Omsättning av fettsyror och ketonkroppar

Question 1

Är aktiveringen av fettsyror reversibel eller irreversibel?

Answer 1

Irreversibel

Question 2

Vad är det första steget som måste ske för att fettsyror ska kunna omsättas?

Answer 2

Fettsyrorna måste aktiveras till acyl-CoA. Detta kostar energi som utvinns genom att ATP spjälkas först till AMP och PPi, pyrofosfat, vilka därefter spjälkas till 2 Pi. Denna process kan katalyseras av 4 olika enzymer, vilka alla är specifika för olika längder på fettsyrorna.

Question 3

Varför är aktiveringen av fettsyror viktig?

Answer 3

Dels aktiveras fettsyran, dels oskadliggörs den. Fettsyror kan annars agera detergenter i cellen men det hydrofila huvudet av fettsyran förstörs då fettsyran kopplas till CoA.

Question 4

Hur sker intransport av fettsyror till mitokondrien?

Answer 4

Acyl-CoA kan inte gå in genom den genom det inre membranet. I intermembranutrymmet kan karnitin binda upp fettsyran istället för CoA. Denna kan då gå in genom transportproteinet translokas. I det inre membranet sitter enzymet karnitin-palmityl tranferas I (CPT-1) som frisätter karnitin och återbildar acyl-CoA.

Question 5

Vilket är det viktigaste enzymet för reglering av nedbrytningen av fettsyror och vad hämmar detta?

Answer 5

Karnitin-palmityl transferas I. Det hämmas av malonyl-CoA.

Question 6

Vad sker i den första reaktionen i betaoxidationen?

Answer 6

Det tredje kolet i acyl-CoA oxideras så att en transdubbelbindning mellan c3 och c2. FAD, kopplat på samma sätt som det i citronsyracykeln, fångar upp elektroner och det går vidare i ETK på samma sätt.

Question 7

Vad sker i den andra reaktionen i betaoxidationen?

Answer 7

Hydrering sker genom att vatten adderas för att få tillbaka väte till c1 och OH-gruppen går till c2.

Question 8

Vad sker i den tredje reaktionen i betaoxidationen?

Answer 8

En ny oxidation sker då NAD+ oxiderar c2 så att en ketogrupp bildas.

Question 9

Vad sker i den fjärde reaktionen i betaoxidationen?

Answer 9

Thiolys sker - en sönderdelning mha svavel med en thiolgrupp. Bindningen mellan c2 och c3 bryts. 2-kolkedjan kopplas till CoA så acetyl-CoA bildas och vi får en ny kolkedja som är två kol kortare som kan fortsätta flera varv i betaoxidationen.

Question 10

Vilka processer ingår i en fullständig oxidation av fettsyror?

Answer 10

Betaoxidation, citronsyracykeln och oxidativ fosforylering.

Question 11

Hur länge ungefär skulle våra fettlager räcka vid total svält?

Answer 11

2-3 månader

Question 12

Vilka celler i kroppen kan använda fett som energisubstrat och vilka kan inte det?

Answer 12

Muskler, hjärta och lever kan använda fettsyror och hjärnan och mitokondrier kan inte använda det.

Question 13

Vad skiljer nedbrytningen av omättade fettsyror från mättade fettsyror?

Answer 13

Mindre energi kommer att fås ut och ett par extra enzym krävs.
•Då dubbelbindningar ska bildas i betaoxidationen kommer ett enzym behöva flytta den redan existerande dubbelbindningen till transposition.
•Nyskapade dubbelbindningar kommer att vid vissa steg hamna väldigt nära varandra vilket gör att molekylen blir instabil. Där kommer NADPH+H+ att reducera två av kolen så att bara en dubbelbindning finns kvar. Denna flyttas sedan mha ett isomeras.

Question 14

Kan vi bryta ner transfettysror?

Answer 14

Ja! De bildas även naturligt under betaoxidationen genom att skapa transdubbelbindningar.

Question 15

Hur går det när fettsyror med ett udda antal kol ska brytas ner?

Answer 15

Propionyl-CoA bildas som sista kolkedja. Reaktionen blir då:

Propionyl-CoA + ATP + HCO3- –> Metyl-malonyl-CoA + ADP + Pi

Metyl-malonyl-CoA –> Succinyl-CoA

Den första delen katalyseras av ett enzym eftersom det är energikrävande.

