Бета-окисление жирных кислот

1.

Окисление липидов
фосфолипаза А1
O
CH2
O
R1
C
O
R2
C
O
фосфолипаза D
CH
O
CH2
O
фосфолипаза А2
P
O
(лизофосфолипаза)
фосфолипаза С
O
X

2.

Желчные кислоты
H3C
CH
CH2
CH2
H3C
COO
OH
CH3
CH3
CH3
CH3
HO
Холановая кислота
CH
OH
Холевая кислота
CH2
CH2
COO

3. Катаболизм липидов Активация жирной кислоты в цитоплазме клетки – двухстадийный процесс, катализируемый ацил-СоА синтетазой

(тиокиназой жирных кислот). Из цитоплазмы в
митохондриальный матрикс сами жирные кислоты и жирные кислоты в составе
ацилкофермента А непосредственно не проникают и предварительно превращаются в
соответствующие ацильные производные карнитина по реакции, катализируемой
ферментом (карнитин:ацил-СоА-трансферазой) и переносятся в матрикс митохондрий
транспортным белком (карнитин:ацилкарнитин-транслоказой).
Активация жирных кислот
от С6 до С20
1) Первая стадия
R-CH2-CH2-COO-
E
+ ATP
2+
O
R-CH2-CH2-С
Mg
тиокиназа
(ацил-СоА-синтетаза)
6.2.1.3
+
O
O P
O
OCH2
O
A
H4P2O7
пирофосфат

4.

Активация жирных кислот
от С6 до С20
2) Вторая стадия
O
R-CH2-CH2-С
+
HS-CoA
2+
-
R-COO
R-CH2-CH2-С
Mg
AMP
реакция
O
E
AMP
SCoA
O
+ HS-CoA + ATP
R-С
+ AMP + H4P2O7
SCoA
пирофосфатаза
H4P2O7
+
+ H2O
2 H3PO4
тратится, т.е. два макроэрга!!!

5. Кофермент А

O
O
-
O
Ade
P
O
O
P
O
O
OH
O
2PO3
CH3 OH
O CH2 C
C
CH3 H
C NH-CH2 -CH2 -C-NH-CH2 -CH2 -SH
O
O
кофермент А

6.

Транспорт ацильной группы в митохондрии:
(внутренняя мембрана непроницаема)
(транспортный белок)
для ацил-СоА
(карнитин: ацилкарнитин-транслоказа, карнитин-ацил-трансфераза)
переносчик: карнитин
CH3
H3C N
CH3
CH2
CH
CH2
COOH
OH
триметиламино- -гидроксибутират

7.

CH3
O
R-С
+
SCoA
H3C N
CH2 CH
OH
CH3
CH3
E
CH2 COOH
трансфераза
HS-CoA + H3C N
CH2 CH
O
CH3
R-С
карнитин
CH2 COOH
O
ацилкарнитин
транслоказа переносит
в мембране
CH3
в митохондрии
O
H3C N
CH2 CH
O
CH3
R-С
CH2 COOH
+
HS-CoA
R-CH2-CH2-С
+
SCoA
O
ацилкарнитин
карнитин

8.

OH
CH
CH 2
OH
OH CH
CH
O
CH 2
O
P
O-
ON
H3C
N
O
NH
H3C
N
O
флавинмононуклеотид (FMN)
NH2
OH
N
OH
OH CH
CH
CH
CH2
CH2
O
P
O-
O
N
H3C
N
P
O
CH2
O-
O
N
O
H
H
OH
H
OH
N
O
NH
N
флавинадениндинуклеотид (FAD)
O
H3C
O
H
H3C
H3C
N
O
O
N
N
O
NH
N
O
FAD
+ 2H
- 2H
H3C
H3C
N
H
N
O
NH
N
H
FADH2
O

9.

Оксидаза жирных кислот
матрикс митохондрий
H
O
1. R-CH2-CH2-С SCoA + FAD
R
дегидрогеназа
C
O
C
С SCoA
+ FADH2
H
(транс)
H2O еноилгидратаза
O
2.
R
CH
HO
CH2
С SCoA

10.

O
3.
R
CH
CH2
O
С SCoA + NAD
R
C
O
С SCoA + NADH + H
-кетоацил-СоА
O
R
CH2
O
HO
4.
C
CH2
С SCoA
+
HS-CoA
тиолаза
ацилтрансфераза
O
O
R
С SCoA +
CH3
С SCoA

11.

1
C16
2
C12
C14
6
C6
C4
7
3
C10
4
5
C8
C 2 + C2
Значит, из одной пальмитиновой кислоты С16 получилось
8 молекул
CH3
С SCoA
O
в 7 циклах.

12.

Для С18
5ATP
5 8
147 3
18
2
12 9
1
1
18
12 ATP
2
1ATP
40 + 108
для сравнения с глюкозой
1
~
147
49 ATP

13.

