Fatty Acid Catabolism

Question 0

Vilka tre sätt kan fettsyror fås in i organismen?

Answer 0

Föda
Adipocyter
Fetter syntetiserade i ett organ för att transporteras till ett annat

Question 1

Vilka faktorer gör fettsyror till bra/dåliga för energilagring?

Answer 1

Långa alkylkedjor med hög energihalt vid brytning, olösliga i vatten så aggregeras samt höjer inte på osmolariteten, mycket stabila så bryts inte ner i cellulär miljö i onödan

Dåligt är att de måste fås vattenlösliga för att enzym kan attackera, fettsyror måste bindas till protein för att transporteras i blodet

Question 2

Vilka organ använder fett i stor mängd?

Answer 2

Lever, hjärta, muskler i vila

Question 3

Beskriv de 8 stegen av intagning av fett i organismen

Answer 3

1. Gallsalter löser upp makroskopiska fettklumpar till mixed micells av gallsalt och fettsyra. Bildas i levern ur kolesterol, lagras i gallblåsan och friges vid fetthaltig måltid
2. De mixade micellerna ökar reaktionsyta för vattenlösliga enzymer (lipaser), bildas monoacylglyceroler, diacylglyceroler, fria fettsyror och glycerol.
3. Produkterna tas upp i epitellagret av tunntarmen,
4. ombildas tillbaka till triacylglyceroler, packas med kolesterol från födan och apolipoproteiner (B-48, C-II, C-III)
5. APO C-II gör att chylomicronen tas upp i lymfatiska kärl och forslas via nyckelbensvenen ut i blodomloppet
6. Lipoprotein lipase (aktiverat av apoC-II) hydrolyserar till fettsyror och glycerol
7. Produkterna tas upp av celler
8. Fetter lagras eller oxideras i målcellerna

Question 4

Hur ser en chylomicron ut?

Answer 4

Apolipoproteiner på ytan, fosfolipider bildar yttre enkla membranet, kolesterol bildar stabilt membran. Innehållet är triglycerider samt kolesteryl estrar.

Question 5

Vad är lipoproteiner?

Answer 5

Sammankopplingar av lipider och apolipoproteiner. Tillsammans bildar de chylomicroner, VLDL, LDL, HDL, VHDL

Question 6

Vart går tömda chylomicroner?

Answer 6

Levern, endocytos ledd av apolipoproteiners receptorer. Levern oxiderar, lagrar eller bildar ketonkroppar. Om fettsyrorna inte behövs bildas VLDL som går tillbaka ut i blodomloppet till adipocyter där de lagras.

Question 7

Hur lagras fettsyror?

Answer 7

Fettsyror lagras i adipocyter samt steroidhormonbildande celler (njurarnas cortex, äggstock, testiklar). De lagras med en sterolester och fettsyre kärna med omgivande fosfolipider i form av fettdroppar. Ytan täcks ännu av perilipin som hindrar nedbrytning utan signal.

Question 8

Hur börjar användningen av fettlagrenÄ

Answer 8

Adrenalin och glukagon, aktiverar adenylyl cyclase (via g-protein) som bildar cAMP som aktiverar PKA (cyclic amp dependant protein kinase) som öppnar dropparna för lipaser som bryter ner monoacyl, diacyl och triacylglyceroler till fettsyror och glycerol. Glycerolet används antingen för att bilda dihydroxyaceton fosfat eller glyceraldehyd 3-fosfat (glykolys) eller används för att bilda fler triglycerider.

Question 9

Hur går fettsyror ut i blodet?

Answer 9

De diffunderar i fri form, binds till serum albumin. Serum albumin binder upp till 10 fettsyror på en gång. Serum albumin utgör runt hälften av all serum protein.

Question 10

Var finns enzymerna för nedbrytning av fettsyror?

Answer 10

Mitokondrier. Fettsyror med kortare kedja än 12 går in i mitokondrien utan specifika transportörer medan större behöver gå genom carnitine shuttle

Question 11

Vad är carnitine shuttle?

Answer 11

Tre enzyms reaktionsräcka.

