Процесс бета-окисления - это важный метаболический путь, который отвечает за расщепление жирных кислот для получения энергии. Он происходит в митохондриях клеток и включает несколько последовательных реакций, которые приводят к образованию ацетил-КоА, который затем может быть использован в цикле Кребса.

Давайте рассмотрим основные шаги бета-окисления:

1. Активация жирной кислоты: Перед началом бета-окисления жирная кислота активируется в цитозоле, соединяясь с коферментом A (КоА) с образованием ацил-КоА. Этот процесс требует энергии, которая обеспечивается за счет гидролиза ATP до AMP и пирофосфата.
2. Транспорт в митохондрии: Ацилированная жирная кислота (ацил-КоА) не может свободно проходить через мембрану митохондрий, поэтому она соединяется с карнитином, образуя ацилкарнитин, который транспортируется через мембрану.
3. Дегидрирование: В митохондриях ацилкарнитин снова превращается в ацил-КоА, а карнитин возвращается обратно. Затем начинается бета-окисление: ацил-КоА дегидрируется, образуя транс-2-еноилацил-КоА и NADH.
4. Гидратация: Транс-2-еноилацил-КоА гидратируется, превращаясь в бета-гидроксиацил-КоА.
5. Дегидрирование: Бета-гидроксиацил-КоА снова дегидрируется, образуя бета-кетоацил-КоА и NADH.
6. Тиолиз: Бета-кетоацил-КоА расщепляется с участием кофермента A, в результате чего образуется ацетил-КоА и укороченная жирная кислота (на два углерода короче). Этот процесс может повторяться, пока жирная кислота не будет полностью расщеплена.

Ферменты и коферменты:

• Ацил-CoA синтетаза - фермент, который активирует жирные кислоты.
• Карнитин-пальмитоилтрансфераза I - фермент, который отвечает за транспорт жирных кислот в митохондрии.
• Дегидрогеназы (например, ацил-CoA дегидрогеназа) - ферменты, участвующие в дегидрировании.
• Гидратазы - ферменты, которые катализируют гидратацию.
• Тиолазы - ферменты, которые отвечают за тиолиз.

Коферменты: Основные коферменты, участвующие в бета-окислении, это:

• NAD+ - восстанавливается до NADH во время дегидрирования.
• FAD - восстанавливается до FADH2 также во время дегидрирования.
• КоА - используется для активации жирных кислот и участвует в тиолизе.

Витамины-предшественники коферментов: Витамины, которые служат предшественниками коферментов, включают:

• Витамин B2 (рибофлавин) - предшественник FAD.
• Витамин B3 (ниацин) - предшественник NAD.
• Витамин B5 (пантотеновая кислота) - предшественник кофермента A.

Клеточная топография: Бета-окисление происходит в митохондриях клеток. Активация жирных кислот происходит в цитозоле, а затем жирные кислоты транспортируются в митохондрии, где происходит основной процесс бета-окисления. Это подчеркивает важность митохондрий как "энергетических станций" клеток, где происходит окисление жирных кислот и синтез ATP.