09. Fettsäurestoffwechsel

• Triacylglycerine

• Bestehen aus Fettsäuren und Glycerin

• werden in Fettgewebe gespeichert

  —> Hochkonzentrierte Speicher für Stoffwechselenergie

• vollständige oxidation liefert 38 kJ/g

  —> haben 2x so viel Energei wie Kohlenhydrate und Proteine

• wichtigster Energiespeicher (Wasserfrei und damit 6,75x mehr Energie pro Gramm als Glykogen)

1. Brennstoffe

   —> gespeichert im Fettgewebe in Adipozyten

2. Bausteine von Phospholipiden und Glykolipiden

3. modifizierung von Proteinen

4. Vorstufe von Hormonen

• Abbau in Mitochondrien, liefert Acetyl-CoA, das dann direkt weiter verwendet werden kann

• Synthese im Cytosol

Abbau:

1. Oxidation

2. Hydratisierung

3. Oxidation

4. Spaltung

   —> der enstandene C4-Körper wird durch das Coenzym A gespalten, wodurch man Acetyl-CoA und eine um 2 C kürzere Fettsäurekette erhält

Synthese:

1. Kondensation

2. Reduktion

3. Dehydratisierung

4. Reduktion

   —> es werden immer C 16 Fettsäuren synthetisiert

• Lipide aus der Nahrung werden durch Pankreas Lipasen abgebaut

  —> erst im Dünndarm

• es enstehen zwei fettsäuren und ein Monoacylglycerin

• die hydrophoben Triacylglyceride werden in Mizellen aus Galensalzen (Glykocholat) aufgenommen und so der Lipase zugänglich gemacht

• Sie werden über die Endothelzellen in das Lymphsystem transportiert

• durch Signalkaskaden, die durch Hormone ausgelöst werden (Glucagon oder Adrenalin)

1. ein Adenylat-Cyklase gekoppelter Rezeptor bindet ein Hormon und wandelt deshalb ATP zu cAMP um

2. cAMP aktiviert die Proteinkinase 1

3. diese wandelt ATP zu ADP um und Phosphoryliert damit die Triacylglycerinlipase und aktiviert sie somit

4. Phosphatase dephosphoryliert die Lipase und macht sie wieder inaktiv

• Tansport der Fettsäuren und Glycerin zu anderen Geweben

• Umsetzung con Glycerin zu Glycerinaldehyd-3-phosphat

• kann dann in Pyruvat oder Glucose umgewandelt werden

• Acyl-CoA Synthetase aktiviert die Fettsäure durch Bildung einer Thioesterbindung zu Coenzym A

1. die Fettsäure reagiert mit ATP zu Acyladenylat

2. Acyl-CoA wird gebildet und AMP freigesetzt

• die Carnitin-Acyltransferase konjugiert die Fettsäure mit Carnitin unter Bildung von Acylcarnitin

• die Acylcarnitin-Translokase transportiert das Acylcarnitin in das Mitochondrium

1. Oxidation des Acyl-CoA unter Bildung von FADH2

2. Hydratisierung der Doppelbindung

3. Oxidation zur Ketogruppe unter Bildung von NADH

4. Spaltung des 3-Ketoacyl-CoA und Freisetzung des Acetyl-CoA

5. Weiterer Abbau der um 2 C-Atome kleineren Fettsäure

   —> nach jeder Runde entsteht also ein Acetyl-CoA, ein FADH und ein NADH+H+

—> die Vollständige Oxidation von Palmitat liefert zum beispiel 106 Moleküle ATP

• Oxidation von Fettsäuren als wichtige metabolische Wasserquelle

• Oxidation von Fettsäuren als Energiequelle für long distance Flüge bei Vögeln

• geht in den Citratzyklus, es entstehen letztendlich 2 CO2

  
  

• Nein, da die C-Atome aus dem Acetyl-CoA als CO2 frei werden

  —> aus Acetyl-CoA kann weder Pyruvat noch Oxalacetat gebildet werden, dazu fehlen die richtigen Enzyme

• in Leber Mitochndrien, passiert, wenn die Konzentration an Acetyl-CoA in der Leber steigt, Ketonkörper als Energiequelle

1. die Ketothiolase bildet Acetacetyl-CoA aus zwei Molekülen Acetyl-CoA

1. an Acetacetyl-CoA wird eine weitere Acetylgruppe durch die Hydroxymethylglutaryl-CoA-Synthetase angelagert

2. ein Hydroxymethylglutaryl-CoA spaltendes Enzym spaltet ein Acetyl-CoA ab und bildet Acetacetat

3. D-3-hydroxy-butyrat-Dehydrogenase wandel Acetacetat zu D-3-hydroxy-butyrat um

4. durch spontane Abspaltung von CO2 kann Acetacetat auch zu Aceton werden (Decarboxylierung)

• beim Fasten wandelt die Leber Fettsuren in Ketonkörper um, die dann als primärer Brennstoff genutzt werden (für Citratzyklus)

  —> wird in Herz-, Nierenrinden- oder Hirnzellen im Hungerzustand verwendet

• Folge von Insulinmangel

  —> Transport von Glucose in Zellen wird gestört

  —> hohe Ketonkonzentration führen zur Senkung des pH-Wertes im Blut

• findet im Cytoplasma statt

  —> nur wenn viel Acetyl-CoA im Cytoplasma ist

• durch eine Polypeptidkette, die Fettsäuresynthase

  —> aufeinanderfolgende addition von C2 Körpern von Acetyl-CoA

  —> Malonyl-CoA ist ein aktiver Donor

  —> es wird NADPH als Reduktionsmittel verwendet

  —> Verlängerung bis C16 (Palmitat)

• Zwischenprodukte der Fettsäuresynthese sind kovalent mit der Sulfhydrylgruppe von Acyl-carrier-Proteinen verbunden

• Katalysiert durch die Acetyl-CoA-Carboxylase

  —> enthält Biotin als prosthetische Gruppe

  —> es entsteht Carboxy-biotin Zwischenprodukte

• Schrittmacherreaktion für die Fettsäuresynthese

• Über Citrat, was dann im Cytoplasma zu Oxalacetat und Acetyl-CoA gespalten wird durch die ATP-Citrat Lyase unter ATP verbrauch

• bei der Decarboxylierung von Malat zu Pyruvat entsteht ein NADPH, da diese über ein NADP+ abhängiges Malat-Enzym katalysiert wird

• das entstandene Pyruvat wird im Mitochondrium durch die Pyruvat-Carboxylase zu Oxalacetat carboxyliert

• Glykolyse, Pentosephosphatweg und Citratzyklus

• durch Phosphorylierung der Carboxylase, die die Schrittmacherreaktion katalysiert

• Die Acetyl-CoA Carboxylase wird durch Phosphorylierung durch die AMP aktivierte Proteinkinase (AMPK) gehemmt

• AMPK wird durch AMP aktiviert und durch ATP inaktiviert

• die Inaktivere Form der Carboxylaaw wird durch Citrat teilweise aktiv