ObrazE193

Wydajno**

energetyczna

Ciała ketonowe

Całkowity rozkład cząsteczki pabnitynianu (Cl6:0) w procesie P-oksydacji prowadzi do powstania 28 cząsteczek ATP w wyniku utlenienia powstających w cyklu cząsteczek FADH, i NADH oraz 80 cztjsteczek ATP pochodzących z rozkładu acetylo-CoA w cyklu kwasu cytrynowego. Jednakie aktywacja pałmitynianu do jego pochodnej W postaci acylo-CoA przed rozpoczęciem p-oksydacji wymaga zużycia każdorazowo dwu wysokoenergetycznych wiązań fosforanowych. Wydajność energetyczna netto wynosi więc 106 cząsteczek ATP.

Nadmiar acetylo-CoA powstającego w wyniku (3-oksydacji kwasów tłuszczowych jest przekształcany w acetooctan i D 3 hydroksymaśl.m. Związki te oraz aceton są nazywane łącznie ciałami ketonowymi. Acetooctan i D-3-hydroksymaśIan powstają w wątrobie i stanowią alternatywny materiał energetyczny zużywany przez mózg w warunkach głodu lub w stanie cukrzycy.

Triacyłoglicerołe (K4)

Cykl kwasu cytrynowego (LI)

Tematy pokrewna Struktura i funkcje kwasów tłuszczowych (KI) j Synteza kwasów tłuszczowych (K3) ^{1 2}

wewnętrzną błonę mitochondrialną wymaga udziału specyficznego mechanizmu transportu. Reszty acylowe cząsteczek acylo-CoA o długich łańcuchach przekraczają wewnętrzną błonę po sprzężeniu z polarną cząsteczką kamityny, która występuje zarówno u roślin, jak i zwierząt. Reakcja sprzęgania katalizowana jest przez enzym umiejscowiony na zewnętrznej powierzchni wewnętrznej błony mitochondrialnej (acylo-tranaferaza kamitynowa I) i polega na usunięciu CoA oraz zastąpieniu go cząsteczką kamityny (rys. 2). Następnie translokaza kamityna/acylokar-nityna transportuje acylokamitynę przez wewnętrzną błonę mitochondrialną. Translokaza, będąc integralnym błonowym białkiem transportującym (przenośnikiem antyportowym), przenosi cząsteczki acylokami-tyny do matriks mitochondrialnej, gdzie cząsteczki kamityny są uwalniane, czemu towarzyszy przeniesienie grupy acylowej z powrotem na CoA. Reakcję tę katalizuje acylotransferaza kamitynowa II, znajdująca się na wewnętrznej błonie mitochondrialnej od strony matnks (rys. 2).

PRZESTRZEŃ WEWNĘTRZNA BŁONA MIĘDZYBŁONOWA MITOCHONDRIALNĄ MATRUC
acyto*CoA Karmiyna		i— karrutyna **—s. acyio*CoA
^*uMilTVhmA —I
LAirWi ra\>«iundiiiiiyim ~i

© • acylouansleraza kamitynowa I © « acytotransfeiaza kanśtynowa ll

Rys. 2. Transport kwasu tłuszczowego przez wewnętrzną błonę mitochondrialną

Cykl p-oksydacji Degradacja kwasów tłuszczowych na drodze P-oksydacji obejmuje następujące reakcje (patrz rys. 3):

1.    Utlenienie acylo-CoA do enoilo-CoA, zawierającego w łańcuchu kwasu tłuszczowego wiązanie podwójne trans-A², czemu towarzyszy powstanie FADHz (reakcja katalizowana przez dehydrogenazę acylo--CoA).

2.    Uwodnienie trans A²-enoilo-CoA do 3-hydroksyacylo-CoA (reakcja katalizowana przez hydratazę enoilo-CoA).

3.    Utlenienie 3-hydroksyacylo-CoA do 3-ketoacylo-CoA, czemu towarzyszy powstanie NADH (reakcja katalizowana przez dehydrogenazę hydniksyacylo-CoA).

4.    Rozszczepienie lub tioliza 3-ketoacylo CoA przez drugą cząsteczkę CoA, prowadzące do powstania acetylo-CoA i acylo-CoA, skróconego o dwa atomy węgla (reakcja katalizowana przez p-kełotiolazę).

Rozpad poszczególnych kwasów tłuszczowych obejmuje więc powtarzającą się sekwencję czterech reakcji: utlenienie (przez FAD), uwodnienie, utlenienie (przez NAD*) i tioliza. Reakcje te tworzą cykl degradacji kwasu tłuszczowego (rys. 3), a ich skutkiem jest kolejne usuwanie jednostek dwuwęglowych w postaci acetylo-CoA z końca łańcucha kwasu fiu

1

Wprowadzenia Rozpad kwasów tłuszczowych polega na utlenieniu kwasów tłuszczowych o długich łańcuchach. Kwasy tłuszczowe są najpierw przekształcane w pochodne w jjostaci acyło-koenzymu A (acylo-CoA) i następnie rozkładane przez kolejne usuwanie jednostek dwuwęglowych w postaci acetylo-CoA z końca kwasu tłuszczowego. W procesie tym powstają FADH; i NADH. Acetylo-CoA może zostać skierowany do cyklu kwasu cytrynowego, co umożliwia dalsze powstawanie FADH} i NADH (patrz temat LI). FADH} i NADH są następnie utleniane przez łańcuch transportu elektronów, co prowadzi do wytwarzania ATP (patrz temat L2).

Aktywacja    Rozpad kwasów tłuszczowych zachodzi w cytozolu komórek prokanoty-

cznych i w matriks mitocliondriałnej komórek eukariotycznych. Zanim kwas tłuszczowy dotrze do matńks, ulega aktywacji przez utworzenie wiązania tioestrowego z Co A (rys. 1). Reakcja ta zużywa cząsteczkę ATP

2

katalizowana jest przez śyntazę acylo-CoA (nazywaną również tłoki-nazą kwasów tłuszczowych), umiejscowioną na zewnętrznej błonie mito-chondrialnej. Na skutek zachodzącej następnie hydrolizy PP| do dwóch cząsteczek Pi omawiana reakcją jest nieodwracalna.

R—<r rATPłHS—CoA =5= R—C—S—CoAłAMP ePP, ^Nn-    synteza

^u    acykzCoA

Rys. 1. Aktywacja kwasu tłuszczowego

Transport do Cząsteczki acylo-CoA o krótkich i średnio długich łańcuchach (do 10ato- j mitochondriów    mów) łatwo przenikają prlcez wewnętrzną błonę mitochondrialną. )ed-8

nakże przejście cząsteczek acylo-CoA o dłuższych łańcuchach przeiT