Transcript Tıp-1 Yağ Asitlerinin Oksidasyonu

Yağ asitlerinin oksidasyonu






Yağ asitleri TG halinde depo edildiklerinden
lipaz enzimleri ile hidrolize edilirler.
1904 yılında Franz Knoop oksidasyon
mekanizması hk ilk bilgileri ortaya koydu.
1949 da Kennedy ve Lehninger oks. Mitekondria
1951 de ise aktifleşme basamağı
yağlar kh verdiği enerji ile yanar
Kc ne zamanki glukozun fazlasından TG
yapacak olursa yağların enerjisi azalır
1
2
Yağ asitlerinin oksidasyonu
Depo yağları devamlı olarak
mobilize olurlar ve yerlerine
yenileri depo edilir.
Lipidlerin adipoz doku
depolarından oksidasyon
için karaciğere ve diğer
dokulara yağ asitleri
şeklinde mobilize
edildiklerine inanılır.
Yağ dokuda trigliseridlerin
hidrolizi lipoliz olarak
tanımlanır.
3
Lipoliz
Lipoliz, hormona duyarlı triaçilgliserol lipaz tarafından
katalizlenir ve düzenlenir.
4
4
PERİLİPİN yağ damlacıklarının yüzeyini kaplayarak
onları hormona duyarlı lipazdan korur. Eğer Protein Kinaz
A tarafından fosforlanırsa, Perilipin A'nın yapısı değişir ve
artık yağ damlasını örtmez. Bunun üzerine lipaz, yağ
damlacığını yüzeyine bağlanıp trigliseritleri hidrolizlemeye
başlar.
Depolanmış
triaçilgliserollerin
mobilizasyonu:Azalan
kan
glukoz
düzeyi
glukagonun
salınmasınını tetikler.
Bu
durumda
(1-8)
numaralı reaksiyonlar
aktif hale gelir ve
triasilgliserollerden
elde edilen yağ asitleri
dolaşıma
verilir.
Albumine bağlanarak
taşınan yağ asitleri kas
dokuda β-oksidasyona
uğrar.
Perilipin: Nötral lipidler
yağ dokuda perilipin
adı verilen bir protein
5
tarafından
sarılarak
kaplanırlar.
6
Stage 3
7
Lipoliz, hormona duyarlı triaçilgliserol lipaz tarafından
katalizlenir ve düzenlenir.
8
Yağ asitlerinin oksidasyonu
Kandan sitozole giren yağ asitleri, mitokondriyal
membranları doğrudan geçemezler; ancak bir seri
enzimatik reaksiyona uğradıktan sonra oksidasyon için
mitokondri matriksine alınırlar.
Bunun için önce yağ asidi, dış mitokondriyal
membranda bulunan yağ açil-CoA sentetaz tarafından
katalizlenen bir reaksiyonda aktiflenir; yağ açil-CoA
oluşur.
9
CAPILLARY
Lipoproteins
(Chylomicrons
or VLDL)
FA
FA
albumin
FA
[1]
from
fat
cell
L
P
L
[2]
FA
FABP
FA
MITOCHONDRION
acetyl-CoA TCA [7]
cycle
A
[3]
[4] C
-oxidation
[6]
S
FA
acyl-CoA
acyl-CoA
FABP
FABP
[5]
carnitine
CYTOPLASM
transporter
cell membrane
FA = fatty acid
LPL = lipoprotein lipase
FABP = fatty acid binding protein
ACS = acyl CoA synthetase
10
Yağ asitlerinin oksidasyonu
Dış mitokondriyal membranda oluşan uzun zincirli yağ
açil-CoA bileşikleri, iç mitokondriyal membrandan
geçemezler; bunların mitokondriyal matrikse alınmaları
karnitin gerekir.4-12 Karbonlu yağ asitlerinin mitokondri
matriksine taşınımları için karnitine ihtiyaç yoktur.
11
12
Yağ asitlerinin oksidasyonu
13
13
Yağ asitlerinin oksidasyonu
Yağ açil-CoA mitokondriyal 
matrikse alındıktan sonra 
oksidasyon denen yolda yağ
asitlerinden, karboksilli uçtan
başlayarak asetil-CoA
şeklinde iki karbonlu üniteler
art arda çıkarılır.
