260 likes | 457 Views
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
E N D
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/mol Hüdrofoobne- ei teki osmolaarsuse probleeme, tihedalt pakitud, vajab aga emulsifitseerimist ja vahendeid transpordiks Keemiliselt 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 adsorbtsiooni Toidus sisalduv lipiidne materjal transporditakse kudedesse külomikronite kujul
Rasvhapete vabanemine rasvkoe rakkudest Glükoosi madal tase veres -epinefriini ja glükagooni sekreteerimine -signaali ülekande kaskaadi aktivatsioon -rasvhapete vabanemine ja transport albumiini abil
Glütserool kasutatakse kas glükolüüsiks või glükoneogeneesil
Rasvhapete oksüdatsioon toimub mitokondrites Protsessis toimub rasvhappe molekuli lühendamine 2 C kaupa Oksüdatsiooniprotsessi nimetatakse oksüdatsiooniks Franz Knoop 19004- esimene sünteetilise märke kasutamine metabolismi uurimisel Viis rasvhapete molekuli koosseisu benseeni- tuuma Metabolismi jääkprodukti struktuur sõltus sellest, kas märgitud oli paaris või paaritu C aatomite arvuga rasvhape
Rasvhapete aktivatsioon toimub mitokondrite välismembraanil 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 oksüdatsionil on kiirust limiteerivaks etapiks karnitiini poolt vahendatud transport mitokondri maatriksisse
Rasvhapete oksüdatsioonil kasutatakse • 4 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
II oksüdatsioon L-hüdroksüatsüülCoA dehüdrogenaas on stereospetsiifiline, ei tööta D isomeeril NADH elektronid juhitakse hingamisahelasse
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 • Karboksüleerimine- biotiini sõltuv analoogiline püruvaadi karboksülaasi reaktsiooniga • D-L konversioon epimeraasi poolt • 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 rakkudes 10-20C pikkused rasvhapped on degradeeritavad nii peroksüsoomides kui mitokondrites Analoogiline 4 etapiline tsükkel, elektronid kantakse üle FAD ja NAD+ koosseisu, ent sealt otse hapnikule Moodustub H2O2 ja ei teki ATPd Peroksiid lagundatakse katalaasi poolt Tekkinud AcCoA transporditakse tsütosooli, kus seda tarbitakse kolesterooli jt ühendite biosünteesiks Taimedes kasutatakse AcCoA güoksülaadi tsüklis ja selle kaudu glükoneogeneesis.
Ketogenees:ketokehade moodustumine Tiolaas CH3COSCoA CH3COSCoA CH3COCH2COSCoA Atseetoatsetüül CoA HMG CoA Süntaas Mitu etappi Kolesterool (tsütosoolis) OH HO2C-CH2-C-CH2COSCoA CH3 (maksas: mitokondri maatriks) Ketogenees b-Hüdroksü-b-metüülglutarüül CoA (HMG CoA)
OH HMG CoA lüaas HO2C-CH2-C-CH2COSCoA CH3COCH2CO2H - CH3COSCoA atseetoatsetaat CH3 HMG CoA NADH + H+ - CO2 Dehüdrogenaas NAD+ OH CH3COCH3 CH3CHCO2H Atsetoon b-Hüdroksübutüraat Ketokehad on olulised energiaallikad, eriti nälgimise korral
Ketokehad energiaallikana b-Hüdroksübutüraat Atseetoatsetaat Suktsinüül CoA b-ketoatsüülCoA transferaas Tiolaas Suktsinaat Atseetoatsetüül CoA 2 Atsetüül CoA TCA Tsükkel