Första reaktionen görs av en familj isozymer (olika enzymer för olika längds fatty acids). De är acyl-CoA syntetaser.
Reaktion: fettsyra+CoA+ATP->fettsyra-CoA+AMP+PPi
Produkten kan tas in i mitokondrier eller bilda fosfolipider i cellmembranet

Andra reaktionen är tillsättning av carnitine mha carnitine acyltransferase. Detta sker antingen utanför eller inuti mitokondrien, man vet inte. Tas in via proteinet porin i mitokondrialmembranet. Tas in i matrix via acyl-carnitine/carnitine transportören i inre membranet.

Sista enzymet, carnitine-acyl transferase II bildar fria fettsyror och carnitine.

Acetyl-CoA i mitokondrien används för krebs, utanför mitokondrien används den för liposyntes.

Question 12

Hur sker beta oxidation? (Jämna siffors fettsyror)

Answer 12

2 kolatomer i taget tas bort som Acetyl-CoA. Börjar från carboxyl änden. Görs av dehydrogenaser. Varje bildning av acetyl-coa ger också 2 elektroner och fyra protoner.

Question 13

Vilka är de 4 stegen av beta oxidation

Answer 13

1. Fettsyra-CoA+FAD -> trans-delta^2-enoyl-CoA+FADH2 (acyl-CoA dehydrogenase)
2. Trans-delta^2-enoyl-CoA+H2O -> L-beta-hydroxy-acyl-CoA (enoyl-CoA-hydratase)
3. L-Beta-hydroxyacyl-CoA+NAD -> beta-ketoacyl-CoA+NADH (beta-hydroxyacyl-CoA dehydrogenas)
4. Beta-ketoacyl-CoA+CoA -> acyl-CoA(fettsyran)+acetyl-CoA (thiolase (acyl-CoA acetyltransferase))

Question 14

Beskriv första steget av beta oxidation

Answer 14

Finns tre isozymer av acyl-CoA dehydrogenas, VLCAD (Very Long 12-18), MCAD (medium chain, 4-14) SCAD (4-8). Alla tre har FAD som prostetisk grupp.

Question 15

Vad är speciellt med de tre sista reaktionerna av beta-oxidation?

Answer 15

Om kolkedjan är över 12 sker oxidationen genom TFP komplex, (trifunctional protein) som består av fyra alfa och fyra beta subunits. Alfa innehåller steg 2 och 3 medan beta innehåller steg 4.

Question 16

Varför kan inte enoyl-CoA hydratase (2.) fungera vid omättade fetter?

Answer 16

Cis-konformationen (isomeren) hindrar. Behövs 2 enzymer till, en isomeras (monounsaturated) och en reduktas. (Polyunsaturated)

Question 17

Vilket enzym förändrar cis-konformation?

Answer 17

Delta^3,delta^2-enoyl-CoA isomeras. Sedan fortsätter enoyl-CoA hydratase som vanligt.

Question 18

Vad sker vid polyunsaturated fats?

Answer 18

Först byts isomerin av delta^3,delta^2-enoyl-CoA isomeras. Efteråt reduceras den andra bindningen av 2,4-dienoyl-CoA reduktas. NADPH fungerar som reducerande ämne och reducerar bort dubbelbindningen i enoylen.

Question 19

Hur regleras beta oxidation?

Answer 19

Regleras genom reglering av carnitine pathway (när fettsyran är inne i mitokondrien går den genom beta oxidation). Malonyl-CoA fungerar som blockerande ämne när glukos finns i överflöd.

NADH blockerar beta-hydroxyacyl-CoA dehydrogenas.

Acetyl-CoA inhiberar thiolase

Question 20

Vad är speciellt med B12?

Answer 20

Innehåller kobolt som atom. Har en ringstruktur som heter CORRIN ring, släkt med hemgruppen. Kallas isolerat till cyano-cobalamin, även om cyanogruppen inte finns vid naturliga fall.

B12 brist är väldigt seriöst medicinskt. Bildas inte av växter eller djur, endast vissa mikroorganismer. PERNICIOUS ANEMI beror på att upptagningen av B12 inte fungerar i tunntarmen. Beror på defekt i produktionen av intrinsic factor. Leder till mindre mängder hemoglobin samt seriös defekt i centrala nervsystemet.

Question 21

Vad är PPAR?

Answer 21

Peroxisome proliferator activated receptors. Transkriptionsfaktorer som kan sätta igång generna för carnitine acyltransferase I, II, alla typer av fatty acyl-CoA dehydrogenaser. Kommer igång vid större behov av fettsyror som energi.

