lipid_anyagcsere_i_2011_[kompatibilitási_mód]
TRANSCRIPT
+ Glycerol (from adipose and other tissues)
Transport in bloodGlucose
Chylomicron remnants, or IDL, LDL
Plasma lipoprotein synthesis for export (VLDL)
Organ storage as triacylglycerolGlycerol-3P
Glucose
Cholesterol Bile salts
LIPID ANYAGCSERE I.
ATP
BALAJTHY Zoltn, BMBI., T., DE-OEC 1 2011e-mail: [email protected]
5. ht
1-2. 3. 4.-5.
ra ra ra
Lipogenzis, zsrsavak bioszintzise, Trigliceridek bioszintzise, Trigliceridek metabolizmusa, -Oxidci, Kisebb mennyisg zsrsavak oxidcija
6. 6. ht
ra
Ketontestek szintzise s hasznostsa, Metabolikus kapcsolatok az hezsi s jllakott ciklusban, Elhzs s metabolikus szindrma
7.-8. 7. ht
ra
Diabetes mellitus s a koleszterol bioszintzise Szteroidok-szrmazkainak bioszintzise
9.
ra
Foszfolipidek bioszintzise2
Ktelez elads: els, hatodik s hetedik
A TBBLET GLKZ ZSR FORMJBAN TROLDIK
ZSR SZVET
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
A zsrszvet egy specializt ktszvet, amely a legfbb zsrtrol (tiacilglicerol) helyknt funkcionl.
18
Elszr megtanuljuk a triacilglicerolrl, hogy a f trolt zemanyag az emberi szervezetben. Meg kell rteni: zsrsavak szintzist acetil-CoA-bl, szablyozst metabolitokkal s hormonokkal zsrsavak trolst s mobilizlst a zsrszvetben zsrsavak felhasznlst energiatermelsre -oxidcval ketontestek szintzist a mjsejtekben s felhasznlsukat az extrahepatikus szvetekben metabolikus kapcsolatokat hezs s a tpllkbevitel ciklusban lipid anyagcserhez kapcsold betegsgeket: elhzst, diabetes mellitust s a ketoacidozist, metabolikus szindrmt19
Megbeszljk a nem trol lipidek, mint a koleszterol, a foszfolipidek s a (glikolipidek) szintzist s funkcijt. A kvetkez ismereteket sajtthatjuk el: a koleszterol s szrmazkainak, gy epesavak, szteroid hormonok, belertve a vitamin D3, szintzist s a szablyozst, metabolikus hatst foszfolipid szintzist Ezek a lipidek nlklzhetetlen alkoti a membrnoknak. Nhny felletaktv lipid fontos fiziolgis tulajdonsggal rendelkezik, mint a dipalmitoil-lecitin (surfactant), amely a felleti feszltsget cskkenti az alveolusokban, vagy a nem-polros anyagok oldkonysgt segti a extracellulris folyadkokban. Ms lipidek fontos sejtek kztti szignalizcis molekulk, pl. szteroid hormonok, ekozanoidok, vagy a PAF. Ms lipidek sejten belli szignaliz20 cikban mkdnek (DAG, IP3)
Lipidek Biolgiai Szerepe az Emberi SzervezetbenEnergia Forrs: Energit Trol s Szolgl (zsrszvet: trigliceridek, zsrsavak s ketontestek) Membrn Lipid Komponensek: foszfolipidek, szfingolipidek s koleszterin Kommunikci vagy Szignalizci/Szignl transzdukci: (szteroid hormonok, PAF s Vitamin D3, prosztaglandinok, leukotrinek) Enzim Kofatorok s Ligandok: Vitamin K s zsrban oldd vitaminok (vitamin A s D) Lts: Vitamin A Emszts: Epesavak Antioxidns: Vitamin E
21
22
Palmitt Steart
C16 C18
n-Hexadecanoate n-Octadecanoate n-Eicosanoate cis-9-Octadecenoate cis,cis-9,12-Octadecadienoate all-cis-9,12,15-Octadecatrienoate all-cis-5,8,11,14-Eicosatetraenoate C20
CH3(CH2)14COOCH3(CH2)16COOCH3(CH2)18COOCH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH CH3(CH2)4(CH=CHCH2)2(CH2)6COOH CH3CH2(CH=CHCH2)3(CH2)6COOH CH3(CH2)4(CH=CHCH2)4(CH2)2COOH 23
Arachidt C20 Olajsav C18 Olet Linolsav C18 Linolt Linolnsav Linolent C18 Arachidonsav Arahidont
Lipidek
BevezetsLipidek emsztse (lipid orvosi vonatkozsok) Lipidek transzportja (lipid orvosi vonatkozsok)
Lipogenzis, zsrsavak bioszintzise, Trigliceridek bioszintzise, Trigliceridek metabolizmusa, -Oxidci, Kisebb mennyisg zsrsavak oxidcija, Ketontestek szintzise s hasznostsa,24
Metabolikus kapcsolatok az hezsi s jllakott ciklusban,Metabolikus mechanizmusok kapcsolatai, szablyzsai mjban jl tpllt s hezsi llapotokban Metabolikus sszefggsek a legfontosabb szvetek kztt - jl tpllt llapotban - a korai hezs llapotban - az hezs llapotban A diabetes25
Koleszterin bioszintziseMevalont tvonal Koleszterin bioszintzise A koleszterinszintzis sablyozsa Citokrm P450 Szteroid hormonok bioszintzise ( a 21, 19, 18, s 27-sznatomot tartalmaz szteroidok)
Komplex Lipidek Foszfolipidek bioszintziseSzfingolipidek bioszintziseProsztaglandinok, leukotrinek s tomboxnok bioszintzise (lipid orvosi vonatkozsok)26
A lipid metabolizmus lokalizcija Mitokondrium - Zsrsav oxidci - Acetil-CoA termels - Keton test szintzis - Zsrsav meghosszabtsa
Endoplazmatikus retikulum - Foszfolipid szintzis - Szterol szintzis (ksi szakasz) - Zsrsav meghosszabbts - Zsrsav deszaturci
Citoszl -NADPH termels (pentz foszft tvonal, malt enzim) -[NADPH/NADP+] magas - Izoprenoid s szterol szintzis (korai fzis) - Zsrsav szintzis
A TBBLET GLKZ ZSR FORMJBAN TROLDIK+ Glicerin (adipocitbl s ms szvetekbl)
Transzport a vrbenGlukz
Kilomokron maradk, or IDL, LDL
Plazma lipoprotein szintzis (VLDL)
Triglicerid szintzisGlicerol-3P
Glukz
1 Cholesterol Bile salts
ATP
Lipidek metabolikus kapcsolatai az emberi 28 szervezetben
A TBBLET GLKZ ZSR FORMJBAN TROLDIK
ZSR SZVET
29
Zsrsavak szervek kztti transzportja Jllakott llapotban a trigliceridek a zsrszvetben raktrozdnak el. A forrsai a tpllkbl szrmaz zsr, s azok a zsrsavak, amelyek a tbblett sznhidrtbl s aminosavakbl szintetizldtak a mjban.Jllakott llapot
(VLDL)
30
Dietary Lipids are Broken Down by Pancreatic Lipase and Transported through the Lymph System9. Remnant Chylomicrons taken up by liver
31
Lipidek transzportja plazma lipoproteinekkel
Model for plasma triacylglycerol and cholesterol transport in 32 humans. LipidLipid-orvosi, 8 ht
Ketontestek szervek kztti transzportjahezsi llapot
hezsi llapotban a zsrszvetben a trigliceridek hidrolizldnak s a szabad zsrsav s glicerin tartalom a plazmba kerl, majd ms szvetekbe.
