Beta oksidacija maščobnih kislin koraki, reakcije, produkti, regulacija

The Beta oksidacija maščobnih kislin To je pot katabolizma (razgradnja) maščobnih kislin, ki ima kot glavno funkcijo proizvodnjo ali "sproščanje" energije, ki jo vsebuje povezave teh molekul.

To pot so odkrili leta 1904, zahvaljujoč poskusom, ki jih je izvedel nemški Franz Knoop, ki je bil sestavljen iz dajanja, eksperimentalnih podgan, maščobnih kislin, katerih končna metilna skupina je bila spremenjena s fenilno skupino.

BETA Shema Oksidacija maščobnih kislin (vir: Arturo González Laguna [CC BY-SA 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/4.0)] prek Wikimedia Commons)

Knoop je pričakoval, da bodo proizvodi katabolizma teh "analognih" maščobnih kislin sledili poti, podobne oksidacijski poti normalnih maščobnih kislin (nespremenjeni domorodci). Vendar je ugotovil, da obstajajo razlike v proizvodih, dobljenih glede na število ogljikovih atomov maščobnih kislin.

S temi rezultati je Knoop predlagal, da se razgradnja pojavi v "korakih", začenši z "napadom" β ogljika (položaj 3 glede na terminalno karboksilno skupino), sproščanje fragmentov dveh ogljikovih atomov.

Nato se je pokazalo, da postopek zahteva energijo v obliki ATP, ki se pojavlja v mitohondrijih in da fragmenti dveh ogljikovih atomov vstopijo v cikel Krebsa, kot je acetil-CoA.

Skratka, beta oksidacija maščobnih kislin pomeni aktiviranje terminalne karboksilne skupine, transport maščobne kisline, ki se aktivira proti mitohondrijski matriki in "zamaknjeni" oksidacija dveh v dveh ogljikih iz karboksilne skupine.

Tako kot mnogi anabolični in katabolični procesi je tudi ta pot urejena, saj si zasluži mobilizacijo maščobnih kislin "rezerve", ko druge katabolične poti niso dovolj za izpolnjevanje potreb celice in telesne energije.

[TOC]

Koraki in reakcije

Maščobne kisline so pretežno v citosolu, že izvirajo iz biosintetskih poti ali maščobnih nahajališč, ki so shranjene iz zaustavljenih živil (ki morajo vstopiti v celice).

- Aktivacija maščobnih kislin in prevoz do mitohondrijev

Aktivacija maščobnih kislin zahteva uporabo molekule ATP in je povezan z tvorbo acil tioés konjugatov s koencimom do.

Lahko vam služi: pomen biologije

To aktivacijo katalizira skupina encimov, ki se imenuje specifična dolžina acetil-CoA glede na dolžino verige vsake maščobne. Nekateri od teh encimov aktivirajo maščobne kisline, ko se prevažajo do mitohondrijske matrice, saj so vgrajeni v zunanjo mitohondrijsko membrano.

Aktivacija maščobnih kislin (vir: jag123 pri angleški Wikipediji [javna domena] prek Wikimedia Commons)

Proces aktivacije se pojavi v dveh korakih, pri čemer se najprej proizvaja adenilat acil iz maščobne kisline ATP, kjer se sprosti molekula pirofosfata (PPI). Karboksilna skupina, ki jo aktivira ATP.

Premestitev ACIL-CoA skozi membrano mitohondrije se doseže zahvaljujoč transportnemu sistemu, znanem kot karnitinski shuttle.

- Beta oksidacija nasičenih maščobnih kislin s parom ogljikovih atomov

Razgradnja maščobnih kislin je ciklična pot, saj sproščanje vsakega fragmenta dveh ogljikovih atomov takoj sledi drugi, dokler ne doseže skupne dolžine molekule. Reakcije, ki imajo v tem procesu, so naslednje:

- Dehidrogenacija.

- Hidracija dvojne vezi.

- Dehidrogenacija hidroksilne skupine.

- Fragmentacija za napad molekule acetil-CoA na ogljiku β.

Reakcija 1: Prva dehidrogenacija

Sestavljen je iz tvorbe dvojne vezi med α ogljikom in β ogljikom z izločitvijo dveh vodikovih atomov. Katalizira ga encim dehidrogenaze ACIL-CoA, ki tvori trans trans molekulo.

Reakcije 2 in 3: hidracija in dehidrogenacija

Hidracijo katalizira angelsko plašč+.

Hidracija trans bele.

FADH2 in NADH, proizvedeni v prvih treh reakcijah beta oksidacije.

Lahko vam služi: ovogonias: kaj so, opis, morfologija

Reakcija 4: fragmentacija

Vsak oksidacijski beta cikel, ki odpravlja molekulo dveh ogljikovih atomov.

To reakcijo katalizira encim β-kototolaze ali tizolaze, njegovi produkti pa molekula ACIL-CoA (maščobna kislina, aktivirana z dvema manj ogljikovih atomih) in ena od acetil-CoA.

