动员的脂肪酸
在受到压力时身体需要能量时,脂肪酸从脂肪细胞释放和动员使用。开始时,胰高血糖素水平和过程肾上腺素血液中增加,这些激素绑定到特定的脂肪细胞表面的受体。这个绑定行动开始一连串的反应细胞,激活另一个结果脂肪酶的水解甘油三酸酯在脂肪液滴产生游离脂肪酸。这些脂肪酸释放到循环系统并交付给骨骼心肌以及到肝脏。血液中脂肪酸绑定到一个蛋白质称为血清白蛋白;在肌肉组织他们是由细胞和氧化二氧化碳(有限公司2),水生产能源,如下所述。目前尚不清楚是否需要一个特殊的传输机制,使游离脂肪酸进入细胞的循环。
肝脏占用了大部分的脂肪酸。他们在那部分后成甘油三酯和运输VLDL脂蛋白肌肉和其他组织。也是一小部分转换为小酮分子通过循环导出外围组织代谢产生能量的地方。
氧化的脂肪酸
在肌细胞,游离脂肪酸转化为一个硫代酸酯的分子被称为辅酶A或检验。(硫代酸酯是一种复合的链接氧气在一个酯取而代之的是一个硫原子)。氧化的脂肪acid-CoA硫酯实际上发生在离散水泡的身体线粒体。大多数细胞线粒体包含很多,每个大约一个细菌的大小,从0.5到10米(微米;直径1米=一百万分之一米);根据它们的大小和形状不同的细胞类型。线粒体是双重包围膜系统封闭液室内空间称为矩阵。矩阵中发现的酶转化脂肪acid-CoA硫酯成有限公司2和水(氧化的化学废物)三磷酸腺苷(ATP),生命系统的能量货币。这个过程包括四个顺序的步骤。
第一步是脂肪酸的运输在最里面的两个同心的线粒体膜。外膜有很多孔,辅酶a硫酯自由渗透。不透水内膜是另一回事;这里的脂肪酸链在以下列方式运输。细胞质膜的一边,一个酶催化转移辅酶a的分子的脂肪酸肉碱,一个羟基氨基酸。肉碱酯是由转移酶蛋白跨膜运输位于膜,并在第二个酶催化转移矩阵一边脂肪酸的肉碱- CoA。的肉碱生成附加的损失脂肪酸转移回线粒体膜的细胞质一边被重用。脂肪酸的转移从细胞质中线粒体基质从而发生没有辅酶a本身从一个舱的转移到另一个。没有能量或产生消耗在这个运输过程,虽然能量所需的初始形成脂肪acid-CoA硫代酸酯在细胞质中。
第二步是脂肪酸的氧化和硫酯乙酸一组碳碎片联系- CoA。这一系列的反应,称为β-oxidation,发生在线粒体的矩阵。因为大多数生物脂肪酸有偶数个碳原子的数量乙酰辅酶a碎片来自特定脂肪酸等于1/2酰基链中碳原子的数量。例如,棕榈酸(C16)收益率8乙酰辅酶a硫代酸酯。在罕见的情况下无支链的奇数碳脂肪酸,形成一个3个碳辅酶a酯以及形成乙酰辅酶a硫代酸酯。因此,一个C17酸收益率7乙酰和一个3个碳- CoA硫代酸酯。连续氧化步骤中的能量是守恒的,化学还原(氧化的对立面)的分子,随后可以使用的形式三磷酸腺苷。ATP是所有细胞的机械中常用的燃料(如肌肉、神经、膜运输系统和生物合成系统等复杂的分子的形成DNA和蛋白质)。
乙酰辅酶a的二碳残留氧化有限公司2和水,保护化学能的形式FADH2和NADH和少量的ATP。这个过程是进行一系列的九在线粒体基质空间保持酶的催化反应。形成一个闭合循环的反应,通常被称为柠檬酸,三羧酸克雷布斯循环(其发现者之后,诺贝尔得奖人汉斯·克雷布斯先生)。
最后阶段的转换是化学能NADH和FADH2形成于第二和第三步进过程称为ATP氧化磷酸化。所有参与酶是位于线粒体内membrane-except,困在内外膜之间的空间。为了让这个过程产生ATP,内膜必须不透水的氢离子(H+)。在氧化磷酸化的过程中,分子的NADH和FADH2遭受的一系列氧化还原反应有关。NADH和FADH2富含电子和放弃这些电子反应链的第一个成员。电子然后通过一系列氧化还原反应和反应减少分子氧(O2)水(H2O)。这部分氧化磷酸化电子传递。
这些电子转换反应的化学能量是守恒的,H+细胞质中线粒体内膜对面的矩阵。本质上是一个电电池创建,细胞质作为正极和负极线粒体基质。电子传递的净效果是将氧化的化学能转化为电能的跨膜”电池。“能源存储在这个电池是用于生成三磷酸腺苷二磷酸腺苷(ADP)和无机磷酸行动的一个复杂的酶称为ATP合酶,也位于内线粒体膜。彼得•米切尔收到了诺贝尔奖化学奖在1978年发现的转换电子传递能量到一个跨膜电池和电池的使用产生ATP。有趣的是,类似的过程形成了绿色植物的光合作用机制基础来自太阳的光能转化为碳水化合物和脂肪,植物和动物的基本食品。许多分子的氧化磷酸化系统目前已知的细节,但是还有很多东西要学习和同样复杂的过程光合作用。
β-oxidation还发生了一个小范围内小亚细胞的细胞器称为过氧化物酶体在植物动物和乙醛酸循环体。在这些情况下脂肪酸氧化有限公司2和水,但能量以热能的形式释放。这些细胞器的生化和生理功能细节并不清楚。
调节脂肪酸氧化
利用乙酰辅酶a,β-oxidation的产物,和游离脂肪酸的可用性是决定因素,控制脂肪酸氧化。血液中游离脂肪酸的浓度是hormone-regulated,胰岛素和胰高糖素刺激抑制脂肪酸释放脂肪组织。利用乙酰辅酶a取决于活动的肌肉的三羧酸循环和氧化phosphorylation-whose利率反过来反映对ATP的需求。
在肝脏的新陈代谢游离脂肪酸的反映了动物的代谢状态。在饱食的动物肝脏过量的碳水化合物转化成脂肪酸,而在禁食动物脂肪酸氧化是主要的活动,随着酮的形成。尽管细节并不完全理解,很明显,在肝脏脂肪酸的新陈代谢是脂肪酸紧密相连合成这样浪费的闭合循环的脂肪酸合成和代谢回到乙酰辅酶a是预防。