Title: BV2 / BV2 - 2 / Modul 6 / Modul 6b / Enkolspoolen

Q: Hur får vi adrenalin?
A: Det sker en metylering av noradrenalin via enzymet fenyletanolamin-N-metyl-transferas (PNMT) och vi får adrenalin

Q: Vad är enkolspoolen i ett nötskal?
A: Addition av enkolsföreningar

Q: Vilka molekyler doneras enkolsföreningarna från?
A: - Tetrahydrofolat (THF)
- S-adenosylmetionin (SAM)

Q: Vad utgör enkolspoolen?
A: Tillsammans utgör THF och SAM enkolspoolen

Q: Vad är exempel på enkolsföreningar som kan adderas mha enkolspoolen?
A: - Formyl
- Metenyl
- Metylen
- Metyl

Q: Varför är enkolspoolen en grej?
A: Vissa syntesvägar i cellen kräver att enkolsföreningar adderas

Q: Vad är tetrahydrofolat uppbyggt av?
A: Tetrahydrofolat (THF) har en ganska komplex struktur och är uppbyggd av 3 ringformade kolväten där en glutamatsvans är kopplad till en-ringsstrukturen
- Svansen består av 1-8 glutamatmolekyler
-

Q: Vad är de enkolsfragment som kan doneras från THF bundna till på THF?
A: Det är enkolsfragment som
doneras är bundna till kväve 5 och eller kväve 10 på THF-molekylen

Q: Vad har de olika enkolsfragmenten som THF donerar?
A: Enkolsfragment
med oxidationstal

Q: Vad fungerar tetrahydrofolat som?
A: THF fungerar som en enkolsdonator

Q: Vad är skillnaderna mellan folat och folsyra?
A: - Folat är reducerad och finns naturligt i naturen, medan folsyra är i oxiderad form, är syntetisk och används som berikning av livsmedel
- En annan skillnad är att folsyra enbart har en kort glutamatsvans, som består av en glutamat, medan folat har en längre glutamatsvans

Q: Vilken relation har folat till enkolspoolen?
A: Folsyra är en precursor vid bildning av tetrahydrofolat (THF)

Q: Vilket vitamin är folsyra?
A: B9

Q: Vad är andra namn för folsyra?
A: Folat och vitamin B9

Q: Var återfinns folat?
A: Folat (reducerad form) finns naturligt i mat

Q: Var återfinns folsyra?
A: Folsyra (oxiderad form) är syntetisk och används vid berikning av livsmedel

Q: Vilka livsmedel finns folat i?
A: Folat finns t.ex. i:
- Bladgrönsaker
- Baljväxter
- Äggula
- Lever

Q: Hur omvandlas folsyra till tetrahydrofolat?
A: Syntesen sker i 2 steg som katalyseras av samma enzym : dihydrofolat reduktas
- Vid båda reaktionerna åtgår en NADPH

Q: Vilket enzym katalyserar reaktionen från folsyra till THF?
A: Dihydrofolat reduktas

Q: Vad sker i steg 1 av THF syntesen?
A: I steg 1 reduceras folsyra till dihydrofolat mha NADPH+H+ -> NADP+

Q: Vad sker i steg 2 av THF syntesen?
A: I steg 2 sker ytterligare en reduktion med NADPH + H+ -> NADP+ och tetrahydrofolat bildas

Q: Vad sker när väl THF har bildats?
A: När väl tetrahydrofolat bildats kan olika enkolsfragment bindas till THF

Q: Vad kan THF göra med enkolsfragmenten?
A: Tetrahydrofolat kan sedan donera dessa enkolsfragment vid biosyntes av olika molekyler, molekyler som t.ex. behövs vid DNA syntes

Q: Hur
binds de olika enkolsfragmenten till tetrahydrofolat?
A: Det börjar med att en metylengrupp adderas mellan kväve#5 och kväve#10 på THF
- Reaktionen katalyseras av enzymet serin hydroxymetyl transferas

Q: Vad utgör N5N10 metylenTHF:en som bildas?
A: Den N5 N10 metylen THF som bildas utgör själva navet i den fortsatta metabolismen av tetrahydrofolat

Q: Hur kan metylengruppen i THF användas?
A: Metylengruppen kan t.ex. användas då enzymet tymidylatsyntas kopplar på en metylgrupp på dUMP och det bildad deoxy-dTMP
- dTMP, som i förlängningen behövs i syntes av DNA
- I reaktionen kommer THF omvandlas till dioxyhydrofolat

