definiția oxidării Beta
oxidarea Beta este un proces metabolic care implică mai multe etape prin care moleculele de acizi grași sunt defalcate pentru a produce energie. Mai precis, oxidarea beta constă în descompunerea acizilor grași lungi care au fost transformați în lanțuri acil-CoA în lanțuri acil-CoA grase progresiv mai mici. Această reacție eliberează acetil-CoA, FADH2 și NADH, dintre care trei intră apoi într-un alt proces metabolic numit ciclu de acid citric sau ciclu Krebs, în care ATP este produs pentru a fi utilizat ca energie., Oxidarea Beta continuă până când se produc două molecule acetil-CoA și lanțul acil-CoA a fost complet descompus. În celulele eucariote, oxidarea beta are loc în mitocondrii, în timp ce în celulele procariote se întâmplă în citosol.pentru ca oxidarea beta să aibă loc, acizii grași trebuie să intre mai întâi în celulă prin membrana celulară, apoi să se lege de coenzima A (CoA), formând acil CoA gras și, în cazul celulelor eucariote, să intre în mitocondrii, unde are loc oxidarea beta.
unde are loc oxidarea Beta?,
oxidarea Beta are loc în mitocondriile celulelor eucariote și în citozolul celulelor procariote. Cu toate acestea, înainte de a se întâmpla acest lucru, acizii grași trebuie să intre mai întâi în celulă și, în cazul celulelor eucariote, în mitocondrii. În cazurile în care lanțurile de acizi grași sunt prea lungi pentru a intra în mitocondrii, oxidarea beta poate avea loc și în peroxizomi.în primul rând, transportorii de proteine din acizi grași permit acizilor grași să traverseze membrana celulară și să intre în citosol, deoarece lanțurile de acizi grași încărcați negativ nu o pot traversa altfel., Apoi, enzima grasă acil-CoA sintază (sau FACS) adaugă o grupare CoA la lanțul de acizi grași, transformându-l în acil-CoA.în funcție de lungime, lanțul acil-CoA va intra în mitocondrii într-unul din cele două moduri:
- dacă lanțul acil-CoA este scurt, acesta poate difuza liber prin membrana mitocondrială.
- dacă lanțul acil-CoA este lung, acesta trebuie transportat peste membrană de naveta de carnitină., Pentru acest lucru, enzimei carnitina palmitoyltransferase 1 (CPT1)—legat la exterior membranei mitocondriale—convertește acil-CoA lanț de un acylcarnitine lanț, care pot fi transportate prin membrana mitocondrială de carnitina translocase (PISICA). Odată ajuns în interiorul mitocondriilor, cpt2-legat de membrana mitocondrială interioară-transformă acilcarnitina înapoi în acil-CoA. În acest moment, acil-CoA se află în interiorul mitocondriilor și poate suferi acum oxidare beta.,după cum sa menționat mai sus, dacă lanțul acil-CoA este prea lung pentru a fi procesat în mitocondrii, acesta va fi descompus prin oxidarea beta în peroxizomi. Cercetările sugerează că lanțurile acil-CoA foarte lungi sunt defalcate până când au o lungime de 8 atomi de carbon, după care sunt transportate și intră în ciclul de oxidare beta în mitocondrii. Oxidarea Beta în peroxizomi produce H2O2 în loc de FADH2 și NADH, producând căldură ca rezultat.
etapele de oxidare Beta
oxidarea Beta are loc în patru etape: dehidrogenare, hidratare, oxidare și tioliză., Fiecare pas este catalizat de o enzimă distinctă.
pe Scurt, la fiecare ciclu de acest proces începe cu o acil-CoA lanț și se termină cu o acetil-CoA, o FADH2, unul NADH și apă, și acil-CoA lanț devine doi atomi de carbon mai scurt. Randamentul total de energie pe ciclu este de 17 molecule ATP (vezi mai jos pentru detalii despre defalcare). Acest ciclu se repetă până când se formează două molecule acetil-CoA, spre deosebire de un acil-CoA și un acetil-CoA., Cele patru etape ale oxidării beta sunt descrise mai jos și pot fi văzute în legăturile cu cifrele de la sfârșitul fiecărei explicații.
dehidrogenare
în prima etapă, acil-CoA este oxidat de enzima acil CoA dehidrogenază. Se formează o legătură dublă între al doilea și al treilea carbon (C2 și C3) al lanțului acil-CoA care intră în ciclul de oxidare beta; produsul final al acestei reacții este trans-Δ2-enoil-CoA (trans-delta 2-enoil CoA). Această etapă utilizează FAD și produce FADH2, care va intra în ciclul acidului citric și va forma ATP pentru a fi utilizat ca energie., (Observați în figura următoare că numărul de carbon începe pe partea dreaptă: carbonul cel mai din dreapta sub atomul de oxigen este C1, apoi C2 din stânga formând o legătură dublă cu C3 și așa mai departe.)
