Кіріспе
Омега тотығу (ω тотығу) - жануарлардың кейбір түрлерінде май қышқылдарының метаболизмі процесі. Бұл бета-окистенудің баламалы жолы, ол β көміртекті тартудың орнына ω көміртекті (май қышқылының карбоксил тобынан ең алыс көміртекті) окистенуді қамтиды. Бұл процесс әдетте орташа тізбекті май қышқылдары үшін (10-12 көміртек атомы) кіші катаболикалық жол болып табылады, бірақ β-окисдену ақаулы болған кезде маңызды болады. Омыртқалы жануарларда ω тотығу ферменттері β тотығудағыдай митохондрияда емес, бауыр мен бүйрек жасушаларының тегіс ER-інде орналасқан. Процесс қадамдары мынадай: Реакция түрі Энзимнің сипаттамасы Реакция Гидроксилдеу аралас функциялы оксидаза Бірінші қадамда ω көміртекке гидроксил тобы енгізіледі. Топтағы оттегін молекулалық оттегінен алады, бұл реакция CYP4A және CYP4F қосалқы отбасыларының кейбір мүшелері, яғни CYP4A11, CYP4F2 және CYP4F3 немесе басқа екі CYP450 ферменттері, CYP2U1 және CYP4Z1 арқылы жүргізіледі, бұл реакция цитохром P450 және NADPH электрон донорын қамтиды (Cytochrome P450 omega hydroxylase қараңыз). Тотықтандыру спирт дегидрогеназы Келесі қадам - гидроксилдік топты альдегидке NAD+ арқылы тотықтандыру. Окистену альдегид дегидрогеназы Үшінші қадам - альдегид тобын NAD+ арқылы карбоксил қышқылына окистендіру. Бұл қадамның нәтижесі - екі шетінде карбоксил тобы бар май қышқылы. Осы үш қадамнан кейін май қышқылының екі ұшы да А коферментін жалғауға болады. Мұнда молекула митохондрияға кіре алады және β-окистенуден өтеді. Бірінен соң бірі тотығудан кейін алынған соңғы өнімдерге лимон қышқылының циклына кіретін сукцин қышқылы және адип қышқылы жатады. О-окистенудің алғашқы қадамы, яғни қысқа, орташа және ұзақ тізбекті қаныққан немесе қанықпаған май қышқылдарының омега көміртектеріне гидрокси қалдықтарын қосу, сигнал беру молекулаларын өндіруге немесе белсенділігін жоғалтуға қызмет ете алады. Адамда цитохром P450 (CYP450) микросомалық байланған ω гидроксилазаларының (цитохром P450 омега гидроксилазалары деп аталады) бір бөлігі арахидоникалық қышқылды (сонымен қатар, эйкозатетраеной қышқылы деп те аталады) 20 гидрокси- эйкозатетраеной қышқылына (20 HETE) метаболизбен айналдырады. 20 HETE жануарлар мен жасушалар модельдерінде түрлі әрекеттерге ие, мысалы, қан тамырларын тарыстырады, бүйректің тұз мен суды қайта сіңіруін өзгертеді және қатерлі ісік жасушаларының өсуін ынталандырады; адамда жүргізілген генетикалық зерттеулер 20 HETE гипертонияға, миокард инфарктісіне және инсультқа әсер ететінін көрсетеді (Қараңыз: 20 Гидроксиэкозаттетраено қышқылы). CYP450 суперотбасының ішінде CYP4A және CYP4F суботбасыларының мүшелері, атап айтқанда, CYP4A11, CYP4F2, CYP4F3 цитохром P450 ферменттерінің басым бөлігі болып саналады, олар көптеген тіндерде HETE- ді қалыптастыруға жауапты. CYP2U1 және CYP4Z1 - тің шектеулі түрінде HETE өндірісіне ықпал етеді. Цитохром ω оксидазалары, соның ішінде CYP4A және CYP4F суботбасыларына жататын цитохром ω оксидазалары және CYPU21 ω гидроксилаттарын да құрайды, осылайша LTB4, 5 HETE, 5 oxo эикозатрееной қышқылы, 12 HETE және жануарлар мен адамдардағы түрлі қабыну, тамыр және басқа да реакцияларды реттеуге қатысатын бірнеше простагландиндер сияқты арахидон қышқылының әртүрлі майлы қышқыл метаболиттерінің белсенділігін төмендетеді. Гидроксилденуден пайда болған бұл инактивация цитохромдардың қабыну реакциясын басудағы ұсынылып отырған рөлінің және кейбір CYP4F2 және CYP4F3 бір нуклеотидтік түрлерінің Crohn ауруы мен Целиак ауруымен байланысты екендігі туралы мәліметтердің негізі болуы мүмкін.
Reaction type Enzyme Description Reaction Hydroxylation mixed function oxidase The first step introduces a hydroxyl group onto the ω carbon. The oxygen for the group comes from molecular oxygen in a complex reaction conduced by certain members of the CYP4A and CYP4F subfamilies viz., CYP4A11, CYP4F2, and CYP4F3 or by two other CYP450 enzymes, CYP2U1 and CYP4Z1, that involves cytochrome P450 and the electron donor NADPH (see Cytochrome P450 omega hydroxylase). Oxidation alcohol dehydrogenase The next step is the oxidation of the hydroxyl group to an aldehyde by NAD+. Oxidation aldehyde dehydrogenase The third step is the oxidation of the aldehyde group to a carboxylic acid by NAD+. The product of this step is a fatty acid with a carboxyl group at each end. After these three steps, either end of the fatty acid can be attached to coenzyme A. The molecule can then enter the mitochondrion and undergo β oxidation. The final products after successive oxidations include succinic acid, which can enter the citric acid cycle, and adipic acid. The first step in ω oxidation, i. e. addition of a hydroxy residue to the omega carbon of short, intermediate, and long chain unsaturated or saturated fatty acids, can serve to produce or inactivate signaling molecules. In humans, a subset of Cytochrome P450 (CYP450) microsome bound ω hydroxylases (termed Cytochrome P450 omega hydroxylases) metabolize arachidonic acid (also known as eicosatetraenoic acid) to 20 hydroxyeicosatetraenoic acid (20 HETE). 20 HETE possesses a range of activities in animal and cellular model systems, e. g. it constricts blood vessels, alters the kidney's reabsorption of salt and water, and promotes the growth of cancer cells; genetic studies in humans suggest that 20 HETE contributes to hypertension, myocardial infarction, and brain stroke (see 20 Hydroxyeicosatetraenoic acid). Among the CYP450 superfamily, members of the CYP4A and CYP4F subfamilies viz., CYP4A11, CYP4F2, CYP4F3, are considered the predominant cytochrome P450 enzymes responsible in most tissues for forming 20 HETE. CYP2U1 and CYP4Z1 contribute to 20 HETE production in a more limited range of tissues. The cytochrome ω oxidases including those belonging to the CYP4A and CYP4F sub families and CYPU21 also ω hydroxylate and thereby reduce the activity of various fatty acid metabolites of arachidonic acid including LTB4, 5 HETE, 5 oxo eicosatetraenoic acid, 12 HETE, and several prostaglandins that are involved in regulating various inflammatory, vascular, and other responses in animals and humans. This hydroxylation induced inactivation may underlie the proposed roles of the cytochromes in dampening inflammatory responses and the reported associations of certain CYP4F2 and CYP4F3 single nucleotide variants with human Crohn's disease and Celiac disease, respectively.