Betaoksidasjon

Hvilke vev utnytter energien fra fettsyrer?

hjertemusklene

skjelettmuskler

leveren

Walk us through fra inn til cellen til ATP

Long chain fatty acids (16e palmitoleic acid) diffunderer inn i cellen

Aktivering

Fatty acyl CoA syntetase konverterer fettsyren til fatty acyl CoA (polmitoyl CoA?)

• krever CoA, krever energi å koble på, derfor ATP→ADP+Pi (?)

• CoA bidrar til å hold emolekylet inni cellen, uten at det diffunderer ut igjen

• dette steget kalles aktivering

• men CoA kan ikke tre inn i matrix av mitokondrien, derfor:

Transport

carnitine acetyl transferase 1: enzym i veggen på mitokondrien legger til carnitin til fatty acyl CoA

• CoA-SH spaltes av

• det nye navnet kalles fatty acyl carnitin

Beta oksidasjon

For at fatty acyl carnitin ikke skal gå tilbake gjennom mitokondrieveggen, må carnitin spaltes av igjen + legge til et CoA-SH igjen

• får da fatty acyl CoA

• carnitin faller ut igjen tilbake i cytosol, går via carnitine acetyl transferase 2, som også sitter på mitokondriemembranen, dette er enzymet som legger til CoA-SH igjen

Steg 1:
Acyl CoA dehydrogense transformerer Fatty acid acetyl CoA til trans-delta2-enoyl CoA

• FAD→FADH2 (tar med seg to hydridioner, et proton og to elektroner hver)

Steg 2:

Enoyl CoA hydratase omdanner trans-delta2-enoyl til Beta-hydroksy-acyl-CoA

• Vann blir lagt til

Steg 3:

Beta keto acyl CoA-dehydrogenase omdanner Beta-hydroksy-acyl-CoA til Beta keto acyl CoA

• NAD+ →NADH

Steg 4:

Thiolase kutter båndet mellom alfa og betakarbonet, legger til en ekstra CoA og danner to produkter:

• fatty acyl CoA, som kan gå tilbake til steg 1 igjen

• Acetyl CoA (?) som kan gå inn i SSS - som da kan danne mer ATP, hele poenget med betaoksidasjonen

Hva er det samlede regnestykket for hvor mye energi vi får fra en fettsyre? kommer mer svar etterhvert

med en  16c fatty acids, kan man få 8 Acetyl CoA, dette krever 7 runder betaoksidasjon (se bilde)

Dette gjelder da uansett hvor mange carboner, feks. 26c fatty acid gir 13 acetyl coa, som krever 12 runder betaoksidasjon (trekk alltid fra en)

Fra 8 Acetyl CoA får jeg

24 NADH

8 FADH2

8 ATP

+

Fra resten av oksidasjonen

7 FADH2

7 NADH

-

Fra aktiveringen før transporten inn i mitokondriematrix

1 ATP

= 31 NADH + 15 FADH2 + 7 ATP 

ATP => 31×3 + 15×2 + 7 

= 

Huskeregel for de fire stegene i beataoksidasjon

quick recap av begynnelsen:

Fatty acul CoA syntetase omdanner Palmitoleic acid (navnet på 16c fatty acid) til polmitoyl-CoA-SH

• fester da på CoA-SH

• dette krevde energi (ATP→ADP+Pi)

carnitine acetyl transferase 1 omdanner polmitoyl-CoA-SH til palmitoyl-carnitine

• carnitin blir festet på

• CoA-SH blir spaltet av

palmitoyl-carnitine mister sitt carnitin så fort det er i matrix, carnitin går ut via carnitine acetyl transferase 2, som også fester på CoA-SH igjen

• står da igjen med palmitoyl-CoA-SH

Deretter OHOT:

Oxidation

Hydration

Oxidation

Thiolase

Samlet sum energiutbytte fra betaoksidasjon:

Samlet sum energiutbytte fra betaoksidasjon: 130 ATP fra en 16 karbons fettsyre, se bilde til høyre, OBS 108, hvis man regner med 1NADH=1.5 og FADH2= 1,5

Hva skjer etter betaoksidasjonen ved odd chain fatty acids?

