Вопрос 46.Подсчет суммарного выхода атф при окислении жк

Продуктами каждого цикла β-окисления являются FADH2, NADH и ацетил-КоА. Хотя реакции в каждом "цикле" одни и те же, остаток кислоты, который входит в каждый последующий цикл, короче на 2 углеродных атома. В последнем цикле окисляется жирная кислота из 4 атомов углерода, поэтому образуются 2 молекулы ацетил-КоА, а не 1, как в предыдущих. Суммарное уравнение β-окисления, например пальмитоил-КоА может быть представлено таким образом:

С15Н31СО-КоА + 7 FAD + 7 NAD+ + 7 HSKoA→ 8 СН3-СО-КоА + 7 FADH2 + 7 (NADH + H+).

Если рассчитывать выход АТФ при окислении пальмитиновой кислоты то из общей суммы молекул АТФ необходимо вычесть 2 молекулы, так как на активацию жирной кислоты тратится энергия 2 макроэргических связей. Во многих тканях окисление жирных кислот - важный источник энергии. Это ткани с высокой активностью ферментов ЦТК и дыхательной цепи - клетки красных скелетных мышц, сердечная мышца, почки. Эритроциты, в которых отсутствуют митохондрии, не могут

β-Окисление 7 NADH (от пальмитоил-КоА до ацетил-КоА), окисление каждой молекулы кофермента в ЦПЭ обеспечивает синтез 3 молекул АТФ 7 FADHa, окисление каждой молекулы кофермента в ЦПЭ обеспечивает синтез 2 молекул АТФ Окисление каждой из 8 молекул ацетил-КоА в ЦТК обеспечивает синтез 12 молекул АТФ Суммарное количество молекул АТФ, синтезированных при окислении одной молекулы пальмитоил-КоА

Количество молекул атф 21 14 96 131

Вопрос47.Окисление глицерина.

Окисление глицерина, энергобаланс. Глицерин в клетке подвергается фосфорилированию с участием фермента глицеролкиназы. Образующийся глицерол-3-фосфат может использоваться на анаболические реакции (синтез ТАГ, ФЛ – см. выше, а также глюкозы) и окисляться. Окисление начинается с участием НАД по a-углеродному атому. Восстановленные ДГ-азы окисляются в цепи БО, энергия БО используется в ОФ для образования АТФ. При  полном окислении глицерина в чистом виде запасается 20 или 22 АТФ:

1)   гликолиз – 2 АТФ;

2) окислительное декарбоксилирование ПВК – 3 АТФ;

3) АУК идет в ЦТК, энергобаланс окисления АУК – 12 АТФ;

4) в цитоплазме образуются 2 молекулы цитозольных НАДН2, которые окисляются с использованием челночных механизмов, при использовании глицерофосфатного механизма образуется 4 АТФ, при использовании малатного механизма образуется 6 АТФ. Всего образуется 21 или 23 АТФ, одна АТФ затрачивается на фосфорилирование глицерина, значит, в чистом виде запасается 20 или 22 АТФ. При окислении глицерина из ФГА может образовываться ДОАФ, который кроме гликолиза используется для образования плазмологенов и тромбоцитарного активирующего фактора.

Вопрос 48. Регуляция метаболизма вжк (β-окисления и биосинтеза). Синтез малонил КоА. Ацетил КоА карбоксилаза, регуляция ее активности. Транспорт ацил Ко-а через внутреннюю мембрану митохондрий.

Регуляция синтеза жк.Регуляторный фермент синтеза жк – ацетил-КоА-карбоксилаза. Этот фермент регулируется несколькими способами .

Активация/диссоциация комплексов субъединиц фермента. В неактивной форме ацетил-КоА-карбоксилаза представляет собой отдельные комплексы, каждый из которых состоит из 4 субъединиц. Активатор фермента-цитрат. Он стимулирует объединение комплексов, в результате чего активность фермента увеличивается . Ингибитор-пальмитоил-КоА. Он вызывает диссоциацию комплекса и снижение активности фермента.

Фосфорилирование/дефосфорилирование ацетил-КоА-карбоксилазы. В постабсорбтивном состоянии или при физической работе глюкагон или адреналин через аденилатциклазную систему активируют проинкиназу А и стимулируют фосфорилирование субъединиц ацетил-КоА карбоксилазы. Фосфорилированный фермент неактивен, и синтез жирных кислот останавливается. В абсорбтивный период инсулин активирует фосфатазу, и ацетил-КоА карбоксилаза переходит в дефосфорилированное состояние. Затем под действием цитрата происходит полимеризация протомеров фермента, и он становится активным. Кроме активации фермента, цитрат выполняет и другую функцию в синтезе ЖК. В абсорбтивный период в митохондриях клеток печени накапливается цитрат, в составе которого остаток ацитила транспортируется в цитозоль.

