Samenvatting onderdeel pathways -> 16/20 op examen

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