33
Lipogenzis, zsrsavak bioszintziseAcetil-CoA transzportja Acetil-CoA-karboxilz reakci Acetil-CoA-karboxilz reakci regulcija Zsrsavszintzis acetil-CoA s malonil-CoA-bl A zsrsavlnc elongcija s deszaturcija (arachidonsav szintzis) Trigliceridek szintzise34
Lipogenzis, zsrsavak bioszintziseAcetil-CoA transzportja Acetil-CoA-karboxilz reakci Acetil-CoA-karboxilz reakci regulcija Zsrsavszintzis acetil-CoA s malonil-CoA-bl A zsrsavlnc elongcija s deszaturcija (arachidonsav szintzis) Trigliceridek szintzise35
+ Glicerin (adipocitbl s ms szvetekbl)
Transzport a vrbenGlukz
Kilomokron maradk, or IDL, LDL
Plazma lipoprotein szintzis (VLDL)
Triglicerid szintzisGlicerol-3P
Glukz
1 Cholesterol Bile salts
Acetil-CoA transportja
ATP
Lipidek metabolikus kapcsolatai az emberi 36 szervezetben
aminosavak glkzpyruvate transporter
aminosavak (anaplerotikus reakcik)
used for biosynthesis
CO2 + ATP
malonylmalonyl-CoA
HS-CoA tricarboxylate transporter
Acetil-CoA transzportja a mitokondriumbl a citoszolba zsrsav szintzishez37
Acetil-CoA karboxillsa malonil-CoA-v az acetil-CoA-karboxilzsegtsgvel. Ez a zsrsavszintzis els, sebessg-meghatroz s elktelez lpse. Az enzim biotin prosztetikus csoportot tartalmaz. A reakci hasonl a privt karboxillshoz oxlacettt a piruvtkarboxilz enzim kzremkdsvel.38
1 2
Acetyl-CoA karboxillsa kt lpsben trtnik. Els, karboxi-biotin intermedier kpzdik ATP felhasznlsval 1. Msodik, az aktivlt CO2 csoport az acetil-CoA-ra transzferldik malonil-CoA-t ltrehozva,2.
39
Karboxil-csoport transzfer acetil-CoA-ra.
1
2
Biotin prosztetikus csoportot tartalmaz.
Karboxillt biotin.
A biotin karboxil csoportja amid ktssel kapcsoldik az enzim lizin -amino csoportjhoz. Az sszekapcsoldott biotin s lizil-oldallnc (biocitin) hossz flexibilis karknt mkdik a karboxilz s transzkarboxilz aktv centrumjai kztt. 40
Lipogenzis, zsrsavak bioszintziseAcetil-CoA transzportja Acetil-CoA-karboxilz reakci Acetil-CoA-karboxilz reakci regulcija Zsrsavszintzis acetil-CoA s malonil-CoA-bl A zsrsavlnc elongcija s deszaturcija (arachidonsav szintzis) Trigliceridek szintzise41
Acetil-CoA-karboxilz szablyozott:- foszforillssal - metabolitok allosztrikus szablyozsval cAMP s AMP-aktivlt kinzok katalizljk az Acetil-CoA karoxilz foszforilcijt, gy gtolva az enzim aktivitst.malonylmalonyl-CoA malonylmalonyl-CoA
Acetil-CoAKarboxilz (aktv)
Acetil-CoAKarboxilz (inaktv)
Acetil-CoAKarboxilz (rszlegesen aktv)
Az AMP mennyisge akkor emelkedik meg, ha az ATP nagymrtk felhasznlsa trtnik a sejtekben. Ha az energiatltttsg cskkent ( AMP ), a lecskkentett malonilCoA szintzis meggtolja az energiaignyes zsrsavszintzist. 42
Parakrin hormon szablyzs: Ha a vrcukor tartalom alacsony, akkor a glukagon s/vagy adrenalin aktivlt cAMP-dependens protein-kinz foszforillja az acetil-CoA-karboxilzt. Amikor a vr glkz szintje alacsony az acetil-CoA-karboxilz gtlsval elegend mennyisg acetil-CoA marad a mjsejtek mitokondriumban a ketontestek szintzisre, egy alternatv energiaforrsra. Az acetil-CoA a zsrsavak getsbl, a -oxidcibl szrmazik. Ha vrcukorszint emelkedett, az inzulin antagonista hatsra a proteinfoszfatz aktivldik, ami az acetil-CoA-karboxilz aktivlshoz vezet.
43
Az acetil-CoA karboxilz szablyzsa helyi metabolitokkal:A citrt allosztrikusan aktivlja az Acetil-CoA-karboxilzt A citrt koncentrci akkor magas a, ha elegend mennyisg (citoplazmabeli piruvt) acetil-CoA lp be a citrt ciklusba. A tbblet citrt a citoplazmban malonil-CoA-n keresztl zsrsavv alakul trols cljbl. C16-C18 acil-CoA allosztrikusan gtolja az acetil-CoA-karboxilzt, lecskkentve a malonil-CoA, a zsrsavak prekurzornak szintzist.
