Oxidace mastnch kyselin V prod se nejvce vyskytuj
- Slides: 45
Oxidace mastných kyselin
V přírodě se nejvíce vyskytují MK se sudým počtem uhlíků. Pokud jsou MK nenasycené mají cis konfiguraci dvojných vazeb. Proces degradace MK je nazýván b-oxidace, neboť oxidace začíná na b-uhlíku (C-3).
Triacylglyceroly (triglyceridy) Jsou nejvíce zastoupené lipidy v potravě. Jsou hlavní zásobní formou energie. Většinou jsou smíšené OH skupiny glycerolu jsou esterifikovány různými MK
Lipasy hydrolyzují triacylglyceroly na glycerol a mastné kyseliny.
Glycerol je přeměněn na meziprodukt glykolýzy dihydroxyacetonfosfát 1 Glycerolkinasa 2 Glycerolfosfátdehydrogenasa
Volné MK jsou v krvi transportovány vázané na albumin (plazmatický protein, který je produkován játry) Existují proteiny, které usnadňují transport MK do buněk. V buňkách jsou MK vázané na vazebný protein pro MK.
Aktivace mastných kyselin: Acyl-Co. A-synthetasa (thiokinasa) katalyzuje aktivaci MK, tím že je esterově váže na koenzym A. Aktivace je ATP-dependentní proces, který probíhá ve 2 krocích. Existují různé Acyl-Co. A-synthetasy pro MK o různých délkách řetězce.
Acyl-Co. A- Synthetasa Exergonická hydrolýza PPi (P~P) je katalyzovaná Pyrofosfatasou 2 ~P vazby ATP jsou štěpeny Vzniká Acyl-Co. A, který obsahuje jednu "~" thioesterovou vazbu.
Souhrnné reakce aktivace mastných kyselin: w MK + ATP acyladenylát + PPi 2 Pi w acyladenylát + HS-Co. A acyl-Co. A + AMP Celková reakce: MK + ATP + HS-Co. A acyl-Co. A + AMP + 2 Pi
b-oxidace probíhá v matrix mitochondrií. Aktivace MK probíhá v cytosolu, aby mohly být mastné kyseliny oxidovány musí vstoupit do matrix. Acyl-Co. A prochází vnější mitochondriální membránou nikoliv však vnitřní mitochondriální membránou.
Na přenosu MK přes vnitřní mitochondriální membránu se podílí karnitin. Karnitinpalmitoyltransferasy katalyzují přenos MK mezi thiolovou skupinou koenzymu A a hydroxylem karnitinu.
Přenos MK pomocí karnitinu probíhá ve 3 krocích. 1. Karnitinpalmitoyltransferasa I, enzym vyskytující se na cytosolové straně vnější mitochondriální membrány, přenáší mastné kyseliny. 2. Karnitinacylkarnitintranslokasa ve vnitřní mitochondriální membráně zprostředkovává výměnu karnitinu za acylkarnitin.
3. Karnitinpalmitoyltransferasa II, vyskytuje se v matrix, přenáší MK z karnitinu na Co. A (karnitin opouští matrix ve 2. kroku) MK esterově vázaná na Co. A je nyní v matrix.
Regulace oxidace MK probíhá zejména na úrovni vstupu MK do mitochondrií Malonyl-Co. A (což je mimo jiné prekurzor syntézy MK) inhibuje Karnitinpalmitoyltransferasu I. Malonyl-Co. A inhibuje oxidaci MK, tím že zabrání jejich transportu do mitochondrií.
b-Oxidace: Krok 1. Acyl-Co. Adehydrogenasa katalyzuje oxidaci acyl-Co. A, vzniká dvojná vazba mezi 2. a 3. uhlíkem Reakce je stereospecifická vzniká trans-enoyl-Co. A. FAD funguje jako akceptor elektronů. Existují různé Acyl-Co. A-dehydrogenasy pro MK s krátkými (4 -6 C), středními (6 -10 C), dlouhými (12 -18 C) řetězci.
Krok 2. Enoyl-Co. Ahydratasa katalyzuje stereospecifickou hydrataci trans dvojné vazby vytvořené v 1. kroku, vzniká tak 3 -L-hydroxyacyl. Co. A.
Krok 3. Hydroxyacyl-Co. Adehydrogenasa katalyzuje oxidaci hydroxylu v b (C 3) poloze na keton. NAD+ funguje jako akceptor elektronů.
