EL-MO II Moleküle, Schulbuch

137 Abbau verzweigter Fettsäuren Fettsäuren mit Verzweigungen in α -Stellung zur Carboxylgruppe sind zwar durch β -Oxidation abbaubar, als Endprodukt des Abbaus entsteht aber nicht Acetyl-Coen - zym A, sondern Propionyl-Coenzym A . Dasselbe gilt für Fettsäuren mit ungerader Kohlenstoffzahl. Auch hier entsteht im letzten Abbauschritt ein Molekül Propionyl- Coenzym A (Abb. 137.2). Dieses ist im Organismus verwertbar, da es auch im Eiweiß - stoffwechsel entsteht. Probleme treten nur dann auf, wenn durch viele Verzweigun - gen hauptsächlich Propionyl-Coenzym A entsteht, da dieses nicht so rasch weiterverwertet wird wie Acetyl-Coenzym A. Fettsäuren mit Verzweigungen in β -Stellung sind nicht abbaubar. Der Abbauweg durch β -Oxidation führt über die ungesättigte Fettsäure zur β -Hydroxy-Fettsäure, deren OH-Gruppe an einer Verzweigungsstelle sitzt. Dies ist ein tertiärer Alkohol, der nicht oxidierbar ist. Der Abbaucyclus ist daher an dieser Stelle unterbrochen (Abb. 137.3). Daher vermeidet man heute den Einsatz verzweigter Kohlenwasser - stoffketten in synthetischen organischen Verbindungen wie zB Tensiden, die in das Abwasser gelangen und dort in der Kläranlage abgebaut werden sollen. Aufbau der Fette im Organismus Im Organismus können Fettsäuren und damit Speisefette ebenfalls aufgebaut wer - den. Eine fettarme, aber kohlenhydratreiche Ernährung führt bei Nährstoffüber - schuss rasch zum Aufbau von Depotfett. Offensichtlich muss es einen Stoffwech - selweg von den Kohlenhydraten zu den Fetten geben. Wie schon erwähnt, werden auch Kohlenhydrate zu Acetyl-Coenzym A abgebaut. Bei Überschuss von Acetyl-Coenzym A wird im Organismus daraus Fett synthetisiert. Der Fettaufbau erfolgt auf ähnlichem Weg wie der Fettabbau, aber nicht an den Mitochondrien, sondern in der Zellflüssigkeit . Der genaue Mechanismus ist etwas komplizierter und soll hier nicht besprochen werden. Insgesamt wird beim zykli - schen Aufbauweg in jedem Schritt ein Acetyl-Coenzym A in die Kette eingeführt. Die entstehende Ketogruppe wird zum Alkohol reduziert, Wasser wird abgespalten, die entstehende Doppelbindung hydriert. Dadurch wird die Fettsäure um jeweils 2 Kohlenstoff-Atome verlängert. Dieser Aufbauweg ist der Grund, dass biologisch fast ausschließlich Fettsäuren mit gerader Kohlenstoffzahl und unverzweigten Ketten vorkommen. Natürlich benötigt der Organismus zur Fettsynthese ATP und biologisch aktivierten Wasserstoff als Reduktionsmittel. Von beidem ist aber bei Nahrungsüberschuss ge - nug vorhanden. Als Reduktionsmittel dient beim Syntheseweg NADPH. Es unter - scheidet sich von NADH durch eine Phosphatgruppe und ist ein besseres Redukti - onsmittel, was zur Umkehrung der Reaktionen auch notwendig ist. Im Organismus wird es teilweise aus NADH und ATP erzeugt, teilweise stammt es aus einem spezi - ellen Abbauweg der Kohlenhydrate. Durch Fettsäuresynthese entsteht hauptsächlich Palmitinsäure , da die Kettenver - längerung nach 16 Kohlenstoff-Atomen aufhört. Wenn der Organismus längere Fett - säureketten benötigt, sind dazu eigene Enzyme notwendig, die diese Ketten ausge - hend von Palmitinsäure herstellen. Doppelbindungen zur Synthese ungesättigter Fettsäuren werden mit speziellen Enzymen und Luftsauerstoff als Reaktionspartner eingeführt. Säugetieren fehlen die Enzyme, die Doppelbindungen hinter dem 9. Kohlenstoff-Atom der Fettsäurekette einführen. Daher sind Linolsäure, Linolensäu - re und Arachidonsäure (Abb. 137.4) essenziell. C CoA S O R Isomerase C CoA S O R Propionyl-CoA aktivierte Fettsäure C S C C CH 3 CH 3 CoA HS C C O O CoA S O S O CoA CoA S O CH 3 CoA HO C R CH 3 C CoA S CoA S O O C R CoA S O FAD.H 2 FAD NAD + H 2 O R H 3 C H 3 C HOOC Linolsäure HOOC Linolensäure HOOC Arachidonsäure Abb. 137.1: Das Enzym Isomerase verschiebt die Doppel-Bindung an die „richtige“ Stelle für den Abbau Abb. 137.2: „Abbau“ a -verzweigter Fettsäuren Abb. 137.3: „Abbau“ b -verzweigter Fettsäuren Abb. 137.4: 3 essenzielle Fettsäuren (Rot: vom Menschen nicht synthetisierbare Doppelbindungen) 9.2 FettverDauung – FettstOffWechsel Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv