37. Важнейшие стадии β-окисленя жирных кислот. Локализация этого процесса в клетке.

Реакции β-окисление ЖК

• β-окисление начинается с дегидрирования ацил-КоА ФАД-зависимой Ацил-КоА дегидрогеназой с образованием двойной связи (транс) между α- и β-атомами С в Еноил-КоА. Восстановленный ФАДН₂ окисляясь в ЦПЭ, обеспечивает синтез 2 молекул АТФ;

• Еноил-КоА гидратаза присоединяет воду к двойной связи Еноил-КоА с образованием β-оксиацил-КоА;

• β-оксиацил-КоА окисляется НАД зависимой дегидрогеназой до β-кетоацил-КоА. Восстановленный НАДН₂, окисляясь в ЦПЭ, обеспечивает синтез 3 молекул АТФ;

• Тиолаза с участием HКоА отщепляет от β-кетоацил-КоА Ацетил-КоА. В результате 4 реакций образуется Ацил-КоА, который короче предыдущего Ацил-КоА на 2 углерода. Образованный Ацетил-КоА окисляясь в ЦТК, обеспечивает синтез в ЦПЭ 12 молекул АТФ.

Затем Ацил-КоА снова вступает в реакции β-окисления. Циклы продолжаются до тех пор, пока Ацил-КоА не превратится в Ацетил-КоА с 2 атома С (если ЖК имела четное количество атомов С) или Бутирил-КоА с 3 атомами С (если ЖК имела нечетное количество атомов С).

38. Сколько циклов β-окисления необходимо для полного окисления пальмитиновой кислоты и каков энергетический выход этого процесса.

При активации ЖК затрачивается 2 макроэргической связи АТФ.

При окислении насыщенной ЖК с четным количеством атомов С образуются только ФАДН₂, НАДН₂ и Ацетил-КоА.

За 1 цикл β-окисления образуется 1 ФАДН₂, 1 НАДН₂ и 1 Ацетил-КоА, которые при окислении дают 2+3+12=17 АТФ.

Количество циклов при β-окислении ЖК = количество атомов С в ЖК/2-1. Пальмитиновая кислота при β-окислении проходит 16/2-1 = 7 циклов. За 7 циклов образуется 17*7=119 АТФ.

Последний цикл β-окисления сопровождается образованием дополнительной Ацетил-КоА, которая при окислении дает 12 АТФ.

Таким образом, при окислении пальмитиновой кислоты образуется: -2+119+12=129 АТФ.

Суммарное уравнение β-окисления, пальмитоил-КоА:

С₁₅Н₃₁СО-КоА + 7 ФАД + 7 НАД⁺ + 7 HSKoA → 8 CH₃-CO-KoA + 7 ФАДН₂ + 7 НАДН₂

39. Назовите основные отличия процессов синтеза и окисления жирных кислот.

Синтез жирных кислот. Большинство растительных жирных кислот имеет четное число углеродных атомов(С16 или С18). Ацетилкофермент А – один из важнейших промежуточных продуктов распада углеводов: он образуется и в ряде других биохимических процессов. Если исходным соединением для его биосинтеза является уксусная кислота, то для этой реакции требуется затрата энергии, которая доставляется АТФ:

CH₃COOH + HS – KoA + АТФ _{ситетаза} ^{ацетил- КоА} CH₃CО-S-KoA + АМФ+ H₄P₃O₇

Длительное время предполагали, что биосинтез жирных кислот с четным числом углеродных атомов происходит путем простой конденсации двууглеродных молекул ацетилкофермента А. однако более поздние исследования показали, что хотя исходным соединением для образования жирных кислот действительно оказался ацетилкофермент А, процесс их биосинтеза идет более сложно и обязательно через промежуточное соединение – производное малоновой кислоты COOHCH2COOH – малонилкофермент А. Окисление жирных кислот. По теории Кноопа, жирная кислота дегидрируется. Превращаясь в ненасыщенную кислоту, затем к последней присоединяется молекула воды с образованием соответствующей оксикислоты. Оксикислота вновь дегидрируется и дает кетокислоту, а при присоединении воды к кетокислоте отщепляется уксусная кислота, и исходная молекула жирной кислоты становится на два углеродных атома короче. Эта вновь возникшая молекула жирной кислоты может вновь претерпевать серию вышеуказанных превращений, укорачиваясь еще на два углеродных атома и т.д. в связи с тем что в цепи реакций окислению подвергается β- углеродный атом (второй после карбаксильной группы) процесс назвали β-окисление жирных кислот. Более поздние исследования в основном подтвердили схему , предложенную Кноопом, но вместе с тем дали и нечто новое. Это новое заключается, во- первых в том, что прежде чем подвергается превращениям, жирная кислота должна быть изолирована, а во-вторых в том что отщепляющееся двууглеродное соединение является не свободной уксусной кислотой, а ацетил-коферментом А. Кроме того, были изучены и выделены в чистом виде ферменты, катализирующие отдельные этапы окисления жирных кислот. Все реакции β-окисления жирных кислот производят в матриксе метохондрий.