Lipidy
Lipidy
• LIPOLIZA – rozpad lipidów
• β-OKSYDACJA – rozpad kwasów tłuszczowych
• SYNTEZA KWASÓW TŁUSZCZOWYCH
• SYNTEZA TŁUSZCZÓW
• SYNTEZA I ROZPAD CIAŁ KETONOWYCH
• FOSFOLIPIDY – SYNTEZA I ROZPAD
• CHOLESTEROL
LIPOGENEZA
FUNKCJE TŁUSZCZÓW
• materiał energetyczny (triacyloglicerole)
• budulcowe (składniki błon –
glicerolofosfolipidy i sfingolipidy
• udział w modyfikacji kowalencyjnej
białek
• są prekursorami dla niektórych
hormonów i wtórnych przekaźników
informacji w komórce
TŁUSZCZE PROSTE
TŁUSZCZE ZŁOŻONE
O
\\
O H
2
C – O – C – R
1
// |
R
2
– C – O – CH O
| \\
H
2
C – O – C – R
3
O
\\
O H
2
C – O – C – R
1
// |
R
2
– C – O – CH
|
H
2
C – O – P – seryna
- kolamina
- cholina
- inozytol
ROLA:
rozkład dostarcza ATP funkcje budulcowe oraz
synteza wtórnych przekaźników
informacji
Kwas tłuszczowy CH
3
– (CH
2
)
n
– COO
-
KWASY TŁUSZCZOWE
NASYCONE
• 14:0 kwas
mirystynowy
• 16:0 kwas
palmitynowy
• 18:0 kwas stearynowy
• 20:0 kwas arachidowy
NIENASYCONE
• 16:1 (9) kwas
palmitooleinowy
• 18:1 (9) kwas oleinowy
• 18:2 (9,12) kwas
linolowy
• 18:3 (6,9,12) kwas -
linolenowy
• 18:3 (9,12,15) kwas -
linolenowy
• 20:4 (5,8,11,14) kwas
arachidonowy
FRAKCJE LIPOPROTEINOWE
CHYLOMIKRONY
VLDL
LDL
HDL
• LIPAZA TRZUSTKOWA
Triacyloglicerol 2 kwasy tłuszczowe + monoacylo-
glicerol
• LIPAZA LIPOPROTEINOWA (wewnątrznaczyniowa)
Triacyloglicerol 3 kwasy tłuszczowe + glicerol
• LIPAZA TRIACYLOGLICEROLOWA (DI-, MONO-)
Triacyloglicerol 1 kwas tłuszczowy +
diacyloglicerol
LIPOLIZA W TKANCE TŁUSZCZOWEJ
O
\\
O H
2
C – O – C – R
1
// |
R
2
– C – O – CH O
| \\
H
2
C – O – C – R
3
O
\\
O H
2
C – O – C – R
1
// |
R
2
– C – O – CH
|
H
2
C – OH
+ R – COO
-
ENZYM:
LIPAZA TRIACYLOGLICEROLOWA
klasa: hydrolazy
enzym regulowany hormonalnie
H
2
O
R
R
R
R
Glukagon
Glukagon
Adrenalina
Adrenalina
G
G
cyklaza
cyklaza
adenylanowa
adenylanowa
ATP cAMP
ATP cAMP
PKA PKA
PKA PKA
nie aktywna
nie aktywna
actywna
actywna
Lipaza
Lipaza
triacyloglicerolowa
triacyloglicerolowa
(nieaktywna
(nieaktywna
)
)
Lipaza
Lipaza
─ P
─ P
triacyloglicerolowa
triacyloglicerolowa
(
(
aktywna)
aktywna)
ATP ADP
ATP ADP
P
P
i
i
H
H
2
2
O
O
fosfataza białek
fosfataza białek
1
1
ROZPAD
ROZPAD
TRIACYLO-
TRIACYLO-
GLICEROLI
GLICEROLI
INSULIN
INSULIN
A
A
PP
PP
i
i
REGULACJA LIPOLIZY W TKANCE TŁUSZCZOWEJ
Lipaza
triacyloglicerolowa jest
aktywna w formie
ufosforylowanej.
