Окисление омега
Окисление омега ( ω-окисление ) — это процесс метаболизма жирных кислот у некоторых видов животных. Это альтернативный путь бета-окисления , который вместо участия β-углерода включает окисление ω-углерода (углерода, наиболее удаленного от карбоксильной группы жирной кислоты). Обычно этот процесс является второстепенным путем катаболизма для жирных кислот со средней длиной цепи (10-12 атомов углерода), но становится более важным, когда β-окисление нарушено.
У позвоночных ферменты ω-окисления расположены в гладком ЭР клеток печени и почек , а не в митохондриях , как при β-окислении. Этапы процесса следующие:
| Тип реакции | Фермент | Описание | Реакция |
|---|---|---|---|
| Гидроксилирование | оксидаза смешанной функции | На первом этапе вводится гидроксильная группа к ω-углероду . Кислород для группы поступает из молекулярного кислорода в сложной реакции, проводимой некоторыми членами подсемейств CYP4A и CYP4F, а именно CYP4A11 , CYP4F2 и CYP4F3, или двумя другими ферментами CYP450, CYP2U1 и CYP4Z1 , в которой участвуют цитохром P450 и электрон. донор НАДФН (см. Цитохром Р450 омега-гидроксилаза ). |  |
| Окисление | алкогольдегидрогеназа | Следующим шагом является окисление гидроксильной группы до альдегида НАД. + . |  |
| Окисление | альдегиддегидрогеназа | Третий этап — окисление альдегидной группы до карбоновой кислоты НАД. + . Продуктом этого этапа является жирная кислота с карбоксильной группой на каждом конце. |  |
После этих трех этапов любой конец жирной кислоты может быть присоединен к коферменту А. Затем молекула может проникнуть в митохондрии и подвергнуться β-окислению. Конечными продуктами последовательного окисления являются янтарная кислота , которая может вступать в цикл лимонной кислоты , и адипиновая кислота .
Первый этап ω-окисления, т.е. добавление гидроксильного остатка к омега-углероду короткоцепочечных, промежуточных и длинноцепочечных ненасыщенных или насыщенных жирных кислот, может служить для образования или инактивации сигнальных молекул. У людей подмножество цитохрома P450 (CYP450) связанных с микросомами ω-гидроксилаз (называемых омега-гидроксилазами цитохрома P450 ) метаболизирует арахидоновую кислоту (также известную как эйкозатетраеновая кислота) до 20-гидроксиэйкозатетраеновой кислоты (20-HETE). [1] 20-HETE обладает рядом действий в животных и клеточных модельных системах, например, он сужает кровеносные сосуды, изменяет реабсорбцию соли и воды почками и способствует росту раковых клеток; генетические исследования на людях показывают, что 20-HETE способствует развитию гипертонии , инфаркта миокарда и инсульта головного мозга (см. 20-гидроксиэйкозатетраеновая кислота ). Среди суперсемейства CYP450 члены подсемейств CYP4A и CYP4F, а именно CYP4A11 , CYP4F2 , CYP4F3 , считаются преобладающими ферментами цитохрома P450, ответственными в большинстве тканей за образование 20-HETE. [2] [3] [4] CYP2U1 [5] и CYP4Z1 [6] способствуют производству 20-НЕТЕ в более ограниченном диапазоне тканей. Цитохром ω-оксидазы, в том числе принадлежащие к подсемействам CYP4A и CYP4F, а также CYPU21, также ω-гидроксилируют и тем самым снижают активность различных жирнокислотных метаболитов арахидоновой кислоты, включая LTB4 , 5-HETE , 5-оксо-эйкозатетраеновую кислоту , 12 -HETE и несколько простагландинов , которые участвуют в регуляции различных воспалительных, сосудистых и других реакций у животных и людей. [6] [7] Эта инактивация, вызванная гидроксилированием, может лежать в основе предполагаемой роли цитохромов в подавлении воспалительных реакций и сообщений о связи некоторых однонуклеотидных вариантов CYP4F2 и CYP4F3 с болезнью Крона и целиакией у человека соответственно. [8] [9] [10]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Кроец Д.Л., Сюй Ф (2005). «Регуляция и ингибирование омега-гидроксилаз арахидоновой кислоты и образования 20-НЕТЕ». Ежегодный обзор фармакологии и токсикологии . 45 : 413–38. doi : 10.1146/annurev.pharmtox.45.120403.100045 . ПМИД 15822183 .