blir delt inn i Acetyl CoA og Propionyl CoA

Propionyl CoA karboksylase omdanner Propionyl Coa til metyl malonyl CoA

• enzymet er avhengig av biotin vitaminet

• krever energi, derfor ATP-> ADP+Pi

• leggere til CO2 (i form av HCO3-)

metyl malenoyl CoA mutase omdanner metyl malonyl CoA til succinyl CoA (et epesifikt steg i SSS)

• den reaksjonen er avhengig av B12

• videre blir succinyl CoA omdannet til oksaloacetat -> MAlat-> OAA-> via PEPCK til PEP-> glukose

• succinyl CoA kan også fortsette i SSS, og dermed danne mer ATP

• succinyl kan eventuelt gå til Heme poryphrins (forsteg til Hb hemoglobin)

Mulig denne ikke er tema til eksamen?
Hvordan foregår fettnedbrytningen i peroxisomes? Egen type celle til metabolisme

fatty acids med CoA festet på seg går inn i cellen

--- katalyserer reaksjonen fra fatty acyl coa til ...

• FAD->FADH2

• bruker 1/2 O2 + H2O, danner H2O2 (hydrogenperoksid)

• elektronene fra H2O og 1/2 O2 blir brukt til å oksidere FADH, og blir da oksidert til FAD igjen, danner en sirkel

(H2O2 - hydrogenperoksid - kan være skadelig for kroppen, derfor finnes et enzym catalase, som omdanner H2O2 tilbake til 1/2 O2 + H2O)

Fra forelesning: 

Når driver vi betaoksidasjon, og hva er de tre hovedtrinnene i betaoksidasjon?

Når vi har behov for energi, det er tilgang på fettsyrer, det er lite tilgang på glukose

1. Mobilisering av fett fra reserver

2. Aktivering av fettsyrer

3. Nedbryting av fettsyrer

Forklar 1) mobilisering av fett fra reserver

Først skjer en hydrolyse av TAG → DAG → MAG → glycerol + frie fettsyrer

= lipolyse

• (triacylglycerol → diacylglycerol→monocylglycerol)

Enzymer som inngår i denne prosessen er blant annet hormon sensitiv llipase (som du ser på bildet) og andre lipaser

Albumin transporterer frie fettsyrer (FFA) gjennom blodet til vev som trenger dem, mens glycerol kan transporteres fritt, da det er vannløselig

Det som skjer på bildet er at adrenalin fører til at Adenylyl syklase omdanner ATP til cAMP, som igjen aktiverer protein kinase A.

Protein kinase A fosforylerer hormon sensitivt lipase (ved bruk av ATP→ADP), slik at lipasen blir aktiv. Når lipasen er aktiv kan den kutte esterbåndet mellom en fettsyre og glyserolet i fettsyren. 

Lipasen deaktiveres ved å slippe fosfatgruppen igjen, og dette skjer altså dersom protein kinase A ikke er aktivert av cAMP fra adrenalin.

Hva skjer med glyserol når det er frigjort fra fettsyrene sine?

To veier:

Kan gå inn i karbohydratmetabolisme

• glycerol → glycerol-3-P → DHAP (se bilde)

Eller brukes til TAG syntese igjen

Hvordan 2) aktiveres frie fettsyrer?

Skjer i cytosol

Koster 2 ATP

Hvordan fraktes fettsyre CoA inn i mitokondrien?

Bruker carnitine shuttle

Oppsummer kort betaoksidasjon

Skjer i mitokondrien

To og to karbonatomer fjernes fra karboksylenden av fettsyren

Produkt: Acetyl-CoA

Generer mye ATP

Hva skjer dersom tre karbonatomer gjenstår etter betaoksidasjon?

Vi står da igjen med propionyl CoA, omdannes til succinyl CoA

Hvordan er energiutbyttet fra umettede fettsyrer sammenliknet med mettede fettsyrer?

Oksidering av umettet fett gir mindre energi

– Dobbeltbindinger mindre redusert

• Færre reduserte koenzymer (NADH+ FADH2) kan dannes

Umettede fettsyrer gir mindre energi, fordi de har flere dobbeltbindinger, altså ikke like mange H som har energi

Oksidering av very long chained fatty acids?

den her sier meg ikke så mye as