Фосфодиоксиацетон, являясь обычным метаболитом гликолиза, изомеризуется в 3-фосфоглицериновый альдегид и включается в данный метаболический путь до ПВК. Пировиноградная кислота, превращаясь в ацетил-КоА (этап III), полностью окисляется в цикле Кребса (этап IV) до СО2, Н2О и выделением АТФ.

1.2.2 Включение высших жирных кислот

Катаболизм жирных кислот может осуществляться несколькими путями. Считают, что высшие жирные кислоты разрушаются путем β-окисления. Тем не менее, процессы α- и ω-окисление также играют роль в распаде и других превращениях жирных кислот.

Процесс β-окисления жирных кислот складывается из следующих этапов. Активация жирных кислот. Подобно первой стадии гликолиза сахаров

перед β-окислением жирные кислоты подвергаются активации. Эта реакция протекает на наружной поверхности мембраны митохондрий при участии АТФ, коэнзима А(НS-КоА) и ионов Mg2+. Реакция катализируется ацил-КоА-синтетазой:

ацил-КоА

В результате реакции образуется ацил-КоА, являющийся активной формой жирной кислоты.

Транспорт жирных кислот внутрь митохондрий. Коэнзимная форма жирной кислоты, в равной мере как и свободные жирные кислоты, не обладает способностью проникать внутрь митохондрий, где, собственно, и протекает их окисление, переносчиком активированных жирных кислот через внутреннюю митохондриальную мембрану служит карнитин (γ-триметиламино-β-оксибути-рат):

O

ацил-карнитин (в цитоплазме)

После прохождения ацилкарнитина через мембрану митохондрий происходит обратная реакция – расщепления ацилкарнитина при участии НS-КоА и митохондриальной карнитин-ацилтрансферазы:

16

1.2.2.1β-Окисление жирных кислот с четным числом

углеродных атомов

Этот путь окисления связан с присоединением атома кислорода к углеродному атому жирной кислоты, находящемуся в β-положении (R–СН2–СН2–СООН).

При β-окислении происходит последовательное отщепление от карбоксильного конца углеродной цепи жирной кислоты двууглеродных фрагментов в форме ацетила-КоА и соответствующее укорачивание цепи жирной кислоты:

С СС СС СООН

В матриксе митохондрии ацил-КоА распадается в результате повторяющейся последовательности четырех реакций (рис.5).

1)окисление с участием ацил-КоА-дегидрогеназы (ФАД-зависимой дегидрогеназы);

2)гидратация, катализируемой еноил-КоА-гидратазой;

3)второго окисления под действием 3-гидроксиацетил-КоА-дегидрогеназы (НАД-зависимой дегидрогеназы);

4)тиолиза с участием ацетил-КоА-ацилтрансферазы.

Совокупность этих четырех последовательностей реакций составляет один оборот β-окисления жирной кислоты (см. рис. 5).

В результате одного оборота цепь жирной кислоты укорачивается на два атома углерода с образованием ацетил-КоА и происходит генерирование ФАДН2 и НАДН + Н+ в митохондриальной дыхательной цепи (этап V) с образованием энергии. Отщепившийся ацетил – КоА включается дальше в цикл трикарбоновых кислот (этап VI, см. Приложение А).

Характерной особенностью β-окисления жирных кислот является тот факт, что все его промежуточные продукты являются производными кофермента А. В дальнейшем случае роль кофермента А можно сравнить с ролью фосфата в метаболизме углеводов. Как молекула сахара, перейдя в фосфорилированное производное, вовлекается в цепь реакций гликолиза (этап II) с образованием пирувата, так и жирная кислота превращается в производное кофермента А, в процессе β- окисления превращается в конечный продукт – ацетил-КоА.

17

ацил-КоА

ФАД

Окисление

(1)

ФАДН2

НН О

R(СН2)n СС СS КоА

енолил-КоА (транс-форма)

R (СН2)n С С СS КоА

НН

L-гидроксиацил-КоА НАД+

Второе окисление (3)

НАДН + Н+

ОО

R (СН2)n С СН2 СS КоА

Оксоацетил-КоА НS - КоА

β − окисление (последний этап)

Ацетил-КоА

Рисунок 5 – Схема β-окисления жирной кислоты

18

Затем оба пути катаболизма – гликолиз и β-окисление – сливаются в общий поток, которым является цикл Кребса (этап IV), (см. рис. 2, Приложение А).

1.2.2.2 Окисление ненасыщенных жирных кислот

Олеиновая , линолевая и линолевая кислоты, являющиеся важнейшими компонентами ацилглицеролов, также подвергаются β-окислению. Окисление этих ненасыщенных жирных кислот, в принципе, происходит также, как и окисление насыщенных жирных кислот, но с некоторыми особенностями.

При окислении олеиновой кислоты (содержащей одну двойную связь) в результате трех циклов β-окисления (рис. 5) образуется 3 молекулы ацетил-КоА и 12-углеродная ненасыщенная жирная кислота с цис-двойной связью между 3-им и 4-ым атомами углерода.

19