44
TABLE 17.3Enzyme Effect
Regulation of Fatty Acid SynthesisRegulatory Agent
Palmitate Synthesis Acetyl-CoA carboxylase (ACC) Short term Allosteric activation Allosteric inhibition Inhibition via PKA phosphorylation of ACC Inhibition via AMPK-mediated phosphorylation of ACC Activation by Dephosphorylation of ACC Long term Increased enzyme synthesis Decreased enzyme synthesis Citrate, isocitrate C16C18 acyl CoAs Glucagon and epinephrine AMP Insulin Thyroid hormone, high carbohydrate diet, insulin Fasting, high fat diet, via low insulin and high glucagon. Polyunsaturated fatty acids (PUFAs) also inhibit synthesis
45
Lipogenzis, zsrsavak bioszintziseAcetil-CoA transzportja Acetil-CoA-karboxilz reakci Acetil-CoA-karboxilz reakci regulcija Zsrsav szintzis acetil-CoA s malonil-CoA-bl A zsrsav lnc elongcija s deszaturcija (arachidonsav szintzis) Trigliceridek szintzise46
+ Glicerin (adipocitbl s ms szvetekbl)
Transzport a vrbenGlukz
Kilomokron maradk, or IDL, LDL
Plazma lipoprotein szintzis (VLDL)
Triglicerid szintzisGlicerol-3P
Glukz
1 Cholesterol Bile salts
Zsrsav szintzis
ATP
Lipidek metabolikus kapcsolatai az emberi 47 szervezetben
Zsrsav szintzis acetil-CoA s malonil-CoA-bl trtnik reakcik sorozatval, amelyeket: baktriumokban 6 klnbz enzim s egy acyl carrier protein (ACP) katalizl. emlskben egy nagy polipeptidlnc egyedlll domnjei s az ACP domnje katalizlja a szintzist. Az emls zsrsav-szintz felttelezheten gnfzival jtt ltre. NADPH elektron donorknt szolgl kt reakciban, amibe beletartozik a szubsztrtok redukcija is. A NADPH nagymrtkben a pentz-foszft tvonalon kpzdik .48
49
A zsrsav szintz fehrje domnjeinek elhelyezkedseacetyl-CoA malonyl-CoA
A kt azonos fehrje dimer hrom domnt tartalmaz. Az 1-es domn (kk) tartalmazza az acetil transzferzt (AT), malonil transzferzt (MT), s kondenzl enzimet (CE). A 2-es domn (srga) tartalmazza az acilt szllt proteint (ACP), -ketoacil reduktzt (KR), a dehidratzt (DH), s az enoil reduktzt (ER). A 3-es domn (piros) tartalmazza a tioeszterzt (TE). A flexibilis foszfopanteteinil-csoport (zld) szlltja a zsrsav acil lncot az 50 egyik katalitikus centrumtl a msikig, s a dimer kt lncai kztt is.
H H3N+ C CH2 SH COO
SH CH2 CH2 NH C CH2 CH2 NH C HO H3C C C H2C O H CH3 O O P O O O
Coenzyme A-mercaptoethylamine
cysteine
Zsrsav-szintz prosztetikus csoportjai: a kondezl enzimdomn cisztein oldallnc egy tiol csoport a foszfopantetein tiol csoportja a koenzim Ahoz rszben hasonl csoport.
pantothenateNH2 N
ADP-3'phosphateO P O O
N
N CH2 H H O P O O O H
N
phosphopantetheine
H OH
O
51
Foszfopantetein kovalensen kapcsoldik foszft-diszter ktsen keresztl a zsrsavszintz acilt szllt protein domn Ser.-OH csoportjhoz A hossz flexibilis foszfopantetein kar lehetv teszi a tiol csoport mozgatst a zsrsav-szintz egyik domnjrl az enzim msik domnjra.
SH CH2 CH2 NH C CH2 CH2 NH C HO H3C C C H2C O
phosphopantetheine of acyl carrier protein -mercaptoethylamine
pantothenateO H CH3 O O P O O CH2 NH CH C
serine residueO52
phosphate
Enoyl ACP N- Condensing Malonyl/acetyl-CoA Dehydratase Reductase -Ketoacyl (Pant) Thioesterase -C Enzyme (Cys) Transacylase (Ser) Reductase
Order of domains in primary structure of mammalian Fatty Acid Synthase
Malonil/acetil-CoA transzferz (MT,AT) enzim domn szeril-OH csoportjnak oxignje inicilja a malonilcsoport /acetilcsoport ktdst a (MT,AT) transzferz enzim domnhez. Minden acetil/malonil rsz tmenetileg szterktssel kapcsoldik a MT/AT-z szeril hidroxiljhoz, mieltt transzferlva lenne a szemben lv az acyl carriel protein (ACP) foszfopantetein tiol csoportjra, ltrehozva a -ketoacil-S-ACP. Az els szintzis kr vgn az acilcsoport (CH3-CH2-CH2-CO-) ttevdik tmenetileg a kondenzl enzim cisztein (tiol) SHcsoportjra, s majd a szintzis minden jabb kre utn is.
53
ACP
acetyl-S-CoA HS-CoACE
ACP
malonyl-S-CoA HS-CoACE
ACP
CE
CO2
ACP
CE
Pant SH
Cys SH
Pant
Cys S C CH3 O
Pant
Cys S O C CH3 O
Pant
1
SH
2
S C CH2
3
Cys SH O
S C CH2 C CH3 O
1 Malonyl/acetyl-CoA-ACP Transacylase COO 2 Malonyl/acetyl-CoA-ACP Transacylase 3 Condensing Enzyme (-Ketoacyl Synthase)
1. AT = Acetil-CoAACP transzacetilz 2. MT = Malonil-CoA-ACP transzferz 3. A kondenzcis reakciban (3. lps)a malonil-CoA dekarboxilldik, a ltrejv karbanion megtmadja az acetil/(acil) karbonil (C=O) sznatomjt, ltrehozva gy az acetoacetil-S-ACP-t az els ciklusban.54
ACP Pant
NADPH NADP+ ACP CE Pant Cys SH O
CE Cys
H2O ACP Pant
+ NADPH NADPACP CE Pant Cys
CE Cys
S C CH2 C CH3 O
4
S C CH2 HC CH3 O
SH
5
S C CH O
SH
6
S C CH2 CH2 CH3 O
SH
OH
HC CH3
4 -Ketoacyl-ACP Reductase 5 -Hydroxyacyl-ACP Dehydratase 6 Enoyl-ACP Reductase
4. A -ketobutirl-ACP reduktz NADPH-val mkdik. ketoacil-ACP NADPH segtsgvel OH-csopott redukldik . 5. Dehidratci transz 2 ktst hoz ltre. 6. Redukci a NADPH-val teltett ktshez vezet.55
56
ACP
CE
ACP
Malonyl-S-CoA HS-CoACE
ACP
CE
Pan t S C CH2 CH2 CH3 O
Cys SH
Pan t
Cys S C CH2 CH2 CH3 O
Pan t
Cys S
7
SH
2
S C CH2 COO O
C CH2 CH2 CH3
O
7 Condensing Enzyme (-Ketoacyl Synthase) 2 Malonyl/acetyl-CoA-ACP Transacylase (repeat).
A nvekv zsrsavlnc tkerl a kondenzl enzim cisztein oldallnc tiol csoportjra, lehetv tve gy az jabb ciklus elindtst. j malonil-CoA transzferlva lesz a MT segtsgvel az ACP-SH- csoportjra.57
Termk lahastsa a zsrsav-szintzrl:Ha a zsrsav elrte a 16 sznatomszmot, a foszfo-panteteinzsrsav tioszterktst a tioszterz hidrolizlja. A 16 sznatomszm teltett palmitinsav a vgtermke a zsrsav-szintz komplex mkdsnek.
