Biochemie II: deel pathways
Teken het geïntegreerd energiemetabolisme van een duif -> kan een
examenvraag zijn
Zo een heel schema, vb bij 2 weken enkel vet eten, geven -> kan een
examenvraag zijn, zie werkboek casus BB
Alle pathways van biochemie I ook nog kennen!!
H17: vetzuursynthese
Inleiding
Cellulaire functie van lipiden
- Opslag als triacylglycerolen (=opslagvetten, energie in vetweefsel)
- Structurele componenten van membranen
- Gespecialiseerde lipiden
Vetzuren worden gesynthetiseerd om vetten te synthetiseren
Primaire componenten: vetzuren
Vetzuur= carboxylgroep met koolwaterstofketen
Het basisproces produceert altijd volledig verzadigde vetzuren, zoals
palmitinezuur (=geen dubbule bindingen)
Vetzuursynthese= strategie om wateronoplosbare vetzuren te produceren obv
wateroplosbare precursoren
Vergelijking biosynthese en afbraak van vetzuren
- Synthese: opeenvolgend aaneenhechten van 2c-elementen
- Vetzuuroxidatie: opeenvolgende afsplitsen van 2c-elementen
Per cyclys komt er Acetyl-CoA vrij
- Maar, verschillende pathways, enzymen en delen van de cel
Vetzuuroxidatie in mitochondriën <-> vetzuursynthese in cytosol
- Volledig fysiek gescheiden processen, dus we kunnen geen geïntegreerde
tekening maken
- Niet zoals verhouding glycolyse tov gluconeogenese
Acetyl-CoA= de bron van de vetzuursynthese
Algemene kenmerken biosynthese van vetzuren
- Endergonisch= vereist energie
- Reductief
- ATP als metabole energie
Verbruikt energie
- NADPH als reductant
Kan niet functioneren obv NADH of FADH2
- Vindt plaats in cytosol
Acetyl-CoA, ATP en NADPH nodig
Voorbereidende fase
Vetzuursynthese= repetitieve, cyclische reactie-sequentie
1
,Herhalende 4-stapssequentie gekatalyseerd door een multi-enzymencomplex=
vetzuursynthase
Basisbouwstenen
- Acetyl-CoA (2C)
- Malonyl-CoA (3C)
- Per cyclus 2C-atomen toegevoegd
- 16C= palmitaat, volledig verzadigd, verlaat de cyclus
Acetyl-CoA en malonyl-CoA zijn nodig
- Malonyl-CoA wordt gevormd uit acetyl-CoA
- Acetyl-CoA nodig als bron om vetzuren te synthetiseren
Glycolyse is een belangrijke bron, want pyruvaat -> acetyl-CoA dat
deels wordt gebruikt om ATP te maken en deel (overschot) wordt
gebruikt om vetzuur te maken
Eiwitten kunnen worden afgebroken tot Acetyl-CoA, dat dan ook weer
gebruikt kan worden als startpunt voor de vetzuursynthese
Acetyl-CoA ontstaan uit vetzuuroxidatie kan theoretisch ook gebruikt
worden voor vetzuursytnhese MAAR NIET DE REALITEIT= NUTTELOOS
Bronnen acetyl-CoA in de mitochondriën
- Acetyl-CoA voor de synthese in mitochondriën gevormd
- Oxidatie van pyruvaat en katabolisme aminozuren
- A-CoA van vetzuuroxidatie geen bron: reciproke regulatie vetzuursynthese
en afbraak
Vetzuuroxidatie en -synthese gaat niet tegelijkertijd door!!!!
A-CoA wordt enkel gebruikt om ATP te vormen, niet als startpunt
vetzuursynthese
- Vetzuursynthese in cytosol -> transport acetyl-CoA
Activatie van de acetyl-groep van acetyl-CoA = omzetting naar malonyl-CoA
- Er moet 1C worden toegevoegd= carboxylatie onder de vorm van CO 2
Gekatalyseerd door acetyl-CoA-carboxylase
- Irreversibel
- Malonyl-CoA wordt dus gevormd uit acetyl-CoA en bicarbonaat
- Dit is de 1ste plaats dat ATP vereist!!
