Альфа-окисление

А́льфа-окисле́ние (α-окисление, англ. alpha oxidation) — один из механизмов деградации жирных кислот (наряду с β-окислением и ω-окислением). Используется для расщепления разветвлённых жирных кислот, имеющих метильную группу при β-атоме углерода, поскольку обычное β-окисление в этом случае невозможно. Происходит, как у животных, так и у растений, только в пероксисомах.

Механизм

Рассмотрим α-окисление жирных кислот в животных клетках на примере фитановой кислоты. Сначала фитановая кислота превращается в фитаноил-СоА (реакция катализируется ферментом фитаноил-СоА-синтетазой). Это соединение далее гидроксилируется по α-углеродному атому, в этой реакции принимает участие молекулярный кислород (фитаноил-СоА-гидроксилаза). Затем получившийся α-гидроксифитаноил-СоА декарбоксилируется с образованием альдегида (пристаналя), содержащего на один атом углерода меньше, и формил-СоА, который впоследствии гидролизуется и окисляется до СО₂. Эта реакция протекает с участием тиаминпирофосфата (ТРР) и катализируется α-гидроксифитаноил-СоА-лиазой. Далее альдегид окисляется с образованием соответствующей карбоновой кислоты (альдегиддегидрогеназа), у которой уже нет заместителя при β-атоме углерода и она может далее окислиться в ходе β-окисления.

У животных α-окисление служит не только для деградации жирных кислот с полипренильными цепями, но также жёлчных кислот. В мозге некоторые жирные кислоты, входящие в состав сфинголипидов, гидроксилируются по α-положению.

У растений последовательность реакций α-окисления та же, с тем лишь отличием, что в первой реакции гидроксилирования по α-положению образуются D- или L-2-гидроксикислоты. L-гидроксикислоты быстро вовлекаются в дальнейшие реакции α-окисления, а D-гидроксикислоты накапливаются и в норме присутствуют в зелёных листьях. Впрочем, и они в дальнейшем окисляются.

Клиническое значение

При дефектах в гене фитаноил-СоА-гидроксилазы развивается синдром Рефсума. Причиной этого заболевания является невозможность α-окисления фитановой кислоты. У человека в норме эта кислота образуется из полипренильного растительного спирта фитола, который попадает в организм вэфирной форме вместе с хлорофиллом, содержащимся в пище. Хотя лишь малая доля фитола, поступающего с пищей, окисляется до фитановой кислоты, она дополнительно поступает в организм вместе с некоторыми животными жирами и молочными продуктами. Поскольку α-окисление при дефектном ферменте невозможно, фитановая кислота подвергается β-окислению с образованием трёх молекул пропионил-СоА, трёх молекул ацетил-СоА и одной молекулы изобутирил-СоА. Эта болезнь, описанная Рефсумом в 1946 году, сопровождается серьёзными повреждениями нервов и мозга, накоплением липидов и ранней смертью.

Литература

• David E. Metzler. Biochemistry: The Chemical Reactions of Living Cells.. — 2nd edition. — Academic Press, 2003. — Vol. 2. — 1973 p. — ISBN 978-0-1249-2541-0.
• David L. Nelson, Michael M. Cox. Lehninger Principles of biochemistry. — Fifth edition. — New York: W. H. Freeman and company, 2008. — 1158 p. — ISBN 978-0-7167-7108-1.

• Gerbert A. Jansena, Ronald J. A. Wanders [www.sciencedirect.com/science/article/pii/S016748890600190X Alpha-Oxidation] // Peroxisomes: Morphology, Function, Biogenesis and Disorders. — 2006. — Vol. 1763, № 12. — P. 1403—1412. — DOI:10.1016/j.bbamcr.2006.07.012.

