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KW47: Lipide Aufbau

KW47: Lipide Aufbau

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M. G.
Lernen
M. G.
Diese Lernkarten bieten einen umfassenden Überblick über den Fettsäurenabbau auf Universitätsniveau. Sie behandeln zentrale Themen wie die Aktivierung von Fettsäuren, den Transport ins Mitochondrium, die Beta-Oxidation zu Acetyl-CoA sowie die Regulation des Prozesses. Enzyme wie Carnitin-Acyl-Transferase und Coenzym A spielen dabei eine entscheidende Rolle. Der Fokus liegt auf den biochemischen Prozessen und den beteiligten Molekülen, was diese Lernkarten besonders für Studierende der Biochemie und Medizin nützlich macht.
Karten
9
Lernende
3
Sprache
Deutsch
Kategorie
Chemie
Stufe
Universität
Erstellt / Aktualisiert
18.01.2016 / 09.07.2025
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Lernkarten

Fettsäurenabbau: Wo findet dieser statt?

Ausschliesslich in Mitochondrien besitzenden Zellen

  • v.a. in
    • Leber (übernimmt ca. 50% des Fett-Abbaus
    • Skelettmuskulatur
    • Herzmuskulatur
  • NICHT im
    • Erythrocyten (besitzt keine Mitochondrien)
    • Gehirn (FS können die Blut-Hirnschrnke nicht passieren)

Fettsäurenabbau: grober Überblick? (6 Schritte)

  1. Aufnahme der FS in die Zelle
  2. Bindung an ein Protein zum intrazellulären Transport
  3. Aktivierung zu Acyl-CoA
  4. Transport ins Mitochondrium (Carnitin-Carrier)
  5. Beta-Oxidation zu Acetyl-CoA + NADH/H+ + FADH2
  6. Abbau von Acetyl-CoA im Citratcyclus

Fettsäurenabbau: Aufnahme FS in die Zelle, Wie?

  • durch Diffusion
  • durch erleichterte Diffusion mittels
    • CD36-Protein
    • CD36-Protein plus FABP (Fatty acid binding protein)
  • durch aktiven Transport mittels
    • FATP = fatty acid transport protein (aktiver Transport), betrifft nur VLCPUFA (ab 22C)

Fettsäurenabbau: Aktivierung? und warum findet diese im Zytosol statt?

  • nicht aktivierte FS können durch die Mitochondrienmembran diffundieren
  • doch können nicht aktiviert FS im Mitochondrium nicht verstoffwechselt werden
  • Aktivierte FS sind zu polar und benötigen für den Transport ins Mitochondrium den Carrier Carnitin
  • -> deswegen muss abzubauende FS zuerst an Acyl-CoA gebunden werden
  1. Fettsäure und ATP gehen eine kurzlebige Verbindung ein, dabei wird dem ATP ein Pyrophosphat abgespalten. Das Enzym Acyl-CoA-Synthetase hält das Acyl-Aldenylat weiterhin gebunden (also AMP + FS+Acyl-CoA Synthetase)
  2. Coenzym A verdrängt AMP aus der Bindung -> es entsteht Acyl-CoA. Dieses kann nun durch den Carrier

Fettsäurenabbau: Aktivierung? und warum findet diese im Zytosol statt?

  • nicht aktivierte FS können durch die Mitochondrienmembran diffundieren
  • doch können nicht aktiviert FS im Mitochondrium nicht verstoffwechselt werden
  • Aktivierte FS sind zu polar und benötigen für den Transport ins Mitochondrium den Carrier Carnitin
  • -> deswegen muss abzubauende FS zuerst an Acyl-CoA gebunden werden
  1. Fettsäure und ATP gehen eine kurzlebige Verbindung ein, dabei wird dem ATP ein Pyrophosphat abgespalten. Das Enzym Acyl-CoA-Synthetase hält das Acyl-Aldenylat weiterhin gebunden (also AMP + FS+Acyl-CoA Synthetase)
  2. Coenzym A verdrängt AMP aus der Bindung -> es entsteht Acyl-CoA. Dieses kann nun durch den Carrier

Fettsäurenabbau: Transport ins Mitochondrium

  • Acyl-CoA  reagiert mit der Carnitin-Acyl-Transferase 1 -> Acyl-Rest vom Coenzym A geht auf das Carnitin über -> Acyl-Carnitin
  • Das Acyl-Carnitin wird mit Hilfe der Carnitin-Acylcarnitin-Translokase ins Mitochondrium transportiert
  • Acyl-Rest wird auf ein mitochondriales CoA übertragen durch Carnitin-Acyl-Transferase 2. Das wieder freie Carnitin kann zurück ins Zytosol befördert werden

kurz und mittelkettige FS brauche KEINEN Carnitin-Carrier

Fettsäurenabbau: Beta-Oxitation des Acyl-CoA zu Acetyl-CoA

hat 4 Reaktionsschritt:

  1. Dehydrierung (oxidation) : 2 H weg; aus Acyl-CoA wird Enoyl-CoA durch Acyl-CoA-Dehydrogenase (1 FADH2 entsteht)
  2. Hydratisierung: H2O dran; aus Enoyl-CoA wird Hydroxyacyl-CoA durch Enoyl-CoA-Hydratase
  3. Dehydrierung (oxidation): 2 H weg; aus Hydroxyacyl-CoA wird Ketoacyl-CoA durch l-beta-CoA-Dehydrogenase (1 NADH/H+ entsteht)
  4. thiolyse: Apspaltung mittels SH-Gruppe; durch Thiolase aus Ketoacyl-CoA wird Acetyl-CoA (aus 2 C-Atome der FS) und der Rest der Fettsäure (wieder Acyl-CoA)
  • Das Acetyl-CoA wir im Citratzyklus zu 10 ATP verarbeitet
  • FADH2 und NADH/H+ wird in der Atmungskette zu 1.5 ATP resp. 2.5 ATP verarbeitet

Wie kann man den Energiegewinn einer geradzahligen Fettsäure (gesättigten) berechnen.

  • C-Atome / 2 -> ergibt Anzahl Acetyl-CoA (liefern jeweils 10 ATPs)
    • z.B. Stearinsäure (C20:0) -> 10 Acetyl CoA -> 100 ATPs
  • Bei der Abspaltung von Acetyl-CoA wird jeweils 1 FADH2 und 1 NADH/H+ gewonne
    • C20:0 wird 9 mal gespalten
    • 9*1.5 = 13.5
    • 9*2.5 = 22.5
  • ATPs werden zusammengezählt minus 2 ATP für die Aktivierung der FS
    • 100+13.5+22.5 - 2= 134 ATP aus Stearinsäure

Wie wird der Fettsäureabbau reguliert?

Allosterisch

  • Ausgangssubstanzen (FS)
  • Endprodukte (Acetyl-CoA)
  • Intermediärprodukte (Malonsäure, entsteht bei FS-Aufbau)

Enzymatisch

  • Malonyl-CoA hemmt die Carnitin-Acyl-Transferase 1 (Acyl-CoA kommt nicht mehr in das Mitochondrium)

Hormonell

  • kurzfristig über Glucagon, Adrenalin, Insulin
  • langfristig über Glucocorticoide und Schilddrüsenhormone

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