58
59
A monomer zsrsav-szintz polipeptid-lncon tallhat enzimatikus aktivitsok sematikus megjelentse
60
Palmitinsav,16-C telitett zsrsav, vgtermke a zsrsavszintz reakciinak. Egyenlet (mellzve H+ s H2O): acetil-CoA + 7 malonil-CoA + 14 NADPH palmitt + 7 CO2 + 14 NADP+ + 8 CoA Malonil-CoA szintzisnek ATP ignyt figyelembevve: 8 acetil-CoA + 14 NADPH + 7 ATP palmitt + 14 NADP+ + 8 CoA + 7 ADP + 7 Pi A zssav szintzis a citoplazmban trtnik. A mitokondriumban szintetizlt acetil-CoA citrt, oxlacett, malt, piruvt-ingn keresztl szlltdik a citoplazmba61
A zsrsav-szintz transzkripcis szinten szablyozott. Mjban: Inzulin, a hormon szintetizldik ha a vrcukorszint emelkedett, stimullja zsrsav-szintz expresszit. gy a felesleges glkz zsr formban troldik. Transzkripcis faktorok, amelyek kzvettik az inzulin stimuls hatst: USF-k (upstream stimulatory factors) s a SREBP-1. SREBP-t (sterol response element binding proteins) a koleszterin szintzis szablyozsban azonostottk elszr. Tbbszrsen teltetlen zsrsavak lecskkentik zsrsav-szintz transzkripcijt a mjsejtekben azltal, hogy gtoljk a SREBPs szintzist.62
Zsrszvetben: SREBP-1 s zsrsav-szintz expresszija gtolt a leptin ltal, amelynek szablyz szerepe van a tpllk felvtelben s a zsrsav metabolizmusban. A leptint a zsrszvetek termelik vlaszknt a tbblet zsr trolsra. Leptin szablyozza a testtmeget azltal, hogy cskkenti a tpllk felvtelt, nveli az energia felhasznlst s gtolja a zsrsav szintzist.
63
LipidLipid-orvosi, 8 ht
64
LipidLipid-orvosi, 8 ht65
Lipogenzis, zsrsavak bioszintziseAcetil-CoA transportja Acetil-CoA-karboxilz reakci Acetil-CoA-karboxilz reakci regulcija Zsrsavszintzis acetil-CoA s malonil-CoA-bl A zsrsavlnc elongcija s deszaturcija (arachidonsav szintzis) Trigliceridek szintzise66
+ Glicerin (adipocitbl s ms szvetekbl)
Transzport a vrbenGlukz
Kilomokron maradk, or IDL, LDL
Plazma lipoprotein szintzis (VLDL)
Zsrsavlnc elongciTriglicerid szintzisGlicerol-3P
Glukz
2
1 Cholesterol Bile salts
ATP
Lipidek metabolikus kapcsolatai az emberi 67 szervezetben
A zsrsav-szintz 16-C palmitt termknek a meghosszabtsa a mitokondriumban vagy az endoplazms retikulumban (ER) trtnik. A mitokondriumban a lnc meghosszabbts a bta-oxidci megfordtsa, ahol az utols lpsben NADPH vesz rszt a redukciban FADH helyett. ER elongcis enzimeknek a szubsztrtjai a tbbszrsen teltetlen zsrsav-CoA-k. Malonil-CoA szolglja a kt sznatomos egysget. A rekcik hasonlak a de novo szintzishez, de a bta-ketoacilCoA redukcijt hrom klnll fehrje vgzi NADPH rszvtellel. A zsrsav-elongzok enzimcsaldja a teltett s tbbszrsen teltetlen zsrsavak inicicis kondenzcijt katalizljk.68
Mitokondrilis a lnc meghosszabbts
Zsrsak -Oxidcija Oxidcija
69
10 9
O C OH
oleate 18:1 cis 9
A deszaturzok meghatrozott helyen hozhatnak ltre ketts ktst. Az emls sejtek kptelenek bizonyos ketts ktsek ltrehozsra, pl. 12. gy nhny tbbszrsen teltetlen zsrsav eszencilis zsrsav, pl. linolsav, 18:2 cis 9,12; ( 18 sznatom, cisz ketts kts a 9-10. s 12-13. sznatomok kztt).70
Emberben (delta) 9,6,5,4-deszaturzok ismertek, cisz-kettsktst hoznak ltre
71
Elektrontraszfer rendszer a zsrsavak deszaturcijhoz.
Emls sejtek endoplazms retikulum membrnjban tallhat a zsrsavak ketts ktseinek ltrehozshoz szksges enzimrendszer: NADH-cyt b5 reduktz, egy flavoprotein FAD prosztetikus csoporttal. Citokrm b5, amely egy klnll fehrje, vagy egy domn a deszaturz egyik vgn. Deszaturz, aktv centruma kt vasat tartalmaz komplexben a fehrjelnc hisztidinjeivel.72
A deszaturz egy kevert funkcij oxidcis folyamatot katalizl. 4-electron reduklja az O2 2 H2O amig a zsrsav oxidldik a ketts kts ltrehozsval. A NADH-rl 2e- jut a deszaturzra a FAD tartalm reduktz s citokrm b5-n t, az elektrontranszfer sorrendje: NADH FAD cyt b5 deszaturz 2e- szrmazik a zsrsavrl a ketts kts ltrejttvel. gy a sztearin-CoA deszaturcijnak egyenlete (18:0) oleil-CoA-va (18:1 cis 9) alakulva a kvetkez:sztearil-CoA + NADH + H+ + O2 oleil-CoA + NAD+ + 2H2O73
Emls szervezetben hinyoznak azok az enzimek, amelyek ketts ktst hoznak ltre a 9.-C utn a zsrsav lncban. gy nem tudnak linol- (18:2 cis-9, 12)s linolnsavat (18:3 cis -9, 12, 15) szintetizlni. A linol- s linolnsav kt eszencilis zsrsav. Ez azt jelenti, hogy a tpllkkal kell felvenni, szksgesek a szervezetnek, mivel az endogn szintziskre nincs enzimrendszer. A tpllkkal felvett linol- s linolnsav szmos tbbszrsen teltetlen zsrsav szintzisnek a kiindul vegylete.
