Промежуточный обмен ВЖК

Лекция №23.

Тема «Промежуточный обмен высших жирных кислот в организме».

План изложения.

Биосинтез ВЖК в организме.

Промежуточный обмен ВЖК.

Перекисное окисление липидов (ПОЛ).

БИОСИНТЕЗ ВЖК.

- это процесс, состоящий из нескольких последовательных циклов, в ходе которых из ацетил-КоА синтезируются «de novo» чётные жирные кислоты.

Основным местом синтеза являются клетки печени, жировой ткани, слизистой кишечника и лактирующей молочной железы.

Биосинтез ВЖК протекает с участием НАДФ+Н ⁺,АТФ, Mg ², НСО3- - (источника СО2) и биотина.

Субстратом является ацетил - КоА; конечным продуктом – пальмитиновая кислота (в цитозоле клетки).

Почти весь ацетил – КоА образуется в митохондриях в результате окисления пирувата и жирных кислот, а также при расщеплении углеродных скелетов аминокислот.

Доставка ацетил-КоА из митохондрии в цитозоль клетки осуществляется челночным механизмом при участии цитрата (так как митохондриальная мембрана непроницаема для ацетил-КоА).

Путь синтеза ВЖК иной, чем β – окисление, так как биосинтез ВЖК идёт в цитозоле, а β – окисление – в митохондриях; для синтеза жирных кислот требуются другие ферменты и коферменты, чем для β – окисления.

Важную роль в синтезе играет мультиферментный комплекс, состоящий из 7 ферментов – синтетаза ВЖК (синтаза).

Синтетаза ВЖК катализирует серию реакций:

Ацетил-КоА+ 7малонил-КоА+ 14НАДФ+H ⁺ = пальмитиновая кислота+7СО2+7H2O+8HSKoA +14HADФ +

Промежуточный обмен ВЖК

в организме складывается из двух процессов: катаболизма (распада) ВЖК и анаболизма (биосинтеза ВЖК).

Распад ВЖК в организме протекает в 3 этапа:

I. 1) β – окисление – специфический путь окисления свободных жирных кислот, который заканчивается образованием ацетил – КоА.

2) Перекисное окисление (ПОЛ) – специфический путь окисления как свободных ненасыщенных жирных кислот, так и входящих в состав фосфолипидов мембран клеток.

II. Цитратный цикл (ЦТК), в котором окисляются ацетильные остатки, образованные из ВЖК.

III. Окислительное фосфорилирование в дыхательной цепи с образованием энергии (АТФ) за счет энергии НАДН + Н⁺ и ФАД х Н₂.

Процесс β – окисления – это процесс, в ходе которого за несколько последовательных циклов жирная кислота распадается на несколько двууглеродных фрагментов (ацетил - КоА).

β – окисление протекает в митохондриях гепатоцитов сердечной и скелетной мышцы, жировой ткани, почках, семенниках, кроме клеток мозга.

Прежде чем распасться, ЖК активируется при участии КоА, АТФ и ферментов => ацил КоА. Процесс протекает в цитоплазме.

Дальнейшее окисление – в митохондриях, куда ЖК проникают при помощи переносчика – карнитина.

Каждый цикл включает 4 реакции:

1. Дегидрирование (ф. ацил-КоА-дегидрогеназа ФАД зависимая)

2. Гидратация (ф. b-сноил-КоА-гидратаза)

3. Дегидрирование (ф. b-оксиацил-КоА-дегидротаза)

4. Тиолазная реакция (ф-b-окситиолаза).

Каждый цикл b - окисления дает один двууглеродный ацетил – КоА, укороченный на 2 углеродных атома по сравнению с исходным, и восстановленные эквиваленты: 1 молек. ФАДН₂ и 1 молекула - НАДН + Н⁺.

Многократное повторение этого процесса приводит к полному распаду жирной кислоты до нескольких молекул ацетил-КоА, которые даже окисляются в цитратном цикле (II этап).

Образовавшиеся в результате реакций процесса β – окисления восстановленные эквиваленты НАДН + Н⁺ и ФАДН₂ передают водород прямо в дыхательную цепь, в которой синтезируются молекулы АТФ (III этап).

Например, одна молекула пальмитиновой кислоты превращается в 8 молекул ацетил-КоА за 7 циклов b-окисления.

Каждый цикл дает 5 молекул АТФ (за счет восстанавливающих эквивалентов НАДН + Н и ФАДН₂, образующихся в результате реакций дегидрирования в b-окислении).

При дальнейшем окислении в ЦТК (цитратный цикл) и дыхательной цепи 8 молекул ацетил-КоА, образующихся в результате b- окисления пальмитиновой кислоты, дополнительно синтезируется еще 96 молекул АТФ.

В итоге: полный выход АТФ при окислении 1 молекулы пальмитиновой кислоты – 131 молекула АТФ.