Q: Vad kan metylenen på THF alternativt göra?
A: Alternativt kan metylen-tetrahydrofolat oxideras till N5 metyltetrahydrofolat (MTHF) av enzymet metylen tetrahydrofolat reduktas (MTHFR)
- Reaktionen är irreverisbel

Q: Vad kan N5N10 metylenTHF omvandlas till?
A: N5 N10 metylenTHF kan även i 2 reversibla reaktionen omvandlas till N5 N10 metenyl-THF och N10 formylTHF
- Där N10 formyltetrahydrofolat (FTHF) t.ex. kan användas för purinsyntes

Q: Vi konstaterar att synteserna N5 metyltetrahydrofolat var irreversibel, finns det något sätt vi kan återcirkulera N5 metyltetrahydrofolat till THF?
A: Metyl förbrukas och tetrahydrofolat frigörs då enzymet metionin syntas omvandlar homocystein till metionin

Q: Vad kopplar metionincykeln samman?
A: Metionincykeln kopplar samman tetrahydrofolat metabolismen med SAM, S-adenosylmetionin

Q: Har tetrahydrofolat klinisk relevans?
A: Vissa av de enkolsfragment är av essentiell betydelse för syntes av DNA
- Lider cellen brist på dessa byggstenar kommer takten på celldelningen att avta
- Detta har utnyttjats i behandlingen av cancer då cancerceller har en snabb tillväxt och snabb celldelning är i stort behov av byggstenar till DNA

Q: Vad är exemepl på inhibitorer som används mot THF inom cancerbehandling?
A: - Inhibitorn metotrexat inhiberar enzymet dihydrofolat-reduktas
- Inhibitorn 5-fluorouracil inhiberar tymidylassyntas

Q: Vad händer när aktiviteten hos dihydrofolat reduktas (DHFR) minskar?
A: När aktiviteten hos DHFR eller tymidylatsyntas minskar bildas färre av de byggstenar som behövs vid DNA-syntes -> tillväxten av cancerceller avstannar

Q: Vilka bristsjukdomar kopplas till THF metabolism?
A: - Folsyrabrist
- Vitamin B12-brist

Q: Vad leder folsyrabrist till?
A: Folsyrabrist leder till minskad syntes av puriner och dTMP (viktiga byggstenar vid DNA syntes)

Q: Vad leder folsyrabrist till avseende DNA syntes?
A: DNA-syntes går långsammare (långsammare celldelning, färre och större celler)

Q: Vad kan den lågsammare DNA-syntesen som respons på folsyrabrist orsaka?
A: Kan orsaka megaloblastisk anemi (perniciös anemi)

Q: Vad är megaloblastisk anemi?
A: En minskning i antalet röda blodceller, men en ökning i deras storlek/volym

Q: Vad är perniciös anemi?
A: Orsakas av en brist på intrinsic factor och är vanligaste orsaken till B12-brist

Q: Vilken är kroppens viktigaste metyldonator?
A: SAM är kroppens viktigaste metyldonator

Q: Hur skiljer sig SAM och THF funktionsmässigt?
A: Till skillnad från tetrahydrofolat, som kan donera enkolsfragment med olika oxidationstal kan SAM enbart donera metyl-grupper

Q: Vad är ett ex. på tillfälle där SAM donerar metylgrupper
A: Vid syntes av hormonet adrenalin
- Syntesen börjar med att aminosyran tyrosin omvandlas till en L-DOPA, vidare till dopamin, noradrenalin och slutligen adrenalin

Q: Vad är en katekol?
A: En katekol är en bensenring med 2 hydroxylgrupper

Q: Vilken grupp ingår dopamin, adrenalin och noradrenalin i?
A: Dopamin, noradrenalin och adrenalin ingår i en grupp som kallas katekolaminer

Q: Hur används SAM när noradrenalin omvandlas till adrenalin?
A: I det sista syntessteget när noradrenalin omvandlas till adrenalin, mha enzymet Fenyletanolamin N-metyltransferas, adderas 1 metylgrupp, som doneras av S-adenosylmetionin

Q: Hur bildas SAM?
A: SAM bildas genom att enzymet metionin adenosyltransferas för över pentos och adenindelar av en ATP till aminosyran metionin

Q: Hur går reaktionen till vid bildningen av SAM?
A: - SAM bildas genom att enzymet metionin adenosyltransferas för över pentos och adenindelar av en ATP till aminosyran metionin
- Samtliga 3 fosfatgruppper spjälkas av vid reaktionen och det bildas en SAM där metylgruppen är aktiverad

