесс Я-окисления начинается с активации жирной кислоты при участии АТФ и коэнзима А (КоА):

R - СН2 - СН2 - СООН + HS-КоА + АТФ-►

—► R- СН2 - СН2 - СН2 - СОКоА + АМФ + Н4Р207

активированная жирная кислота (ацил-КоА)

Всю последовательность реакций Я-окисления активированной жирной кислоты можно представить следующей схемой:

R - СН2 - СН2 - СН2 - СОКоА

I -2Н + ФАД ФАД х Н2 + 1/2О2-► Н2О + 2АТФ

R - СН = СН - СН2 - СОКоА + Н2О

R - СН2 - СНОН - СН2 - СОКоА

-2Н + НАД-► НАД х Н2 + 1/2О2-► Н2О + 3АТФ

R - СН2 - СО - СН2 - СОКоА + КоА

R - СН2 - СОКоА + СН3 - СОКоА -► в цикл Кребса ацил-КоА ацетил-КоА

Как видно из приведенной схемы, процесс окисления жирной кислоты включает четыре последовательных этапа.

Первый этап - дегидрирование (отщепление водорода) происходит при участии кофермента ФАД, который передает отщепленные атомы водорода на цепь дыхательных ферментов, где конечным акцептором их, как мы уже знаем, является кислород, при этом обеспечивается синтез 2 АТФ.

Второй этап - стадия гидратации, при которой происходит присоединение молекулы воды к жирной кислоте по месту двойной связи.

Третий этап - дегидрирование с участием кофермента НАД, который отдает отщепляемый водород по цепи дыхательных ферментов на кислород, при этом обеспечивает синтез 3 АТФ

Четвертый этап- окисления жирной кислоты представляет собой взаимодействие продукта третьего этапа кетоацил-КоА со свободным HS-KoA. В результате этого процесса происходит отщепление от остатка жирной кислоты двууглеродного фрагмента в виде остатка уксусной кислоты, связанной с КоА - ацетил-КоА. Вторым продуктом является ацил-КоА, т. е. эфир КоА и жирной кислоты, укороченной на два углеродных атома. Молекула вновь образовавшегося ацил-КоА снова подвергается четы-рехэтапному процессу окисления, в результате которого жирная кислота укорачивается еще на два углеродных атома, и так продолжается до тех пор, пока она полностью не расщепится на ацил-КоА, колотый затем окисляется в цикле Кребса.

Таким образом, при окислении жирных кислот синтез АТФ происходит как за счет энергии, выделяющейся в цикле Я-окисления (5 АТФ), так и за счет энергии окисления ацетил-

окисление триглицеролов.

Важным этапом усвоения длинноцепочечных ЖК является их связь в плазме крови с сывороточным альбумином и дальнейшая транспортировка к митохондриям таких органов, как печень, сердце, скелетные мышцы. Среднецепочечные триглицериды не требуют связи с сывороточным альбумином, карнитином и свободно окисляются в митохондриях.

Карнитин образуется из лизина и метионина в печени и почках. Длинноцепочечные ЖК не могут проникать в митохондрию и окисляться, если предварительно не образуют ацилкарнитин-производных. фермент карнитин-пальмитоилтрансфераза 1 и 2 переносит длинноцепочечные ацильные группы на карнитин с образованием ацилкарни-тина; последний проникает в митохондрию, где находятся ферменты, катализирующие процесс р-окисления. При р-окислении ЖК 2 атома углерода одновременно отщепляются от карбоксильного конца молекулы ацил-СоА. Образующиеся двухуглеродные фрагменты представляют собой ацетил-СоА. Ацетил-СоА проходит через цикл лимонной кислоты, который протекает в митохондриях, обеспечивая синтез богатых энергией связей, С02 и воды.

В цикле трикарбоновых кислот ацил-КоА, укоротившийся на 2 углеродных атома, снова многократно проходит весь путь р-окисления вплоть до образования бутирил-КоА (4-углеродное соединение), который в свою очередь окисляется до 2 молекул ацетил-КоА. При окислении пальмитиновой кислоты (С16) повторяются 7 циклов р-окисления.

В том случае, когда исчерпывается запас доступных углеводов или ПП проводится без достаточного количества углеводов, происходит мобилизация ЖК из жировой ткани с окислением их до кетоновых тел.