1.5 Окиснення ненасичених жирних кислот та жирних кислот із непарним числом атомів вуглецю

Окиснення ненасичених жирних кислот відбувається за тим самим механізмом, що і окиснення насичених жирних кислот, але існують деякі особливості.

Подвійні зв'язки в структурі природних ненасичених жирних кислот (олеїнової, лінолевої) мають цис-конфігурацію, але в КоА-ефірах ненасичених жирних кислот, які є проміжними продуктами β-окиснення насичених жирних кислот, подвійні зв'язки мають транс-конфігурацію.

Поступове відщеплення Ацетил-КоА від ненасиченої жирної кислоти до першого подвійного зв'язку призводить до утворення еноїл-КоА, в якому подвійний зв'язок розміщений між 3-м і 4-м атомами вуглецю (Δ^3,4 – еноїл-КоА) і має цис-конфігурацію, а не між 2-м і 3-м (Δ^2,3– еноїл-КоА) з транс-конфігурацією.

Н Н Н

│ │ │

R-CН₂-С=С-СН₂-СО~S-КоА R-CН₂-СН₂-С=С-СО~S-КоА

│

Н

Δ^3,4– цис-Еноїл-КоА Δ^2,3–транс-Еноїл-КоА

У тканинах міститься фермент Δ^3,4–цис → Δ^2,3–транс-еноїл-КоА-ізомераза, який переміщує подвійний зв'язок із положення 3-4 в положення 2-3, а також змінює конфігурацію подвійного зв'язку з цис- на транс-положення.

Н Н │ │

СН₃-(CН₂)₇-С=С-(СН₂)₇-СООН + АТФ + НS-КоА

Олеїнова кислота

Н Н

│ │

СН₃-(CН₂)₇-С=С-(СН₂)₇-СО~S-КоА + АМФ + ФФн

Олеїл-КоА

β-окиснення

Н Н

│ │

3СН₃-СО~S-КоА + СН₃-(CН₂)₇-С=С-СН₂-СО~S-КоА

Δ^3,4– цис-Еноїл-КоА

Δ^3,4–цис → Δ^2,3–транс-Еноїл-КоА-

ізомераза

Н

│

СН₃-(CН₂)₇-СН₂-С=С-СО~S-КоА

│

Н

Δ^2,3– транс-Еноїл-КоА

β-окиснення

6СН₃-СО~S-КоА

Ацетил-КоА

Рисунок 5 – Етапи β-окиснення олеїнової кислоти

Еноїл-КоА перетворюється далі шляхом β-окиснення. Для β-окиснення жирних кислот, які мають два і більше ненасичених зв'язків, додатково необхідно фермент – 3-гідроксиацил-КоА-епімераза.

Окиснення жирних кислот із непарним числом атомів вуглецю. Більшість природних ліпідів містять жирні кислоти з парним числом атомів вуглецю. У ліпідах багатьох рослин і деяких морських організмів присутні жирні кислоти з непарним числом атомів вуглецю. Ці жирні кислоти окиснюються таким самим чином, як і жирні кислоти з парним числом вуглецевих атомів, але на останньому етапі β-окиснення утворюється одна молекула пропіоніл-КоА і одна молекула Ацетил-КоА, а не дві молекули Ацетил-КоА.

Активований тривуглецевий фрагмент – пропіоніл-КоА – включається у ЦЛК після перетворення на сукциніл-КоА.

НСО₃­^- АТФ АМФ ФФн СОО^-

│

СН₃-CН₂-С-S-КоА Пропіоніл-КоА-карбоксилаза Н-С-СН₃

║ │

О С-S-КоА

Пропіоніл-КоА ║

О

D-метилмалоніл-КоА

метилмалоніл-

епімераза

СОО^-

│ СОО^-

CН₂ │

│ Н₃С-С-Н

CН₂ │

│ Метилмалоніл-КоА-мутаза С-S-КоА

С-S-КоА ║

║ О

О

Сукциніл-КоА L-метилмалоніл-КоА

Рисунок 6 – Механізм окиснення попіоніл-КоА

Перший фермент - пропіоніл-КоА-карбоксилаза - біотин залежний, останній - метилмалоніл-КоА-мутаза - містить дезоксиметилкобаламін – коферментну форму вітаміну В₁₂. При порушенні активності метилмалоніл-КоА-мутази внаслідок нестачі в організмі вітаміну В₁₂ або спадкового дефекту утворення апоферменту, в крові і сечі з'являються у великій кількості метилмалонова та пропіонова кислоти.