74
+ Glicerin (adipocitbl s ms szvetekbl)
Transzport a vrbenGlukz
Kilomokron maradk, or IDL, LDL
Plazma lipoprotein szintzis (VLDL)
Arachidonsav szintzisTriglicerid szintzisGlicerol-3P
Glukz
2
1 Cholesterol Bile salts
ATP
Lipidek metabolikus kapcsolatai az emberi 75 szervezetben
Az arachidonsav szintzise linoleil-CoA-bl. A zrjelben lev szmok a zsrsavak hosszt, ketts ktsek szmt s helyt mutatjk.
linolsav
gamma-linolsavmalonilmalonil-CoA
dihomo gamma-linolsav
arachidonsav
LipidLipid-orvosi, 8 ht
76
membrn
Az arachidonsav a klasszikus szignlmolekulknak, mint prosztaglandinoknak, prosztaciklineknek, tromboxnoknak s leukotrineknek a f prekurzora.77
LipidLipid-orvosi, 8 ht
Lipogenzis, zsrsavak bioszintziseAcetil-CoA transportja Acetil-CoA-karboxilz reakci Acetil-CoA-karboxilz reakci regulcija Zsrsavszintzis acetil-CoA s malonil-CoA-bl A zsrsavlnc elongcija s deszaturcija (arachidonsav szintzis) Trigliceridek szintzise78
+ Glicerin (adipocitbl s ms szvetekbl)
Transzport a vrbenGlukz
Kilomokron maradk, or IDL, LDL
Plazma lipoprotein szintzis (VLDL)
3 Triglicerid szintzisGlicerol-3P
Glukz
2
Triaciglicerol Triaciglicerol szintzis
1 Cholesterol Bile salts
ATP
Lipidek metabolikus kapcsolatai az emberi szervezetben 79
80
Trigliceridek glicerol-3-foszftbl s zsrsavacil-CoA-bl szintetizldikA legtbb szvetben dihidroxi-aceton-P-bl redukcival kpzdik a glicerol-3-P Jllakott llapotban a dihidroxi-aceton-P glkzbl kpzdik glikolizisben. hezsbe a glicrol-3-P a zsrszvetben s a mjban gliceroneogenzisbl szrmazik. A mjban tovbbi forrsa a glicerol-3-P-nak a glicerol, amelyet a glicerol-kinz foszforill81
Zsrsav aktivcit az acil-CoA szintz (tiokinz) vgzi: 1. Acil-adenilt intermedier keletkezik. 2. Exergonikus PPi (P~P) hidrolizis, amit a pirofoszfatz katalizl, gy a reakci spontn lejtszdik. Az ATP kt 2 ~P ktse hasad. Egy "~ (makroerg) tioszter kts ltrehozs az Acil-CoA-ban. A klnbz hosszsg zsrsavak aktivlst klnbz acetil-CoA szintzok vgzik.
82
Triacilglicerol szintzis glikolzis intermedierekbl
83
Foszfatidsav szintzis glicerol-3-foszftbl kiindulva glicerol-
84
Triacilglicerol szintzise foszfatidsavbl
VLDL
85
Zsrsavak szervek kztti transzportja Jllakott llapotban a trigliceridek a zsrszvetben raktrozdnak el. A forrsai a tpllkbl szrmaz zsr, s azok a zsrsavak, amelyek a tbblett sznhidrtbl s aminosavakbl szintetizldtak a mjban.Jllakott llapot
(VLDL)
86
Trigliceridek (TG) mobilizlsa zsrszvetbl+ Glicerin (adipocitbl s ms szvetekbl) 4
Transzport a vrbenGlukz
Kilomokron maradk, or IDL, LDL
Plazma lipoprotein szintzis (VLDL)
3 Triglicerid szintzisGlicerol-3P
Glukz
2
1 Cholesterol Bile salts
ATP
Lipidek metabolikus kapcsolatai az emberi 87 szervezetben
Ketontestek szervek kztti transzportjahezsi llapot
hezsi llapotban a zsrszvetben a trigliceridek hidrolizldnak s a szabad zsrsav s glicerin tartalom a plazmba kerl, majd ms szvetekbe.
88
Trigliceridek (TG) mobilizlsa zsrszvetblvrram
(PKA)
perilipin
!
hormonszenzitv lipz
A perilipin foszforillsa teszi lehetv a TG lebonlebontsst. A perilipin lefedi a lipid cseppeket, blokkolva gy a lipz hatst. Amikor PKA foszforillja, a hormonszenzitv lipz transztranszlokldik a zsrcseppek felsznre, ahol hidrolzlja a TG-t. TG-
A hormon szignl hatsra a zsrszvetben a trigliceridekbl felszabadul a szabad zsrsav s a glicerin, amelyek a vrramba 89 jutnak. A folyamatot a hormonszenzitv lipz inicilja
Az adipocitkban trolt Triacilglicerol metabolizmusa
A lipolzist indukl hormonok: adrenalin, glkagon (alacsony vrcukor sznt), adrenokortikotropin hormonok. Az inzulin gtolja a lipolzist. A protein kinz A foszforillja (aktivlja) a perilipint s a hormon szenzitv lipzt. A perilipin (zsrcseppel asszocilt fehrje) jra rendezi a zsrtcsepp stukturjt, hogy knnyen elrhet legyen a lipz szmra. A szabad zsrsav a vrramba kerl s az albuminhoz kapcsoldik. A szabad zsrsav az albuminhoz ktve szlltdik a vrramban.