- ^ Хупс С.Л., Гарсия В., Эдин М.Л., Шварцман М.Л., Зельдин Д.К. (июль 2015 г.). «Сосудистое действие 20-ХЭТЕ» . Простагландины и другие липидные медиаторы . 120 : 9–16. doi : 10.1016/j.prostaglandins.2015.03.002 . ПМЦ 4575602 . ПМИД 25813407 .
- ^ Эдсон, Казахстан; Ретти, А.Э. (2013). «Ферменты CYP4 как потенциальные мишени для лекарств: фокус на множественности ферментов, индукторах и ингибиторах, а также терапевтической модуляции активности синтазы 20-гидроксиэйкозатетраеновой кислоты (20-HETE) и активности ω-гидроксилазы жирных кислот» . Актуальные темы медицинской химии . 13 (12): 1429–40. дои : 10.2174/15680266113139990110 . ПМЦ 4245146 . ПМИД 23688133 .
- ^ У, Чэн-Чиа; Гупта, Тануш; Гарсия, Виктор; Дин, Ян; Шварцман, Михал Л. (2014). «20-HETE и регулирование артериального давления» . Кардиология в обзоре . 22 (1): 1–12. дои : 10.1097/CRD.0b013e3182961659 . ПМК 4292790 . ПМИД 23584425 .
- ^ Чуанг, СС; Хельвиг, К; Тайми, М; Рамшоу, ХА; Коллоп, АХ; Амад, М; Уайт, Дж.А.; Петкович, М; Джонс, Дж; Корчак, Б (2004). «CYP2U1, новый человеческий цитохром P450, специфичный для тимуса и мозга, катализирует омега- и (омега-1)-гидроксилирование жирных кислот» . Журнал биологической химии . 279 (8): 6305–14. дои : 10.1074/jbc.M311830200 . ПМИД 14660610 .
- ^ Jump up to: а б Хардвик, Джеймс П. (2008). «Цитохром P450 омега-гидроксилаза (CYP4) участвует в метаболизме жирных кислот и метаболических заболеваниях». Биохимическая фармакология . 75 (12): 2263–75. дои : 10.1016/j.bcp.2008.03.004 . ПМИД 18433732 .
- ^ Кикута, Ю; Кусуносе, Э; Сумимото, Х; Мизуками, Ю; Такэсигэ, К; Сакаки, Т; Ябусаки, Ю; Кусуносе, М (1998). «Очистка и характеристика рекомбинантной омега-гидроксилазы нейтрофилов человека лейкотриен B4 (цитохром P450 4F3)». Архив биохимии и биофизики . 355 (2): 201–5. дои : 10.1006/abbi.1998.0724 . ПМИД 9675028 .
- ^ Керли, ЧР; Монсуур, Эй Джей; Вапенаар, MC; Риу, JD; Вейменга, К. (2006). «Функциональный кандидатный скрининг генов целиакии» . Европейский журнал генетики человека . 14 (11): 1215–22. дои : 10.1038/sj.ejhg.5201687 . ПМИД 16835590 .
- ^ Коркос, Лоран; Лукас, Даниэль; Ле Жосик-Коркос, Катрин; Дреано, Ивонн; Саймон, Бриджит; Пле-Готье, Эммануэль; Амет, Иоланда; Салаун, Жан-Пьер (2012). «Цитохром P450 4F3 человека: структура, функции и перспективы». Метаболизм лекарств и взаимодействие лекарств . 27 (2): 63–71. дои : 10.1515/dmdi-2011-0037 . ПМИД 22706230 .
- ^ Костя, Ирина; Мак, Дэвид Р.; Леметр, Розенн Н.; Израиль, Дэвид; Марсил, Валери; Ахмад, Али; Амре, Девендра К. (2014). «Взаимодействие между соотношением полиненасыщенных жирных кислот в рационе и генетическими факторами, определяющими восприимчивость к детской болезни Крона» . Гастроэнтерология . 146 (4): 929–31. дои : 10.1053/j.gastro.2013.12.034 . ПМИД 24406470 .
- Нельсон, Д.Л. и Кокс, М.М. (2005). Ленингерские принципы биохимии , 4-е издание. Нью-Йорк: WH Freeman and Company, стр. 648–649. ISBN 0-7167-4339-6 .