KWASY TŁUSZCZOWE
β – OKSYDACJA
(większość tkanek z
wyjątkiem tkanki nerwowej i
erytrocytów)
SYNTEZA TŁUSZCZÓW
W WĄTROBIE
synteza i
wydzielanie
frakcji VLDL
W TKANCE
TŁUSZCZOWEJ
synteza i
magazynowanie
Z TKANKI
TŁUSZCZOWEJ
po działaniu lipazy
triacyloglicerolowej
Z DIETY
po działaniu lipazy
lipoproteinowej na
chylomikrony
AKTYWACJA KWASU TŁUSZCZOWEGO
zachodzi w cytozolu
O
//
R – C – O
-
+ ATP
O
//
R – C ~ AMP + PP
i
O
//
R – C ~ AMP + HSCoA
O
//
R – C ~ SCoA + AMP
Enzym:
SYNTETAZA ACYLOCoA
klasa VI (ligazy)
TRANSPORT ACYLOCoA PRZEZ BŁONĘ
MITOCHONDRIALNĄ
Enzym:
ACYLOTRANSFERAZA
KARNITYNOWA I
(-) malonyloCoA
Enzym:
ACYLOTRANSFERAZA
KARNITYNOWA II
COO
-
– CH
2
– CH(OH) – CH
2
– N
+
(CH
3
)
3
TRANSLOKAZA
UTLENIENIE KWASÓW TŁUSZCZOWYCH
(β-OKSYDACJA)
• Zachodzi we wszystkich
tkankach poza tkanką
nerwową i erytrocytami
• lokalizacja komórkowa:
mitochondrium
• rola:
synteza ATP
• warunki: tlenowe
ZYSK ENERGETYCZNY Z ROZPADU KWASU
PALMITYNOWEGO
Kwas 16 węglowy, nasycony
Powstanie:
8 cząsteczek acetyloCoA → 8 12 ATP z cyklu Krebsa
= 96
7 obrotów β-oksydacji → 7 2 ATP z utlenienia 7
FADH
2
w ŁO
→ 7 3 ATP z utlenienia 7 NADH+H
+
w ŁO
= 35
na aktywację kwasu zużyto - 1 ATP
β-OKSYDACJA KWASÓW TLUSZCZOWYCH O
NIEPARZYSTEJ LICZBIE ATOMÓW WĘGLA
– ROZKŁAD PROPIONYLOCoA
CH
3
CH
2
– CH
2
CH
2
– CH
2
CH
2
... CH
2
CH
2
– CH
2
CH
2
–
CH
2
COSCoA
CH
3
CH
2
CH
2
– CH
2
CH
2
– CH
2
CH
2
... CH
2
CH
2
– CH
2
CH
2
–
CH
2
COSCoA
1.
2.
3.
1. KARBOKSYLAZA PROPIONYLOCoA (potrzebna biotyna)
2. EPIMERAZA METYLOMALONYLOCoA
3. IZOMERAZA L-METYLOMALONYLOCoA
• Zachodzi we wszystkich
tkankach
• Lokalizacja komórkowa:
Cytoplazma
• Synteza może zachodzić:
- de nowo – z acetyloCoA
- przez elongację – z kwasu o
min.
10 atomach węgla
Większość
acetyloCoA
powstaje
w
komórkach
w
mitochondrium (z oksydacyjnej dekarboksylacji pirogronianu
lub w wyniku β-oksydacji kwasów tłuszczowych. Wewnętrzna
błona mitochondrialna jest nieprzepuszczalna dla acetyloCoA.
ATP
ADP + P
i
HSCoA
H
2
O
CO
2
, ATP
ADP + P
i
NAD
+
NADP
+
liaza
liaza
cytrynianowa
cytrynianowa
TWORZENIE MALONYLOCoA (aktywacja
acetyloCoA)
O
//
CH
3
– C ~SCoA
O
//
-
OOC – CH
3
– C ~SCoA
CO
2
, ATP
ADP + P
i
Enzym:
KARBOKSYLAZA
ACETYLOCoA
klasa: VI (ligazy)
reakcja
nieodwracalna
enzym
regulatorowy:
* allosterycznie
(+) cytrynian
(─) acyloCoA
długołańcuchowy
* hormonalnie
aktywna w formie
nie
ufosforylowanej
KWAS 16 WĘGLOWY
1 acetyloCoA
7 malonyloCoA = 7 ATP na
karboksylację
acetyloCoA
7 obrotów syntezy 2 NADPH+H
+
= 14
NADPH
1 H
2
O na odłączenie kwasu
7 ATP zużywa liaza cytrynianowa przy
przeniesieniu 7 cz.acetyloCoA do
cytozolu
ŹRÓDŁA NADPH + H
+
1. Dehydrogenaza glukozo-6-fosforanowa (Cykl pentozowy)
2. Dehydrogenaza 6-fosfoglukonianowa (Cykl pentozowy)
3. Dehydrogenaza jabłczanowa dekarboksylująca (z NADP)
TWORZENIE WIĄZANIA NIENASYNONEGO PRZY C9
StearoiloCoA + Enzym
Stearoilo-enzym
Hydroksystearoilo-enzym
Oleilo-enzym
OleiloCoA + Enzym
HSCoA
H
2
O
O
2
, NADH+H
+
H
2
O , NAD
+
HSCoA
TRANSFERAZA
ACYLOWA
HYDROKSYLAZA
ACYLOWA (Cyt b
5
)
HYDRATAZA
TRANSFERAZA
ACYLOWA
KOMPLEKS MIKROSOMALNY
9
- DESATURAZY
CH
3
(CH
2
)
7
CH
2
CH
2
(CH
2
)
7
CO-SCoA
OH
|
CH
3
(CH
2
)
7
CH
2
CH(CH
2
)
7
CO-SCoA
CH
3
(CH
2
)
7
CH =CH(CH
2
)
7
CO-SCoA
Regulacja metabolizmu kwasów tłuszczowych.
