138 Молекул атф
19, 20,21 ??? Жирные кислоты во многих тканях (в первую очередь в скелетных мышцах и миокарде) вовлекаются в специфический процесс – -окисление, протекающее в митохондриях. Все превращения ЖК начинаются с их активации — образования ацил-КоА.
Мембрана митохондрий непроницаема для жирных кислот, в том числе и в форме ацил-КоА. Их перенос обеспечивается карнитином.
В митохондриях на митохондриальном матриксе происходит окисление жирных кислот, сопряженное с окислительным фосфорилированием (с синтезом АТФ). -окисление протекает по следующей схеме:
В первой реакции происходит дегидрирование при участии ФАД-зависимой дегидрогеназы. Затем присоединение воды (гидроксил – в -положение) с образованием -гидроксиацил-КоА. Дегидрирование НАД-зависимой дегидрогеназой у -углеродного атома приводит к образованию -кетоацил-КоА. Заключительный этап катализирует тиолаза, расщепляющая тиосвязь с участием HS-Коэнзима-А, что приводит к образованию ацетил-КоА и ацил-КоА с укороченной на два углеродных атома цепью.
Ацетильный остаток ацетил-КоА окисляется в цикле Кребса, укороченная жирная кислота вовлекается в повторный цикл -окисления. В конечном счете, она распадается на такое количество остатков ацетила, которое в два раза меньше числа атомов углерода в ней.
При окислении жирных кислот с нечетным количеством углеродных атомов на последнем цикле -окисления образуется ацетил-КоА и активная форма пропионовой кислоты (пропионил-КоА). Пропионил-КоА карбоксилируется до метилмалонил-КоА и изомеризуется в сукцинил-КоА. Последний поступает в ЦТК.
Синтез триацилглицеринов
Для синтеза триацилглицеринов необходимы глицерол-3-
фосфат и КоА - производное жирной кислоты. Глицерол-3-=фосфат может образоваться двумя путями:
1) из диоксиацетонфосфата:
Диоксиацетонфосфат
2) из глицерина и АТФ:
Глицерин-]-АТФ -г- Глицерол -3 -фосфат-]- АДФ.
Образование триацилглицеринов начинается с ацилирова-ния свободных гидроксильных групп глицерофосфата двумя молекулами КоА - производного жирной кислоты с образованием фосфатидных кислот:
Затем фосфатидные кислоты гидролизуются с образованием диацилглицеринов, которые, реагируя с третьей молекулой КоА - производного жирной кислоты, образуют триацилглице-рины:
Образование триацилглицеринов в созревающих семенах может быть прослежено по изменению содержания в них свободных жирных кислот, легко определяемому по величине кислотного числа масла в семенах.
Кислотное число масла в семенах - количество миллиграммов КОН, необходимое для нейтрализации свободных жирных кислот в 1 г липидов, - для всех масличных культур по мере созревания понижается. У семян подсолнечника, например, наблюдается хорошо выраженная зависимость кислотного числа масла в семенах от степени зрелости их и местоположения в соцветии. Кислотное число масла в семенах увеличивается от периферии соцветия к его центру. Снижение кислотного числа масла в созревающих семенах идет очень быстро и к концу созревания приобретает минимальные значения (менее единицы) (см. рис. 22).
Штумпфом (1962) и Стайном (1972) были высказаны положения о том, что синтез триацилглицеринов происходит в митохондриях и микросомах. Это положение базировалось прежде всего на том, что ферменты, ответственные за их синтез, наивысшую активность проявляли именно в микросомальных фракциях. Затем эти ферменты были найдены на мембранах митохондрий и эндоплазматическом ретикулуме. Эти интересные наблюдения не могут дать, к сожалению, ответа на многие вопросы. Если молекулы триацилглицеринов, не способные проникать через мембраны митохондрий, синтезируются только внутри митохондрий, то количество триацилглицеринов в клетке должно лимитироваться объемом митохондрий. В то же время известно, что у масличных растений запасы триацилглицеринов занимают основную часть объема клетки.
И. И. Свешниковой (1967) было показано, что в клетках созревающих масличных семян жир появляется первоначально в пластидах эндосперма. Изучение клеток алейронового слоя зерновки риса в электронном микроскопе показало, что капли синтезируемого жира неизменно связываются с пузырьками эндоплазматической сети (ретикулума), занимающей основной объем клетки алейронового слоя. Можно поэтому предполагать, что в митохондриях происходит лишь синтез жирных кислот. А. Г. Верещагин (1972) также считает митохондриальный синтез триацилглицеринов маловероятным и полагает, что образование триацилглицеринов связано с мембранами эндоплазмати-ческого ретикулума, усеянными рибосомами.