Beta-ossidazione degli Acidi Grassi (Alfa-ossidazione, Omega-ossidazione e Beta-ossidazione con insaturazione e a catena dispari) Flashcards

1
Q

Quali sono le caratteristiche degli acidi grassi?

A

Possono essere saturi o insaturi a seconda della presenza o meno del doppio legame. Provengono dalla dieta e dai depositi cellulari sotto forma di trigliceridi e sono sintetizzati ed esportati grazie al fegato e a proteine accessorie

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2
Q

Cosa avviene in breve nella beta ossidazione?

A

Un gruppo di 2 atomi di C provenienti dall’ acido grasso viene convertito in gruppo acetile e attaccato al coenzima A per formare acetyl-CoA che è poi snodo di varie vie metaboliche

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3
Q

Dove può finire l’acetyl-coA dopo la beta ossidazione?

A

Può finire nel ciclo di Krebs a livello del primo step

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4
Q

Quanti step richiede ogni volta la conversione del gruppo di carboni di acido grasso in acetyl-CoA?

A

4 step ogni ciclo

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5
Q

Qual’è la differenza nel risultato finale di beta ossidazione fra un acido grasso ad atomi di C pari e uno ad atomi di C dispari?

A

Quello ad atomi di C pari andrà in completo esaurimento per formare acetyl-CoA, invece quello dispari produce acetyl-CoA fino a rimanere con un propionil-CoA

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6
Q

Da cosa derivano gli acidi grassi destinati poi a beta ossidazione?

A

Da trigliceridi, da cui poi il glicerolo viene inviato alla glicolisi nello step della trioso fosfato isomerasi (step 5)

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7
Q

Cosa sono i corpi chetonici e perché vengono prodotti in alcune situazioni?

A

Sono tre piccole molecole (acetone, acetoacetato e idrossibutirato) che si ottengono per fusione di molecole di acetyl-CoA. Vengono sfruttati nelle condizioni in cui ho un’impossibilità nel trasferire acetyl-CoA a partire da acidi grassi o di ottenere energia da glucosio. In questo caso quindi si attinge direttamente da queste molecole per ottenere in modo diretto acetyl-CoA che serve come snodo di diverse vie metaboliche

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8
Q

Dove avviene la beta ossidazione?

A

Nella matrice mitocondriale

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9
Q

Qual’è il primo STEP del primo sistema adottato per fare passare un acido grasso nell’ ambiente mitocondriale?

A

Viene convertito da acido grasso ad acyl-CoA:
Come prima cosa viene attivato l’acido grasso legandolo con l’adenosina e un gruppo fosfato provenienti da ATP grazie all’ enzima ACSS, si ottengono acil adenilato e pirofosfato e quest’ ultimo è scisso in due fosfati inorganici grazie a pirofosfatasi inorganica e il deltaG di questa reazione favorisce l’attivazione dell’ acido grasso

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10
Q

Qual’è il secondo STEP del primo sistema adottato per fare passare un acido grasso nell’ ambiente mitocondriale?

A

Il coenzima A attacca l’acil-adenilato sempre per mezzo di ACSS e si forma acyl-CoA che contiene un gruppo SH che lo rende in grado di legarsi in modo specifico al trasportatore specifico di membrana

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11
Q

Quali sono i passaggi dello shuttle della carnitina

A

Ci sono due trasportatori sulla membrana esterna ed interna del mitocondrio (CPT1 e CPT2) che sfruttano la carnitina per trasportare l’acetyl-CoA dalla parte citosolica alla parte della matrice mitocondriale. All’ inizio l’acetyl-CoA si lega alla carnitina e quindi tramite CPT1 riesce a passare nello spazio intermembrana liberando prima il coenzima A. Successivamente si lega alla CPT2 (legata a sua volta ad un altro complesso di membrana e l’acetyl-CoA riesce a passare nella matrice dove libera la carnitina e si lega nuovamente a coenzima A. La carnitina liberata deve essere rifornita al citoplasma per fare ripartire il ciclo e quindi passa spontaneamente grazie a trasportatori fino al citoplasma.

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12
Q

Qual’è la prima reazione della beta ossidazione?

