Glyoksylatsyklus

Glyoksylatsyklus - Glyoxylatsyklus. Omdanning av fett til sukker i en anabolsk omsetningsvei. Viktig ved spiring av frø med fett som opplagsnæring. Glyoksylatsyklus skjer i organeller kalt glyoksisomer. Planter, sopp og mikroorganismer kan omsette isocitrat dannet i sitronsyresyklus til glyoksylat og succinat (katalysert av enzymet isocitrat lyase). Glykoksylat kan reagere med acetyl-CoA fra beta-oksidasjon av fettsyrer (katalysert av enzymet malat syntase) og danne malat som igjen kan omformes til oksaleddiksyre som reagerer med enda et molekyl acetyl-CoA og danner citrat. To dekarboksyleringstrinn i sitronsyresyklus blir derved hoppet over og fordelen er at plantene kan omdanne fett til sukker ved å reversere glykolysen (glukoneogenese). Sukker blir brukt som energikilde og vekst av den unge kimplanten under frøspiring.

Glyoksylatsyklus finnes i bakterier, sopp og planter hvor acetyl-koenzym A (acetyl-CoA) fra nedbrytning av fettsyrer blir omdannet til sukker. Den finnes ikke hos virveldyrene. Mikroorganismer med glyoksylatsyklus kan vokse med acetat som eneste karbonkilde, eller vokse på fettsyrer. Glyoksylatsyklus gjør det mulig for bakteriene å utnytte enkle karbonforbindelser. Glyoksylatsyklus er lokalisert til glyoksysomene, (en type peroksisomer), men det skjer i samvirke med mitokondriene hvor syklusen benytter fem enzymer i trikarboksylsyresyklus, sitrat syntase, akonitase, succinat dehydrogenase, fumarase og malat dehydrogenase. I tillegg benyttes revers glykolyse (glukoneogenese) i cytoplasma.  Enzymet lipase bryter esterbindingene mellom fett (triglyserider) lagret i spesielle fettlegemer (oleosomer) i frø bl.a. i fettfrø som lin, solsikke. Siden fettsyrene inneholder lite oksygen i forhold til karbon blir respirasjonskvotienten (RQ) i spirende fettfrø ca. 0.7, sammenlignet med fullstendig oksidasjon (cellerespirasjon) av stivelse som gir RQ=1. Fettsyrene fra fett blir fraktet inn i glyoksysomene, og nedbrutt til acetyl-CoA i β-oksidasjonen. Det er to spesielle enzymer i glyoksylatsyklus: 1) Isositrat lyase som omdanner isocitrat til glyoksylat og succinat, hvor man hopper over dekarboksyleringstrinnet i sitronsyresyklus, og 2) enzymet malat syntase som omdanner glyoksylat og acetyl-CoA til malat.

Dyr og mennesker kan ikke omdannet fett til sukker, men lager i leveren vannløselige ketonlegemer (acetoacetat, beta-hydroksysmørsyre og aceton). Ketonlegemene kan fungere som energikilde i hjernen, men kan også omdannes til acetyl-CoA og inngå i sitronsyresyklus.

Glyoksylatsyklus

Publisert 4. feb. 2011 10:22 - Sist endret 26. feb. 2018 07:50