Omega-Oxidation
Synonym: ω-Oxidation
Englisch: omega oxidation
1. Definition
Die Omega-Oxidation bzw. ω-Oxidation ist ein alternativer Weg des Fettsäureabbaus, der normalerweise durch β-Oxidation erfolgt. Dabei entsteht eine weitere Carboxygruppe an dem C-Atom (Cω-Atom), das am weitesten von der bereits vorhandenen Carboxygruppe entfernt ist. Das Substrat ist normalerweise eine Fettsäure mittlerer Kettenlänge (10 bis 12 C-Atome).
2. Biochemie
Die ω-Oxidation erfolgt in mehreren Schritten. Die initiale Reaktion findet im endoplasmatischen Retikulum der Leber- bzw. Nierenzellen statt, die folgenden Reaktionsschritte sind dagegen im Zytoplasma lokalisiert.
2.1. Erster Schritt
Für den ersten Reaktionsschritt sind eine Monooxygenase, Cytochrom P450 (z.B. CYP4A11 oder CYP4A22) und NADPH als Coenzym notwendig.[1] Dieser Schritt umfasst das Einfügen einer Hydroxygruppe an das Cω-Atom. Dabei wird Sauerstoff verbraucht. Aus der Reaktion gehen Wasser und NADP+ hervor.
2.2. Zweiter Schritt
Für den zweiten Schritt wird eine zytosolische Alkoholdehydrogenase, sowie als Coenzym NAD+ benötigt. Die zuvor eingefügte Hydroxygruppe wird zur Aldehydgruppe oxidiert. Das Coenzym wird dabei zu NADH+H+ reduziert.
2.3. Dritter Schritt
Im dritten Reaktionsschritt der ω-Oxidation wird erneut eine zytosolische Alkoholdehydrogenase benötigt. Diese oxidiert die im zweiten Schritt entstandene Aldehydgruppe, mithilfe des Coenzyms NAD+, zur Carboxygruppe. Das Coenzym wird dabei wieder zu NADH+H+ reduziert.
Die entstehende Dicarbonsäure wird anschließend an das Coenzym A verestert und in der β-Oxidation in den Mitochondrien weiter abgebaut. Der weitere Abbau kann aber auch in den Peroxisomen im Rahmen der α-Oxidation erfolgen.
3. Klinik
Physiologisch spielt die ω-Oxidation im Vergleich zur bedeutenderen β-Oxidation lediglich eine untergeordnete Rolle. Liegt aber in den Reaktionen der β-Oxidation ein Defekt vor, kann die ω-Oxidation als alternativer Stoffwechselweg ("rescue pathway") dienen.
4. Literatur
- Albert Lehninger, Michael Cox und David L. Nelson: Lehninger Principles of Biochemistry. W H Freeman & Co; 5. Auflage 2008
- Thomas M. Devlin (Hrsg.): Textbook of Biochemistry with Clinical Correlations. Wiley & Sons; 6. Auflage 2005
5. Quellen
- ↑ Ronald J. A. Wanders, Jasper Komen, Stephan Kemp: Fatty acid omega‐oxidation as a rescue pathway for fatty acid oxidation disorders in humans. FEBS Volume 278, Issue 2 January 2011 Pages 182-194 First published: 09 November 2010