izomsejtek
90
hezs alatt a gliceroneogenzis, egy rvidebb szakasza a glkoneogenzisnek, ltrehozza a glicerin-3-P-t a trigliceridek szintzishez.zsrszvet mj
(1) (2)
piruvt karboxilz mitokondrilis s citoplazms malt dehidrogenr (NAD) (3) foszfoenolpiruvt karboxikinz, hezs alatt indukldik a mjban s zsrszvetben (4) glicerin- 3-foszft dehidrogenz
A gliceroneogenezis tvonal a mjban s a zsrszvetben
91
A triglicerid szintzis megtrtnhet hezs alatt a triglicerid szabad zsrsav ciklusban a gliceroneogenzis rszben. A szabad zsrsav felszabaduls lnyeges metabolit adaptcis mechanizmus az hezsre. Ugyanakkor a felszabadult zsrsav mennyisge ltalban meghaladja a szvetek energia ignyt. A zsrsavak 60 % visszahelyezdik a zsrszvetbe triglicerid formban. A mj s a zsrszvet jtssza a legfontosabb szerepet ebben a folyamatban. Zsrszvetbe hezs alatt a glkz felvtel limitlt az inzulin alacsony koncentrcija s a glkz-fgg szvetek miatt. Ebben az trendi llapotban szintetizldik a glicerin-3-P a mjban s a zsrszvetben a a gliceroneogenzisben. A vr szabad zsrsavtartalmnak a legvalsznbb meghatroz tnyezje a szabad zsrsavak jra szterifiklsnak a sebessge a triglicerid/szabad zsrsav ciklusban. 92
Trigliceridek metablizmusaZsirsav aktivls, transzport s szablyozs Zsrsak -OxidcijaKisebb mennyisg zsrsavak oxidcija
Tbbszrsen teltetlen zsrsavak oxidcija Pratlan sznatomszm zsrsavak oxidcija Peroxiszmlis zsrsav -Oxidci -Oxidci -Oxidci Ketontestek keletkezse s felhasznlsa93
Trigliceridek metablizmusaZsirsav aktivls, transzport s szablyozs Zsrsak -OxidcijaKisebb mennyisg zsrsavak oxidcija
Tbbszrsen teltetlen zsrsavak oxidcija Pratlan sznatomszm zsrsavak oxidcija Peroxiszmlis zsrsav -Oxidci -Oxidci -Oxidci Ketontestek keletkezse s felhasznlsa94
Trigliceridek (TG) felhasznlsaTranszport a vrbenGlukz
+ Glicerin (adipocitbl s ms szvetekbl) 4
Kilomokron maradk, or IDL, LDL
Plazma lipoprotein szintzis (VLDL)
3 Triglicerid szintzisGlicerol-3P
Glukz
2 5
6-7
1 Cholesterol Bile salts
ATP
Lipidek metabolikus kapcsolatai az emberi 95 szervezetben
A Lipidek (Triacilglicerol) felhasznlshoz szksges hrom talaktsi folyamat
1. A lipidek (Triacilglicerol) mobilizlsa Zsrsavv s gliceroll trtn hidrolzise
2. Zsrsav aktivls s transzportja a mitokondriumba
3. Zsrsav lebonts Acetil-CoA-va trikarbonsav ciklusba belps
96
A sznhidrtok, a zsrok s a fehrjk vgs katabolizmusa a sejtlgzs hrom szakaszban trtnik: Acetil-CoA termels a zsrsavak, a glkz s aminosavak oxidcijval
Az acetil-CoA oxidcija a citrtkrben ngy olyan lpst tartalmaz, amely elektron absztrakcijt eredmnyezi
A NADH and FADH2 ltal vitt elektronok a mitokondrilis elektron transzport rendszerbe kerlnek ahol vgl oxignt vzz reduklnak. Ez az elektron ramls ATP szintzist eredmnyez az oxidatv foszforilci folyamatban.97
Trigliceridek (TG) mobilizlsa s felhasznlsa
98
Szabad zsrsavak felhasznlsa energiatermelsre A szabad zsrsavak -oxidcija a f energiatermel folyamat. A zsrsavakat zsrsavacil-CoA-v kell alaktani a citoplazmban mieltt tszlltdnnak a mitokondrium bels membrnjn a -oxidcira. Zsrsavak aktivlsa: Endoplazms retikulumban vagy a mitokondriumok kls membrnjn Acil-CoA szintzok (Tiokinzok) katalizljk a hossz sznlnc zsrsavak aktivlst, szterifiklva azokat HS-CoA-val, ltrehozva az Acil-CoA-t. A folyamat ATP fgg s kt lpsben trtnik.99
Zsrsav aktivcit az acil-CoA szintz (tiokinz) vgzi: 1. Acil-adenilt intermedier keletkezik. 2. Exergonikus PPi (P~P) hidrolizis, amit a pirofoszfatz katalizl, gy a reakci spontn lejtszdik. Az ATP kt 2 ~P ktse hasad. Egy "~" tioszter kts ltrehozs az Acil-CoA-ban. A klnbz hosszsg zsrsavakra aktivlst klnbz acetil-CoA szintzok vgzik.
100
Zsrsavak transzportja a citoplazmbl a mitokondriumba 12-18 C zsrsavakat specifikus transzportterek juttatjk t a bels membrnon. A < 12 sznatom zsrsavak passzv diffzival jutnak t a mitokondrium bels membrnon. Alapelv: acil-CoA acilkarnitin szrmazkk alakul s gy transzportldik, majd a mitokondrium mtrixban regenerldik acil-CoA-v.
