1. Включение глицерина

Глицерин при участии фермента глицерофосфаткиназы (трансфераза) превращается в -глицеролфосфат. Последний под действием НАД⁺– зависимой-глицеролфосфатдегидрогеназы (оксидоредуктаза) превращается в фосфодиоксиацетон (см. Приложение А):

Фосфодиоксиацетон, являясь обычным метаболитом гликолиза, изомеризуется в 3-фосфоглицериновый альдегид и включается в данный метаболический путь до ПВК. Пировиноградная кислота, превращаясь в ацетил-КоА (этап III), полностью окисляется в цикле Кребса (этапIV) до СО₂, Н₂О и выделением АТФ.

2. Включение высших жирных кислот

Катаболизм жирных кислот может осуществляться несколькими путями. Считают, что высшие жирные кислоты разрушаются путем -окисления. Тем не менее, процессы- и-окисление также играют роль в распаде и других превращениях жирных кислот.

Процесс -окисления жирных кислот складывается из следующих этапов.

Активация жирных кислот.Подобно первой стадии гликолиза сахаров перед-окислением жирные кислоты подвергаются активации. Эта реакция протекает на наружной поверхности мембраны митохондрий при участии АТФ, коэнзима А(НS-КоА) и ионовMg²⁺. Реакция катализируется ацил-КоА-синтетазой:

В результате реакции образуется ацил-КоА, являющийся активной формой жирной кислоты.

Транспорт жирных кислот внутрь митохондрий. Коэнзимная форма жирной кислоты, в равной мере как и свободные жирные кислоты, не обладает способностью проникать внутрь митохондрий, где, собственно, и протекает их окисление, переносчиком активированных жирных кислот через внутреннюю митохондриальную мембрану служит карнитин (-триметиламино--оксибути-рат):

После прохождения ацилкарнитина через мембрану митохондрий происходит обратная реакция – расщепления ацилкарнитина при участии НS-КоА и митохондриальной карнитин-ацилтрансферазы:

1. -Окисление жирных кислот с четным числом углеродных атомов

Этот путь окисления связан с присоединением атома кислорода к углеродному атому жирной кислоты, находящемуся в -положении (R–СН₂–СН₂–СООН).

При -окислении происходит последовательное отщепление от карбоксильного конца углеродной цепи жирной кислоты двууглеродных фрагментов в форме ацетила-КоА и соответствующее укорачивание цепи жирной кислоты:

В матриксе митохондрии ацил-КоА распадается в результате повторяющейся последовательности четырех реакций (рис.5).

1) окисление с участием ацил-КоА-дегидрогеназы (ФАД-зависимой дегидрогеназы);

2) гидратация, катализируемой еноил-КоА-гидратазой;

3) второго окисления под действием 3-гидроксиацетил-КоА-дегидрогеназы (НАД-зависимой дегидрогеназы);

4) тиолиза с участием ацетил-КоА-ацилтрансферазы.

Совокупность этих четырех последовательностей реакций составляет один оборот -окисления жирной кислоты (см. рис. 5).

В результате одного оборота цепь жирной кислоты укорачивается на два атома углерода с образованием ацетил-КоА и происходит генерирование ФАДН₂и НАДН + Н⁺в митохондриальной дыхательной цепи (этапV) с образованием энергии. Отщепившийся ацетил – КоА включается дальше в цикл трикарбоновых кислот (этапVI, см. Приложение А).

Характерной особенностью -окисления жирных кислот является тот факт, что все его промежуточные продукты являются производными кофермента А. В дальнейшем случае роль кофермента А можно сравнить с ролью фосфата в метаболизме углеводов. Как молекула сахара, перейдя в фосфорилированное производное, вовлекается в цепь реакций гликолиза (этапII) с образованием пирувата, так и жирная кислота превращается в производное кофермента А, в процессе-окисления превращается в конечный продукт – ацетил-КоА.

Рисунок 5 – Схема -окисления жирной кислоты

Затем оба пути катаболизма – гликолиз и -окисление – сливаются в общий поток, которым является цикл Кребса (этапIV), (см. рис. 2, Приложение А).