Q: Vad möjliggör att metylen är aktiverad i SAM?
A: Att metylen är aktiverad får som konsekvens att SAM lätt släpper ifrån sig metylgruppen - donerar metylgruppen till andra molekyler, som t.ex vid syntesen av adrenalin, fosfatidylkolin, kreatin och melatonin

Q: Vad blir det av SAM efter att metylgruppen donerats?
A: Vid reaktionen omvandlas SAM till S-adenosylhomocystein

Q: Vad sker med SAH?
A: Därefter katalyserar enzymet SAH hydrolas avspjälkningen av adenosin och kvar blir en homocystein

Q: I vilka processer är SAM metyldonator?
A: - Syntes av adrenalin
- Syntes av fosfatidylkolin
- Syntes av kreatin
- Syntes av melatonin

Q: Vad kan homocystein omvandlas till?
A: - Cystein
- Metionin

Q: Hur blir Homocystein till cystein?
A: Omvandlingen sker via 2 steg där båda enzymer kräver vitamin B6

Q: Hur blir Homocystein till metionin?
A: - Vid omvandlingen adderas en metylgrupp
- Metylgruppen kommer tetrahydrofolatpoolen
- Enzymet som katalyserar reaktionen heter metionin syntas och är beroende av vitamin B12

Q: Vad kan man säga har skett när homocystein omvandlas till metionin?
A: Metionincykeln blir sluten

Q: Vad är ett annat namn för B12?
A: Kobalamin

Q: Vad är B12, strukturellt?
A: Vitamin B12 är en kobolt-koordinerad porfyrin

Q: Vad är porfyriner?
A: - Kemiska föreningar, som ingår i t.ex. hem, korofyll och vit B12
- Koordinerar ofta en metalljon t.ex. Fe, Mg, Co

Q: Vilka enzymer hos människan är beroende av vit B12?
A: - Metioninsyntas
- Metylmalonyl-CoA mutas

Q: Vad leder vitamin B12 brist till?
A: Metionin kan ej bildas från N5-MTHF, vilket leder till att N5-MTHF ansamlas då föregående reaktion är irreversibel
- Folsyra fångas (folatfällan) som N5-metyl-THF och nivåerna av de andra THF varianterna sjunker
- Tillståndet ger liknande symtom som vid folsyrabrist och kan orsaka megaloblastisk (perniciös) anemi

Q: Vad är folatfällan?
A: När B12 brist gör att folsyra fångas som N5-metyl-THF och nivåerna av de andra THF sjunker

Q: Hur omvandlas metionin till SAM?
A: I första steget omvandlas aminosyran metionin till SAM genom att en del av en ATP molekyl inkorporeras med metioninen

Q: Vad är funktionen hos SAM?
A: SAM kan sedan donera sin aktiverade metylgrupp till en metyl-acceptor och omvandlas då till en adenosylhomocystein, som i nästa omvandlas till homocystein

Q: Vad kan homocystein omvandlas till?
A: Homocystein kan antingen omvandlas till cystein alternativt remetyleras till metionin och en tetrahydrofolat - metionincykeln är sluten

Q: Vad är metioninsyntas beroende av?
A: Enzymet metioninsyntas kräver kofaktor vitamin B12, Tetrahydrofolat kan sedan laddas med kolfragment med olika oxidationstal som i sin  tur kan doneras vidare

Q: Vad sker om det råder brist på B12?
A: Om det är brist på Vit-B12 kommer reaktionen som metioninsyntas katalyserat avstanna, vilket gör att N5 metyltetrahydrofolat kommer att ansamlas, då får vi inget fritt tetrahydrofolat till vilket enkolsfragment kan binda
- Man kan säga att folaten fångas som N5 metyltetrahydrofolat, något man brukar kalla folat fällan eller metyl-folat-fällan
- Tillståndet liknar symtomen vid brist på folsyra och kan leda till megaloblastisk anemi

Q: Vad gör karboxylaser?
A: Adderar kol vid biosyntes, utan att vara en del av enkolspoolen

Q: Finns det något sätt för cellen att addera ett kol till en molekyl förutom att addera ett enkolsfragment från enkolspoolen, dvs SAM och THF?
A: Ja, det finns karboxylaser som plockar upp vätekarbonat och adderar en karboxyl-grupp

Q: Vilken kofaktor är karboxylaser beroende av?
A: Karboxylaser är beroende av kofaktorn biotin

Q: Vad är ett ex. på en karboxylas och vad är dess funktion?
A: Ett ex. är pyruvatkarboxylas, som plockar upp en vätekarbonat och adderar den till pyruvat och genererar en oxalacetat, men vätekarbonat och karboxylaser räknas inte som en del av enkolspoolen