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Energiebilanz des Fettsäureabbaus

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  • Lesezeit: 6 min
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Steckbrief

Beim Abbau von gesättigen geradzahligen Fettsäuren im Mitochondrium entsteht pro Durchlauf 1 Acetyl-CoA, 1 FADH2 und 1 NADH + H+. Die Reaktionsgleichung für die erste Runde der β-Oxidation von Stearinsäure (C18) lautet:

Stearoyl-CoA + CoA + FAD + NAD+ + H2O → Palmitoyl-CoA + Acetyl-CoA + FADH2 + NADH + H+

Für den vollständigen Abbau von Stearoyl-CoA zu Acetyl-CoA sind insgesamt 8 Durchläufe der β-Oxidation notwendig. Die Reaktionsgleichung für den vollständigen Abbau von Stearoyl-CoA zu Acetyl-CoA ist:

Stearoyl-CoA + 8 CoA + 8 FAD + 8 NAD+ + 8 H2O → 9 Acetyl-CoA + 8 FADH2 + 8 NADH + H+

Die ATP-Ausbeute des Fettsäureabbaus beträgt für ein NADH 2,5 ATP und für ein FADH2 1,5 ATP. Die Oxidation von einem Acetyl-CoA im Citratzyklus liefert 3 NADH, 1 FADH2 und 1 GTP, insgesamt also 10 ATP. Die Gesamtgleichung für die vollständige Oxidation von Stearoyl-CoA zu CO2 und H2O lautet daher:

Stearoyl-CoA + 18 O2 + 122 ADP + 122 Pi → 9 CoA + 18 CO2 + 122 ATP + 18 H2O

Beim Abbau von ungesättigen Fettsäuren werden Reaktionen eines einzelnen Durchlaufs der β-Oxidation umgangen oder es muss Energie in Form von NADPH + H+ aufgewendet werden, sodass die ATP-Ausbeute geringer ist als beim Abbau von gesättigten Fettsäuren.

Beim Abbau von ungeradzahligen Fettsäuren bleibt Propionyl-CoA übrig, das unter Energieverbrauch in Succinyl-CoA umgewandelt wird. Dieses kann im Citratzyklus weiter oxidiert werden und Reduktionsäquivalente und ATP liefern.

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    Bilanz des Fettsäureabbaus

    Abbau gesättigter geradzahliger Fettsäuren

    Beim Abbau der gesättigten geradzahligen Fettsäuren im Mitochondrium entsteht pro Durchlauf 1 Acetyl-CoA, 1 FADH2 und 1 NADH + H+.

    Beispiel Stearinsäure (C18)

    Die Reaktionsgleichung für den ersten Durchlauf der β-Oxidation von Stearinsäure (C18) lautet:

    Stearoyl-CoA + CoA + FAD + NAD+ + H2O → Palmitoyl-CoA + Acetyl-CoA + FADH2 + NADH + H+

    Die um eine C2-Einheit verkürzte Stearinsäure ist die Palmitinsäure (C16). Aus Palmitinsäure bzw. Palmitoyl-CoA entsteht in der nächsten Runde Myristoyl-CoA usw. Bei jedem Durchlauf entsteht also ein Acetyl-CoA und ein um zwei C-Atome verkürztes Acyl-CoA in der Ketothiolase-Reaktion. Im letzten Durchlauf der Ketothiolase-Reaktion entstehen aus dem C4-Körper Acetoacetyl-CoA dann zwei Acetyl-CoA. Damit ist die Fettsäure vollständig zu Acetyl-CoA abgebaut.

    Für die β-Oxidation von Stearinsäure (C) sind ingesamt 8 Durchläufe notwendig, in denen folgende Produkte entstehen:

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