БИОХИМИЯ - Л. Страйер - 1984

ТОМ 2

ЧАСТЬ II ГЕНЕРИРОВАНИЕ И ХРАНЕНИЕ МЕТАБОЛИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

ГЛАВА 17. ОБМЕН ЖИРНЫХ КИСЛОТ

Заключение

Жирные кислоты играют важную физиологическую роль и в качестве компонентов фосфолипидов и гликолипидов, и в качестве молекул, выполняющих функцию топлива. Они запасаются в жировой ткани в виде триацилглицеролов (нейтрального жира), которые могут быть мобилизованы под действием липаз, находящихся под гормональным контролем. Жирные кислоты активируются, превращаясь в ацил-СоА, переносятся с помощью карнитина через внутреннюю митохондриальную мембрану и расщепляются в митохондриальном матриксе в результате повторяющейся последовательности четырех реакций: 1) окисления, зависимого от FAD, 2) гидратации, 3) окисления, зависимого от NAD⁺, и 4) тиолиза с участием СоА. FADH₂ и NADH, образовавшиеся на окислительных стадиях, передают свои электроны на O₂ через дыхательную цепь, тогда как ацетил-СоА, образовавшийся на стадии тиолиза, в норме включается в цикл трикарбоновых кислот, конденсируясь с оксалоацетатом. Если концентрация оксалоацетата недостаточно высока, образование ацетил-СоА сопровождается повышением содержания ацетоацетата и 3-гидроксибутирата, играющих в норме роль топливных молекул. При голодании и при диабете в крови накапливаются большие количества ацетоацетата, 3-гидроксибутирата и ацетона (называемых в совокупности кетоновыми телами). Млекопитающие неспособны превращать жирные кислоты в глюкозу, потому что у них нет такого метаболического пути, который бы обеспечивал образование оксалоацетата, пирувата или других промежуточных продуктов гликолиза из аиетил-СоА.

Синтез жирных кислот в цитозоле осуществляется в результате реакций, отличных от реакций β-окисления. Он начинается с карбоксилирования апетил-СоА в малонил-СоА. Данная реакция, запускаемая АТР, катализируется биотиновым ферментом ацетил-СоА—карбоксилазой. Этот решающий этан в биосинтезе жирных кислот аллостерически стимулируется цитратом. Промежуточные продукты синтеза жирных кислот связаны с ацилпереносящим белком (АПБ), а именно с сульфидным концом его фосфопантетеиновой простетиче- ской группы. Ацетил-АП Б образуется из ацетил-СоА, малонил-АПБ-из малонил- СоА. Ацетил-АПБ и малонил-АПБ конденсируются с образованием ацетоацетил-АПБ в результате реакции, запускаемой высвобождением СO₂ из активированного малонильного компонента. Далее следуют реакции восстановления, дегидратации и повторного восстановления. Восстановителем на этих стадиях служит NADPH. Образовавшийся указанным путем бутирил-АПБ может вступить во второй цикл элонгации, начинающийся с присоединения двухуглеродного компонента из малонил-АПБ. Семь циклов элонгации приводят к образованию пальмитоил-АПБ, который гидролизуется до пальмитата. Синтез пальмитата требует восьми молекул ацетил-СоА, четырнадцати NADPH и семи АТР. У высших организмов ферменты, осуществляющие синтез жирных кислот, организованы в мультиферментный комплекс. Два типа полипептидных цепей в этих комплексах содержат семь ковалентно связанных ферментов. Цикл реакций, основанный на распаде цитрата, осуществляет перенос ацетильных групп из митохондрий в цитозоль и генерирование части требующегося NADPH. Остальной NADPH образуется в ходе пентозофосфатного пути. Элонгация и десатурация жирных кислот катализируются ферментными системами мембран эндоплазматического ретикулума. У млекопитающих отсутствуют ферменты, вводящие двойные связи дистальнее С-9, и поэтому они должны получать линолеат и линоленат с пищей.