Malonil-CoA a zsrsav szintzis kiinduls intermedier
Regenerated fatty acyl-CoA
101
A zsrsav karnitin-medilt transzportja a mitokondrium mtrixba 3 lpses folyamat: 1. Karnitin-aciltranszferz I (CPT I) a mitokondrium kls membrnon tallhat s a zsrsavat a CoA-rl transzferlja a karnitin OH-ra 2. A transzlokz a mitokondrium bels membrnban karnitin acil-karnitin cserjt medilja.outer mitochondrial membrane inner mitochondrial membrane
3. Karnitin-aciltranszferz II (CPT II) a mitokondrium bels membrn bels rszn tallhat, karnitinrl a CoA-SH-ra transzferlja a zsrsavat. (A karnitin kilp a mtrixbl a 2. lpsben).102
Szablyzs: A legfbb szablyozsi pont a zsrsavak oxidcijban a karnitinaciltranszferz I (CPT I) gtlsval valsul meg a malonil-CoA zsrsav szintzis intermedieren keresztl. A gtls a zsrsav oxidci els elktelez lpsben trtnik meg. Zsrsav oxidci s szintzis tvonal reciproklisan szablyzott. gy zsrsav szintzis esetn (malonil-CoA-t ltrehozva) a zsrsav oxidcija gtoltt vlik. A szintetizlt zsrsav nem hasznldhat fel a a mitokondrilis -oxidciban. (A malonil-CoA acetil-CoAbl szintetizldik acetil-CoA karboxilz reakciban.)103
A zsrsav szintzis s lebonts integrlsa
Citoszol
104
O H3C C AMP-akivlt kinz, az energia acetyl-CoA teltettsg szenzorra, AMP-vel allosztrikusan aktivlt, aminek ATP + HCO3 akkor magas a koncentrcija, ha az [ATP]- alacsony. Az acetilADP + Pi CoA karboxilz gtolt, ha az AMP-aktivlt kinz foszforillja, ami a malonil-CoA mennyi OOC CH2 sgnek cskkenshez vezet. malonyl-CoA SCoA
O C
Acetyl-CoA Carboxylase (inhibited by AMP-Activated Kinase)SCoA
A malonil-CoA mennyisgnek a cskkense a karnitin-aciltranszferz I aktivitsnak a nvekedsvel jr egytt. A megnvekedett zsrsav oxidci az acetil-CoA mennyisgnek a nvekedshez s a citrtkrbe trtn belpshez, majd az ATP termelshez vezet. 105
AMP-akivlt kinz olyan krlmnyek kztt mkdik, amelyek az [ATP] cskkenshez vezetett, (megnvekedett [AMP] tkrzdik): Glkz nlklzs, mozgs, hipoxia s ischaemia. Szmos metabolikus utat szablyoz azrt: tmogatja a katabolizmust, amely az ATP szintzishez vezet (pl. stimullva a zsrsav oxidcit) gtolva az energiai ignyes anabolikus folyamatokat (pl. zsrsav szintzis) AMP-akivlt kinz az agy hypothalamus rszben szablyozza tpllk felvtelt.106
Trigliceridek metablizmusaZsirsav aktivls, transzport s szablyozs Zsrsak -OxidcijaKisebb mennyisg zsrsavak oxidcija
Tbbszrsen teltetlen zsrsavak oxidcija Pratlan sznatomszm zsrsavak oxidcija Peroxiszmlis zsrsav -Oxidci -Oxidci -Oxidci Ketontestek keletkezse s felhasznlsa107
Zsrsavak metabolizmusa
108
109
Zsrsavak -oxidcija.
110
A zsrsavacil-CoA katabolizmusa a mitokomdrium mtrixban. A -Oxidci ngy reakci sorozata 1 lps Az acil-CoA dehidrogenz katalizlja a zsrsav acil-CoA rsz oxidcijt, ltrehozva ETF gy egy ketts ktst (=) a Elekton transzfer rendster 2. s 3. sznatom kztt.
Klnbz acil-CoA dehidrogenz van a rvid (4-6C), kzepes (6-10C), hossz s nagyon hossz (12-18C) sznlnc zsrsavakra. A nagyon hossz (12-18C) sznlncra specifikus acil-CoA dehidrogenz a mitokondrium bels membrnjhoz kttt. A tbbi enzim a mitokomdrium mtrixban tallhat. A reakci sztereospecifikus, 2 transz-enoil-CoA-t eredmnyez111
ETF
A FADH2 reoxildik, 2 elektront tad az elektron transzfer flavoproteinre (ETF), amely tovbbtja a lgzsi lncba a koenzim Q-ra. A H+ pumplsa a mtrixbl, amivel egytt jr a 2 elektron transzferlsa az koenzim Q-rl az oxignre, krlbell 1,5 ATP termelshez vezet. A zsrsav oxidcijban keletkez NADH reoxidldik a lgzsi lncban a 2 elektrontjnak a NADH-dehidrogenz komplexnek trtn tadsval. A 2 elektron transzportja a complex I -rl az oxignre krlbell 2,5 ATP termelsre elegend proton-grdienst hoz ltre. 112
7
piruvt dehidrogenz citrt kr
szukcint dehidrogenz (citrt kr)
Elektront transzferl flavoprotein ZSRSAV -oxidci
Az elektronok vndorlsa (ezen a ponton mg protonnal egytt) NADH-rl, szukcintrl, zsrsav-CoA rl s glicerol-3-foszft -rl Ubiquinon-ra (UQ). A NADH-rl az elektronok flavoproteineken t vndorolnak egy sor vas-kn fehrjre (Komplex I-ben) s utna UQ-ra. A szukcintrl az elektronok flavoproteineken s szmos Fe-S komplexen t mennek (Komplex II-ben) az UQ-ra. A glicerol-3-foszft elektronokat ad flavoproteinnek (glicerol-3-foszft dehidrogenz) a bels mitokondrium membrn kls felszinn, ahonnan azok Fe-S komplexeken t jutnak az UQ-ra. Acil-CoA dehidrogenz (az els enzim a zsirsavak oxidcija - oxidci - sorn) elektront juttat az elektront tviv flavoproteinre (ETFP), amelyrl azok az ETFP-Ubiquinon oxidoreduktz segtsgvel kerlnek az UQ-ra. 113
2. lps Az enolil-CoA hidratz az els lpsben ltrehozott transz ketts kts (=) sztereospecifikus hidratcijt katalizlja, L-hidroxi-acilCoA vgtermkkel.
114
3. lps A -hidroxi-acil-CoA dehidrogenz katalizlja a hidroxil (-OH) ketocsoportt (=C=O) trtn oxidlst helyzetben(C3). NAD+ az elektron akceptor.
115
A hossz (12-18C) sznlnc zsrsavak oxidcijnak egyedi jellegzetessge, hogy a enolil-CoA hidratz, -hidroxi-acil-CoA dehidrogenz s a -ketoacil-tiolz (tiolz) rekcik lpseit membrn kttt trifunkcionlis enzimkoplex katalizlja.
