Biokemi 15

Question 1

Hvor kan fedtsyre forbrænding foregå?

Answer 1

Kun i celler med mitokondrier, da det er en strengt aerob proces.

Question 2

Hvornår vil acetyl-CoA fra fedtsyreoxidation blive omdannet til ketonstoffer?

Answer 2

I leveren under faste.

Question 3

Hvad kaldes nedbrydning af de oplagrede triacylglycerol til glycerol og frie fedtsyrer?

Answer 3

Lipolyse.

Question 4

Hvad kaldes de 3 lipaser, der virker efter hinanden og trinvist katalyserer fraspaltning af fedtsyrer fra triacylglycerol?

Answer 4

Først er der:
ATGL (adipose triglyceride lipase), der katalyserer fraspaltning af en fedt syre fra TAG, så der dannes DAG.

Så er der den hormonfølsomme lipase, også kaldt hormon sensitive lipase (HSL), der katalyserer fraspaltning af en fedtsyre fra DAG, så der dannes MAG.

Sidste lipase er MGL (monoglycerid lipase), der katalyserer fjernelse af den sidste fedtsyre, så deer kun er glycerol tilbage.

Question 5

Hvilke af lipaserne er regulerede?

Answer 5

Det er ATGL og HSL som er regulerede, og dermed er de hastighedsbegrænsende trin.

MGL har en permanent høj aktivitet i adipocytter, og er dermed ikke begrænsende i lipolysen.

Question 6

Hvilke hormoner styrer frigivelsen af de oplagrede triacylglyceroler?

Answer 6

Insulin inaktiverer ATGL og HSL.

Adrenalin og noradrenalin aktiverer ATGL og HSL (aktiveres ved faste eller ved øget energibehov).

Kortisol øger syntesen af de lipolytiske enzymer i fedtvæv, heriblandt ATGL og HSL. Kortisol udskilles ved stress tilstande (herunder faste). Det gør at lipolyse bliver mere effektiv ved stimulation af adrenalin og noradrenalin.

Question 7

Hvordan transporteres fedtsyrer?

Answer 7

Det transporteres til vævene med blodet, bundet til proteinet albumin. Glycerol er vandopløseligt, og transporteres frit med blod til lever.

Question 8

Oxidation af fedtsyrer: Fase 1: Aktivering

Answer 8

Fedtsyren bliver omdannet til en fedtacyl-CoA i cytosol. Dette sker ved påkobling af CoA med en energirig thioesterbinding. Dette sker af 2 trin, der forbruger to anhydridbindinger fra ATP, så ATP –> AMP+2Pi. Reaktionen er irreversibel, og katalyseres af fedtacyl-CoA-syntatase.

Question 9

Oxidation af fedtsyrer: Fase 2: Transport

Answer 9

Fedtsyren skal transporteres fra cytosol til matrix af mitokondriet. Dette kræver en fjernelse af CoA. Det sker ved en ombytning af CoA, med carnitin, så der dannes en fedtacyl-carnitin. Så kan det transporteres gennem carnitintransportmekanismen. I matrix gendannes fedtacyl-CoA med en matrix CoA. Transport kræver ikke ATP.

Question 10

Oxidation af fedtsyrer: Fase 3: Oxidation

Answer 10

Fedtsyren indeholder en elektronrig kulbrintekæde, da dens carbonatomer er mættede med hydrogen atomer.

Der sker i matrix en oxidations reaktion, hvor elektronerne bliver overført til FAD og NADH+H+.
Disse elektroner afleveres til respirationskæden.

Under nedbrydning af fedtsyren foregår en cyklus af 4 trin. Under hvert trin foregår to oxidationsreaktioner med Beta-carbonatomet, heraf kaldt Beta-oxidation.

Question 11

Fase 3: oxidation af fedtsyrer, trin 1.

Answer 11

Der oxideres en beta-carbongruppe, hvorved der dannes en dobbeltbinding, under samtidigt reduktion af FAD til FADH2 (FADH2 kan skabe 1,5-2 ATP).

Question 12

Fase 3: oxidation af fedtsyrer, trin 2.

Answer 12

Der adderes vand til dobbeltbindingen, så der skabes en oxiderbar sekundær alkohol på beta-carbonatomet (C3).

Question 13

Fase 3: oxidation af fedtsyrer, trin 3.

Answer 13

Der sker en oxidationsreaktion mere, hvor hydroxygruppen reduceres til en ketogruppe, under samtidig reduktion af NAD til NADH+H+ (NADH+H+ kan danne 2,5-3 ATP, ved oxidativ fosforylering).

Question 14

Fase 3: oxidation af fedtsyrer, trin 4.

Answer 14

Acetyl-CoA kløves fra fedtsyren.

Fedtacylen klippes mellem Alpha og beta-carbongrupperne, hvorved der frigives acetyl-CoA.

Question 15

Energiregnskab af Beta-oxidation af palmitat.

Answer 15

Palmitat oxideres i 7 cykler. I hver cykel dannes 1 FADH2, 1 NADH+H+ og en acetyl-CoA. I sidste cykel dannes 2 acetyl-CoA.

Der er i alt 7 FADH2 og 7 NADH+H+, som kan danne (72)+(73)=35 ATP

Hver acetyl CoA danner i citratcyklus 3 NADH+H+, en FADH2 og 1 ATP eller GTP.

Det er (833)+(8*2)+8=72+16+8=96 ATP.

I alt dannes altså 96+35=131 ATP.

Aktiveringen af fedtsyren kostede dog 2 ATP, så det er 129 ATP hvis det medregnes.

Question 16

Regulering af carnitin-transport

Answer 16

malonyl-CoA hæmmer carnitin transport-mekanismen CPT-I allosterisk.