A

È una reazione di deidrogenazione degli atomi di C in posizione C2 e C3, grazie ad acyl-CoA deidrogenasi che porta a formazione di trans-∆2-enoyl-CoA e a riduzione di FAD in FADH2

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13
Q

Qual è la seconda reazione della beta ossidazione?

A

È un’idratazione grazie a enoyl-CoA idratasi che aggiunge un’H2O a trans-∆2-enoyl-CoA e si forma beta-idrossiacil-CoA

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14
Q

Qual’è la terza reazione della beta ossidazione?

A

È una seconda deidrogenazione che avviene grazie a beta-idrossiacil-CoA deidrogenasi, il quale porta alla formazione di beta-chetoacil-CoA e a riduzione di NAD+ in NADH

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15
Q

Qual’è la quarta reazione della beta ossidazione

A

È catalizzata da acyl-CoA acetiltransferasi che introduce una molecola di CoA-SH e causa una lisi di beta-chetoacil-CoA in acetyl CoA e in acyl-CoA (a differenza di quello di partenza ha 2 carboni in meno nella catena)

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16
Q

Grazie alla beta ossidazione, da palmitoyl-CoA, in seguito a ciclo di Krebs e fosforilazione ossidativa, quante molecole di ATP vengono prodotte al netto?

A

108 ATP

17
Q

Come avviene le beta ossidazione nei perossisomi?

A

Nei perossisomi avviene la beta ossidazione degli acidi grassi a catena lunga o ramificata. Nel primo passaggio il FADH2 è riossidato a FAD direttamente per mezzo dell’ O2 con produzione di acqua ossigenata (viene fatto non essendoci una catena di trasporto che è in grado di continuare a ridurre FAD. Poi l’acqua ossigenata per mezzo dell’ enzima catalasi produce acqua e mezza molecola di O2. La stessa cosa accade nella terza reazione. Il resto delle reazioni avvengono secondo i medesimi meccanismi del mitocondrio

18
Q

Quali sono le due strade che si possono adottare quando bisogna convertire un’insaturazione da Cis a trans per fare avvenire la beta ossidazione?

A

Con il pathway isomerasi dipendente, dove il cambio conformazionale è affidato ad una isomerasi, o attraverso il pathway reduttasi dipendente in cui il cambio conformazionale è affidato ad una reduttasi

19
Q

Prendendo come esempio l’oleoil-CoA con un’ insaturazione in cis in posizione 9 quali sono i vari passaggi del primo modo per poter fare una beta ossidazione regolare?

A

Prima vengono compiuti 2 cicli di beta ossidazione, rimanendo quindi con l’instaurazione in Cis in posizione 5

Viene poi sottoposto ad acyl-CoA deidrogenasi che forma trans-2 cis-5 tetradecadienoil-CoA (presenta un legame in Cis e uno in trans)

Il legame in trans ora può essere attaccato da un’idratasi che lo sostituisce con un gruppo ossidrile e forma 3-idrossi-cis-5 tetradecenoil-CoA

A questo punto la beta ossidazione canonica continua fino al legame in cis quando è in posizione 3, e subentra l’enzima ∆3,∆2-enoil-CoA-isomerasi che trasforma il doppio legame cis-3 in trans-2 e la beta ossidazione può ora riprendere con gli step canonici

20
Q

Cosa prevede il secondo metodo per sostituire un’ insaturazione in cis e fare avvenire una beta ossidazione regolare?

A

A partire dal trans-2,cis-5-tetradecadienoil-CoA si può seguire un pathway che sostituisce all’ azione dell’ idratasi quella della reduttasi

21
Q

Cosa accade in seguito a formazione di propionil-CoA dopo beta ossidazione di acidi grassi dispari?

A

Il propionil-CoA viene prima sottoposto a carbossilazion da propionil-CoA carbossilasi per formare D-metilmalonil-CoA (in questo passaggio occorre uno step di attivazione dello ione bicarbonato e viene usata ATP che viene defosforilata ad ADP)

Successivamente grazie a metilmalonil-CoA epimerasi si inverte la posizione del gruppo carbossilico con il gruppo contenente CoA e si ottiene la forma L-metilmalonil-CoA

Infine L-metilmalonil-CoA viene isomerizzato grazie a metilmalonil-CoA mutasi che forma succyinil-CoA, il quale entra nel ciclo di Krebs

22
Q

Di cosa necessità l’enzima mutasi per intervenire nel 3 step di formazione del succinato da propionil-CoA?