Step 4. b-Ketothiolasa katalyzuje thiolytické štěpení. SH skupina koenzymu A atakuje b-keto uhlík. Vzniká acetyl-Co. A & acyl-Co. A o dva uhlíky kratší.
Souhrnná reakce b-oxidace: acyl-Co. A + FAD + NAD+ + HS-Co. A acyl-Co. A (o 2 C kratší) + FADH 2 + NADH + H+ + acetyl-Co. A b-oxidace je cyklický proces. Produkt b-oxidace (acyl-Co. A o 2 C kratší) vstupuje do dalšího kola b-oxidace. Jelikož většina MK má sudý počet C, je v posledním kroku reakčního cyklu butyryl-Co. A přeměněn na 2 molekuly acetyl-Co. A.
w FADH 2 & NADH produkované při oxidaci MK jsou reoxidovány v dýchacím řetězci. w Přenos elektronů v dýchacím řetězci vede k produkci ATP. w Acetyl-Co. A vstupuje do citrátového cyklu, což vede k další produkci NADH, FADH 2, a ATP. Oxidace MK je hlavním zdrojem ATP v buňce
w Oxidace MK s lichým počtem uhlíků V posledním kole reakčního cyklu b-oxidace získáme, v případě MK s lichým počtem uhlíků, acetyl-Co. A & propionyl-Co. A. Propionyl-Co. A je přeměněn na succinyl-Co. A (intermediát citrátového cyklu), tato přeměna vyžaduje vit B 12.
w Oxidace nenasycených MK Většina nenasycených MK má cis konfiguraci dvojných vazeb. Tyto MK tudíž nejsou vhodnými substráty pro enoyl. Co. A- hydratasu, která vyžaduje trans izomery. Pro oxidaci nenasycených MK jsou tudíž potřeba další enzymy isomerasa a reduktasa
w Oxidace MK s velmi dlouhými řetězci probíhá v peroxisomech FADH 2 který vzniká v 1. kroku oxidace MK není reoxidován v dýchacím řetězci, ale reakcí s O 2: FADH 2 + O 2 FAD + H 2 O 2 Peroxisomální katalasa rozkládá H 2 O 2: 2 H 2 O 2 2 H 2 O + O 2 Tyto reakce nevedou k tvorbě ATP. Oxidace končí u oktanoyl-Co. A, který je odstraněn z peroxisomů vázaný na karnitin a dále je oxidován v mitochondriích
Během hladovění, nebo v důsledku diety chudé na cukry dochází k vyčerpání oxaloacetátu v játrech v důsledku gluokoneogeneze. Tím se zabrání vstupu acetyl-Co. A do citrátového cyklu. Acetyl-Co. A je tak v mitochondriích jater přeměněn na ketolátky, acetoacetát & b-hydroxybutyrát.
Syntéza ketolátek: b-ketothiolasa poslední krok boxidace probíhající v opačném směru. HMG-Co. Asynthasa katalyzuje kondenzaci s 3. acetátem z acetyl. Co. A. HMG-Co. A- lyasa štěpí HMG-Co. A na acetoacetát & acetyl. Co. A.
b-hydroxybutyrátdehydrogenasa katalyzuje vzájemnou reverzibilní přeměnu ketolátek: acetoacetátu & b-hydroxybutyrátu Ketolátky jsou krví transportovány do extrahepatálních tkání, kde jsou zpět přeměněny na acetyl-Co. A, který vstupuje do citrátového cyklu. Ketolátky tedy fungují jako alternativní zdroj energie. Ketoacidosa nastává v důsledku nadbytku ketolátek.
Syntéza mastných kyselin
Vstupní látkou pro syntézu MK je acetyl-Co. A, který je karboxylován na malonyl. Co. A. Karboxylace je ATP-dependentní reakce CO 2 je odstraněn během kondenzace s rostoucí mastnou kyselinou
Acetyl-Co. Akarboxylasa katalyzuje 2 stupňovou reakci během které je acetyl-Co. A karboxylován na malonyl-Co. A. Stejně jako ostatní karboxylasy vyžaduje tento enzym biotin. Nejdříve probíhá ATP-dependentní karboxylace biotinu poté dochází k přenosu karboxylu na acetyl-Co. A.
Souhrnná reakce: HCO 3 - + ATP + acetyl-Co. A ADP + Pi + malonyl-Co. A
Biotin je s enzymem spojen amidovou vazbou mezi karboxylem biotinu a e-amino skupinou lysinu.