Hidratare
În al doilea pas, în legătură dublă între C2 și C3 de trans-Δ2-enoil-CoA este hidratat, formând produsul final L-β-hydroxyacyl CoA, care are o grupare hidroxil (OH), în C2, în loc de legătură dublă. Această reacție este catalizată de o altă enzimă: enoil CoA hidratază. Acest pas necesită apă.,
de Oxidare
În cel de-al treilea pas, grupare hidroxil în C2 de L-β-hydroxyacyl CoA este oxidat de către NAD+ într-o reacție catalizată de 3-hydroxyacyl-CoA dehidrogenază. Produsele finale sunt β-cetoacil CoA și NADH + H. NADH va intra în ciclul acidului citric și va produce ATP care va fi utilizat ca energie.
Thiolysis
în cele din Urmă, în cel de-al patrulea pas, β-ketoacyl CoA este despicat de un tiol grup (SH) de un alt CoA moleculă (CoA-SH)., Enzima care catalizează această reacție este β-ketotiolaza. Scindarea are loc între C2 și C3; prin urmare, produsele finale sunt o acetil-CoA moleculă cu originalul primii doi atomi de carbon (C1 și C2), și o acil-CoA lanț de doi atomi de carbon mai scurtă decât originalul acil-CoA lanț care a intrat în beta oxidare ciclu.
End de Beta Oxidare
În caz de chiar-numerotate acil-CoA lanțuri, beta oxidare se termină după patru carbon acil-CoA lanțul este rupt în două acetil-CoA unități, fiecare conținând doi atomi de carbon., Moleculele de acetil-CoA intră în ciclul acidului citric pentru a produce ATP.
În cazul impare acil-CoA lanțuri, beta oxidare rezultă în același mod, cu excepția pentru ultimul pas: în loc de patru-carbon acil-CoA lanț fiind defalcate în două acetil-CoA unități, un cinci-carbon acil-CoA lanț este rupt într-o trei-carbon propionil-CoA și două de carbon acetil-CoA. O altă reacție chimică transformă apoi propionil-CoA în succinil-CoA (vezi figura de mai jos), care intră în ciclul acidului citric pentru a produce ATP.,
Randament de Energie și Produse finite
Fiecare beta oxidare ciclu randamentele 1 FADH2, 1 NADH și 1 acetil-CoA, care, în termeni de energie este echivalent cu 17 molecule de ATP:
- 1 FADH2 (x 2 ATP) = 2 ATP
- 1 NADH (x 3 ATP) = 3 ATP
- 1 acetil-CoA (x 12 ATP) = 12 ATP
- Total = 2 + 3 + 12 = 17 ATP
cu toate Acestea, teoretic ATP randamentul este mai mare decât cel real ATP randament. În realitate, echivalentul a aproximativ 12 până la 16 ATP-uri este produs în fiecare ciclu de oxidare beta.,pe lângă randamentul energetic, lanțul gras acil-CoaA devine cu doi atomi de carbon mai scurt cu fiecare ciclu. În plus, oxidarea beta produce cantități mari de apă; acest lucru este benefic pentru organismele eucariote, cum ar fi cămilele, având în vedere accesul limitat la apa potabilă.
test
1. Ce face oxidarea beta?
A. descompuneți carbohidrații.
B. descompuneți proteinele.
C. descompuneți acizii grași.
D. descompuneți acizii grași și proteinele.
D. descompuneți carbohidrații și proteinele.răspunsul la întrebarea #1C este corect., Oxidarea Beta descompune acizii grași pentru a produce energie. Mai exact, lanțurile acil-CoA grase sunt defalcate în acetil-CoA, FADH2, NADH și apă.2. Care este ordinea etapelor ciclului de oxidare beta?
A. dehidrogenare, hidratare, oxidare și tioliză.
B. hidratarea, dehidrogenarea, oxidarea și tioliza.
C. dehidrogenare, oxidare, tioliză și hidratare.
D. hidratarea, dehidrogenarea, tioliza și oxidarearăspunsul la întrebarea #2A este corect. Pașii în ordine sunt dehidrogenarea, hidratarea, oxidarea și tioliza.,3. Ce produse finale produce fiecare ciclu de oxidare beta?
A. Un acil-CoA, un NADH, apă și un lanț acetil-CoA cu doi atomi de carbon mai scurți.
B. Un acil-CoA cu două carbon, un NADH, apă și un alt lanț acil-CoA cu doi atomi de carbon mai scurți.
C. Un acil-CoA, un FADH2, un NADH, apă și un lanț acetil-CoA cu doi atomi de carbon mai scurți.
D. un acetil-CoA, un FADH2, un NADH, apă și un lanț acil-CoA cu doi atomi de carbon mai scurți.răspunsul la întrebarea #3D este corect., Ciclul Eacy al oxidării beta produce un (doi-carbon) acetil-CoA, un FADH2, un NADH, apă și un lanț acil-CoA cu doi atomi de carbon mai scurți. FADH2, NADH și acetil-CoA intră mai târziu în ciclul acidului citric, care va produce ATP.