脂肪酸の分解は、細胞内でエネルギーを生成するために使用され、ベータ酸化と呼ばれるプロセスを通じて発生します。 ベータ酸化はアセチル補酵素Aを生成し、これはさらに分解されて カーボン 二酸化炭素と 水 またはにフィードバック クエン酸 サイクル。 脂肪酸分解の障害は つながる 深刻な病気に。
脂肪酸の分解とは何ですか？
脂肪酸の分解は、細胞内でエネルギーを生成するために使用され、ベータ酸化と呼ばれるプロセスを通じて発生します。 脂肪酸 で分解されます ミトコンドリア。 に加えて グルコース 生体内での分解、脂肪酸分解は細胞内のエネルギー生産のための重要な代謝プロセスです。 ザ・ 脂肪酸 で分解されます ミトコンドリア。 分解は、いわゆるベータ酸化を介して行われます。 「ベータ」という名前は、酸化がXNUMX番目に起こるという事実に由来しています カーボン 脂肪酸分子の原子（ベータ炭素原子）。 各酸化サイクルの完了時に、XNUMXつ カーボン 原子は活性化された形で分裂します （アセチル補酵素A）。 脂肪酸の分解には数回の酸化サイクルが必要なため、以前は脂肪酸スパイラルと呼ばれていました。 アセチル補酵素はさらに分解されます ミトコンドリア ケトン体または 二酸化炭素 & 水。 それがミトコンドリアから細胞質に再び入る場合、それはフィードバックされます クエン酸 サイクル。 脂肪酸分解中よりも多くのエネルギーが生成されます グルコース 燃えます.
機能とタスク
脂肪酸の分解はいくつかの反応段階で起こり、ミトコンドリア内で起こります。 最初は、脂肪酸 細胞の細胞質ゾルにあります。 それらは不活性です 分解が起こるためには、最初に活性化されてミトコンドリアに輸送されなければなりません。 脂肪酸を活性化するために、補酵素Aが転移してアシルCoAを形成します。 このプロセスでは、ATPは最初にピロリン酸とAMPに切断されます。 次に、AMPを使用してアシル-AMP（アシルアデニル酸）を形成します。 AMPが切断された後、脂肪酸を補酵素Aでエステル化して、アシルCoAを形成することができます。 次に、酵素カルニチンアシルトランスフェラーゼIの助けを借りて、カルニチンは活性化された脂肪酸に移されます。 この複合体は、カルニチン-アシルカルニチントランスポーター（CACT）によってミトコンドリア（ミトコンドリアマトリックス）に輸送されます。 そこで、次に、カルニチンが切断され、補酵素Aが再び移動します。 カルニチンはマトリックスから運び出され、アシルCoAは実際のベータ酸化のためにミトコンドリアで準備ができています。 実際のベータ酸化は、XNUMXつの反応ステップで行われます。 古典的な酸化ステップは、偶数の飽和で発生します 脂肪酸。 奇数または不飽和脂肪の場合 酸 分解された場合、開始分子は最初にさらなる反応によるベータ酸化のために準備されなければなりません。 偶数の飽和脂肪のアシルCoA 酸 酵素アシルCoAデヒドロゲナーゼの助けを借りて最初の反応ステップで酸化されます。 この過程で、トランス位の2番目とXNUMX番目の炭素原子の間に二重結合が形成されます。 さらに、FADはFADHXNUMXに変換されます。 通常、不飽和脂肪の二重結合 酸 はシス位置にありますが、トランス位置に二重結合がある場合にのみ、脂肪酸分解の次の反応ステップを実行できます。 XNUMX番目の反応ステップでは、酵素エノイル-CoAヒドラターゼが 水 分子をベータ炭素原子に結合してヒドロキシル基を形成します。 次に、いわゆるL-3-ヒドロキシアシル-CoAデヒドロゲナーゼは、ベータ-C原子をケト基に酸化します。 結果は3-ケトアシル-CoAです。 最終反応段階では、追加の補酵素AがベータC原子に結合します。 その過程で、アセチルCoA（活性化 ）が分裂し、XNUMXつの炭素原子だけ短いアシルCoAが残ります。 この短い残留分子は、さらにアセチルCoAが切断されるまで、次の反応サイクルを経ます。 このプロセスは、分子全体が分解されて活性化されるまで続きます 。 ベータ酸化への逆のプロセスも理論的には可能ですが、自然界では起こりません。 脂肪酸合成には、異なる反応メカニズムがあります。 ミトコンドリアでは、アセチルCoAはさらに分解されて 二酸化炭素 そして水またはエネルギーの放出を伴うケトン体に。 奇数の脂肪酸の場合、XNUMXつの炭素原子を持つプロピオニルCoAが最後に残ります。 この分子は別の経路で分解されます。不飽和脂肪酸の脂肪酸分解中に、特定のイソメラーゼが二重結合をシスからトランスに変換します。
疾患および障害
脂肪酸分解の障害は、まれではありますが、 つながる 真剣に 健康 問題。 ほとんどの場合、これらは遺伝性疾患です。 脂肪酸分解のほとんどすべての関連酵素には、対応する 遺伝子 突然変異。 たとえば、酵素MCADの欠乏は、 遺伝子 常染色体劣性遺伝する突然変異。 MCADは中鎖脂肪酸の分解に関与しています。 症状は次のとおりです 低血糖症 （低い 血 シュガー）、発作、および頻繁な昏睡状態。 脂肪酸はエネルギー生産に使用できないため、 グルコース かなりの程度まで燃やされます。 したがって、 低血糖症 とのリスク 昏睡 発生する。 体はエネルギー生産のために常にブドウ糖を供給されなければならないので、食物からの長期の禁欲があってはなりません。 必要に応じて、線量 ブドウ糖注入は、急性の危機に適用する必要があります。 さらに、すべてのミオパチーはミトコンドリアの脂肪酸枯渇障害を特徴としています。 これは、筋力低下、 肝臓 代謝および低血糖状態。 患者の最大70％が人生の過程で失明します。 過度に長い脂肪酸の分解が妨げられると、深刻な病気も発生します。 これらの超長鎖脂肪酸はミトコンドリアではなく、ペルオキシソームで分解されます。 ここでは、酵素ALDPがペルオキシソームへの挿入を担っています。 ただし、ALDPに欠陥がある場合は、長い脂肪酸 細胞質に蓄積し、重度の代謝障害を引き起こします。 これはまた、神経細胞と白質を攻撃します 脳。 この形態の脂肪酸分解障害は、次のような神経学的症状を引き起こします 障害、しびれ、けいれん、および副腎機能低下。
