А́льфа-окисле́ние ( α-окисление , англ. alpha oxidation ) — один из механизмов (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 (реакция катализируется ферментом фитаноил-СоА-синтетазой ). Это соединение далее по α-углеродному атому, в этой реакции принимает участие молекулярный кислород ( ). 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 СО ₂ . 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 в эфирной 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 , трёх молекул ацетил-СоА и одной молекулы . Эта болезнь, описанная Рефсумом в 1946 году, сопровождается серьёзными повреждениями нервов и мозга, накоплением липидов и ранней смертью .

Примечания

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. . — 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. // Peroxisomes: Morphology, Function, Biogenesis and Disorders. — 2006. — Vol. 1763, № 12 . — P. 1403—1412. — doi : .