Yağ asitlerinin 
oksidasyonundan başka  ve
 oksidasyon denen
oksidasyon yolları da vardır.
Karnitin biyosentezinden
veya böbreklerden geri
emiliminden kaynaklanan
karnitin yetersizliği, kas
krampları, halsizlik ve ölüme
kadar değişen klinik
belirtiler ortaya
çıkarır.Kaslarda patolojik
miktarda TAG
depolanır.Tedavi karnitin+
orta zincirli yağ asitleri
diyeti uygulamaktır.
14
Yağ asitlerinin  oksidasyonu
Doymuş yağ asitlerinin  oksidasyonunda, dört temel
basamak vardır:
-İlk oksidasyon ile trans-2-enoil-CoA oluşur
-Hidrasyon ile L-3-hidroksiaçil-CoA oluşur
-İkinci oksidasyon ile -ketoaçil-CoA oluşur
-Tiyolaz ile orijinal yağ asidinin karboksil ucundaki iki
karbon parçası, asetil-CoA olarak ayrılır ve geriye
karbon sayısı orijinal yağ asidinden iki eksik yağ açilCoA kalır.
15
Yağ asitlerinin  oksidasyonu
16
Yağ asitlerinin  oksidasyonu
17
Yağ asitlerinin  oksidasyonu
18
Yağ asitlerinin  oksidasyonu
19
Yağ asitlerinin 
oksidasyonunun
açıklanan bu dört
reaksiyonunun
tekrarlanmasıyla yağ
asidi tamamen asetilCoA’lara yıkılmış
olur.
20 20
21
ATP yield from the oxidation of palmitate:
Palmitate (C16)
- 2 ATP
Palmitoyl-CoA
7 x -oxidation
N.B. in the mitochondria:
NADH = 2.5 ATP
FADH2 = 1.5 ATP
Each turn of TCA = 10 ATP
7 NADH
7 FADH2
17.5 ATP
10.5 ATP
8 Acetyl-CoA
TCA
24 NADH
8 FADH2
8 GTP
60 ATP
12 ATP
8 ATP
108 ATP
-2 ATP
106 ATP
Go’ = 9,800 kJ/mole
22
-Yağ asitlerinin  oksidasyonu ile oluşan asetil-CoA’lar;
1) Başka yağ asitlerinin sentezinde kullanılır.
2) Keton cisimlerinin yapımında kullanılır.
3) Kolesterol sentezinde kullanılır.
4) Steroidlerin ön maddesi olarak kullanılır.
5) N-asetilglukozamin gibi maddelerin oluşumu için bazı
maddelerin asetillendirilmesinde kullanılır.
6) Sitrik asit döngüsünde yıkılarak organizmaya gerekli
olan enerjinin sağlanmasında kullanılır.
23
Aktiflenmiş yağ asidinin (yağ açil-CoA) mitokondriyal
matrikse taşınması süreci, yağ asitlerinin  oksidasyonunun
düzenlenmesinde hız sınırlayıcıdır.
24
25
Oleoil-CoA (9) gibi bir monoansatüre yağ açil-CoA’nın
oksidasyonu, çift bağa kadar, doymuş yağ asitlerinin 
oksidasyonundaki gibi olur. Daha sonra enoil-CoA
izomeraz enzimi çift bağı cis-3-izomer durumundan
trans-2-izomer durumuna dönüştürür. Trans-2-izomer
durumundan sonra  oksidasyon devam eder.
26
Poliansatüre yağ asitlerinin oksidasyonu, enoil-CoA
izomerazdan başka NADPH’ye bağımlı 2,4-dienoil-CoA
redüktaz enzimini de gerektirir; bu iki enzimin etkisiyle
trans-2, cis-4-dienoil-CoA ara ürünü, trans-2-enoilCoA haline dönüştürülür. Bundan sonraki olaylar da 
oksidasyondaki gibi devam eder.
27
ATP yield from the oxidation of Oleate:
- 2 ATP
Oleate (C18)
Oleil-CoA
8 x -oxidation
N.B. in the mitochondria:
NADH = 2.5 ATP
FADH2 = 1.5 ATP
Each turn of TCA = 10 ATP
8 NADH
7 FADH2
20 ATP
10.5 ATP
9 Acetyl-CoA
TCA
27 NADH
9 FADH2
9 GTP
67.5 ATP
13.5 ATP
9 ATP
120.5 ATP
-2 ATP
118.5 ATP
28
Tek karbon sayılı yağ
asitleri,  oksidasyon ile
propiyonil-CoA’ya kadar
çift karbon sayılı yağ
asitleri gibi yıkılırlar.
