WZ 5 Oxidatie van vetzuren en ketonlichamen PDF

Title WZ 5 Oxidatie van vetzuren en ketonlichamen
Course Metabolisme
Institution Universiteit Hasselt
Pages 6
File Size 227.5 KB
File Type PDF
Total Downloads 29
Total Views 142

Summary

......


Description

WZ 5: Oxidatie van vetzuren en ketonlichamen 5 uur ZSO BMW Metabolisme 2.3.5. Oxidatie van vetzuren en ketonlichamen.pdf Energiemetabolisme

1. Beschrijf de vrijzetting van vetzuren in het adiposeweefsel uit triacylglycerol, de regulatie ervan alsook de lotsbestemming van de bekomen bouwstenen.

Vrijzetting: De mobilisatie van opgeslagen vet vereist de hydrolytische afgifte van vrije vetzuren en glycerol uit hun TAG-vorm. Dit proces van lipolyse wordt bereikt door lipasen.

Eerst zorgt adipose triglyceride lipase (ATGL) voor de omzetting van TAG (triacylglycerol) naar DAG (diacylglycerol) wat door hormoongevoelige lipase (HSL) wordt omgezet tot MAG (monoacylglycerol). Dit wordt op zijn beurt omgezet door MAG-lipase (en omgezet in vrije vetzuren en glycerol). Regulatie: fig 16.15 HSL is actief wanneer het wordt gefosforyleerd door PKA, een cAMP afhankelijke proteïnekinase. cAMP wordt geproduceerd in de adipocyt wanneer catecholamines (zoals epinefrine) binden aan de β-adrenerge receptoren van de celmembraan en adenylylcyclase activeren. Het proces is vergelijkbaar met dat van de activering van glycogeenfosforylase. [Opmerking: omdat ACC wordt geremd door hormoongestuurde fosforylering, wordt de vetzuursynthese uitgeschakeld en de TAG-afbraak ingeschakeld wanneer de cAMP-gemedieerde cascade wordt geactiveerd]. In de aanwezigheid van hoge plasmaspiegels van insuline wordt HSL gedefosforyleerd en geïnactiveerd. Insuline onderdrukt ook de expressie van ATGL. [Opmerking: vetdruppels zijn bedekt met een eiwit (perilipine) dat de toegang tot de HSL beperkt. Fosforylering van perilipine door PKA maakt translocatie en binding van gefosforyleerde HSL aan de druppel mogelijk.] Lotsbestemming: De glycerol die vrijkomt tijdens TAG-afbraak kan niet worden gemetaboliseerd door adipocyten omdat ze geen glycerol kinase hebben. In plaats daarvan wordt glycerol door het bloed naar de lever getransporteerd, die het kinase heeft. Het resulterende glycerol-3-fosfaat kan worden gebruikt om TAG in de lever te vormen of kan worden omgezet in DHAP door omkering van de glycerol-3-fosfaatdehydrogenase-reactie. DHAP kan deelnemen aan glycolyse of gluconeogenese. De vrije vetzuren bewegen door het celmembraan van de adipocyt en binden zich aan serumalbumine. Ze worden getransporteerd naar weefsels zoals spieren, gaan cellen binnen, worden geactiveerd tot hun CoA-derivaten en worden geoxideerd voor energie in mitochondriën. Plasma-vrije vetzuren worden niet gebruikt als brandstof door rode bloedcellen RBC, die geen mitochondriën hebben. Hersenen gebruiken geen vrije vetzuren als energiebron.

[Opmerking: meer dan 50% van de vetzuren die vrijkomen uit vet-TAG worden opnieuw veresterd tot glycerol-3-fosfaat. WAT (wit adipoos weefsel) brengt geen glycerolkinase tot expressie en het glycerol-3-fosfaat wordt geproduceerd door glyceroneogenese, een onvolledige versie van gluconeogenese: pyruvaat naar OAA (oxalacetisch zuur? via pyruvaatcarboxylase en OAA naar fosfoenolpyruvaat PEP via fosfoenolpyruvaatcarboxykinase. Het PEP wordt omgezet in DHAP, dat wordt gereduceerd tot glycerol-3-fosfaat. Het proces verlaagt plasma-vrije vetzuren moleculen die geassocieerd zijn met insulineresistentie bij type 2 diabetes en obesitas] 2. Welk proces wordt voorgesteld in SL bijlage figuur 10? Licht het verloop en de functie ervan toe, vervolledig de reacties waar nodig en vul de namen van de membraancomplexen en de celcompartimenten in. Lange vetzuurketen in mitochondria: 1 Lange vetzuurketen komt in de cel en wordt omgezet tot CoA derivaat door thiokinase (in cytosol), het verbruikt ATP met vorming van AMP en pyrofosfaat PPI dat door pyrofosfatase onmiddelijk wordt omgezet in 2x Pi. De globale reactie ATP → AMP + 2Pi zet bijgevolg in totaal 15 kcal/mol aan energie vrij, hetgeen bij benadering overeenstemt met de energie die vrijkomt uit 2x ATP → ADP + Pi) oftewel 2x 7,3 kcl/mol. In de berekening van de ATP opbrengst uit een vetzuur worden er daarom niet 1 ATP molecule maar wel 2 ATP moleculen in mindering gebracht te wijten aan deze activeringsstap. 2 Gespecialiseerde carrier carnitine brengt dit (lange keten acyl groep) dan van het cytosol naar de mitochondriale matrix → carnitine shuttle. 3 Translocatie stappen:  Acylgroep wordt getransfereerd van CoA naar carnitine door enzym carnitine palmitoyltransferase-I (buitenste mitochondriaal membraan) → vorming van acylcarnitine en vrij CoA.  Acylcarnitine wordt getransporteerd in mitochondriaal membraan in ruil voor vrij carnitine door carnitine-acylcarnitine translocase: carnitine palmitoyltransferase-II katalyseert transfer van acyl groep van carnitine naar CoA in mitochondriale matrix.

