Ацетил-КоА окисление митохондриями

Теперь можно подвести итог тому, каков энергетический выход при окислении молекулы глюкозы, осуществляемом в максимально отлаженной энергетической системе, функционирующей в эукариотных клетках гликолиз—>ЦТК— -дыхательная цепь митохондрий. На первом этапе в процессе гликолитического разложения молекулы глюкозы образуются по 2 молекулы пирувата, АТФ и НАД Н2. Конечными продуктами реакции окислительного декарбоксилирования 2 молекул пирувата, катализируемой пируватдегидрогеназным комплексом, являются 2 молекулы ацетил-КоА и НАД Н2. Окисление 2 молекул ацетил-КоА в ЦТК приводит к образованию 6 молекул НАД Н2 и по 2 молекулы ФАД Н2 [c.366]

Образовавшийся в процессе окислительного декарбоксилирования аце-тпл-КоА подвергается дальнейшему окислению с образованием СО, и Н,0. Полное окисление ацетил-КоА происходит в цикле трикарбоновых кислот (цикл Кребса). Этот процесс, так же как окислительное декарбоксилирование пирувата, происходит в митохондриях клеток. [c.345]

Почти весь подвергающийся метаболизму ацетил-СоА образуется в митохондриях в результате окисления пирувата [c.624]

Регуляторным ферментом в глюконеогенезе является пируваткарбоксилаза, катализирующая первую необратимую реакцию этого процесса. Положительным аллостерическим эффектором фермента (активатором) является ацетил-КоА. Поэтому биосинтез глюкозы происходит тогда, когда в митохондриях накапливается больше ацетил-КоА, чем требуется для ЦТК. Кроме того, ацетил-КоА является ингибитором пируватдегидрогеназного комплекса, т. е. замедляет окисление пирувата и способствует биосинтетическому превращению его в глюкозу. [c.276]

Большой интерес с точки зрения обмена веществ представляют митохондрии (см. кн. I, стр. 9). Митохондрии содержат ферменты цикла лимонной кислоты, системы р-окисления жирных кислот, дыхательной цепи и окислительного фосфорилирования, пируватдегидрогеназный комплекс — мультиферментную систему, катализирующую окисление пировиноградной кислоты до ацетил-КоА, и другие ферменты [9]. Локализация ферментных систем в митохондриях показана ниже [c.398]

На второй стадии окисления жирных кислот эти ацетильные остатки ацетил-СоА окисляются через цикл лимонной кислоты до СО2 и Н2О. Этот процесс также протекает в митохондриях. Таким образом, ацетил-СоА, образующийся в результате окисления жирных кислот, поступает на общий конечный путь окисления вместе с ацетил-СоА, образующимся из глюкозы через реакцию окисления пирувата (рис. 17-1). [c.556]

Митохондрии окружены белково-фосфолипидной мембраной. Внутри митохондрий (в т. наз. матриксе) идет ряд метаболич. процессов распада пищ. в-в, поставляющих субстраты окисления АНз для О.ф. Наиб, важные из этих лроцессов-трикарбоновых кислот цикл и т. наз. р-окисление жирных к-т (окислит, расщепление жирной к-ты с образованием ацетил-кофермента А и к-ты, содержащей на 2 атома С меньше, чем исходная вновь образующаяся жирная к-та также может подвергаться Р-окислению). Интермедиаты этих процессов подвергаются дегидрированию (окислению) при участии ферментов дегидрогеназ затем электроны передаются в дыхат. цепь митохондрий-ансамбль окислит.-восстановит. рментов, встроенных во внутр. митохондриальную мембрану. Дыхат. цепь осуществляет многоступенчатый экзэргонич. перенос электронов (сопровождается уменьшением своб. энергии) от субстратов к кислороду, а высвобождающаяся энергия используется расположенным в той же мембране ферментом АТФ-синтетазой, для фосфорилирования АДФ до АТФ. В интактной (неповрежденной) митохондриальной мембране перенос электронов в дыхат. цепи и фосфорилирование тесно сопряжены между собой. Так, напр., выключение фосфорилирования по исчерпании АДФ либо неорг. фосфата сопровождается торможением дыхания (эффект дыхат. контроля). Большое число повреждающих митохондриальную мембрану воздействий нарушает сопряжение между окислением и фосфорилированием, разрешая идти переносу электронов и в отсутствие синтеза АТФ (эффект разобщения). [c.338]

