Регулфяция метаболизма - Ньюсхолм Э.
Скачать (прямая ссылка):
Была выдвинута гипотеза о функционировании в печени субстратного цикла триглицериды/жирные кислоты (катализируемого одновременно триглицеридлипазой и ферментами,-осуществляющими этерификацию) [5]. Если бы это имело место, тогда скорость ' липолиза контролировала бы
¦кажущуюся скорость этерификации. Однако исследования, проведенные на печени, перфузируемой иС-жирными кислотами [3], свидетельствуют о том, что производительность процесса этерификации выше, чем производительность липолиза, и изменение скорости последнего не оказывает заметного влияния на скорость этерификации.
снрн
I
СНОН
I
СН-р©
Глицерофосфат- 2 RCOSKoA
ацилтрансрераза2 КоД
^ CHjOCOR
CHOCOR
CHjO©
Фосфатшкшгфосфа- д
ch2ocor
2. РЕГУЛЯЦИЯ ОКИСЛЕНИЯ ЖИРНЫХ КИСЛОТ
CHOCOR
I
сн2он
Диглицерид- U-—RCOSKoA ацилтрансфераза ?_____
ch2ocor
CHOCOR
CH2OCOR
Последовательность , реакций, ведущих к окислению жирных кислот, показана на рис. 86. Как можно видеть из приведенной схемы, на первом этапе происходит активация жирных кислот ацил-КоА — синтетазой с образованием КоА-производных жирных кислот (ацил-КоА). Поскольку митохондриальная мембрана (по-видимому, внутренняя мембрана) непроницаема для КоА-производных жирных кислот, такой ацил-КоА должен быть (с участием карнитин — ацил-трансферазы), который свободно проходит через внутреннюю мембрану митохондрий. На внутренней стороне мембраны осуществляется обратное превращение ацилкарнитина в ацил-КоА, который и вовлекается далее в ферментативный процесс ^-окисления [6]. В принципе любая из ферментативных реакций, приведенных на рис. 86, может быть тем этапом, на котором осуществляется регуляция окисления жирных кислот. Систематических исследований, направленных на выявление среди этих реакций неравновесных, не проводилось.
Рис.
85. Путь этерификации жирных кислот.
превращен в ацилкарнитин
Несколько таких работ все же проводилось, но полученные результаты неоднозначны. Рассмотрим эти данные подробнее.
а. В 1964 г. Боуд и Клингенберг [7] установили, что изолированные митохондрии в присутствии АТФ и КоА окисля-
Жирная кислота,
Цитоплазма
АТФ
АМФ+ФФН
Ацил-КоА
Щзнитит
. 2,
КаА4г\,
Ацил-карнитин
Митохондрия
Ацил-карттин КоА-2.
S нитин
Ацил-КоА
^ fi-Окисление \
*
Ацетих-КоА
Рис. 86. .Начальные стадии процесса окисления жирных кислот в печени. / — ацил-КоА—синтетаза, 2 — карнитин—ацнлтрансфераза.
ют пальмитоилкарнитин быстрее, чем пальмитат. На основании этого факта был сделан вывод о том, что лимитирующей стадией окисления жирных кислот в печени является, возможно, образование ацил-КоА. Основное возражение против этой гипотезы состоит в том, что предполагаемый регуляторный участок находится до метаболической развилки путей этерификации или окисления. Следовательно, на этой стадии не может осуществляться независимая регуляция каждого из этих процессов.
б. В 1965 г. Буньян и Гринбаум [8], исследуя ферментативную систему 0-окисления жирных кислот, показали, что активность первого компонента этой системы (ацил-КоА — дегидрогеназы) по крайней мере в 10 ,раз меньше активности других ферментов этого метаболического пути. Они пришли к выводу, что именно эта реакция лимитирует скорость окисления жирных кислот.
в. В 1966 г. Гарланд и сотр. [9] провели сравнительное исследование активности ацил-КоА — синтетазы и пальмито-ил-карнитин — трансферазы в митохондриях из печени, крыс. Оказалось, что активность пальмитоил-карнитин—трансфера-зы в два раза ниже активности ацил-КоА—синтетазы. Более того, скорость потребления кислорода митохондриальной фракцией в присутствии пальмитоилкарнитина была в два раза выше, чем при добавлении пальмитоил-КоА и карнити-на по отдельности (или пальмитата, АТФ, КоА и карнитина). В этих экспериментах мерой окисления жирных кислот служила скорость потребления кислорода, а конечным продуктом процесса была ацетоуксусная кислота. Полученные результаты показали, что лимитирующей стадией процесса окисления жирных кислот в митохондриях является реакция, катализируемая карнитин—ацилтрансферазой. Об этом свидетельствуют также неудавшиеся попытки обнаружить промежуточные продукты окисления жирных кислот: каталитическая активность системы 10-окисления существенно выше активности внутримитохондриальной карщггин-ацилтрансфера-зы. Поскольку в этой работе измеряли окисление производных жирных кислот в изолированных митохондриях, представляется вероятным, что этот процесс лимитируется внутримитохондриальной карнитин—ацилтрансферазой. (Этот фермент имеется как в цитоплазме, так и в митохондриях, что обеспечивает транспорт КоА-производных жирных кислот.) Если скорость окисления жирных кислот лимитируется митохондриальной карнитин—ацилтрансферазой, то катализируемая ею реакция неравновесна, в то время как эта же реакция в цитоплазме может быть близка к равновесию. В этом случае измерение общего содержания реагентов и продуктов реакции не может дать информации б реальном соотношении «действующих масс».