4 Carnitine gaat terug naar buiten via translocase en kan weer hergebruikt worden 3. Bespreek het verloop van de vetzuuroxidatie van een geactiveerd vetzuur op basis van figuur 6 in SL bijlage en geef telkens het reactietype alsook de specifiekgevormde co-enzymen. Waarom wordt de vetzuuroxidatie algemeen aangeduid als ‘β-oxidatie’? De belangrijkste route voor katabolisme van vetzuren is een mitochondriale route genaamd β-oxidatie, waarbij fragmenten van twee koolstofatomen achtereenvolgens worden verwijderd uit het carboxyluiteinde van het vetacylCoA, waarbij acetyl-CoA, NADH en FADH2 worden geproduceerd. Beta-oxidatie: reacties met betrekking tot het beta-carbon (carbon 3 → reeks van 4 reacties waarbij beta-koolsof (koolstof 3 betrokken is. → resulteert in verkorting van het vetzuur met 2 koolstofatomen aan het carboxylaatuiteinde Stappen omvatten: oxidatie die FADH2 produceert door Acyl CoA dehydrogenasen hydratatie door 2,3-enoyl CoA hydratase tweede oxidatie die NADH produceert door 3-hydroxyl CoA dehydrogenase CoA-afhankelijke thiolytische splitsing die een molecuul acetyl-CoA afgeeft door 3-ketoacyl CoA. → Elke stap wordt gekatalyseerd door enzymen met een specificiteit van de ketenlengte. → Deze 4 stappen worden herhaald voor verzadigde vetzuren met even genummerde koolstofketens [(n/2 1 keer (waarbij n het aantal koolstofatomen is) → elke cyclus produceert 1 acetyl oA + 1 NADH + 1 FADH2 → De laatste cyclus produceert 2 acetyl CoA. Het acetyl- CoA kan worden geoxideerd of gebruikt bij hepatische ketogenese. → De gereduceerde co-enzymen worden geoxideerd door de elektronentransportketen, NADH door Complex 1 en FADH2 door co-enzym Q [opmerking: .... zie foto]

4. Hoe dikwijls kan de β-oxidatie worden doorlopen vertrekkende van een vetzuur met 10 koolstofatomen C10H20O2? Welke producten (en hoeveel van elk) worden hierbij gevormd? Bereken de theoretische ATP-opbrengst rekeninghoudend met de noodzakelijke activeringsstap? 4 keer, start heeft 2 ATP moleculen nodig. 12 ATP x 5 60 ATP FADH2 x 4 8 ATP NADH x 4 → 12 ATP → 80 ATP - 2 ATP = 78 ATP 5. Zijn de volgende beweringen in verband met ketonlichamen juist? a. Ketonlichamen hebben een drager nodig voor hun transport in het bloed. → fout, zijn oplosbaar en is dus niet nodig b. Ketonlichamen ontstaan als reactie op hoge acetyl-CoA concentraties in de lever.

→ juist c. Hersenen gebruiken ketonlichamen als brandstof. → juist d. De lever kan ketonlichamen oxideren als de concentratie in het plasma hoog is. → fout, bevat geen thioforase 6. Zijn de volgende beweringen waar of vals? a. Het hormoonsensitief lipase is actief in gefosforyleerde vorm. → juist b. Acetoacetyl-CoA is een ketonlichaam. → fout, is een voorloper (intermediair) c. In de lever sluit glycerol aan op de glycolyse na vorming van glycerolfosfaat door een leverspecifiek kinase. → juist d. De vetzuursynthese en de vetzuurafbraak worden reciprook gereguleerd door malonylCoA ter hoogte van CPT I dat zich bevindt in de binnenste mitochondriale membraan. → fout, zit in buitenste mitochondriaal membraan 7. Verklaar de ketoacidose en de fruitige ademgeur bij onbehandelde diabetes mellitus type 1 patiënten Een verhoogd aantal waterstofatomen dat in een verminderd plasmavolume (door vaker naar toilet te gaan bijvoorbeeld) circuleert (= wanneer de vorming van ketonen groter is dan het gebruik ervan) kan een ernstige acidose veroorzaken, bekend als diabetische ketoacidose DKA. Een veel voorkomend symptoom van DKA is een fruitige geur in de adem, wat een gevolg is van verhoogde productie van aceton. Ketoacidose kan ook worden gezien bij langdurig vasten en overmatig ethanolgebruik....


Similar Free PDFs