Yağ asitlerinin oksidasyonu

LİPİDLERİN YAPISAL VE
İŞLEVSEL ÖZELLİKLERİ IV
Doç.Dr. Mustafa ALTINIŞIK
ADÜTF Biyokimya AD
2006
1
Yağ asitlerinin oksidasyonu
Hayvan hücrelerinde
yağ asidi
oksidasyonu
mitokondride
gerçekleşir. Bunun
için gerekli enzimler
mitokondriyal
matrikste
lokalizedirler.
2
Kandan sitozole giren yağ asitleri, mitokondriyal
membranları doğrudan geçemezler. Ancak bir seri
enzimatik reaksiyona uğradıktan sonra oksidasyon için
mitokondri matriksine alınırlar.
3
Bir yağ asidinin oksidasyona uğramak üzere
mitokondriye alınması için önce yağ asidi, dış
mitokondriyal membranda bulunan yağ açil-KoA
sentetaz tarafından katalizlenen bir reaksiyonda
aktiflenir; yağ açil-KoA oluşur.
4
Dış mitokondriyal membranda oluşan yağ açil-KoA
bileşikleri, iç mitokondriyal membrandan geçemezler.
Bunların mitokondriyal matrikse alınmaları için karnitin
gerekir.
5
Karnitin, membranlar arası boşlukta yağ açil-KoA ile
reaksiyona girer ve yağ açil karnitin oluşur. Reaksiyonu,
karnitin palmitoil transferaz I katalizler.
6
Membranlar arası boşlukta oluşan yağ açil karnitin,
karnitin açil karnitin translokaz tarafından matrikse
alınırken matriksten de bir molekül karnitin membranlar
arası boşluğa geçer.
7
Matrikse geçmiş olan yağ açil karnitinden karnitinin
serbestleşip yağ açil-KoA’nın oluşması, karnitin
palmitoil transferaz II tarafından katalizlenir.
8
9
Yağ asidi sentezi için asetil-KoA’dan oluşan malonil-KoA,
karnitin palmitoil transferaz I’i inhibe eder.
Malonil-KoA’nın oluşması, AMP-bağımlı kinaz tarafından
asetil-KoA karboksilazın fosforilasyonu yoluyla inhibe edilir.
10
ATP (biyolojik enerji taşıtıcısı)
konsantrasyonu azaldığında
AMP konsantrasyonu artar 
AMP-bağımlı kinaz aktive olur
 asetil-KoA karboksilaz
fosforillenerek inhibe olur 
malonil-KoA konsantrasyonu
düşer. Sonuç olarak yağ asidi
sentezi yavaşlarken
oksidasyonu hızlanır.
11
Yağ asitlerinin oksidasyonu, yağ asitlerinin mitokondriye alınması
basamağında kontrol edilmektedir.
12
Yağ açil-KoA mitokondriyal matrikse alındıktan sonra 
oksidasyon denen yolda yağ asitlerinden, karboksilli
uçtan başlayarak asetil-KoA şeklinde iki karbonlu üniteler
art arda çıkarılır.
Yağ asitlerinin  oksidasyonundan başka  ve 
oksidasyon denen oksidasyon yolları da vardır.
13
Yağ asitlerinin  oksidasyonu
Doymuş yağ asitlerinin  oksidasyonunda, dört temel
basamak vardır:
-İlk oksidasyon ile trans-2-enoil-KoA oluşur
-Hidrasyon ile L-3-hidroksiaçil-KoA oluşur
-İkinci oksidasyon ile -ketoaçil-KoA oluşur
-Tiyoliz ile orijinal yağ asidinin karboksil ucundaki iki
karbon parçası, asetil-KoA olarak ayrılır ve geriye
karbon sayısı orijinal yağ asidinden iki eksik yağ açilKoA kalır.
14
Yağ asitlerinin -oksidasyonunun ilk oksidasyon basamağında
FADH2 oluşur.
15
16
Yağ asitlerinin -oksidasyonunun ikinci oksidasyon basamağında
NADH oluşur.
