54. Реакції окислення жирних кислот (β-окислення); роль карнітину в транспорті жирних кислот в мітохондрії.

Продуктами ліполізу триацилгліцеролів та інших гліцеридів є жирні кислоти і гліцерол, що здатні до окислення з генерацією значної кількості АТФ.

Субстратами біологічного окислення в організмі людини є пальмітинова (С16,0) та стеаринова (С18,0) ЖК. Відбувається в матриксі мітохондрій. Бета-окислення, бо окислення вуглевод. радикала ЖК у 2-му положенні щодо карбокс.групи

Передумовою окислення жирної кислоти є її ферментативна активація, тобто перетворення в активну похідну в результаті реакції, що потребує використання молекули АТФ. Активація жирних кислот відбувається в цитоплазмі за участю специфічних ферментів ацил-КоА-синтетаз (тіокіназ), що утворюють КоА-похідні жирних кислот

1.Дегідрування КоА-похідних жирних кислот за участю ФАД-залежного ферменту ацил-КоА-дегідрогенази. У результаті реакції утворюється трансненасичена КоА-похідна жирної кислоти:

2. Гідратація ненасиченого КоА-ацилу ферментом еноїл-КоА-гідратазою з утворенням спиртової похідної ацил-КоА-3-оксіацилу-КоА (бета-гідроксіацилу-КоА)

З. Дегідрування оксипохідної ацил-КоА НАД-залежним ферментом 3-оксіацил-КоА-дегідрогеназою. Продукт реакції - 3-кетоацил-КоА (бета-кетоацил-КоА)

4. Тіолітичне розщеплення 3-кетоацил-КоА за рахунок взаємодії з молекулою Ко за участі ферменту бета-кетоацил-КоА-тіолази. В результаті реакції утворюється мо-лекула КоА-похідної жирної кислоти, скороченої на два вуглецеві атоми, та ацетил-КоА

КАРНІТИН-аміноспирт. Ферменти бета-окислення жирних кислот локалізовані всередині мітохондрій, але внутрішня мітохондріальна мембрана непроникна для ацильних похідних КоА. Карнітинова транспортна система:

а) на зовнішній поверхні внутрішньої мітохондріальної мембрани за участю ферменту карнітин-ацилотрансф. 1 утв. ефіру ацил-карнітину.

б) трансп.білок карнітин-ацилкарнітин-транслоказа переносить ациилкарнітин через мембрану мітох

в) на внут.мембр. ферм. карнітин-ацилотрансф 2 розщепл. ацилкарнітин на карнітин та ацил-С-КоА. (ацид – на шлях бета окисл, карнітин – на транспорт нової молекули).

ЕНЕРГЕТИКА:1) у кожному циклі вивільняться 1 ацетил-КоА (у ЦТК =12АТФ).

Бета-окисл. Пальмітату = 8 Ацетил-КоА (96АТФ)

2) у кожному циклі бета-окисл. утв. 1ФАДН2(2АТФ) та 1НАДН(3АТФ), отже при бета-окисл пальмітату утв (5*7=35АТФ)

1 молекула АТФ витрачається на активацію ЖК, отже загалом 96+35-1=130 АТФ при бета окисл. пальмітату.

55. Окислення гліцеролу: ферментативні реакції, біоенергетика

Гліцерол, що утворюється при розщепленні триацилгліцеролів або гліцерофосфоліпідів, може вступати на шлях катаболізму ( окислення) або знову вико-ристовуватися для біосинтезу різних класів гліцеридів:

1)Включенню гліцеролу до метабол.перетв. передує його активація, яка полягає в його трансформації до гліцерол-3-фосфату(альфа-гліцерофосфату) за участю АТФ за дії ферм.гліцерофосфокінази

2)Альфа-гліцерофосфат окислюється мітохондр. фермю альфа0-гліцерофосфатдегідрогеназою з утв. гліцеральдгід-3-фосфату.

Потім Г-3-Ф йде на гліколіз (утворення пірувату).

56. Кетонові тіла. Реакції біосинтезу та утилізації кетонових тіл, фізіологічне значення.

ФІЗ.ЗНАЧ У печінці існує фізіологічно важливий шлях утилізації ацетил-Кол, що призводить до утворення молекул альтернативного метаболічного палива, які використовуються в інших тканинах - так званих кетонових (ацетонових) тіл. До кетонових тіл належать ацетоацетат, бета-гідроксибутират та ацетон.

Біосинтез: Утворення кетонових тіл відбувається в цитозолі (початкові етапи) та мітохондріях гепатоцитів за рахунок таких реакцій:

1.Конденсація 2 Ацетил-КоА, утв. ацетоацетил-КоА (ферм. тіолаза)

2.Взаємодія ацетоацетилу-КоА з новою молекулою ацетилу-КоА, утв. бета-гідрокси-бета-метилглутарил-КоА (бета-ГОМК). У мітохондр. Ферм – бета-ГОМК-синтаза

3.Розщплення бета-ГОМК (ферм. мітохон. бета-ГОМК-ліаза), утв. ацетоацетату та ацетил-КоА

4.Утворення бета-гідроксибутирату з ацетоацетату шляхом відновлення НАД-залежною бета-гідроксибутиратдегідрогеназою.

Ацетон утв. з ацетоацетату циркулюючої крові (неферм.декарбокс. або ферм. ацеттоацетатдекарбоксилаза). Виводиться легенями, збільший вміст у видихуваному повітрі при декомпенс. Цукр.Діаб.

УТИЛІЗАЦІЯ: Після утворення в гепатоцитах кетонові тіла (переважно ацетоацетат) виходять у кров і транспортуються в периферичні тканини, де вони виступають як важливі субстрати біологічного окислення.

Використанню ацетоацетату як субстрату метаболічного палива передує його активація з утворенням ацетоацетил-КоА. Існує два ферментативні механізми генерації ацетоацетил-КоА в гепатоцитах:

а) взаємодія ацетоацетату з сукциніл-КоА

б) активація ацетоацетату HS-KoA за участю АТФ:

Ацетоацетил-КоА, що утворився за одним із зазначених механізмів, підлягає тіолітичному розщепленню за участю тіолази з утворенням двох молекул ацетил-КоА, які окислюються в циклі трикарбонових кислот

Ацетоацетат є важливим джерелом енергетичного палива для міокарда, скелетних м'язів та коркового шару нирок, в клітинах яких катаболізм цієї сполуки перевищує утилізацію глюкози. В умовах голодування ацетоацетат стає переважаючим субстратом окислення також для головного мозку, який в нормальних умовах використовує для енергетичних потреб виключно глюкозу.