Окисление высших жирных кислот впервые было изучено в 1904 г. Кноопом. Питая кроликов различными жирными кислотами, в которых один атом водорода в конечной метильной группе был замещен на фене-ный радикал (С6Н5-), он установил, что окисление молекулы жирной кислоты в тканях организма происходит в ?-положении. Это приводит к последовательного отщепления от молекулы жирной кислоты двовуглецевих фрагментов со стороны карбоксильной группы.

 

Жирные кислоты, входящие в состав природных жиров животных и растений, содержащих преимущественно четное количество углеродных атомов. Любая такая кислота, отщепляя по паре углеродных атомов, образует несколько молекул уксусной кислоты (например, с стеариновой - 9, с пальмитиновой - 8). Наконец, окисления жирной кислоты происходит через стадию масляной кислоты, которая после очередного ?-окисления дает ацетоацетил-КоА. Последняя далее гидролизуется на две молекулы ацетил-КоА.

 

В связи с тем, что отщепление уксусной кислоты происходит вследствие разрыва молекулы высшей жирной кислоты в ?-положении, весь процесс Кнооп назвал ?-окислением.

 

В 1948-1949 гг Кеннеди и Ленинджер установили, что окисление жирных кислот происходит только в митохондриях. Позже (19541958 гг) были описаны основные ферментативные реакции окисления жирных кислот. Сегодня ?-окисления жирных кислот называют циклом Кноопа-Линену.

 

Молекулярные механизмы окисления высших жирных кислот, образовавшихся в клетке путем гидролиза липидов поступили к ней из крови, состоят из следующих основных этапов.

 

Все жирные кислоты до окисления их в митохондриях испытывают активации. Механизм активации состоит из двух этапов и происходит на наружной мембране митохондрий. Сначала жирные кислоты реагируют с АТФ и превращаются в ациладенилаты. При этом от АТФ отщепляется молекула пирофосфорной кислоты (ПФ). Далее ациладенилаты под влиянием ферментов ацил-КоА-синтетаз (тиокиназ жирных кислот) реагируют с цитоплазматическим КоА, в результате чего образуются соединения жирных кислот с коэнзим-мом А - ацилкоензим А (ацил-КоА), и отщепляется аденозин-монофосфорной кислоты (АМФ) . Поскольку окисления высших жирных кислот происходит в митохондриях клеток, то ацил-КоА, есть активные формы жирных кислот, переносятся из наружной мембраны внутрь митохондрий.

 

В переносе ацил через мембраны митохондрий значительную роль играет карнитин (у-триметиламин ^-гидроксибутират).

 

Ацил, как известно, имеют кислый характер, что может быть одной из причин, которые препятствуют их проникновению через липопротеи-новый двойной слой мембраны, который также кислые свойства. Карнитин же выявляет основные свойства, к тому же он относительно хорошо растворяется в воде в отличие от ацил высших жирных кислот. Поэтому ацил-КоА, соединяясь с карнитином, с участием специфического цитоплазматического фермента ацил-КоА-карнитинтранс-феразим образует ацилкарнитина, т.е. эфир карнитина и жирной кислоты, обладает способностью проникать в митохондрии. После прохождения ацилкарнитина через мембрану митохондрии происходит обратная реакция - расщепление ацилкарнитина с помощью КоАБН и митохондриального фермента ацил-КоА-карнитин-трансферазы. Карнитин, который высвобождается после разрушения комплекса, возвращается к цитоплазме, а ацил-КоА окисляется в митохондриях путем ?-окисления. В цикле участвуют четыре фермента, последовательно действуют на включенной жирную кислоту - ацил-КоА.

 

Первая стадия дегидрирования. Ацил-КоА в матриксе митохондрий прежде дегидруеться с помощью фермента ацил-КоА-де-гидрогеназы (ФАД-зависимый фермент).


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+