Beta oxidatio

Beta oxidatio est iter metabolicum quattuor graduum, qui in mitochondriorum matrice eukaryotorum, in cytosolo^[1] autem prokaryotorum procedit et acetylo coenzymo A (CoA), NADH, FADH₂ adiuvantibus ad acida adipata deponenda spectat^[2]. Intrant CoA in cyclum acidi citrici, NADH et FADH in catenam electronum transferentem. Ita beta oxidation non solum via catabolica acidorum adipatorum est, sed his de cursibus etiam generationi ATP necessaria est^[3].

Cave: notitiae huius paginae nec praescriptiones nec consilia medica sunt.

Mala beta oxidationis hypoglycaemiam, musculorum imbecilitatem, cardiomyopathiam, hepatopathiam, symptomata neurologica ostendunt. Pleraque earum a vitio genetico procedunt.

Contextus

Lipida structurae metabolismoque organismi necessaria sunt. Acida adipata sunt simul pars nutrimentorum ac vectores energiae corporis maiores, quae immediate post cenam in adipocytos transferuntur:

Cibus lipidum → acida adipata → adipocytos

Praecipue inter cenas vero atque temporibus necessitatum auctarum acida adipata transformata corpori energiam ATP dant. Insuper noctu musculi imprimis cordis atque iecur energiam de beta oxidatione generatam requirunt, quo fit, ut eo tempore ex adipocytis, in quibus lipida triacyloglycerola seponuntur, acida adipata longarum catenarum liberentur:

Adipocytorum: triacyloglycerola → lipolysis → in sanguine: acida adipata + albuminum → cellulae energiam requirentis: membrana cellularis → cytoplasma → mitochondria → beta oxidationem (acetylo CoA, FADH₂, NADH) → cyclus acidi citrici → ATP (energiam)

Ut glucosum etiam acida adipata oxidationem cum formatione doixidi carbonii et aquae patiuntur.

Nutrimentorum triacyloglycerola fons pinguedinis corporalis

Cum plantarum et animalium acida adipata non libere in organismis suis retinentur, sed eorum trina uni glyerolo moleculae coniungi solent, nimirum cibi pars pinguis maiore in parte his triacyloglycerolis constituta est. In antro intestinali ergo copia triacyloglycerolorum invenitur, quae vero epithelium intestinale transgredere non potest. Pro eo hydrolyse per enzyma facta opus est, quod simpliciter dictum significat, ut aqua addita moleculae magnae seiunguntur. Moleculae minores, acida adipata (triacyloglycerola bina et singulum 2-monoacyloglycerolum) facilius in epithelium migrare licunt, in quo intra reticulum endoplasmaticum denuo triacyloglycerola formantur. Ope chylomicronorum vectura massa pinguis trans sanguinem mittitur.

Adipocyti: Lipolysis

Conferatur pagina principalis Lipolysis.

Triacyloglyerola ("triglycerida") in adipocytis seposita)

Generantur adipocyti ex cellulis mesenchymaticis praecursoriis ope adipogenesis. Adipocyti textum adiposum constituunt. In organismis inveniuntur duo genera adipocytorum: albi (4extus adiposus albus) et fusci (textus adiposus fuscus). Intra adipocytos lipida in vacuolis magnis triacyloglycerola ("triglycerida"), ester glyceroli triplex cum tribus acidis adipatis, seposita sunt. Hydrolysis ope triglycerida in glyerolum et acida adipata libera transeunt. Enzymum, quod ad hydrolysem respondet, est lipasis adrenalino pendens.

triacyloglycerolum + H₂O ⇌ diacyloglycerolum + acidum carboxylatum

diacyloglycerolum + H₂O ⇌ Monoacyloglycerolum + acidum carboxylatum

monoacyloglycerolum + H₂O ⇌ glycerolum + acidum carboxylatum

Sanguis et membrana plasmatica: Acida adipata

Conferatur pagina principalis Acidum adipatum.

Ope lipolysis acida adipata in sanguinem liberantur, ubi albumino, ex 585 aminoacidorum constituto proteino, coniuncta, sunt. Haec vincula albumini et acidi adipati per sanguinem in locos destinatos ut cardiomyocytos portantur.

Acida adipata energiam in corpus afferunt, quae ope et beta oxidationis et phosphorylationis oxidativae in ATP transformatur. Praecipue si cena priore tempus longius effluxisset, energia ATP minus e glucoso sed potius ex acidis adipatis generatur. Constituit quodque acidum adipatum ex acido carboxylico cum catena aliphatica longa.

Coniunctio acidi adipati cum coenzymo A clausa

Ante transitum trans membranam mitochondrii moleculae acido adipato alia molecula addenda est: coenzymum A (CoA):

acidum adipatum + CoA + ATP ⇌ acylo CoA + AMP + PP_i

Coniunctio haec in cytoplasmate immediate ante mitochondrii membrana externa enzymo transmembranaceo ligasi adipato acylo catena longa coenzymi A fit.