Наиболее детально вопрос о распределении биохимических процессов между клеточными органеллами изучен на примере митохондрий. Главным назначением митохондрий является окислительное фосфорилирование. В митохондриях происходят такие процессы, как цикл трикарбоновых кислот, окисление жирных кислот, собственно окислительное фосфорилирование и некоторые другие превращения, о которых будет сказано ниже. Системы, осуществляющие перечисленные процессы, распределены между различными отделами митохондрий. Так, комплекс белков, осуществляющих перенос электронов от NAD-Н к молекулярному кислороду и сопряженное фосфорилирование АДФ, полностью вмонтирован во внутреннюю митохондриальную мембрану. Цикл трикарбоновых кислот функционирует в митохондриальном матриксе, за исключением стадии дегидрирования сукцината, которое осуществляется с помощью сукцинат дегидрогеназы, также входящей в состав внутренней мембраны. Пируватдегидрогеназный комплекс и система ферментов, катализирующих окисление жирных кислот, поставляющие ацетил-СоА в цикл трикарбоновых кислот, целиком сосредоточены в матриксе. [c.433]

Если расщепление жиров преобладает, что происходит в отсутствие углеводов, цитрат, синтезированный в митохондриях из ацетил-КоА и оксалоацетата, транспортируется в цитоплазму, где используется для биосинтеза глюкозы и, следовательно, возможность его окисления в цикле ТКК снижается. При таких условиях метаболизм ацетил-КоА в митохондриях идет преимущественно по пути кетогенеза. Таким образом, кетогенез возникает прежде всего в результате недостатка углеводов, и это обстоятельство на всех трех стадиях регуляции биосинтеза кетоновых тел является решающим фактором. [c.338]

Структурным предшественником для синтеза жирных кислот является ацетил-КоА. Это соединение образуется в матриксе митохондрий преимущественно из пирувата, в результате реакции его окислительного декарбоксилирования, а также в процессе р-окисления жирных кислот. Следовательно, углеводородные цепи собираются в ходе последовательного присоединения двухуглеродных фрагментов в форме ацетил-КоА, т. е. биосинтез жирных кислот происходит по той же схеме, но в противоположном направлении по сравнению с р-окислением. [c.338]

Существует еще один путь переноса внутримитохондриального аце-тил-КоА в цитозоль клетки—с участием карнитина. Как отмечалось, карнитин играет роль переносчика ацильных групп из цитозоля в митохондрии при окислении жирных кислот. По-ввдимому, он может выполнять эту роль и в обратном процессе, т.е. в переносе ацильных радикалов, в том числе ацетильного радикала, из митохондрий в цитозоль клетки. Однако, когда речь вдет о синтезе жирных кислот, данный путь переноса ацетил-КоА не является главным. [c.383]

Окисление жирных кислот у больных диабетом. Когда при Р-окислении в печени образуется больше ацетил-СоА, чем может быть окислено через цикл лимонной кислоты, избыток ацетил-СоА направляется на образование кетоновых тел-ацетоацетата, D-P-гидроксибутирата и ацетона. Именно такое положение существует при тяжелой форме диабета, потому что ткани таких больных неспособны утилизировать глюкозу и вместо этого окисляют большие количества жирных кислот. Хотя ацетил-СоА и нетоксичен, в митохондриях его избыток все же должен переводиться в кетоновые тела. Почему Каким образом это разрешает возникающую проблему [c.569]

Ацил-КоА быстро превращается в ацетил-КоА в присутствии НАД, Mg + и свободного КоА. Недавно было показано, что ферменты р-окисления присутствуют как в митохондриях, так и в растворимой фракции гомогената клеток. В настоящее время значение и взаимосвязь процессов р-окисления с различной локализацией в клетке неясны [31, 40]. Если, кроме НАД, М + и КоА, к ферментной системе, осуществляющей р-окисление (независимо от ее происхождения из клеточных частиц или из цитоплазмы), добавить АТФ и глиоксилат, то [c.185]

Основным строительным блоком для синтеза высших жирных кислот служит ацетил-S-KoA, который образуется в митохондриях в результате -окисления высших жирных кислот, а также при окислительном декарбоксилировании пирувата, возникающего из глюкозы.в процессе гликолиза. Как указывалось, основным участком биосинтеза высших жирных кислот является цитоплазма, куда и должен поступать ацетил-S-KoA. Однако митохондриальная мембрана непроницаема для ацетил-S-KoA, в связи с чем он должен подвергаться различным преобразованиям в транспортабельную форму, в которой может диффундировать через митохондриальную мембрану. Для этого в распоряжении клетки, по-видимому, имеется несколько возможностей, причем трудно сказать, какая из [c.346]

Как отмечалось, строительным блоком для синтеза жирных кислот в цитозоле клетки служит ацетил-КоА, который в основном поступает из митохондрий. Было выявлено, что цитрат стимулирует синтез жирных кислот в цитозоле клетки. Известно также, что образующийся в митохондриях в процессе окислительного декарбоксилирования пирувата и окисления жирных кислот ацетил-КоА не может диффундировать в цитозоль клетки, так как митохондриальная мембрана непроницаема для данного субстрата. Поэтому вначале внутримитохондриальный ацетил-КоА взаимодействует с оксалоацетатом, в результате чего образуется цитрат. Реакция катализируется ферментом цитрат-синтазой. Образовавшийся цитрат переносится через мембрану митохондрий в цитозоль при помощи специальной трикарбоксилаттранспортирующей системы. [c.382]

Биосинтез. липидов обсуждается в гл. XVI. Здесь нам хотелось бы остановиться только на следующих моментах. Ключевой промежуточный продукт всех этих реакций — ацетил-КоА (см. фиг. 102) — может синтезироваться, в сущности, лигпь двумя путями (см. фиг. 101) в реакции тиолитиче-ского расщепления ацетоацетил-КоА (образованного при окислении жирных кислот или определенных аминокислот) и в реакции окислительного декарбоксилирования пирувата. Оба процесса локализованы в митохондриях или их аналогах. В то же время биосинтез жирных кислот начинается с обязательной стадии карбоксилирования ацетил-КоА с образованием мало-пил-КоА, а эта реакция, так же как и все последующие стадии, катализируется, по-видимому, впемитохондриальным комплексом ферментов. Как это согласовать Диффундирует ли ацетил-КоА из митохондрий сам ио себе или же для его переноса необходим более сложный процесс, требующий энергии извне Недавние исследования показали, что, вероятно, справедливо второе предположение ацетил-КоА внутри частицы сначала превращается в цитрат путем конденсации с оксалоацетатом затем образованный таким путем цитрат выходит в цитоплазму, где снова расщепляется на ОА и ацетил-КоА под действием цитрат-лиазы, использующей АТФ (уравнение XIV. 1а). Количество этого фермента в сильной степени зависит от генетических факторов и от условий окрул ающей среды, например от питания кроме того, на него могут сильно влиять такие патологические состояния, как диабет или ожирение. Процесс синтеза жирных кислот в отличие от синтеза углеводов нуждается лишь в каталитических количествах ОА (или пирувата - - СО2) таким образом, четырехуглеродные дикарбоновые кислоты для него не нужны. [c.363]

Как видно, за один оборот цикла, состоящего из восьми ферментативных реакций, происходит полное окисление ( сгорание ) одной молекулы ацетил-КоА. Для непрерывной работы цикла необходимо постоянное поступление в систему ацетил-КоА, а коферменты (НАД и ФАД), перешедщие в восстановленное состояние, должны снова и снова окисляться. Это окисление осуществляется в системе переносчиков электронов в дыхательной цепи (в цепи дыхательных ферментов), локализованной в мембране митохондрий. Образовавщийся ФАДН, прочно связан с СДГ, поэтому он передает атомы водорода через KoQ. Освобождающаяся в результате окисления ацетил-КоА энергия в значительной мере сосредоточивается в макроэргических фосфатных связях АТФ. Из 4 пар атомов водорода 3 пары переносят НАДН на систему транспорта электронов при этом в расчете на каждую пару в системе биологического окисления образуется 3 молекулы АТФ (в процессе сопряженного окислительного фосфорилирования), а всего, следовательно, 9 молекул АТФ (см. главу 9). Одна пара атомов от сукцинатдегидрогеназы-ФАДН, попадает в систему транспорта электронов через KoQ, в результате образуется только 2 молекулы АТФ. В ходе цикла Кребса синтезируется также одна молекула ГТФ (субстратное фосфорилирование), что равносильно одной молекуле АТФ. Итак, при окислении одной молекулы ацетил-КоА в цикле Кребса и системе окислительного фосфорилирования может образоваться 12 молекул АТФ. [c.349]

Иными словами, митохондриальная система биосинтеза жирных кислот, включающая несколько модифицированную последовательность реакций 3-окисления, осуществляет только удлинение существующих в организме среднецепочечньгх жирных кислот, в то время как полный биосинтез пальмитиновой кислоты из ацетил-КоА активно протекает в цитозоле, т.е. вне митохондрий, по совершенно другому пути. [c.382]

СоА—эпимераза, превращающая D-сте-реоизомеры соответствующих 3-гидрок-сиацил-СоА в L-стереоизомеры. Жирные кислоты с нечетнь(м числом атомов углерода окисляются по тому же основному пути, но при их окислении получается одна молекула пропионил-СоА, которая затем карбоксилируется с образованием метилмалонил-СоА. Последний превращается в сукцинил-СоА в результате очень сложной реакции изомеризации, катализируемой метилмалонил-СоА— мутазой, для действия которой необходим кофермент Bj2. Образующиеся в печени кетоновые тела-ацетоацетат, D-P-гидроксибутират и ацетон-доставляются к другим тканям, превращаются здесь в ацетил-СоА и окисляются через цикл лимонной кислоты. Окисление жирных кислот в печени регулируется скоростью поступления ацильных групп в митохондрии. Специфическая регуляция достигается при помощи малонил-СоА, вызывающего аллостерическое ингибирование карнитин-ацилтрансферазы I. Малонил-СоА-первый промежуточный продукт биосинтеза жирных кислот, протекающего в цитозоле. Когда животное получает пищу, богатую углеводами, окисление жирных кислот подавляется, а их синтез усиливается. [c.568]

Считают, что в цитоплазму ацетил-КоА попадает непосредственно из митохондрий, но как Ацетил-КоА образуется в митохондриях при окислении пирувата. Ацетил-КоА не может просто так из митохондрий попасть в цитозоль, т.к. внутренняя мембрана митохонд- [c.301]

Это реакции цикла трикарбоновых кислот, процесса наглядно демонстрирующего единство метаболических превращений. Это основной амфиболический путь, обеспечивающий, с одной стороны, полное окисление ацетил-КоА, образовавшегося при распаде ве-ществ разных классов (аминокислоты, углеводы, липиды) до СО2 и Н2О и, с другой стороны, - предоставляющий исходные соединения для биосинтеза различных соединений. Цикл трикарбоновых кислот играет также центральную роль в энергетическом обмене, восстановительные эквиваленты окислительных реакций цикла депонируются в форме НАДН и ФАДН2, окисление которых в дыхательной цепи митохондрий сопровождается синтезом АТФ - универсальной энергетической валюты в организме. [c.457]

В отсутствие щавелевоуксусной кислоты, которая соединяется с ацетил-КоА, окисление пировиноградной кислоты митохондриями крайне незначительно. Однако требуемый промежуточный продукт цикла Кребса можно заменить препаратом фосфотрансацетилазы [231, которая переносит ацетильную группу на неорганический фосфат и освобождает КоА, необходимый для дальнейшего образования ацетил-КоА. [c.193]

В митохондриях локализованы как ферменты, связанные с окислением жирных кислот, так и ферменты цикла Кребса. Тесная связь этих двух систем делает возможным окисление молекул ацетил-КоА, образованных во время Р-окисления через цикл Кребса, и попутнс№ образование АТФ. Можно рассчитать теоретически количество А ГФ, которое может образоваться при полном окислении 1 моль обычной жирной кислоты, такой, как пальмитиновая, до СОг и НгО при сочетании Р-окисления и реакций цикла Кребса. Суммарное уравнение можно представить следующим образом [c.304]

Синтез высокомолекулярных жирных кислот из уксусной кислоты был выявлен после открытия, что биосинтез катализируют не ферменты Р-окисления, присутствующие в митохондриях, а ряд других ферментов, находящихся в клетке в растворимом состоянии. В присутствии АТФ, Мп++, НАДФ-Нг и СОг растворимая ферментная система печени голубя катализировала de novo синтез высокомолекулярных жирных кислот из ацетил-КоА. Основным продуктом синтеза была пальмитиновая кислота, но, кроме того, в небольшом количестве образовались миристиновая и стеариновая кислоты. Ферментная система находилась главным образом в надосадочной жидкости, полученной после центрифугирования при 100 ООО g в течение 2—4 час. [c.323]