Question 22

Var sker mest fettsyre oxidation?

Answer 22

Skelettmuskler.

Question 23

Vad är den vanligaste defekt sjukdomen för beta oxidation?

Answer 23

Mutation som leder till inaktivt MCAD.

Symptomen är fettlever, hypoglycemi, höga mängder mellanlånga fettsyror i blodet (6-12), sömnighet, uppkastning och koma.

Andra sjukdomar finns också med vanligaste symptomen hjärtdefekt och abnormal skelettmuskulatur.

Question 24

Vad är speciellt med beta oxidation i peroxisomer?

Answer 24

Bildas H2O2, som sedan bryts ner av catalase. Oxidation i peroxisomer leder till svinn av energi i form av värme. Peroxisomer är mera specifika till längre kedjors Acyl-CoA.

Question 25

Vad är zellwegger syndrome?

Answer 25

Kan inte bilda peroxisomer

Question 26

Vad är X-linked adrenoleukodystrofi?

Answer 26

Inaktiva peroxisomer som inte kan oxidera långa acylkedjor. Verkar bero på att det inte finns funktionella transportörer i peroxisom membranet.

Question 27

Hur skiljer sig omega oxidation från beta?

Answer 27

Sker i endoplasmatiska retiklet i lever och njurar. Oxiderar kolatomen längst bort från karboxyl änden. Sker på 10-12 kolatomers acyler.

Först sätts OH till omega kolatomen mha cytochrome P450 och NADPH. Enzymet är mixed-function oxidaser. Alcohol dehydrogenas bildar en aldehyd mha NAD+ och aldehyd dehydrogenas bildar en carboxylsyra mha NAD+. Nu finns en acyl med dubbeländad karboxylsyra som kan sättas ihop med CoA och i mitokondrien gå igenom beta oxidation

Question 28

När sker alfa-oxidation?

Answer 28

När beta kolatomen har en förgrening. Sker i peroxisomen. Refsum disease beror på minskad effekt av alfa oxidation, leder till blindhet och dövhet.

Question 29

Vad är ketonkroppar?

Answer 29

Acetyl-CoA går antingen genom citronsyracykeln eller blir till ketonkroppar i levern såsom aceton, acetoacetat, beta-hydroxybutyrat. Aceton produceras i mindre kvantitet, exhaleras med utandningsluft, ger den kända “doften”. Ketonkropparna bildas vid fasta och när de når sina målvävnader ombildas de tillbaka till axetyl-CoA och går genom citronsyracykeln.

Question 30

Vad är stegen av ketonkroppsbildning?

Answer 30

1. 2 acetyl-CoA blir till acetoacetyl-CoA (thiolase)
2. Acetoacetyl-CoA+Acetyl-CoA -> beta-hydroxy-beta-methylglutaryl-CoA (HMG-CoA) (HMG-CoA synthase)
3. HMG-CoA -> Acetoacetat + Acetyl-CoA (HMG-CoA lyase)

(4a) acetoacetate+NADH->Beta-hydroxybutyrat+NAD+ (D-Beta-hydroxybutyrat dehydrogenas)
(4b) acetoacetate -> acetone+CO2 (acetoacetate decarboxylase). Acetone är giftigt. Diabetiker kan ha större mängder pga större bildning av ketonkroppar. Ketoacidos.

Question 31

Hur ombildas acetoacetate i extrahepatisk vävnad?

Answer 31

Transfer av CoA från succinyl-CoA. Kallas beta-ketoacyl-CoA transferase, även thiophorase. Thiolase klyver sedan acetoaceton-CoA till 2 acetyl-coA. Levern har inte thiophorase.

Question 32

Vad sker vid diabetisk ketoacidos?

Answer 32

Malonyl-CoA nivåer faller och inhibitionen av carnitine acyltransferas I är lättad. Fettsyror går in i mitokondrien för att gå genom oxidation. Acetyl-CoA kan ändå inte gå igenom citronsyracykeln eftersom metaboliter redan använts inom glukoneogenesen. Det blir alltså ketonkroppar av acetyl-CoA. Det bildas i överflöd och extrahepatisk vävnad blir mättat. Ökad mängd acetoacetat och beta-hydroxybutyrat ger lägre pH, leder till acidos. Kan leda till koma eller död. Även människor på lågkalori diet kan gå in i ketoacidos.