Question 17

Regulering af beta-oxidation i muskler

Answer 17

Muskler har en isoform af acetyl-CoA-Carboxylase, der kun bruges til at denne malonyl-CoA som regulator molekyle.
Dette enzym aktiveres af insulin.
Mekanismen hæmmes af AMP og adrenalin.

Question 18

Hvorfor er b-oxidationen strengt aerob?

Answer 18

Fordi den kræver FAD og NAD+, som kun bliver gendannet gennem respirationskæden, som kun foreløber når der er ilt til stede.

Question 19

Nedbrydning af fedtsyrer med mere end 20 carbongrupper.

Answer 19

Fedtsyren bliver aktiveret af fedtacyl-CoA-syntatase.

• -> fedtsyren transporteres så ind i peroxisomet, ved hjælp af en transporter.
• -> En proces lignende beta-oxidation starter, men da der i første oxidering dannes FADH2, så kan de ikke afleveres til mitokondrier, så i stedet reduceres O2 til H2O2. Der dannes altså intet ATP.
• -> I anden oxidation, der kan NADH+H+ godt transporteres til respirationskæden, da det er mobilt.
• -> Når fedtsyren er reduceret til 8 carbongrupper, så transporteres det til mitokondriet og nedbrydes der.

Det skal nævnes at carnitin kobles på fedtsyren i peroxisomet (og på de dannede acetyl-CoA).

Question 20

hvad er forskellen i oxidationen mellem mættede og umættede fedtsyrer?

Answer 20

Umættede har allerede en dobbeltbinding, og kan derfor kun oxideres en gang mindre, så første oxidations proces springes over, og vand bliver tilføjet med det samme. Da den første oxidations proces springes over, så dannes der en FADH2 mindre, og vil derfor skabe 2 ATP mindre per dobbelt binding.

Question 21

Hvad kræver oxidation af umættet fedtsyrer?

Answer 21

Ekstra enzymer:
En isomerase hvis dobbeltbindingen sidder på en ulige carbongruppe.
En isomerase og en reduktase hvis dobbeltbindingen sidder på en carbongruppe med et lige nummer.

Question 22

Oxidation af fedtsyrer med ulige antal carbon grupper.

Answer 22

Nedbrydning sker ved almindelig beta-oxidation, men i sidste trin kløves en fedtacyl med 5 carbon grupper af.
Dette fedtacyl indeholder en acetyl-CoA gripper med to carbongrupper og en propionyl gruppe med 3 carbon atomer.

Propionyl omdannes til succinyl-CoA ved 3 reaktioner, der kræver biotin og vitamin B12.

Question 23

Alpha-oxidation af forgrenede fedtsyrer.

Answer 23

Først undergår molekylet en alpha-oxidation, hvor alpha-carbongruppen hydroxyleres og oxideres til en ny carboxylgruppe, mens den yderste eksisterende carboxylgruppe fjernes som co2.

Herefter aktiveres og b-oxideres fedtsyren.

Under nedbrydningsprocessen frigøres propionyl-CoA, der indeholder den ekstra methylgruppe fra forgreningerne.

Question 24

Hvad er ketonstoffer en betegnelse for?

Answer 24

Beta-hydroxybutyrat, acetoacetat og acetone. De dannes i leveren under faste.

Question 25

Hvornår dannes ketonstoffer?

Answer 25

Når leveren brænder fedtstoffer af til glukoneogenese, og dermed ophober acetyl-CoA, da citratcyklus er inhiberet under glukoneogenesen.

Derfor skal cellen finde en anden måde at bruge acetyl-CoA.

Derfor omdannes acetyl-CoA i stedet for til ketonstoffer

Question 26

Navnene på de 3 typer af ketonstoffer

Answer 26

Acetone, acetoacetat og Beta-hydroxybutyrat.

Question 27

Hæmmende mekanismer mod citratcyklus, under glukoneogenese.

Answer 27

Oxaloacetat vil være uledigt, da det bruges i glukoneogenesen.

Oxaloacetat vil omdannes til malat, da der er rigeligt med NADH+H+, og dette vil gøre det endnu mindre ledigt.

ATP og NADH+H+ vil inhibere isocitratdehydrogenasen.

Question 28

Hvad er en af hovedårsagerne til at ketonstofdannelsen skal foreløbe?

Answer 28

CoA findes kun i små mængder i leveren, så acetyl-CoA vil beslaglægge det. Ved ketonstofdannelsen fjernes CoA fra acetyl gruppen. Uden frie CoA kan beta oxidationen ikke lade sig gøre.

Question 29

Syntese af ketonstoffer.

Answer 29

Foregår i mitokondriets matrix.

Acetylgruppen fraspaltes CoA, og omdannes til acetoacetat. Reaktionen foregår i 3 trin:

Først kondenserer to acetyl-CoA til acetoacetyl-CoA, og der frigives en CoA.

Herefter dannes HMG-CoA, ved tilførsel af endnu en acetylgruppe.

Til sidst spaltes HMG-CoA til acetoacetat og acetyl-CoA.

Acetoacetat kan spontant omdannes til acetone. Det forhindres dog i leveren, da NADH+H+ vil omdanne acetoacetat til Beta-hydroxybutyrat.

Ketonstofferne er vandopløselige og kan afgives til blodbanen.

Question 30

Hvorfor kan leveren ikke forbrænde acetoacetat?

Answer 30

Den har ikke enzymet til at omdanne acetoacetat til acetoacetyl-CoA

Question 31

Hvad er energitabet ved aktivering af ketonstoffer?

Answer 31

Det koster 1 ATP per acetoacetat, altså 1 ATP per 2 acetyl-CoA