Распад ТАГ, фосфолипидов, ВЖК, регуляция. Эйкозаноиды - строение и биологическая роль

n/2 — число ацетильных остатков;

12 — выход АТФ при полном окислении ацетил-КоА в цитратном цикле до СО2 и

2О.

-1АТФ – затрачена на активацию ацилКоА.

В пересчете на уточненные данные, согласно которым энергия, выделенная при окислении 1NADH и 1FADH2 достаточна для образования 2,5 и 1,5АТФ соответственно.

Энергетический эффект β-окисления пальмитиновой кислоты с учетом, что на активацию ВЖК требуется 2АТФ, составляет всего 106 молекул АТФ (пересчитайте самостоятельно).

Регуляция β -окисления

Регуляция окисления ВЖК устроена таким образом, что процесс окисления происходит только при недостатке энергии. Скорость окисления ВЖК зависит от скорости их транспорта из цитозоля в митохондрии, которой контролируется регуляторным ферментом – карнитинацилтрансферазой I и зависит от соотношения количества малонил-КоА/ацил-КоА. Чем выше в клетке концентрация малонил-КоА, тем ниже скорость переноса жирных кислот в матрикс митохондрий, так как малонил-КоА — аллостерический ингибитор карнитинацилтрансферазы I, а ацил-КоА —его активатор.

Ингибирование карнитинацилтрансферазы I малонил-КоА обеспечивает подавление окисления жирных кислот каждый раз, когда в печень поступает слишком много глюкозы,

из избытка которой активно синтезируются ТАГ.

Два фермента β-окисления: β-оксиацил-СоА дегидрогеназа и тиолаза ингибируются

по типу отрицательной обратной связи: избыток АД -ингибитор β-оксиацил-СоА дегидрогеназы, а высокие концентрации ацетил-КоА ингибируют тиолазу.

Катаболизм жирных кислот в мышцах регулируется соотношением АТФ/АДФ, т.е. при повышении АТФ в клетке активность карнитинацилтрансферазы I снижается. Жирные

кислоты не поступают в митохондрии и β-окисления не происходит.

Окисление ВЖК с нечетным числом атомов углерода в радикале

Процесс β-окисления предполагает распад высших жирных кислот с чётным числом углеродных атомов. Однако в клетках в определённых количествах содержатся и

Далее, в несколько стадий пропионил-СоА превращается сукцинил-СоА.

а первой стадии происходит карбоксилирование пропионил-СоА с образованием

может: поступать в цитратный цикл, расщепляться до АсСоА, участвовать в синтезе гема.

Окисление ненасыщенных ВЖК идет по пути β-окисления до получения жирной кислоты с – С=С - связью в положении С3. Эти связи находятся в цис-конфигурации,

изолированно (отсутствует эффект сопряжения и связи более стабильны), поэтому не могут подвергаться действию еноил-СоА гидратазы. Требуются дополнительные ферменты: еноил-КоА-изомераза и редуктаза, которые смещают двойную связь к β-С и переводят кислоту в транс-конфигурацию. Далее β-окисление продолжается с участием ферментов, описанных ранее. апример, олеил-СоА вступает в три последовательные цикла β-окисления с образованием АсСоА и ацильного радикала с двойной связью при С3. Далее происходит реакции изомеризации: смещение двойной связи к С2 и переход в транс-форму:

При расчете выхода АТФ за счет окисления ненасыщенных ВЖК можно пользоваться формулой для расчета выхода энергии при окислении насыщенных ВЖК,

вычитая 2АТФ на каждую двойную связь.

Окисление ВЖК в пероксисомах

Пероксисомы - это субклеточные органеллы, обнаруженные во всех ядросодержащих клетках. Они участвуют в окислении жирных кислот с очень длинной и разветвленной цепью. Пероксисомы имеют карнитиновый челнок и ВЖК подвергаются процессу β-окисления путем, сходным с митохондриальным путем, за исключением того,

что их ацил-КоА-дегидрогеназа представляет собой оксидазу, а не дегидрогеназу.

Образующийся ФАДH2 окисляется молекулярным кислородом с образованием H2O2.

Пероксисомальная система отличается от митохондиальной тем, что:

первоначальное образование двойной связи катализируется ФАД-зависимой ацил-

КоА-оксидазой и электроны переносятся непосредственно на О2, образуя 2О2,

минуя цепь транспорта электронов,

Врезультате каждая двухуглеродная единица, окисленная в пероксисомах,

продуцирует меньше АТФ.

АД , образованный на втором шаге окисления, не может быть вновь окислен в пероксисоме, поэтому восстановленные эквиваленты выводятся в цитозоль челночными механизмами, вновь проникая в митохондрии.

ВЖК с ацильными цепями из восьми атомов углерода или менее не окисляются ферментными системами пероксисом, поэтому перененосятся в цитозоль карнитиновым циклом для их дальнейшего расщепления в митохондриях.

Альтернативные пути окисления ВЖК

второстепенным процессом. Однако могут активироваться при дефиците карнитина,

ферментов -окисления.

первоначально до карбоксильной группы и далее высвобождает его в виде CO2.

дикарбоновые кислоты, которые хорошо

растворимы и выводятся с мочой.

Ситуационные задачи

Задание № 1

Сравните свойства панкреатической, тканевой гормончувствительной-липазы (ГЧ-липаза) и ЛП-липазы Для этого:

а) напишите реакцию, катализируемую липазой б) запишите в тетрадь и заполните следующую таблицу:

Локализация реакции

Активаторы реакции

Субстраты реакции

Основные продукты реакции

Судьба продуктов реакции

Задание № 2

«Жиры горят в пламени углеводов» — это высказывание биохимиков хорошо

подчеркивает неразрывную связь между окислением жиров и углеводов — главных источников энергии теплокровных животных. Включение ацетил-КоА в цикл Кребса

используется на образование ацетоацетата и 3-гидрокси-бутирата, т.е. кетоновых тел. Для ответа:

а) составьте схему взаимосвязи обмена углеводов и липидов, объяняющую

выражение "жиры сгорают в пламени углеводов".

б) напишите реакции окисления кетоновых тел до ацетил-КоА;

в) рассчитайте энергетический выход при окислении β-гидроксибутирата до СО2 и

2О.

Задание № 3

Перепишите в тетрадь таблицу и заполните ее.

4)ТАГ-липаза фосфорилированная

5)Аденилатциклаза неактивная

6) Аденилатциклаза активная