肉碱和酰基甘油碱是脂肪酸代谢的基本化合物。它们广泛存在于动物,植物和一些微生物中。肉毒碱在动物组织中的0.2至6mmol / kg范围内,尤其高,心脏和骨骼肌。通过蛋白质降解作为前体的蛋白质和赖氨酸,L-肉碱在生物体的肾脏,肝癌和脑中合成。通过循环,肉碱和酰基甘油碱被运输到其他组织以满足其作用。肉类,鱼和乳制品是肉毒碱的主要来源。
必须通过线粒体中的β-氧化氧化脂肪酸以产生能量。然而,脂肪酰基-CoA硫代酯不能直接穿过线粒体的内膜。肉毒碱在将脂肪酰基-CoA硫代酯转化为线粒体中起着至关重要的作用。通过该方法,肉碱保持自由和酰基 - 辅酶中间体之间的平衡,这可能对细胞有可能毒性。此外,肉碱通过肉碱辛酰转移酶的作用,有助于从线粒体中除去过量的酰基。
许多酶参与上述方法。CPT-I(肉氨基棕榈酰丙酰转移酶I)存在于线粒体外膜中,CPT-II(肉氨基棕榈酰转移酶II)定位在内膜和肉碱的基质侧:酰基碱译式酶是一种整体内膜蛋白。首先,在线粒体的外膜上,通过结合辅酶A,活化脂肪酸并转化为高度极性酰基-COA,这不能通过线粒体的内膜。然后,将酰基从酰基 - 辅酶转移到肉碱中并形成酰基甲酰胺,借助于旋流酶,可以进入线粒体的内膜。然后通过β-氧化和再生乙酰辅酶在两种碳单元中代谢酰基-COA。最后,通过丙氨酸乙酰转移酶的作用,将乙酰基转移到肉碱中并形成乙酰氨基碱,其可以输出线粒体。
任何这些酶的缺陷可导致特定链长度的酰基 - COA积聚,如果不能通过形成酰基甘油碱不能及时去除对细胞的毒性。酰基碱分析能够诊断脂肪酸和有机酸代谢的遗传性疾病。虽然酰基碱分析结果在某些情况下针对特定疾病,但在大多数情况下需要进一步测试来确认诊断。
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