Syntéza mastných kyselin z acetyl-Co. A & malonyl-Co. A zahrnuje sérii reakcí, které jsou: w katalyzované jednotlivými doménami velkého polypeptidu, který zahrnuje protein přenášející acyl (ACP – acyl carrier protein). Tento multienzymový komplex se nazývá Synthasa mastných kyselin NADPH funguje jako donor elektronů v obou reakcích, při kterých dochází k redukci substrátu. Hlavním zdrojem NADPH je pentosový cyklus, NADPH dále vzniká při reakcích katalyzovaných jablečným enzymem a cytosolickou isocitrátdehydrogenasou.
Prosthetické skupiny Synthasy mastných kyselin: w thiolová skupina cysteinu w thiolová skupina fosfopantetheinu (vyskytuje se v Co. A).
Fosfopantethein je kovalentně vázán fosfoesterovou vazbou s OH skupinou serinu proteinu přenášejícího acyl ACP
Acetyl-Co. A-ACP Transacylase Malonyl-Co. A-ACP Transacylase Kondenzace (krok 3) zahrnuje dekarboxylaci malonylu následovanou atakem acetylu / acylu).
4. b-keton je redukován na alkohol, donorem ē je NADPH. 5. Dehydratace má za následek vznik trans dvojné vazby.
Malonyl-Co. A-ACP Transacylase (repeat) Následuje přenos rostoucí MK z fosfopantetheinu na cystein, poté cyklus může začít znova navázáním dalšího malonyl-Co. A.
Uvolnění produktu: MK je vázána thioesterovou vazbou na fosfopantethein, když MK dosáhne délky 16 -C, katalyzuje thioesterasa její hydrolýzu z fosfopantetheinu. 16 -C nasycená mastná kyselina – palmitová je koncovým produktem multienzymového komplexu synthasy mastných kyselin.
Souhrnná reakce (ignoruje H+ & vodu): acetyl-Co. A + 7 malonyl-Co. A + 14 NADPH palmitát + 7 CO 2 + 14 NADP+ + 8 Co. A Zahrneme-li ATP-dependentní syntézu malonátu : 8 acetyl-Co. A + 14 NADPH + 7 ATP palmitát + 14 NADP+ + 8 Co. A + 7 ADP + 7 Pi Syntéza MK probíhá v cytosolu. Acetyl-Co. A, který je produkovaný mitochondriemi je transportován do cytosolu ve formě citrátu.
Srovnání b-oxidace MK & syntézy MK
Elongace -prodlužování řetězce MK- probíhá v mitochondriích a v ER. w V mitochondriích probíhá elongace jako b-oxidace akorát že opačně. V posledním kroku se elongace od boxidace odlišuje koenzymem (místo FADH 2 využívá NADPH) w V ER zahrnuje elongace kondenzaci malonyl-Co. A s acyl-Co. A. Prodlužování řetězce MK se účastní enzymy elongasy
Desaturasy zavádí dvojné vazby do určité pozice řetězce MK. Savčí buňky nejsou schopné tvořit dvojné vazby v určitých pozicích např. D 12 Díky tomu jsou některé polynenasycené MK esenciální např. kys. linolová 18: 2 cis D 9, 12 (18 C kyselina s cis dvojnými vazbami mezi uhlíky 9 -10 & 12 -13).
Tvorba dvojných vazeb zahrnuje následující membránové proteiny ER: w NADH-cyt b 5 -reduktasu, s FAD jako prosthetickou skupinou w Cytochrom b 5 w Desaturasu
Reakce shrnující desaturaci stearátu (18: 0) na oleát (18: 1 cis D 9): stearát + NADH + H+ + O 2 oleát + NAD+ + 2 H 2 O
Regulace syntézy MK probíhá na úrovni acetyl-Co. A-karboxylasy • Citrát & Inzulin aktivují tento enzym • Acyl-Co. A & Glukagon & Adrenalin enzym inhibují
- Lynenova spirála
- Bayer villigerova oxidace
- Ch3ch3oh
- Redoxní rovnice
- B-oxidace
- Metylester kyseliny maslovej
- Vyznamne soli kyslikatych kyselin
- Deriváty karboxylových kyselin test
- Kyseliny
- Kyseliny vzorce
- Neutralizace
- Nitrily
- Sloučeniny s obecným vzorcem hxo jsou
- Kyselinotvorny prvok
- Halogenidy karboxylových kyselin
- Prod.noahhh - omega
- Mg prod berus
- Ledek prod
- Bentsodiatsepiin
- Ariba supplier onboarding