A

Di vitamina B12 come cofattore, la quale inverte le posizioni di un gruppo funzionale e di un idrogeno

23
Q

Si ottengono più molecole di ATP da una molecola di glucosio che entra in glicolisi o da un acido grasso che entra in beta ossidazione, a parità di atomi di C?

A

Da un acido grasso di 6 C si ottengono circa 38 ATP, da glucosio se ne ottengono 30/32

24
Q

Dove avviene l’alfa ossidazione e per quale motivo?

A

Avviene nei perossisomi e avviene in casi in cui non può avvenire la beta ossidazione, come la presenza di un metile nell’ acido fitanico

25
Q

Come avviene l’alfa ossidazione?:

A

Nel primo passaggio viene usata ATP convertita in AMP e pp per trasformare acido fitanico in fitanoil-CoA per mezzo di fitanoil-CoA sintetasi

Poi per idrossilazione grazie a fitanoil-CoA idrolasi si forma idrossifitanoil-CoA

Questo viene poi sottoposto a decarbossilazione e ossidazione con utilizzo di un NADP+ ridotto a NADPH formando prima pristanale e poi acido pristanico, dove non è più presente il metile ed è possibile fare beta ossidazione

26
Q

Dove e perché avviene la omega ossidazione di acidi grassi?

A

La omega ossidazione avviene nel reticolo endoplasmatico, nel fegato e nei reni e avviene dal lato opposto rispetto a dove si trova il doppio legame nella catena di acido grasso.

27
Q

Quali sono gli step della omega ossidazione?

A

Nella omega ossidazione inizialmente bisogna convertire sul lato opposto il metile in gruppo carbossilico

All’ inizio agisce un’ ossigenasi che ossida NADPH in NADP+ e aggiunge un ossidrile al metile ottenendo un alcol

Poi agisce un alcol deidrogenasi che forma dall’ alcol un’ aldeide riducendo NAD+ in NADH

Infine per mezzo di un’ aldeide deidrogenasi si forma il gruppo carbossilico e si riduce un NAD+in NADH

Adesso l’ho avvenire beta ossidazione e si forma succinato oppure un intermedio chiamato acido adipico

28
Q

Quali altre molecole “utili” vengono prodotte in beta ossidazione degli acidi grassi, oltre ad acetyl-CoA?

A

FADH2 e NADH per ogni ciclo di 4 reazioni

29
Q

Quali enzimi sono coinvolti nel pathway isomerasi dipendente della beta ossidazione con insaturazione in cis?

A

Dopo l’azione dell’ acyl-CoA deidrogenasi intervengono in ordine:
Idratasi
Deidrogenasi
Tiolasi
∆3,∆2 enoyl-CoA isomerasi

30
Q

Quali enzimi sono coinvolti nel pathway reduttasi dipendente della beta ossidazione con insaturazione in cis?

A

Dopo l’azione della acyl-CoA deidrogenasi intervengono i seguenti enzimi in ordine:
Isomerasi
Isomerasi
Reduttasi
∆3,∆2 enoyl-CoA isomerasi

31
Q

In quale step della beta ossidazione canonica viene prodotto NADH?

A

Nella terza reazione, con l’beta-idrossiacyl-CoA deidrogenasi che trasforma beta-idrossiacyl-CoA in beta-chetoacil-CoA

32
Q

In quale step della beta ossidazione è prodotto FADH2?

A

Nella prima reazione ad opera di acyl-CoA deidrogenasi che trasforma acyl-CoA in trans-∆2-enoyl-CoA

33
Q

In quale step del passaggio da propionil-CoA a succyinil-CoA viene idrolizzata ATP

A

Nel primo passaggio da propionil-CoA a D-metilmalonil-CoA ad opera di propionil-CoA carbossilasi

34
Q

Quali sono gli equivalenti riducenti ottenuti in omega ossidazione?

A

NADP+, 2 NADH