- Beta oksidacija nasičenih maščobnih kislin z lihom številom ogljikovih atomov

V tistih maščobnih kislinah neparnega števila ogljikovih atomov (ki niso zelo obilne), ima molekula zadnjega cikla razgradnje 5 ogljikovih atomov, zato njegova fragmentacija proizvaja molekulo acetil-CoA (ki vstopi v cikel Krebs) in drugega propionil-CoA.

Propionil-CoA je treba karboksilirati (reakcija na ATP in bikarbonat) z encimom propionil-CoA karboksilaze, ki tvori spojino, znano kot D-metilmalonil-CoA, ki ga je treba epimerizirati v svojo obliko "l".

Beta oksidacija maščobnih kislin neparnih števil (vir: Eleska [CC0] prek Wikimedia Commons)

Spojina, ki je posledica epimerizacije, se pozneje pretvori v sukcinil-CoA z delovanjem encim l-metilmalonil-CoA mutaze, in ta molekula, pa tudi acetil-CoA, vstopi v cikel citrusnih kislin.

- Beta oksidacija nenasičenih maščobnih kislin

Številni celični lipidi imajo verige maščobnih kislin z nenasičenostjo, to je, da imajo eno ali več dvojnih vezi med atomi ogljika.

Oksidacija teh maščobnih kislin se nekoliko razlikuje od tistih nasičenih maščobnih kislin, saj sta dva dodatna encima, izomerazna jeza in 2,4-dieno-coA reduktaza odgovorna Encim-CoA Hydratasa.

Beta oksidacija nenasičenih maščobnih kislin (vir: hajime7basketball [cc by-sa 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/3.0)] prek Wikimedia Commons)

Jeza izomeraze deluje na mononasičene maščobne kisline (z eno samo nenasičenostjo), medtem ko encim 2,4-dieno-CoA reduktaza reagira s polinenasičenimi maščobnimi kislinami (z dvema ali več nenasičenosti).

- Beta dodatna -romanska oksidacija

Beta oksidacija maščobnih kislin se lahko pojavi tudi znotraj drugih citosolnih organel, kot so peroksisomi, na primer, z razliko, da se elektroni, ki se prenesejo v FAD+.

Vam lahko služi: alstroemeria: značilnosti, habitat, nega, vrste

Ta reakcija proizvaja vodikov peroksid (kisik se zmanjša), spojina, ki jo izloči encim Catlase, značilna za te organele.

Izdelki za oksidacijo beta

Oksidacija maščobnih kislin daje veliko več energije kot razgradnja ogljikovih hidratov. Glavni produkt beta oksidacije je acetil-CoA, proizveden v vsakem koraku cikličnega dela poti, vendar so drugi izdelki:

- AMP, H+ in pirofosfat (PPI), proizvedeni med aktivacijo.

- Fadh2 in Nadh za vsak proizveden acetil-CoA.

- Succinil-CoA, ADP, PI, za nenavadne verižne kisline.

Beta oksidacija palmitinske kisline (vir: 'rojinbkht [cc by-sa 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licence/by-sa/4.0)] prek Wikimedia Commons)

Če kot primer obravnavamo popolno oksidacijo palmitinske kisline (palmitat) cikel.

Uredba

Regulacija beta oksidacije maščobnih kislin v večini celic je odvisna od razpoložljivosti energije, ne le povezana z ogljikovimi hidrati, ampak z enakimi maščobnimi kislinami.

Živali nadzorujejo mobilizacijo in s tem razgradnja maščob s hormonskimi dražljaji, ki jih hkrati nadzirajo molekule, kot je AMPC.

V jetrih, glavnem organu razgradnje maščobe, je koncentracija malonil-CoA izredno pomembna za regulacijo beta oksidacije; To je prvi substrat, zavezan na poti biosinteze maščobnih kislin.

Ko se malonil-CoA nabira v velikih razmerjih, spodbuja biosintezo maščobnih kislin in zavira mitohondrijski transportni ali acil-karnitinski shuttle. Ko se njegova koncentracija zmanjša, inhibicija preneha in aktivirana beta oksidacija.

Reference

1. Mathews, c., Van Holde, k., & Ahern, k. (2000). Biokemija (3. izd.). San Francisco, Kalifornija: Pearson.
2. Nelson, d. L., & Cox, m. M. (2009). Lehningerjeva načela biokemije. Omega izdaje (5. izd.).
3. Rawn, j. D. (1998). Biokemija. Burlington, Massachusetts: Založniki Neil Patterson.
4. Schulz, h. (1991). Beta oksidacija maščobnih kislin. Biochimica et Biophysica Acta, 1081, 109-120.
5. Schulz, h. (1994). Uravnavanje oksidacije maščobnih kislin v srcu. Kritični pregled, 165-171.
6. Schulz, h., & Kunau, w. (1987). Beta-oksidacija nenasičenih maščobnih kislin: Revirska pot. TIBS, 403-406.