Taukskābju bioķīmiskā reakcija

Taukskābes ūdenī nešķīst. Pēc saistīšanās ar albumīnu asinīs (10:1) tie tiek transportēti uz dažādiem audiem un šūnām visā ķermenī un oksidējas un sadalās šūnu mitohondrijās, atbrīvojot lielu enerģijas daudzumu. Aknas un muskuļi ir visaktīvākie. 1904. gadā Knūps izmantoja benzola gredzenus kā marķierus, lai izsekotu taukskābju transformācijai dzīvniekiem, un atklāja, ka, sadalot nepāra skaitļa oglekļa taukskābju atvasinājumus, urīnā tika konstatēta hipurskābe un, ja tie bija pāra oglekli, fenilacetils. urīnā tika konstatēta urīnskābe. Tiek spekulēts, ka taukskābju acilķēžu sadalīšanās notiek pie -oglekļa atoma, tas ir, katru reizi no taukskābju ķēdes tiek nogriezta divu oglekļa vienība. Vēlāki eksperimenti pierādīja, ka oksidācijas teorija ir pareiza, un sagrieztā divu oglekļa vienība ir acetil CoA. Pirms iekļūšanas mitohondrijās taukskābes jāaktivizē.
1) Taukskābju aktivizēšana;
2) Taukskābes acil CoA nonāk mitohondrijās
3) -taukskābes acil CoA oksidēšana;
Taukskābju acil-CoA oksidēšana par acetil-CoA ietver četras reakcijas - dehidrogenēšanu, ūdens pievienošanu, atkārtotu dehidrogenēšanu un sērošanu. Katru reizi tiek ražota viena acetil-CoA molekula un taukskābes acil-CoA ar 2 mazāk C nekā sākotnējā. Tiek veikta nākamā oksidācijas kārta, un cikls atkārtojas.
4) Taukskābju oksidācijas enerģijas aprēķins
Viena palmitīnskābes (C16) molekula pēc 7 -oksidācijas var radīt 8 acetilCoA, 7 NADH un 7 FADH2. Katrs acetil-CoA nonāk TCA ciklā, lai ražotu 3 NADH, 1 FADH un 1 GTP, un atbrīvo 2 CO2 molekulas.
Izmantojot taukus kā enerģiju, organisms var iegūt arī lielu daudzumu ūdens. Kamieļa kupris ir "noliktava" tauku uzglabāšanai, kas var nodrošināt gan enerģiju, gan nepieciešamo ūdeni.
Citi taukskābju oksidācijas ceļi
(1) Nepāra oglekļa taukskābju oksidēšana. Cilvēka organismā ir neliels daudzums nepāra skaitļu oglekļa taukskābju, un daudzi augi, jūras organismi un naftas raugs satur noteiktu daudzumu nepāra numuru oglekļa taukskābju. Papildus acetil-CoA ražošanai, tā oksidēšana rada arī vienu propionil-CoA molekulu, kas -karboksilāzes un izomerāzes ietekmē tiek pārveidota par sukcinil-CoA un pilnībā oksidējas pa TCA ceļu.
(2) Nepiesātināto taukskābju oksidēšana. Apmēram puse no organismā esošajām taukskābēm ir nepiesātinātās taukskābes, kurās visas dubultās saites ir cis konfigurācijā. Tos nevar katalizēt ar enoil-CoA hidratāzi, kas katalizē ūdens pievienošanu trans dubultsaitēm. Tāpēc, lai varētu turpināties vispārējo nepiesātināto taukskābju oksidēšana, ir nepieciešama izomerāzes un reduktāzes līdzdalība. Piemēram, oleīnskābe ir oktadecēnskābe (cis-△9), un oleīnskābe citoplazmā arī tiek aktivizēta, lai radītu oleoil-CoA, kas pēc tam tiek transportēts, lai radītu oleoil-CoA mitohondriju matricā, un pēc tam tiek pakļauts trīs aprites: oksidēšana, lai iegūtu 3 acetil-CoA un cis-△3-dodecenoil-CoA molekulas. Pēdējais tiek pārveidots par trans-△2-dodecenoil-CoA ar izomerāzes palīdzību, un L- -hidroksiacil-CoA ģenerē enoil-CoA hidratāze, un pēc tam tiek veiktas piecas oksidācijas kārtas, lai iegūtu 6 acetil-CoA molekulas. kopā 9 acetil-CoA molekulas.
Polinepiesātināto taukskābju oksidēšanai nepieciešama arī īpašas reduktāzes līdzdalība.
Ketonu ķermeņi
Ketonu ķermeņi ir īpaši starpprodukti, ko rada normāla taukskābju sadalīšanās aknās, tostarp acetoetiķskābe (apmēram 30%), hidroksisviestskābe (-hidroksisviestskābe) un acetoetiķskābe (apmēram 30%). Ketons veido apmēram 70% no kopējā ķermeņa svara) un ļoti nelielu acetona daudzumu. Ketonu ķermeņu līmenis normālu cilvēku asinīs ir ļoti zems, kas ir normāla parādība, ka cilvēka ķermenis izmanto tauku oksidēšanos enerģijas iegūšanai. Tomēr noteiktos fizioloģiskos apstākļos (izsalkums, badošanās) vai patoloģiskos stāvokļos (piemēram, cukura diabēts) tiek traucēts cukura avots vai oksidatīvā enerģijas padeve, pastiprinās tauku mobilizācija, un taukskābes kļūst par galveno cilvēka ķermeņa enerģijas avotu. Ja aknās sintezēto ketonu ķermeņu daudzums pārsniedz ekstrahepatisko audu spēju izmantot ketonķermeņus, tiks zaudēts līdzsvars starp abiem, un koncentrācija asinīs būs pārāk augsta, izraisot ketoacetēmiju un ketonūriju. Acetoetiķskābe un -hidroksisviestskābe ir skābas vielas, tāpēc liela ketonvielu uzkrāšanās organismā var izraisīt arī acidozi.