17
18
Yağ asitlerinin 
oksidasyonunun
açıklanan bu dört
reaksiyonunun
tekrarlanmasıyla yağ
asidi tamamen asetilKoA’lara yıkılmış
olur.
19
Yağ asitlerinin  oksidasyonunun yararları:
-Hücre için gerekli enerjiyi sağlar.
Palmitoil KoA’nın  oksidasyonu sonucunda
-Karaciğer ve yağ doku arasındaki dengenin devamına
yardım eder.
-Yağ asitlerini, diğer dokuların da yararlanabileceği suda
çözünür maddeler haline dönüştürür.
20
Yağ asitlerinin  oksidasyonu ile oluşan asetil-KoA’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.
21
Aktiflenmiş yağ asidinin (yağ açil-KoA) mitokondriyal
matrikse taşınması süreci, yağ asitlerinin  oksidasyonunun
düzenlenmesinde hız sınırlayıcıdır.
22
Oleoil-KoA (9) gibi bir monoansatüre yağ açil-KoA’nın
oksidasyonu, çift bağa kadar, doymuş yağ asitlerinin 
oksidasyonundaki gibi olur. Daha sonra enoil-KoA
izomeraz enzimi çift bağı cis-3-izomer durumundan
trans-2-izomer durumuna dönüştürür. Trans-2-izomer
durumundan sonra  oksidasyon devam eder.
23
Poliansatüre yağ asitlerinin oksidasyonu, enoil-KoA
izomerazdan başka NADPH’ye bağımlı 2,4-dienoil-KoA
redüktaz enzimini de gerektirir. Bu iki enzimin etkisiyle
trans-2, cis-4-dienoil-KoA ara ürünü, trans-2-enoilKoA haline dönüştürülür. Bundan sonraki olaylar da 
oksidasyondaki gibi devam eder.
24
Tek karbon sayılı yağ asitleri,  oksidasyon ile propiyonil
KoA’ya kadar çift karbon sayılı yağ asitleri gibi yıkılırlar.
Propiyonil KoA, propiyonil-KoA karboksilaz, metilmalonil
KoA epimeraz ve metilmalonil KoA mutaz enzimlerinin
etkisiyle sitrat döngüsünün ara ürünü olan süksinil KoA’ya
çevrilir.
25
26
Yağ asitlerinin  oksidasyonu mitokondrilerden başka
peroksizomlarda da gerçekleşir.
27
Yağ asitlerinin  oksidasyonu mitokondrilerden başka
peroksizomlarda da gerçekleşir:
-Peroksizomlarda 20-26 karbonlu veya dallı zincirli veya
hidroksillenmiş yapıya sahip yağ asitleri okside edilir.
-Yağ açil-KoA’ların peroksizoma girmeleri için karnitine
gerek yoktur.
-Yağ asitleri tümüyle asetil-KoA’ya yıkılmaz; zincir
kısalması olur.
-İşlem sırasında yüksek enerjili bağlar elde edilmez.
-Enzimler farklıdır.
28
Yağ asitlerinin  oksidasyonu
Yağ asitlerinin  oksidasyonu, mikrozomlarda
gerçekleşir. Molekülün karboksil ucundan her seferinde 1
karbon ayrılır. KoASH ve yüksek enerjili fosfatlar
oluşmaz. Her seferinde 1 NADH elde edilir ve 1 karbon
eksik yağ asidi oluşur.
Moleküler oksijen, demir ve vitamin C gereklidir.
Beyinde fosfolipidlerin yıkılışında izlenebilmektedir;
sfingolipid sentezi için gereklidir.
29
Yağ asitlerinin  oksidasyonu
Yağ asitlerinin  oksidasyonu, birçok dokuda
endoplazmik retikulumda, karaciğerde mikrozomlarda
gerçekleşir.
Moleküler oksijen, NADPH ve siptokrom P-450
gereklidir.
Önce  karbonu oksitlenerek dikarboksilik asit oluşur;
oluşan dikarboksilik asit de  veya  oksidasyonla yıkılır.
30