Регуляция скорости β-окисления. Β-окисление-метаболический путь , прочно связанный с работой ЦПЭ и общего пути катаболизма. Поэтому его скорость регулируется потребностью клетки в энергии, т.е. соотношениями АТФ/АДФ иNADH/NAD⁺, так же, как и скорость реакции ЦПЭ и общего пути катаболизма. Скорость β-окисления в тканях зависит от доступности субстрата, т.е. от количества жирных кислот, поступающих в митохондрии. Концентрация свободных жирных кислот в крови повышается при активации липолиза в жировой ткани при голодании под действием глюкагона и при физической работе под действием адреналина. В этих условиях жирные кислоты становятся преимущественным источником энергии для мышц и печени, так как в результате β-окисления образуютсяNADHи ацетил-КоА, ингибирующие пируватдегидрогеназный комплекс. Превращение пирувата, образующегося из глюкозы, в ацетил-КоА замедляется. Накапливаются промежуточные метаболиты гликолиза и, в частности, глюкозо-6-фосфат. Глюкозо-6-фосфат ингибирует гексокиназу и, следовательно, препятствует использованию глюкозы в процессе гликолиза. Таким образом, преимущественное использование жк как основного источника энергии в мышечной ткани и печени сберегает глюкозу для нервной ткани и эритроцитов. Скорость β-окисления также зависит от активности фермента карнитинацилтрансферазыI. В печени этот фермент ингибируется малонил КоА, веществом , образующимся при биосинтезе жк. В абсорбтивный период в печени активируется гликолиз и увеличивается образование ацетил-КоА из пирувата. Первая реакция синтеза жк-превращение ацетил-КоА в малонил-КоА. Малонил-КоА ингибирует β-окисление жк, котрые могут использоваться для синтеза жира.

Образование малонил-КоА из ацетил-КоА-регуляторная реакция в биосинтезе жк. Первая реакция синтеза жк-превращение ацетил-КоА в малонил-КоА. Фермент, катализирующий эту реакцию(ацетил Коа-карбоксилаза), относят к классу лигаз. Он содеожит ковалентно связанный биотин . В первой стадии реакции СО₂ковалентно связывается с биотином за счет энергии АТФ, во 2 стадии СОО^- переносятся на ацетил-КоА с образованием малонил-КоА. Активность фермента ацетил-КоА-карбоксилазы определяет скорость всех последующих реакций синтеза жк.Поступивший в цитозоль цитрат активирует фермент ацетил-КоА-карбоксилазу. Малонил-КоА в свою очередь угнетает перенос высших жирных кислот из цитозоля в матрикс митохондрий, ингибируя активность внешней ацетил-КоА:карнитин-ацилтрансферазы, выключая таким образом окисление высших жирных кислот.

Транспорт ацил Ко-А через внутреннюю мембрану митохондрий. Так как синтез жк происходит происходит в цитозоле клеток, то ацетил-КоА должен быть транспортирован через внутреннюю мембрану митохондрий в цитозоль. Однако внутренняя мембрана митохондрий непроницаема для ацетил-КоА, поэтому в матриксе митохондрий ацетил-КоА конденсируется с оксалоацетатом с образованием цитрата при участии цитратсинтазы :

Ацетил-КоА+Оксалоацетат→ Цитрат+HS-КоА

Затем транслоказа переносит цитрат в цитоплазму. Перенос цитрата в цитоплазму происходит только при увеличении количества цитрата в митохондриях, когда изоцитратдегидрогеназа и α-кетоглутаратдегидрогеназа ингибированы высокими концентрациями NADHи АТФ. Эта ситуация создается а абсорбтивном периоде, когда клетка печени получает достаточное количество источников энергии. В цитоплазме цитрат расщепляется под действием фермента цитратлиазы :

Цитрат+HSКоА+АТФ→Ацетил-КоА+АДФ+Pi+Оксалоацетат

Ацетил-КоА в цитоплазме служит исходным субстратом в для синтеза жк, а оксалоацетат в цитозоле подвергается превращениям, в результате которых образуется пируват.