Nedbrytning av fettsyre - Fatty acid degradation

Nedbrytning av fettsyrer er prosessen der fettsyrer brytes ned i metabolittene, og til slutt genererer acetyl-CoA , inngangsmolekylet for sitronsyresyklusen , den viktigste energiforsyningen til dyr. Det inkluderer tre viktige trinn:

  • Lipolyse av og frigjøring fra fettvev
  • Aktivering og transport inn i mitokondrier
  • β-oksidasjon

Lipolyse og frigjøring

Opprinnelig i nedbrytningsprosessen lagres fettsyrer i fettceller ( adipocytter ). Fordelingen av dette fettet er kjent som lipolyse . Produktene fra lipolyse, frie fettsyrer , frigjøres i blodomløpet og sirkulerer i hele kroppen. Under nedbrytningen av triacylglyseroler til fettsyrer omdannes mer enn 75% av fettsyrene tilbake til triacylglyserol, en naturlig mekanisme for å spare energi, selv i tilfelle av sult og trening.

Aktivering og transport inn i mitokondrier

Fettsyrer må aktiveres før de kan føres inn i mitokondriene , der fettsyreoksidasjon oppstår. Denne prosessen skjer i to trinn katalysert av enzymet fet acyl-CoA-syntetase .

Dannelse av en aktivert tioesterbinding

Enzymet katalyserer først nukleofilt angrep på a-fosfat av ATP for å danne pyrofosfat og en acylkjede knyttet til AMP . Det neste trinnet er dannelsen av et aktivert tioester binding mellom fett acylkjeden og koenzym A .

FattyAcid-Activation.png

Den balanserte ligningen for de ovennevnte er:

RCOO - + CoA + ATP → RCO-CoA + AMP + PP i + 2H +
Denne totrinns reaksjon er fritt reversibel og dens likevekt ligger nær 1. For å drive reaksjonen videre kobles reaksjonen til en sterkt eksergonisk hydrolysereaksjon: enzymet uorganisk pyrofosfatase spalter pyrofosfat frigjort fra ATP til to fosfationer, og konsumerer ett vannmolekyl i prosessen. Dermed blir nettreaksjonen:

RCOO - + CoA + ATP + H 2 O → RCO-CoA + AMP + 2P i + 2H +

Transport inn i mitokondriell matrise

Den indre mitokondrielle membranen er ugjennomtrengelig for fettsyrer, og et spesialisert karnitinbærersystem fungerer for å transportere aktiverte fettsyrer fra cytosol til mitokondrier.

Når den er aktivert, blir acyl CoA transportert inn i mitokondriell matrise . Dette skjer via en serie lignende trinn:

  1. Acyl CoA er konjugert til karnitin av karnitin acyltransferase I (palmitoyltransferase) I lokalisert på den ytre mitokondrielle membranen
  2. Acylkarnitin blir sendt inn av en translokase
  3. Acylkarnitin (slik som Palmitoylcarnitin ) blir omdannet til acyl CoA ved hjelp av karnitin acyltransferase (palmitoyltransferase) II lokalisert på den indre mitokondrielle membran. Det frigjorte karnitinet returnerer til cytosol.

Det er viktig å merke seg at karnitin acyltransferase I gjennomgår allosterisk hemming som et resultat av malonyl-CoA , et mellomprodukt i fettsyrebiosyntese, for å forhindre futil sykling mellom beta-oksidasjon og fettsyresyntese .

Den mitokondrielle oksidasjonen av fettsyrer foregår i tre hovedtrinn: 1. ß-oksidasjon: omdannelse av fettsyrer til 2-karbonacetyl Co-A-enheter. 2. prøve acetyl Co-A i TCA-syklus for å gi energi. 3. Endelig elektrontransportkjeden i mitokondriene. Selv om dette ikke er direkte deltakelse av fettsyrer i dette trinnet, fortsetter reaksjonen.

β-oksidasjon

Hovedartikkel: Beta-oksidasjon

Når du er inne i mitokondriene, skjer β-oksidasjonen av fettsyrer via fem tilbakevendende trinn:

  1. Aktivering av ATP
  2. Oksidasjon av FAD ,
  3. Hydrering ,
  4. Oksidasjon av NAD + ,
  5. Thiolysis ,
  6. Det endelige produktet er acetyl-CoA , inngangsmolekylet for sitronsyresyklusen .

Se også

referanser