Отрывок, характеризующий Альфа-окисление

– Это твоя сабля? – кричал он. Девочки отскочили. Денисов с испуганными глазами спрятал свои мохнатые ноги в одеяло, оглядываясь за помощью на товарища. Дверь пропустила Петю и опять затворилась. За дверью послышался смех.
– Николенька, выходи в халате, – проговорил голос Наташи.
– Это твоя сабля? – спросил Петя, – или это ваша? – с подобострастным уважением обратился он к усатому, черному Денисову.
Ростов поспешно обулся, надел халат и вышел. Наташа надела один сапог с шпорой и влезала в другой. Соня кружилась и только что хотела раздуть платье и присесть, когда он вышел. Обе были в одинаковых, новеньких, голубых платьях – свежие, румяные, веселые. Соня убежала, а Наташа, взяв брата под руку, повела его в диванную, и у них начался разговор. Они не успевали спрашивать друг друга и отвечать на вопросы о тысячах мелочей, которые могли интересовать только их одних. Наташа смеялась при всяком слове, которое он говорил и которое она говорила, не потому, чтобы было смешно то, что они говорили, но потому, что ей было весело и она не в силах была удерживать своей радости, выражавшейся смехом.
– Ах, как хорошо, отлично! – приговаривала она ко всему. Ростов почувствовал, как под влиянием жарких лучей любви, в первый раз через полтора года, на душе его и на лице распускалась та детская улыбка, которою он ни разу не улыбался с тех пор, как выехал из дома.
– Нет, послушай, – сказала она, – ты теперь совсем мужчина? Я ужасно рада, что ты мой брат. – Она тронула его усы. – Мне хочется знать, какие вы мужчины? Такие ли, как мы? Нет?
– Отчего Соня убежала? – спрашивал Ростов.
– Да. Это еще целая история! Как ты будешь говорить с Соней? Ты или вы?
– Как случится, – сказал Ростов.
– Говори ей вы, пожалуйста, я тебе после скажу.
– Да что же?
– Ну я теперь скажу. Ты знаешь, что Соня мой друг, такой друг, что я руку сожгу для нее. Вот посмотри. – Она засучила свой кисейный рукав и показала на своей длинной, худой и нежной ручке под плечом, гораздо выше локтя (в том месте, которое закрыто бывает и бальными платьями) красную метину.
– Это я сожгла, чтобы доказать ей любовь. Просто линейку разожгла на огне, да и прижала.
Сидя в своей прежней классной комнате, на диване с подушечками на ручках, и глядя в эти отчаянно оживленные глаза Наташи, Ростов опять вошел в тот свой семейный, детский мир, который не имел ни для кого никакого смысла, кроме как для него, но который доставлял ему одни из лучших наслаждений в жизни; и сожжение руки линейкой, для показания любви, показалось ему не бесполезно: он понимал и не удивлялся этому.
– Так что же? только? – спросил он.
– Ну так дружны, так дружны! Это что, глупости – линейкой; но мы навсегда друзья. Она кого полюбит, так навсегда; а я этого не понимаю, я забуду сейчас.
– Ну так что же?
– Да, так она любит меня и тебя. – Наташа вдруг покраснела, – ну ты помнишь, перед отъездом… Так она говорит, что ты это всё забудь… Она сказала: я буду любить его всегда, а он пускай будет свободен. Ведь правда, что это отлично, благородно! – Да, да? очень благородно? да? – спрашивала Наташа так серьезно и взволнованно, что видно было, что то, что она говорила теперь, она прежде говорила со слезами.
Ростов задумался.
– Я ни в чем не беру назад своего слова, – сказал он. – И потом, Соня такая прелесть, что какой же дурак станет отказываться от своего счастия?
– Нет, нет, – закричала Наташа. – Мы про это уже с нею говорили. Мы знали, что ты это скажешь. Но это нельзя, потому что, понимаешь, ежели ты так говоришь – считаешь себя связанным словом, то выходит, что она как будто нарочно это сказала. Выходит, что ты всё таки насильно на ней женишься, и выходит совсем не то.
Ростов видел, что всё это было хорошо придумано ими. Соня и вчера поразила его своей красотой. Нынче, увидав ее мельком, она ему показалась еще лучше. Она была прелестная 16 тилетняя девочка, очевидно страстно его любящая (в этом он не сомневался ни на минуту). Отчего же ему было не любить ее теперь, и не жениться даже, думал Ростов, но теперь столько еще других радостей и занятий! «Да, они это прекрасно придумали», подумал он, «надо оставаться свободным».