Question 16

Var sker fettsyrasyntesen?

Answer 16

I cytosolen i levern.

Question 17

När är fettsyrasyntesen aktiv?

Answer 17

När ett överskott av näringsämnen finns

Question 18

Vad stimmulerar fettsyrasyntesen?

Answer 18

Insulin

Question 19

Varför är fettsyrasyntes inte fördelaktig med kolhydrater som substrat?

Answer 19

25 % av kolhydraternas energi krävs för omvandlingen.

Question 20

Hur går det till när acetyl-CoA transporteras ut ur cellen och processerna som följer för biprodukten?

Answer 20

Först slås molekylen ihop med oxaloacetat och bildar citrat (CoA tas bort i processen som katalyseras av citratsyntas) som kan transporteras ut ur mitokondrien. Där sker en energikrävande process där citrat klyvs för att återbilda acetyl-CoA och oxaloacetat. Oxaloacetat har ingen transportör tillbaka in i cellen och reduceras därför till malat genom malatdehydrogenas, en process som krväer NADH. Malat kan sedan antingen gå tillbaka in i matrix eller så blir den pyruvat genom malic enzyme så att en CO2 bildas tillsammans med en NADPH. Pyruvat kan sedan gå in i matrix och omvandlas till oxaloacetat igen med en ATP.

Question 21

Hur påverkar citrat fettsyrasyntesen?

Answer 21

Om det finns en hög koncentration citrat i cellen utan att energin behövs, kommer uttransport av acetyl-CoA istället stimmuleras. Dessutom aktiverar den isomerisering med ACC1.

Question 22

I vilket steg av fettsyrasyntesen bildas malonyl-CoA?

Answer 22

Då acetyl-CoA transporterats ut ur matrix och återbildats i cytosolen.

Question 23

Hur sker reaktionen som bildar malonyl-CoA?

Answer 23

Syntetiseras från acetyl-CoA genom enzymet acetyl CoA-karboxylas (ACC1). Den har två aktiva ytor som genomför olika processer. Först binds en COO- till coenzymet biotin i en process som kommer att kräva ATP. Därefter kommer enzymet att binda denna grupp till acetyl-CoA så att malonyl-CoA bildas.

Question 24

Vilket enzym är det hastighetsbegränsande i fettsyrasyntesen?

Answer 24

Acetyl CoA-karboxylas, ACC1

Question 25

Hur regleras acetyl-CoA-karboxylas?

Answer 25

Den är aktiv i den ofosforyliserade formen och inaktiv i den fosforylerade formen. Insulin kommer att stimulera proteinfosfataser. AMP, glukagon och adrenalin kommer att aktivera AMP-dependent kinase som fosforylerar.

Question 26

Vad heter enzymet som katalyserar bildandet av malonyl-CoA i muskel?

Answer 26

ACC2

Question 27

Vilken intermediär reglerar fettsyranedbrytningen?

Answer 27

Koncentrationen av malonyl-CoA, vilken hämmar CPT1

Question 28

Hur fungerar enzymet fettsyrasyntas?

Answer 28

Det är ett multifunktionellt enzym med 7 olika enzymaktiviteter som tillsammans kommer att bilda palmitat. Den består av två peptidkedjor där ena jobbar från N-terminalen och den andra från C-terminalen. Enzymet har två kamrar som producerar en palmitat var. I varje kammare finns ACP som fungerar som en arm som kan flytta den bildade fettsyran mellan olika aktiva ytor och därmed kan enzymet katalysera hela molekylen.

Question 29

Vilka är de sju första stegen i fettsyrasyntesen?

Answer 29

1. Kolkedjan i acetyl-CoA binder till ACP i fettsyrasyntas och CoA släpper.
2. Kolkedjan flyttas till CYS-SH i fettsyrasyntas och då bildas metyländen.
3. Malonyl-CoA binder till ACP.
4. Den CO2 som sattes till malonyl-CoA av ACC1 avges nu och molekylen blir mindre energirik. Denna energi används för att göra en ny C-C bindning vid ACP då kolkedjan som suttit på CYS kopplas på kolkedjan från malonyl-CoA. Vi kan säga tt en karboxylering driver kondensationen.
5. Dubbelbindningen till syre närmast metyländen (C=O) reduceras av NADPH+H+.
6. Hydrolys sker så att det blir en dubbelbindning mellan två av kolen.
7. Ytterligaren en reduktion sker av fettsyran så att den blir mättad.