Propiyonil-CoA da
propiyonil-CoA
karboksilaz, metilmalonilCoA epimeraz ve
metilmalonil-CoA mutaz
enzimlerinin etkisiyle sitrat
döngüsünün ara ürünü olan
süksinil-CoA’ya çevrilir.
29
ATP yield from the oxidation of 17C Fatty acids:
- 2 ATP
(C17)
C17-CoA
7 x -oxidation
7 NADH
7 FADH2
17.5 ATP
10.5 ATP
7 Acetyl-CoA + 1 Propionil CoA
N.B. in the mitochondria:
NADH = 2.5 ATP
FADH2 = 1.5 ATP
TCA
21 NADH
7 FADH2
Each turn of TCA = 10 ATP
7 GTP
SüksinilCoA
+5ATP
98 ATP
-2 ATP
96 ATP +5ATP=
101 ATP
52.5 ATP
10.5 ATP
7 ATP
30
Yağ asitlerinin  oksidasyonu mitokondrilerden başka
peroksizomlarda da gerçekleşir:
-Peroksizomlarda 24-26 karbonlu veya dallı zincirli veya
hidroksillenmiş yapıya sahip yağ asitleri okside edilir.
-Yağ açil-CoA’ların peroksizoma girmeleri için karnitine
gerek yoktur.
-Yağ asitleri tümüyle asetil-CoA’ya yıkılmaz; zincir
kısalması olur.
-İşlem sırasında yüksek enerjili bağlar elde edilmez. Isı
oluşur.
-Çoğu enzimler farklıdır.FAD bağımlı Açil CoA
dehidrogenaz tarafından alınan elektronlar moleküler
oksijene aktarılarak H O oluşturulur.
31
Yağ asitlerinin  oksidasyonu
•Yağ asitlerinin  oksidasyonu, mikrozomlarda gerçekleşir.
Molekülün karboksil ucundan her seferinde 1 karbon ayrılır.
CoASH ve yüksek enerjili fosfatlar oluşmaz. Her seferinde 1
NADH elde edilir ve 1 karbon eksik yağ asidi oluşur.Özellikle
dallanmış yapıdaki yağ asitleri için bu yol kullanılır.
•Moleküler oksijen, demir ve vitamin C gereklidir.
•Beyinde fosfolipidlerin yıkılışında izlenebilmektedir;
sfingolipid sentezi için gereklidir.
•Refsum hastalığında fitanik asit birikmektedir. Az klorofilli
diyet tedavi amaçlı kullanılır.
32
Yağ asitlerinin  oksidasyonu
•Yağ asitlerinin  oksidasyonu, birçok dokuda
endoplazmik retikulumda, karaciğerde mikrozomlarda
gerçekleşir.Metil uçtaki karbon atomu oksitlenerek
karboksil grubuna dönüşmektedir.
•Moleküler oksijen, NADPH ve sitokrom P-450 gereklidir.
•Önce  karbonu oksitlenerek dikarboksilik asit oluşur;
oluşan dikarboksilik asit de her iki uçtan  oksidasyonla
yıkılır.
33
34
Yağ asid oksidasyon bozuklukları







Karnitin eksikliği(Plazma serbest yağ asitlerinde artış) tedavide oral
karnitin verilir.
Karaciğer karnitin palmitoiltransferaz eksikliği
Kas karnitin palmitoiltransferaz eksikliği(kas zayıflığı ve
myoglobinüri)
Jamaika kusma hastalığı (Akne ağacı meyvesinde bulunan hipoglisin
açilCoA dehidrogenazı inaktive eder ve beta oksidasyon durur)
Dikarboksilik asidüri (mitekondrial orta zincire spesifik açilCoA
dehidrogenaz eksikliğinde görülür.) hekzonoilglisin birikimi
Refsum hastalığı (fitanik asit katabolize edilemez dokularda birikir)
Zellweger(serebrohepatorenal) sendronu(peroksizom eksikliği-uzun
zincirli yağ asitlerinin oksidasyonu gerçekleşmez dokularda birikir)
35
36