β- oksydacja
acylotransferaza
acylotransferaza
karnitynowa
karnitynowa
I
hamowana przez
malonyloCoA
synteza kwasów tłuszczowych
karboksylaza acetyloCoA
karboksylaza acetyloCoA
hamowana przez acyloCoA
aktywowana przez cytrynian
aktywna w formie nieufosforylowanej
aktywowana przez insulinę
hamowana przez glukagon
TWORZENIE 3 - FOSFOGLICEROLU
CH
2
– OH
|
CH – OH
|
CH
2
– O – P
CH
2
– OH
|
C = O
|
CH
2
– O – P
CH
2
– OH
|
CH – OH
|
CH
2
– OH
ATP
ADP
KINAZA GLICEROLOWA
WĄTROBA
NAD
+
NADH+H
+
DEHYRDOGENAZA
3-FOSFOGLICEROLOWA
TKANKA TŁUSZCZOWA
CH
2
– OH
|
CH – OH
|
CH
2
– O – P
2 ACYLOCoA
2 HSCoA
O
||
O CH
2
– O – C – R
|| |
R – C – O – CH
|
CH
2
– O – P
ACYLOTRANSFERAZA
3-P-GLICEROLOWA
H
2
O
P
i
O
||
O CH
2
– O – C – R
|| |
R – C – O – CH
|
CH
2
– O – P
FOSFATAZA
FOSFATYDYNIANOWA
O
||
O CH
2
– O – C – R
|| |
R – C – O – CH
|
CH
2
– O – OH
ACYLOCoA
HSCoA
O
||
O CH
2
– O – C – R
|| |
R – C – O – CH
|
CH
2
– O – OH
ACYLOTRANSFERAZA
DIACYLOGLICEROLOWA
O
||
O CH
2
– O – C – R
|| |
R – C – O – CH O
| ||
CH
2
– O – C – R
O
\\
O H
2
C – O – C – R
1
// |
R
2
– C – O – CH
|
H
2
C – O – P – seryna
- kolamina
- cholina
- inozytol (2 x
fosforylowany)
PLA
1
PLA
2
PLC
PLD
REGULACJA SYNTEZY:
1. na etapie lipolizy TAG
w tkance tłuszczowej
2. intensywność β-
oksydacji
3. dostępność
szczawiooctanu i cykl
Krebsa
Lokalizacja tkankowa:
Tylko w wątrobie
Lokalizacja komórkowa:
mitochondrium
Materiał energetyczny
dla tkanek
pozawątrobowych i
poza erytrocytami
O
2 ||
CH
3
– C ~ SCoA
O O
|| ||
CH
3
– C – CH
2
– C ~ SCoA
HSCoA
ACETYLOTRANSFERAZA
ACETYLOCoA
O
||
CH
3
– C ~ SCoA
O O
|| ||
CH
3
– C – CH
2
– C ~ SCoA
HSCoA
SYNTAZA 3-HYDROKSY-
3-METYLOGLUTARYLOCoA
(HMG-CoA)
OH
|
-
OOC – CH
2
– C – CH
2
– C ~
SCoA
|
CH
3
O
||
CH
3
– C ~ SCoA
O O
|| ||
CH
3
– C – CH
2
– C – O
-
LIAZA HMG-CoA
OH
|
-
OOC – CH
2
– C – CH
2
– C ~
SCoA
|
CH
3
O
||
CH
3
– C – CH
3
O O
|| ||
CH
3
– C – CH
2
– C – O
-
COO
-
|
CH
2
|
CH – OH
|
CH
3
NADH+H
+
NAD
+
DEHYDROGENAZA
3-HYDROKSYMAŚLANOWA
O O
|| ||
CH
3
– C – CH
2
– C – O
-
O O
|| ||
CH
3
– C – CH
2
– C ~ SCoA
BURSZTYNYLOCoA
BURSZTYNIAN
TRANSFERAZA CoA
HSCoA
2 acetyloCoA
TIOLAZA
WYKORZYSTANIE
PRZEZ TKANKI –
UTLENIENIE
większość tkanek
(poza wątrobą i
erytrocytami)
lokalizacja
komórkowa:
mitochondrium