Проблема: Внутренняя мембрана митохондрий непроницаема для длинноцепочечных ацил-КоА, которые образуются в цитозоле, в то время как само β-окисление происходит внутри митохондриального матрикса.
Решение: Для переноса жирных кислот внутрь митохондрий существует специальная транспортная система, известная как карнитиновый челнок.
Снаружи (CPT I): На внешней мембране митохондрии фермент карнитин-пальмитоилтрансфераза I (CPT I) отщепляет ацильную группу от КоА и присоединяет ее к карнитину, образуя ацил-карнитин.
Транспорт: Специальный белок-транслоказа переносит ацил-карнитин через непроницаемую внутреннюю мембрану в матрикс митохондрии.
Внутри (CPT II): На внутренней стороне мембраны фермент карнитин-пальмитоилтрансфераза II (CPT II) переносит ацильную группу обратно с карнитина на митохондриальный КоА. В результате внутри митохондрии регенерируется ацил-КоА, который теперь готов вступить в β-окисление.
Карнитиновый челнок является ключевой точкой контроля всего процесса окисления жирных кислот.
Ингибитор: Фермент CPT I ингибируется малонил-КоА.
Значение: Малонил-КоА — это первый продукт на пути синтеза жирных кислот. Таким образом, когда синтез жиров активен, их распад (окисление) автоматически блокируется, что предотвращает бессмысленный цикл одновременного создания и разрушения жирных кислот.