Lipiidide katabolism

15. 09. 2005

Rasvhapete oksüdatsiooni roll katabolismis

-Loomariigis ja teatud bakteritel energiaproduktsioonis keskne roll-Moodustuv AcCoA on konverteeritav maksas ketokehadeks, mida enamik teisi organeid saab kasutada glükoosi puudumise korral-Idanevates seemnetes on AcCoA oluliseks anabolismi substraadiks, mitte energiaallikaks

C redutseeritud- energiasisaldus suur 38 kJ/molHüdrofoobne- ei teki osmolaarsuse probleeme, tihedalt pakitud, vajab aga emulsifitseerimist ja vahendeid transpordiksKeemiliselt inertne- puuduvad kõrvalreaktsioonid, tuleb aga aktiveerida

Rasvhapped energiaallikana-imetajatel maks, süda, lihaskoe rakud puhkeolekus-paljud ainuraksed, bakterid-eriti olulised talveunes loomadel, rändlindudel-pole olulised taimedel

Rasvhapete allikad-toit-tagavara-süntees süsivesikutest ja aminohapetest

Toidus sisalduvad rasvad emulgeeritakse ja hüdrolüüsitakse enne adsorbtsiooniToidus sisalduv lipiidne materjal transporditakse kudedesse külomikronite kujul

Glükoosi madal tase veres-epinefriini ja glükagooni sekreteerimine-signaali ülekande kaskaadi aktivatsioon-rasvhapete vabanemine ja transport albumiini abil

Rasvhapete vabanemine rasvkoe rakkudest

Glütserool kasutatakse kas glükolüüsiks või glükoneogeneesil

Rasvhapete oksüdatsioon toimub mitokondritesProtsessis toimub rasvhappe molekuli lühendamine 2 C kaupaOksüdatsiooniprotsessi nimetatakse oksüdatsiooniks

Franz Knoop 19004- esimene sünteetilise märke kasutamine metabolismi uurimiselViis rasvhapete molekuli koosseisu benseeni-tuuma

Metabolismi jääkprodukti struktuur sõltus sellest, kas märgitud oli paaris või paaritu C aatomite arvuga rasvhape

Rasvhapped konverteeritakse atsüülCoA-ks (makroergilist anhüdriidsidet sisaldav vaheühend) atsüülCoA süntetaasi poolt

Erineva ahela pikkusega rasvhatete jaoks on erinevad isosüümid

Pürofosfaat hüdrolüüsitakse, seega kulub aktivatsiooniks 2ATP ekvivalenti

Rasvhapete aktivatsioon toimub mitokondrite välismembraanil

Rasvhapete oksüdatsionil on kiirust limiteerivaks etapiks karnitiini poolt vahendatud transport mitokondri maatriksisse

Rasvhapete oksüdatsioonil kasutatakse4 reaktsiooni, mille tulemusel ahel lüheneb 2 C aatomi võrra ja protsess võib uuesti korduda

- I oksüdatsioon-hüdratatsioon-II oksüdatsioon-tiolüüs

- I oksüdatsioon

Katalüüsitakse membraaniseoselise atsüülCoA dehüdrogenaasi poolt

Elektronid liiguvad üle ETF valgu elektronide ülekandeahelasse

atsüülCoA dehüdrogenaasil on 3 isosüümi, mille substraadispetsiifika sõltub atsüüli C aatomite arvust (12-18, 4-14, 4-8C)

Produkt trans-2-enoyl-CoA

-hüdratatsioon

-II oksüdatsioon

L-hüdroksüatsüülCoA dehüdrogenaas on stereospetsiifiline, ei tööta D isomeeril

NADH elektronid juhitakse hingamisahelasse

tiolüüs

Ühte kaksiksidet sisaldavate rasvhapete kataboliseerimiseks on täiendavalt vajalik isomeraas

Mitut kaksiksidet sisaldavate rasvhapete kataboliseerimiseks on täiendavalt vajalikud isomeraas ja reduktaas

Paarituarvulise süsiniku aatomite arvuga rasvhapped degradeeritakse oksüdatsiooni rajas

Viimase tiolüüsi tulemusel tekkiv propionüülCoA konverteeritakse tsitraaditsükli vaheühendiks suktsinüülCoAks

1. Karboksüleerimine- biotiini sõltuv analoogiline püruvaadi karboksülaasi reaktsiooniga

2. D-L konversioon epimeraasi poolt3. Isomerisatsioon, mis kulgeb vabaradikaalse mehhanismi abil, ensüüm

metüülmalonüülCoA isomeraas kasutab kofaktorina vitamiini B12. B12 on ainukene teadaolev ühend bioloogilistes süsteemides, kus on Me-C side. See side Co ja adenosüüli 5´ süsiniku vahel katkeb kergesti homolüütiliselt. B12 ensüümid katalüüsivad veel mõningaid isomerisatsioone, metülatsioone ja desoksünukleotiidide sünteesi

Rasvhapete oksüdatsioon toimub ka peroksüsoomides (glüoksüsoomides)

Protsess toimub enamikes rakkudes10-20C pikkused rasvhapped on degradeeritavad nii peroksüsoomides kui mitokondritesAnaloogiline 4 etapiline tsükkel, elektronid kantakse üle FAD ja NAD+ koosseisu, ent sealt otse hapnikuleMoodustub H2O2 ja ei teki ATPdPeroksiid lagundatakse katalaasi pooltTekkinud AcCoA transporditakse tsütosooli, kus seda tarbitakse kolesterooli jt ühendite biosünteesiksTaimedes kasutatakse AcCoA güoksülaadi tsüklis ja selle kaudu glükoneogeneesis.

Ketogenees:ketokehade moodustumine

CH3COSCoA CH3COCH2COSCoATiolaas

CH3COSCoA

Atseetoatsetüül CoA

HO2C-CH2-C-CH2COSCoA

OH

CH3

-Hüdroksü--metüülglutarüül CoA(HMG CoA)

HMG CoASüntaas

Kolesterool(tsütosoolis)

Mitu etappi

Ketogenees(maksas:

mitokondri maatriks)

HO2C-CH2-C-CH2COSCoA

OH

CH3

HMG CoA

CH3COCH2CO2H

atseetoatsetaat

HMG CoAlüaas

- CH3COSCoA

- CO2

CH3COCH3

AtsetoonCH3CHCO2H

OH

-Hüdroksübutüraat

NADH + H+

NAD+Dehüdrogenaas

Ketokehad on olulised energiaallikad, eriti nälgimise korral

Ketokehad energiaallikana

-Hüdroksübutüraat Atseetoatsetaat Suktsinüül CoA

SuktsinaatAtseetoatsetüül CoA

-ketoatsüülCoA transferaas

2 Atsetüül CoATiolaas

TCA Tsükkel