В печени дальнейшие превращения СоА-эфиров жирных кислот, образовавшихся в цитозоле, могут пойти по одному из двух главных путей. Один из них представляет собой окисление этих эфиров в митохондриях, а другой-превращение их в трнацилглицеролы и фосфолипиды под действием ферментов цитозоля. Какой будет фактическая судьба СоА-эфиров длинноцепочечных жирных кислот, зависит от скорости их поступления в митохондрии. Трехэтапный транспортный процесс, посредством которого отщепившиеся от цитозольных СоА-эфиров жирных кислот ацильные группы проникают через мембрану в митохондриальный матрикс (после присоединения к карнитину), регулирует скорость всего процесса окисления жирных кислот. Если ацильные группы проникли в митохондрии, то они обязательно будут здесь окислены и в конечном счете полностью превратятся в ацетил-СоА. [c.566]

Судьба ацетил-СоА, который образуется в митохондриях печени в результате окисления жирных кислот, может быть двоякой он может быть окислен до СО2 через цикл лимонной кислоты или преврашен в кетоновые тела и в этом случае направлен к периферическим тканям. Путь, по которому пойдет его превращение, определяется главным образом наличием достаточного количества оксалоацетата, необходимого для того, чтобы ацетил-СоА мог вступить в цикл лимонной кислоты. При очень низкой концентрации оксалоацетата в цикл лимонной кислоты включается мало аце-тил-СоА такая ситуация благоприятствует образованию кетоновых тел. Обычно концентрация оксалоацетата в организме животного бывает низкой при голодании или при пониженном содержании углеводов в пище. В этом случае скорость окисления жирных кислот возрастает и значительная часть образовавшегося ацетил-СоА превращается-через гидроксиметилглутарил-СоА - в свободный ацетоацетат и О-Р-гидроксибути-рат, которые направляются к периферическим тканям. Здесь кетоновые тела служат главным клеточным топливом и окисляются через цикл лимонной кислоты до СО2 и Н2О. [c.567]

OKu jienue меченного тритием пальмита-та. Равномерно меченный тритием ( Н) пальмитат с удельной активностью 2,48 10 имп./мин/мкмоль добавили к препарату митохондрий, способному окислять его до ацетил-СоА. Затем аце-тил-СоА выделили и подвергли гидролизу, в результате чего был получен ацетат. Удельная активность выделенного ацетата оказалась равной 1,00 10 имп./ /мин/мкмоль. Можно ли на основании этих данных считать, что здесь происходило р-окисление Поясните свой ответ. Какова конечная судьба удаленного трития [c.569]

Основной путь использования ацетил-КоА, образовавшегося при окислении пирувата, состоит в его полном окислении до СОг- Этот процесс так ке происходит в митохондриях и, как мы увидим в гл. XIV и XV, приводит к образованию 12 молекул АТФ на молекулу GH3GOSK0A или 24 на молекулу глюкозы. Если учесть, что четыре молекулы восстановленного НАД, образовавшиеся в процессе катаболизма глюкозы (две — в реакции XI.8 и две — в реакции XI.31), окисляются и что это сопровождается фосфорилированием (см. реакцию (Х1.16г), осуществляющую челночный перенос электронов от экстрамитохондриального восстановленного НАД в митохондрии), то мы получим еще максимум 12 молекул АТФ на молекулу глю- [c.297]

Хотя окисление пирувата до СОг и ацетил-КоА и не является реакцией цикла Кребса, однако оно локализовано в митохондриях, и большая часть образующегося при этом ацетил-КоА сразу же включается в цикл. Кроме того, имеется большое сходство между реакциями, катализируемыми пируватдегидрогена-зной и а-кетоглутаратдегидрогеназной системами. Эти реакции следующие [c.118]

Однако пируват — предшественник лактата — может попасть в митохондрии и превратиться там в ацетил-КоА (вместо лактата), который затем на первой стадии цикла Кребса конденсируется с оксалоаце-татом. Именно таким образом взаимосвязаны эти два цикла, и поэтому углеродные атомы глюкозы в конце концов оказываются включены в СОг. НАДН и ФАДНг образуются внутри митохондрий, а затем участ-вуют в последовательных реакция., многостадийного окисления, сово-. купность которых называется элек-6 тронным транспортом. На рис. 40.17 это показано для одного из участни-р ков цикла Кребса — сукцината. [c.400]

Смотреть страницы где упоминается термин Ацетил-КоА окисление митохондриями: [c.84] [c.338] [c.459] [c.516] [c.102] [c.330] [c.356] [c.400] [c.308] [c.384] [c.493] [c.502] [c.560] [c.567] [c.296] [c.299] [c.358] [c.400] [c.401] [c.298] [c.235]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология