Riebalų rūgščių oksidacija

Riebalų rūgštys oksiduojamos mitochondrijose. Galima išskirti tris riebalų rūgščių oksidacijos etapus:

Ilgos grandinės riebalų rūgščių aktyvinimas ląstelės citozolyje, jas aktyvinant ir paverčiant KoASH tioesteriais. Šią reakciją katalizuoja acil-KoA sintetazės (arba acil-KoA ligazės), kurios skiriasi substratiniu savitumu. Vidutinio ilgio ir trumpos grandinės (C₄-C₁₀) riebalų rūgštys lengvai pereina pro abi mitochondrijų membranas ir aktyvinamos mitochondrijų užpilde. Sintetazės, savitos ilgos grandinės (C₁₀-C₂₀) riebalų rūgštims, yra išorinėje mitochondrijų ar endoplazminio tinklo membranose.

Procesas yra negrįžtamas, nes susidaręs pirofosfatas (PP_n) hidrolizuojamas. Šios reakcijos metu vienas ATP didžiaenergis ryšys naudojamas naujam didžiaenergiam junginiui acil-SKoA susidaryti. Hidrolizuojantis kitam didžiaenergiui ryšiui (PP_n), reakcijos pusiausvyra pastumiama į produkto susidarymo pusę:

RCOOH + HS-KoA + ATP → RCO-SKoA + AMP + 2Pn.

Aktyvintos riebalų rūgštys gali būti naudojamos citozolyje membranų lipidų biosintezei arba pernešamos į mitochondrijų užpildą ir oksiduojamos. Ilgą grandinę turintys riebalų rūgščių ir KoA esteriai negali pereiti pro vidinę mitochondrijų membraną. Acilgrupės pro mitochondrijų vidinę membraną pernešamos karnitino esterių pavidalu. Karnitinas yra gaunamas su maistu arba sintetinamas kepenyse ir inkstuose iš lizino ir metionino. Acil-KoA reaguoja su karnitinu ir susidaro acilkarnitinas. Reakciją katalizuoja karnitino aciltransferazė I, kuri yra mitochondrijų išorinės membranos citozolio pusėje. Karnitino-acilkarnitino nešiklis perneša acilkarnitiną pro vidinę nritochondrijų membraną į užpildą. Užpilde acilgrupė nuo acilkarnitino perkeliama ant KoASH, veikiant karnitino aciltransferazei II. Susidaręs acil-KoA yra oksiduojamas mitochondrijų užpilde β oksidacijos būdu.
β oksidacija: riebalų rūgščių oksidacijos ciklas sudarytas iš keturių reakcijų, kurių paseka – nuo riebalų rūgšties atskeliamas dvianglis fragmentas acetil-KoA ir oksiduojama riebalų rūgštis sutrumpėja dviem anglies atomais. Veikiant acil-KoA dehidrogenazei, susidaro trans-∆²-enoil-KoA. Šios reakcijos metu susidaro trans-dvigubasis ryšys tarp C_α ir C_β anglies atomų. Elektronai ir protonai pernešami ant prijungto prie fermento FAD. Yra keli acil-KoA dehidrogenazės izofermentai, oksiduojantys skirtingo ilgio riebalų rūgštis. Susidaręs FADH₂ yra oksiduojamas elektronus pernešančio flavoproteino, kuris perduoda elektronų porą ant elektronus pernešančio flavoproteino: ubichinono oksidoreduktazės. Pastarasis redukuoja KoQ, kuris yra mitochondrijų kvėpavimo grandinės komponentas. Dvigubasis ryšys yra hidratuojamas, veikiant enoil-KoA hidratazei. Susidaro L-β-hidroksiacil-KoA. L-β-hidroksiacil-KoA yra oksiduojamas L-β-hidroksiacil-KoA dehidrogenazės. Susidaro NADH ir atitinkamas β-ketoacil-KoA. Fermentas savitas tik L stereoizomerui. NADH oksiduojamas mitochondrijų kvėpavimo grandinėje. C_α-C_β ryšys yra skaidomas tiolizės reakcijos metu, katalizuojant β-ketoacil-KoA tiolazei. Susidaro acetil-KoA ir naujas acil-KoA, turintis dviem anglies atomais mažiau. Acetil-KoA oksiduojamas trikarboksirūgščių cikle, o acil-KoA kartotinai skaidomas β oksidacijos metu iki acetil-KoA.

Bendra riebalų rūgščių oksidacijos lygtis:

Palmitoil-KoA+7FAD+7NAD⁺ +7KoASH +7H2O → 8CH3CO-KoA + 7FADH2 + 7NADH + 7H⁺

Šaltinis | Dažniausiai vartojamų biomedicinos terminų ir sąvokų aiškinamasis žinynas | Lietuvos sveikatos mokslų universitetas | Akademikas Profesorius Antanas Praškevičius, Profesorė Laima Ivanovienė