Окисление ненасыщенных жирных кислот
двойная связь в природных "цис"-конфигурациях
R-CH2-C=C-CH2-CO-SCoA
надо
2,3-транс-еноил-СоА
H H
3,4-цис-еноил-СоА
Фермент перемещает связь еноил из 3,4 в 2,3
и изменяет конфигурацию (т.е. происходит двойная изомеризация)
3,4-цис-еноил-СоА
2,3-транс-еноил-СоА

14.

CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-CO-SCoA
олеиновая кислота С18
D на L конфигурацию меняет эпимераза
CH3
O
CH3-CH2-С
+
CO2 +
ATP
-
OOC-CH-С
O
+
SCoA
SCoA
D->L
метилмалонил-СоА
эпимераза и мутаза
O
-
OOC-CH2-CH2-С
SCoA
AMP + PPi

15.

Расщепление жирных кислот
CH3(CH2)nCH2CH2COSKoA
Ацилкофермент А
Ацил-КоА:(акцептор) оксидоредуктаза
Ацил-КоА-дегидрогеназа
1.3.99.3
Акцептор
ФП
Восстановленный
акцептор
CH3(CH2)nCH=CHCOSKoA
2-транс-Еноилкофермент А
L-3-оксиацил-КоА гидро-лиаза
Еноил-КоА-гидратаза
4.2.1.17
Н 2О
CH3(CH2)nCHOHCH2COSKoA
L-3-оксиацилкофермент А
L-3-оксиацил-КоА:
НАД-оксидоредуктаза
3-оксиацил-КоА-дегидрогеназа
1.1.1.35
НАД+
.
НАД Н + Н+
CH3(CH2)nCOCH2COSKoA
3-кетоацилкофермент А
Ацил-КоА:ацетил-КоАС-ацилтрансфераза
3-кетоацил-КоА-тиолаза
2.3.1.16
HSKoA
CH3COSKoA
Ацетил-КоА
CH3(CH2)nCOSKoA
Ацилкофермент А

16.

Расщепление жирных кислот
CH3CH2CH2COSKoA
Бутирилкофермент А
Бутирил-КоА:(акцептор) оксидоредуктаза
Бутирил-КоА-дегидрогеназа
1.3.99.2
Акцептор
ФП
Восстановленный
акцептор
CH3CH=CHCOSKoA
Кротонилкофермент А
Кротоназа
4.2.1.17
Н 2О
CH3CHOHCH2COSKoA
L-3-оксибутирилкофермент А
НАД+
1.1.1.35
.
НАД Н + Н+
CH3COCH2COSKoA
Ацетоацетилкофермент А
Ацетил-КоА:ацетил-КоАС-ацетилтрансфераза
Ацетоацетил-КоА-тиолаза
2.3.1.9
HSKoA
CH3COSKoA
Ацетил-КоА
CH3COSKoA
Ацетилкофермент А

17. Липопротеины плазмы крови, основные параметры и состав

Липопротеины
Молеку
лярная
масса,
Da
Диаметр,
нм
Состав в %
Хиломикроны
1-10
млн
100-1000
1-2
ЛПОНП
5-100
Тыс.
30-90
ЛПНП
2-4
млн
ЛПВП
200400
Тыс.
Белок
Триацилглицерол
Локализация
синтеза
Фосфолипид
Холестерол
88-90
4-7
5-6
Эпителий
кишечника
7-10
50-56
18
20-23
Эпителий
кишечника,
печень
20-25
20-21
10-13
21-24
45-47
Плазма крови из
ЛПОНП
10-15
35-50
5-8
30-43
20-35
Печень, плазма
крови

18.

Биосинтез липидов
CH2OH
NAD . Н + Н+
C O
CH2OPO32-
+
NAD
CH2OH
2RCO-SKoA
HC OH
CH2OCOR
HC OCOR
CH2OPO32-
CH2OPO32фосфатидат
(соль фосфатидной кислоты)
диоксиацетонфосфат
фосфатаза
CH2OCOR
HC OCOR
CH2OCOR
жиры
RCO-SKoA
CH2OCOR
HC OCOR
CH2OH

19.

Биосинтез липидов
CH2OCOR
HC OCOR
CH2OH
+ ЦДФ-этаноламин
+ ЦДФ-холин
CH2OCOR
CH2OCOR
HC OCOR
O
HC OCOR
O
CH2O P O CH2CH2NH3+
-
CH2O P O CH2CH2N+(CH3)3
-
O
фосфатидилэтаноламин
3(S-аденозилгомоцистеин)
O
фосфатидилхолин
(лецитин)
3(S-аденозилметионин)

20.

N
O
H3N+CH2CH2 O P O P O CH2 O
O- O+
[(CH3)3N ]
OH
ЦДФ-этаноламин
(ЦДФ-холин)
+
H3N C H
CH2
O
O
NH2
COO-
N
N
CH2
S
OH
NH2
CH2
CH3
H
N
O
H
OH
H
H
OH
S-аденозилметионин
N
N