مواضيع المحاضرة:
background image

 

Lec. 3 Fatty acids oxidation 

The process involves two steps: 

  1

st

 - Release of fatty acids from TAG: 

•  The mobilization of stored fat 

requires the release of fatty 
acids & glycerol from their 
TAG storage form.  

•  Control of Insulin, Glucagon, 

TSH, Epinephrine 

•  Activation of HS lipase: 
  cAMP is produced in the 

adipocyte when several 
hormones, binds to receptors on 
the cell membrane . 

  HS L activated by 

phosphorylation with cyclic 
AMP-dependant protein kinase.  
 
 

1)  Fate of glycerol: 

Glycerol released cannot be 
metabolized by adipocytes 
because:  they lack glycerol kinase; so that, glycerol is 
transported to the liver, which phosphorylate it ,lead to 
formation of glycerol phosphate which can be used to form 
triacylglycerol or can  be converted to dihydroxy acetone 
phosphate (DHAP).
 

 

2)  Fate of fatty acid:  
•  The free (unesterified) fatty acids move through the cell 

membrane of the adipocyte & immediately bind albumin, 
which carries them to the tissues where the fatty acid are 
oxidized for energy (β-oxidation). 

•  The brain & other nervous tissueerythrocytes, & the 

adrenal medulla cannot use plasma free fatty acids for fuel, 
regardless of the blood levels of fatty acid .  

  2

nd

- β-oxidation of fatty acids 

In oxidation of fatty acids, two carbon fragments are 
successively removed from the carboxyl end of the fatty acyl 
CoA, producing acetyl CoA. 

1)  Stage 1- Transport of fatty acids into the mitochondria: 

•  After the fatty acids taken up by a cell, it is converted to the 

CoA derivative by fatty acyl CoA synthetase (thiokinase) in 
the cytosol, ( 
2ATP is consumed in the formation of the  thio-
ester bond in acyl CoA). 

•  Transport of FAs into the mitochondria 

  FAs shorter than 12 C. can cross the inner mito. membrane 

without the aid of carnitine palmitoyl transferase system 
CPT
.  

  [Note: medium-chain FAs oxidation is not dependent on 

CPT-I, so that it is not subject  to inhibition by malonyl 
CoA.]  

  Long-chain FFA will not penetrate the inner membrane of 

mitochondria. 

•  Therefore, a carrier (carnitine) in mitochondrial membrane, 

transports the acyl gp from the cytosol into the mitochondrial 
matrix by process called the carnitine shuttle 

 

•  Carnitine shuttle

1

st

 step: acyl gp is transferred from the cytosolic coenzyme A 

to carnitine by the action of carnitine acyltransferase I, 
located on the outer surface of the inner mitochondrial 
membrane. 
2

nd

 step : acylcarnitine group is transported to mitochondrial 

matrix across the inner mitochondrial membrane by the action 
of carnitine acyltransferase II located on the  inner surface 
of the inner mitochondrial membrane, where it is transferred 
to another molecule of coenzyme A. 

 

 

 


background image

 

  Inhibitor of the carnitine shuttle: Malonyl CoA: 

o Inhibits carnitine acyltransferase I, thus inhibiting the 

entry of acyl groups into the mitochondrial matrix.  

o Therefore ,when fatty acid synthesis occurring in the cytosol 

by presence of Malonyl CoA (the building block of fatty 
acid ), the newly synthesized fatty acid chains cannot be 
transferred into the mitochondria & degraded .  

2)  Stage  2- Reactions of β-oxidation: 

It consists of a sequence of four reactions that result in the 
shortening of the fatty acid chain by two carbons. 
The steps include: 
•  Oxidation that produces FADH2
•  Hydration  
•  Oxidation that produces NADH. 
•  Thiolytic cleavage : 
    1-Releases a molecule of acetyl CoA (irreversible), 
    2-The final thiolytic cleavage produces two acetyl groups. 

 

Energy yield from fatty acid oxidation 

•  The β-oxidation of 1 molecule of palmitoyl CoA to CO

2

 & 

H

2

O yields the following number of ATPs: 

  From Palmitoyl CoA to 8 acetyl CoA:  

7 NADH , each one provide 3 ATP when oxidized = 21 
7 FADH2 , each one provide 2 ATP when oxidized=14 

  From the 8 acetyl CoA: 

Acetyl CoA provides 12 ATP (when converted to CO2& H2O 
by the TCA cycle)  ; 8 ×12=96 

  Total energy yield from one molecule of palmitoyl CoA   

 = 21 +14+ 96 =131 

•  Note:  
  When starting with FA palmitate, the ATP required for the 

production of the palmitoyl CoA must be consider (two high 
energy bond are broken )owing to the thiokinase reaction so 
that the total energy yield is only 129 ATP

  The oxidation of unsaturated fatty acids provides less energy 

than that of the saturated fatty acids because they are less 
highly reduced, & therefore fewer reducing equivalents can be 
produced from these structures). 

  Oxidation of FA with an odd number of carbons: 

Same to the β- oxidation of even number of carbon no., until 
the final three carbon reached (propionyl CoA) which is 
metabolized by 2- step pathway: 

 

 

 

 

 


background image

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 




رفعت المحاضرة من قبل: Mostafa Altae
المشاهدات: لقد قام 6 أعضاء و 128 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل