[생화학] 16.2 : 지방 및 지질의 catabolism - 4

 

 

 

지난 포스트까지 펴봤던 반응은 saturated fatty acid에 대한 β-oxidation 반응이었음. 그렇다면 unsaturated fatty acid는 어떻게 β-oxidation될까.

 

 

일단 unsaturated fatty acid 내에는 cis double bond가 포함되어 있음. 따라서 이 녀석은 enoyl-CoA hydratase의 substrate가 될 수 없음. (앞서 enoyl-CoA hydratase는 trans double bond specific하게 H2O를 추가할 수 있다고 말했었음) 따라서 이런 unsaturated fatty acid의 산화를 위해서는 추가적으로 isomerase, reductase가 더 필요함. 더 정확히 말하자면 monounsaturated fatty acid의 경우에는 isomerase만 있어도 충분하고 polyunsaturated fatty acid의 경우에는 isomerase와 reductase가 둘 다 있어야 함.

 

 

 

 

위 그림의 왼쪽에는 enoyl-CoA hydratase의 stereospecific한 반응 특성이 나타나 있으므로 참고할 것. 사실 이러한 특징은 이전에 배웠던 fumarase가 가지는 특성과 매우 유사함. (fumarase도 trans form만 substrate로 받아서 반응을 촉매함)

 

 

 

 

우선 위 그림에는 monounsaturated fatty acid의 β oxidation 과정이 나타나 있음. 이 중에서도 18개의 탄소로 이루어져 있고 9번 탄소에 cis double bond가 있는 Oleoyl-CoA가 나타나 있는데, 우선 이 녀석은 3번의 step 동안은 정상적으로 β oxidation됨. 그러다가 3, 4번 탄소 위치에 cis double bond가 위치하는 시점이 되면 Δ3, Δ2-enoyl-CoA isomerase에 의해서 이 녀석이 isomerization되고, 그 결과 2, 3번 위치에 trans double bond가 생긴 trans-Δ2-dodecenoyl-CoA가 만들어지게 됨. 그렇게 될 시 이 녀석이 enoyl-CoA hydratase에 의해 곧바로 hydration되어서 마저 oxidation될 수 있게 됨. 참고로 이 때 만들어지는 trans 형태의 double bond 화합물은 어찌보면 β-oxidation의 2번째 반응으로 바로 들어가는 것이므로, 이와 같이 monounsaturated fatty acid가 oxidation 되는 과정에서는 동일한 길이의 saturated fatty acid가 oxidation될 때에 비해 1분자의 FADH2 만큼이 덜 만들어진다 볼 수 있을 것임.

 

 

 

 

위 그림은 isomerase에 의한 isomerization 반응의 mechanism을 나타내주고 있으므로 참고할 것.

 

 

 

 

그렇다면 polyunsaturated fatty acid는 어떻게 oxidation될까.

 

 

 

 

위 그림에는 탄소의 갯수가 18개이며 9번, 12번에 각각 한개씩의 cis double bond가 존재하는 Linoleoyl-CoA의 구조가 나타나 있음. 이 경우에도 처음 3개의 step 동안은 정상적으로 β-oxidation이 일어날 것임. 그러다가 3, 4번에 double bond가 위치하게 되면 우선 isomerase가 작용해 이 double bond를 2, 3의 trans double bond로 바꿔버림. 이후 앞서와 마찬가지로 β-oxidation이 이어지게 됨. 그런데, 한번의 β-oxidation 이후 그 다음 cycle에서 첫 번째 반응이 일어나고 나면 위 그림 가운데에 나타나 있는 trans-Δ2, cis- Δ4 구조가 만들어지게 됨. 이 때 reductase가 작용하는데, 그 과정에서 NADPH가 한 분자 소모되며 결과적으로 3, 4번에 trans double bond가 있는 형태가 만들어지게 됨. 이제 이 형태는 enoyl-CoA isomerase에 의해 isomerization되고 결과적으로 trans double bond가 2, 3번 탄소 쪽으로 이동하게 되어서 결국 β-oxidation이 계속적으로 일어날 수 있게 됨.

 

 

 

다음 포스트에서 살펴보자.