- De acetyl-CoA-carboxylase is de controlerende stap in de synthese
Wordt allosterisch gereguleerd
Is een multi-enzymcomplex
Dit gebeurt ook in het cytosol, dus acetyl-CoA moet geëxporteerd
worden vanuit mitochondriën naar cytosol
2
,Vetzuursynthese
4-staps reactiesequentie -> binden van acetyl-CoA/malonyl-CoA aan de
vetzuursynthese
1. Condensatie (=koolstof-koolstofbinding maken)
2. Reductie
3. Dehydratatie
4. Reductie
Stap 2-4= gevormde vetzuur verzadigen, zodat we eindigen na 7 cycli met 16C
die volledig gereduceerd zijn
Niet alle stappen en enzymnamen kennen! 1 enzymnaam onthouden=
vetzuursynthase
Vetzuursynthase (-complex) heeft veel verschillende enzymatische, katalytische
sites met elks hun eigen functie in de vetzuursynthese.
Er zijn 2 plaatsen waar het vetzuur kan binden op het enzym: hoger en lagere
positie
Malonyl-CoA wordt per cyclus verbruikt, dus na elke cyclus 3C toegevoegd ->
netto 2 aan toegevoegd, want het 1ste verdwijnt al direct tijdens de 1ste stap
(=condensatiestap)
Tijdens de 1ste cyclus en de 1ste stap, als je start van nul is er 1 acetyl-CoA nodig
als primer/startpunt
- Vetzuursynthese gaat door obv malonyl-CoA, behalve de 1 ste stap van de
1ste cyclus
Voor de twee reductiestappen is er telkens 1 molecule NADPH nodig, dus per
cyclus 2 NADPH
- 7 cycli nodig -> 14 NADPH in totaal
- Zonder NADPH kan de vetzuursynthese niet doorgaan
NADPH-productie in cytosol nodig, namelijk door de pentose-fosfaat-
pathway die dit produceert obv glucose
Koolhydraatmetabolisme is op minstens 2 verschillende manieren tegelijkertijd
nodig
1. Koolstofatomen uit glucose leveren de koolstofatomen die gebruikt
worden voor Acetyl-CoA om vetzuur te maken
2. PPP levert NADPH op
3. ATP vereist in de vetzuursynthese, wordt aangevoerd via CZS -> ETK
Cel kan tegelijkertijd anabolisme en katabolisme uitvoeren!
Tekening bord invoegen helemaal einde les
Meeste complexe variant, die we nog gaan zien = examenvraag
Vetzuursynthese vereist
- Koolstofatomen, die oorspronkelijk in glucose zaten
- Kost ATP, gemaakt obv koolhydraten
- NADPH, geleverd, in de meeste gevallen, obv de pentose-fosfaat-pathway
Na elke 4-staps cyclus wordt de keten met 2C verlengd
- De 1ste 2C van AcoA vormt het terminaal methyleinde van vetzuur
3
, - Wanneer de ketenlengte van 16C is bereikt, verlaat het product de
synthesecylcus
- De 1ste 4C= resultaat 1ste cyclus = 1 acetyl-groep en 1 malonyl-groep
Energiebalans
1. Activatie van 7 malonyl-Coa
Deze voorbereidende stap verbruikt ATP
2. 7 cycli van condensatie en reductie
7 malonyl-CoA + voor de 1ste cyclus 1 acetyl-CoA nodig
14 NADPH verbruikt
1 watermolecule
wordt geproduceerd
in stap 3 MAAR in
totaal 6 ipv 7, want
op het einde is er 1
molecule water
nodig om het
vetzuur af te
splitsten van het
enzym (= palmitaat
afsplitsen van vetzuursynthase)
8 moleculen AcoA nodig
! 7 voor malonyl-CoA en
1 voor de 1ste stap van
de 1ste cyclus
Transmembranair transport= moeilijkste onderdeel van dit hoofdstuk!!!
De vetzuursynthese gaat door in cytosol, maar vetzuurverlenging (>16C) gaat
door in mitochondriën en RER
4