Steg 2-7 upprepas 6 gånger så att en 16-kolkedja bildas. Det sista steget är att palmitat spjälkas bort.

Question 30

Var sker förlängning av fettsyror?

Answer 30

I ER. Korta fettsyror kan dessutom förlängas i mitokondrier med hjälp av acetyl.CoA och NADH.

Question 31

Varför är en fettsyra essentiell?

Answer 31

För att den har dubbelbindningar efter kol 10 från karboxyländan. Människor har inga desaturaser som kan göra dubbelbindningar längre bort än C10.

Question 32

Varför behövs de essentiella fettsyrorna?

Answer 32

Bland annat för syntes av eikosanoider.

Question 33

Vad är eikosanoider?

Answer 33

Hormonliknande ämnen som prostaglandiner och leukotriener.

Question 34

Varför är linolsyra viktig?

Answer 34

Den behövs för att bilda arachidonsyra. Denna lagras i cellmembran som fosfolipider och kan vid behov tas bort och bilda eikosanoider som inverkar bland annat vid inflammation.

Question 35

Varför är linolensyra viktig?

Answer 35

Det är en omega 3-fettsyra. Den förlängs om den omvandlas i kroppen och de viktigaste är EPA och DHA. Dessa kan också ge eikosanoider som tros vara antiinflammatoriska, men inte lika potenta som de från omega 6 (linolsyra).

Question 36

Varför behöver vi omättade fettsyror?

Answer 36

För att få ut essentiella fettsyror.

Question 37

Vad är ketonkroppar?

Answer 37

En vattenlöslig form av fett.

Question 38

Varför är det bra att syntetisera ketonkroppar?

Answer 38

De sparar att använda muskelprotein som energisubstrat vid det som kroppen tolkar som svält.

Question 39

VAr syntetiseras ketonkroppar?

Answer 39

Endast i levern

Question 40

När stimuleras syntes av ketonkroppar?

Answer 40

Vid en hög koncentration av acetyl-CoA och låg koncentration av oxaloacetat.

Question 41

Hur går ketonkroppssyntesen till?

Answer 41

Två acetyl-CoA slås ihop med hjälp av thiolas och en HS-CoA lämnar. En acetoacetyl CoA bildas. Denna slås ihop med ytterligare en acetyl-CoA genom HMG-CoA-syntas. Det krävs en H2O och kommer då att bilda 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA (HMG-CoA) och en HS-CoA lämnar med en H+. Härifrån spjälkas en acetyl-CoA från molekylen mha HMG-CoA-lyas så att acetoacetat bildas. Denna kan gå två vägar vidare. Reduceras av NADH+H+ till beta-hydroxybutyrat med beta-hydroxybutyratdehydrogenas. Eller så kan en H+ binda och en CO2 släppa icke enzymatiskt och bilda aceton.

Question 42

Vilka är de tre ketonkropparna?

Answer 42

Acetoacetat, beta-hydroxybutyrat och aceton.

Question 43

Vilka är de ketonkroppar som kroppen kan använda?

Answer 43

Acetoacetat och beta-hydroxybutyrat

Question 44

Hur påverkas kroppen av de sura ketonkropparna?

Answer 44

De tar med sig en proton ut till blodbanan och kan orsaka ketoacidos. Vid svält är detta inget som kommer märkas eftersom ketonkropparna används men hos en person med okontrollerad diabetes typ I är detta livshotande och personen kan hamna i koma.

Question 45

Hur kan ketonkroppar användas i cellen?

Answer 45

Succinyl-CoA donerar S-CoA till acetoacetat mha succinyl-CoA-transferas. Acetoacetyl-CoA och succinat bildas. Mha thiolas och en till HS-CoA kan denna spjälkas vidare till två acetyl-CoA som kan gå vidare i citronsyracykeln.

Question 46

Varför kan inte levern använda ketonkroppar som energisubstrat?

Answer 46

Det finns inte succinyl-CoA-transferas

Question 47

Varför tar det några dagars tillvänjning innan hjärnan kan börja använda ketonkroppar som energisubstrat?

Answer 47

Både succinyl-CoA-transferas och thiolas måste börja bildas då de inte finns naturligt där.