Trans membranam mitochondrialem internam: Carnitinum

Carnitinum. Ester ad hydroxygenium -OH formatur cum acido adipato

Acylo-CoA cum catena longa in mitochondrium solide transmigrare non potest, quia membrana interna id non permittit. Carnitinum est substantia, accumulata ope enzymorum transportatoris carnitini OCTN2 intra cytoplasma deinde carnitini acylocarnitini translocasis (CACT) in mitochondrii spatium intermembranaceum, per quam acida adipata trans membranam mitochondrialem internam gestantur.^[4] Adipata acida estera cum acylo-CoA et carnitino formant; mutatio chemica inter se transesterificatio ("acidum adipatum ab altero estero ad alterum ester facito") nominatur. Huic reactioni transesterificationi constans aequilibrium valore fere 1 est, quod energiam fere eandem inter quodque ester (R-CO-S acylo-CoA et R-CO-C carnitini) indicat. Denique vectura trans membranam mitochondrialem ope enzymorum duorum fit: carnitini palmitoylotransferasis 1 (CPT 1) et carnitini palmitoylotransferasis 2 (CPT 2)^[5].

Intra mitochondrii matricem: Beta oxidatio

Mitochondrii matricis pars interna

Conferatur pagina principalis Mitochondrium.

Plerisque corporis cellulis mitochondria insunt. In eis quaeque itinera metabolica fiunt, ut cyclus acidi citrici (pars primae spirationis intracellularis, consumptio H₂O, liberatio CO₂) et phosphorylatio oxidativa (pars secunda spirationis intracellularis, catena electrona transferens, "consumptio" O₂). Beta oxidatio in matrice mitochondrialis fit, ita in proximitate enzymorum energiam ATP generantium (ut ATPasis) locata est.

1. Lipolysis in adipocyto
2. Acidum adipatum in sanguine, deinde in cellula
3. Coenzymum A additur.
4. Trans membranam mitochondrialem
5. Beta oxidatio in mitochondrio

Cursus

Aequatio generalis beta oxidationis est:

C_n-acylo CoA + FAD + NAD⁺ + H₂O + CoA → C_n-2 acylo CoA + FADH₂ + NADH + H⁺ + acetylo CoA

Cum acido adipato in matrice mitochondriali quoque cyclo duo atoma carbonii de acido adipato secantur in acetylo coenzymi A formationem requisita. Pro eo gradus quattuor necessarii sunt, dehydrogenatio, hydratatio, oxidatio, thiolysis:

Dehydrogenatio

Gradus primum. Ita acidi adipati vinculum duplex inter C2 et C3, ope enzymi acylo coenzymi A dehydrogenasis, formans, trans-delta 2-enoylo coenzymum A nominatum.

Hydratatio

In gradu secundo trans-delta 2-enoylo coenzymum A ipsum per enzymum enoylo coenzymi A hydratasem in L-3-hydroxyacylo coenzymum A convertitur.

Oxidatio

In gradu tertio e L-3-hydroxyacylo coenzymo A 3-ketoacylo coenzymum A per enzymum 3-L-hydroxyacylo CoA dehydrogenasis (HAD) oritur.

Thiolysis

In gradu quarto sectio β ketoacylo coenzymi A, demum formatio acetylo CoA fiunt.

Acetylo coenzymum A

Mala morbique beta oxidationis

Saepe mala beta oxidationis mutatione genetica causa apparent, quod est, ut una functionum mitochondrialium diminuta sit.

Beta oxidatio et cancer

Nuper nexus inter beta oxidationem, glycolysem et cancrum suspicantur^[6].

Notae

↑ Citatio desiderata (addito fonte, hanc formulam remove)
↑ Adeva-Andany M. M., Carneiro-Freire N., et al. (May 2019). "Mitochondrial β-oxidation of saturated fatty acids in humans". Mitochondrion 46: 73-90
↑ Bastin J. (Ian 2014). "Regulation of mitochondrial fatty acid β-oxidation in human: what can we learn from inborn fatty acid β-oxidation deficiencies?". Biochimie 96: 113-20
↑ Longo N., Frigeni M., Pasquali M. (Oct 2016). "Carnitine transport and fatty acid oxidation". Biochimica et biophysica acta 1863 (10): 2422-35
↑ McGarry J. D., Brown N. F. (Feb 1997). "The mitochondrial carnitine palmitoyltransferase system. From concept to molecular analysis". European journal of biochemistry 244 (1): 1-14
↑ De Oliveira M. P., Liesa M. (Dec 2020). "The Role of Mitochondrial Fat Oxidation in Cancer Cell Proliferation and Survival". Cells 9 (12): 2600

Nexus interni

Nexus externi

reactome.org de beta oxidatione (Anglice)

stipula

Haec stipula ad biologiam spectat. Amplifica, si potes!

[citatio-desiderata-1] Citatio desiderata (addito fonte, hanc formulam remove)

[2] Adeva-Andany M. M., Carneiro-Freire N., et al. (May 2019). "Mitochondrial β-oxidation of saturated fatty acids in humans". Mitochondrion 46: 73-90

[3] Bastin J. (Ian 2014). "Regulation of mitochondrial fatty acid β-oxidation in human: what can we learn from inborn fatty acid β-oxidation deficiencies?". Biochimie 96: 113-20

[4] Longo N., Frigeni M., Pasquali M. (Oct 2016). "Carnitine transport and fatty acid oxidation". Biochimica et biophysica acta 1863 (10): 2422-35

[5] McGarry J. D., Brown N. F. (Feb 1997). "The mitochondrial carnitine palmitoyltransferase system. From concept to molecular analysis". European journal of biochemistry 244 (1): 1-14

[6] De Oliveira M. P., Liesa M. (Dec 2020). "The Role of Mitochondrial Fat Oxidation in Cancer Cell Proliferation and Survival". Cells 9 (12): 2600

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]