Rvidebb sznlnc zsrsavakra a megfelel enzimek a mtrixban tallhatk
116
A -oxidci egy ciklusnak mrlege: zsrsavacil-CoA + FAD + NAD+ + HS-CoA zsrsavacil-CoA (2 C kevesebb) + FADH2 + NADH + H+ + acetil-CoA
A palmitinsav lebontshoz 7 ciklusra van szksg. A kt sznatommal rvidebb zsrsav kiindul termke egy jabb -oxidcis ciklusnak . Ha zsrsavak pros sznatomszmmal rendelkeznek, ami ltalnos, akkor az utols ciklus vgeredmnye butiril-CoA, ami kt acetil-CoA-v fog alakulni.117
Zsrsav oxidci energia mrlege egy ciklus
NADH 2.5 ATP FADH21.5 ATP Acetil-CoA 10 ATP (a trikarbonsav ciklusban; azaz, 3 NADH + 1 FADH2 +1 szubsztrtszint foszforilci) ssz = 14 ATP generlva / ciklus Plda : Palmitinsav (16 sznatom) 7 oxidcis ciklus (7 x 4) 28 ATP 8 acetil-CoA termelve ( 8 x 10) 80 A kezdeti aktivlsi lpsbe beletartozik az ATP ATP foszfoanhidrid ktsnek bontsa. Zsrsav aktivlsra - 2 Ez energetikailag ekvivalens 2 ATP-vel ATP TOTL = 106 ATP118
A zsrsav szintzis s -oxidci sszehasonltsa
119
-oxidci s zsrsav lebonts sszehasonltsa Oxidation Pathway Fatty Acid Synthesis pathway location acyl carriers (thiols) e acceptors/donor -OH intermediate 2-C product/donor mitochondrial matrix Coenzyme-A FAD & NAD+ L acetyl-CoA cytosol phosphopantetheine (ACP) & cysteine NADPH D malonyl-CoA (& acetyl-CoA)120
Trigliceridek metablizmusaZsirsav aktivls, transzport s szablyozs Zsrsak -OxidcijaKisebb mennyisg zsrsavak oxidcija
Peroxiszmlis zsrsav -Oxidci -Oxidci -Oxidci Tbbszrsen teltetlen zsrsavak oxidcija Pratlan sznatomszm zsrsavak oxidcija Ketontestek keletkezse s felhasznlsa121
Peroxiszoms zsrsav -OxidciAz els dehidrogenls cianidra rzketlen oxidz rendszer vgzi . A kpzdtt H2O2-t a katalz alaktja vzz. A tovbbi lpsek hasonlak a mitokondrilis lebontshoz.
electrons passed directly to O2 in this first step
Catalase
A peroxiszoml enzimek kismrtkben klnbznek mitokondrilistl. A peroxiszoms enzimek a hosszabb sznlnc zsrsavakra specifikusak.
122
Nhny fontos klnbsgtl eltekintve, a peroxiszoms zsrsav -oxidci hasonlt a mitokondrilis -oxidcihoz
- nem termel ATP-t, ht igen; - termkek: H2O2, oktanoil-CoA (8 sznatom, kidiffundl a citoplazmba, majd a mitokondriumba), acetil-CoA, s NADH; - a termkek tovbb oxidldhatnak a mitokondriumban; - H2O2 t katalaz bontjat H2O s 0.5 O2.
123
Trigliceridek metablizmusaZsirsav aktivls, transzport s szablyozs Zsrsak -OxidcijaKisebb mennyisg zsrsavak oxidcija
Peroxiszmlis zsrsav -Oxidci -Oxidci -Oxidci Tbbszrsen teltetlen zsrsavak oxidcija Pratlan sznatomszm zsrsavak oxidcija Ketontestek keletkezse s felhasznlsa124
-Oxidci-Szmos szvet peroxiszomjban fitnsav megtallhat. -Elgazlnc (pl. metillt) zsrsavak, amelyek a nvnyekben, tejben jelen vannak, gy oxidldnak. -A (alfa) 2. sznatom oxidldik a sznatom helyett, amit hidroxills, + ascorbat dehidrogenls s dekarboxills kvet. -Az oka a -sznatom elgazlnc, amely nem szubsztrtja acil-CoA dehidrogenznak. - Formil-CoA CO2-d bomlik formiton keresztl. -Nincs energiatermels, nem ignyel CoA-t. -A folyamatot -oxidci kveti, ami 125 3 propionil CoA-t , 3 acetil CoA-t s 1 butiril CoA-t eredmnyez.
-Oxidci dikarbonsavakat eredmnyez- Az oxidci az -sznatomon kezddik s tovbb folytatdik karbonsavv. - Megtrtnik az endoplazms retikulumban s a peroxiszomkban. - Kevertfunkcij oxidz reakci, amelyhez citokrm P450, O2 s NADPH kell. - Elsdlegesen kzepes (6-10C) sznlnc zsrsavakkal trtnik. - Nincs energiatermels, dikarbonsavat eredmnyez.126
Cytochrom P450
Brmelyik vghez kapcsoldhat CoA-SH s a -oxidci folytatdhat a mitokondriumban.
(in mitochondria)
-Oxidation
Modified from Nelson and Cox, Lehninger Principles of Biochemistry, 4th Edition, Fig. 17-16.
127
Trigliceridek metablizmusaZsirsav aktivls, transzport s szablyozs Zsrsak -OxidcijaKisebb mennyisg zsrsavak oxidcija
Peroxiszmlis zsrsav -Oxidci -Oxidci -Oxidci Tbbszrsen teltetlen zsrsavak oxidcija Pratlan sznatomszm zsrsavak oxidcija Ketontestek keletkezse s felhasznlsa128
Tbbszrsen teltetlen zsrsavak oxidcija (linolenil-CoA) Kt segdenzim szksges:
enoil-CoA izomerz
2,4-dienoil CoA reduktz
129
Trigliceridek metablizmusaZsirsav aktivls, transzport s szablyozs Zsrsak -OxidcijaKisebb mennyisg zsrsavak oxidcija
Peroxiszmlis zsrsav -Oxidci -Oxidci -Oxidci Tbbszrsen teltetlen zsrsavak oxidcija Pratlan sznatomszm zsrsavak oxidcija Ketontestek keletkezse s felhasznlsa130
Pratlan sznatomszm zsrsavak -oxidcijaA legtbb termszetesen elfordul lipid pros sznatomszm. Nvnyekben s egyes tengeri llnyekben a ptarlan sznatomszm zsrsavak fordulnak el. Pratlan sznatomszm zsrsavak oxidcija az utols ciklusban propionil-CoA-t s acetil-CoA- eredmnyez. A propionil-CoA a citrtkrben hasznosul miutn szukcinil-CoA-v alakul131
Propionil-CoA metabolizmusa szukcinil-CoA-v
A propionil-CoA karboxilz reakci.132
A metil-malonil-CoA mutz ltal katalizlt trandezds5-deoxyadenosyl
benzimidazole
Structure of 5-deoxyadenosylcobalamin (coenzyme B12).
133
Trigliceridek metablizmusaZsirsav aktivls, transzport s szablyozs Zsrsak -OxidcijaKisebb mennyisg zsrsavak oxidcija
Peroxiszmlis zsrsav -Oxidci -Oxidci -Oxidci Tbbszrsen teltetlen zsrsavak oxidcija Pratlan sznatomszm zsrsavak oxidcija Ketontestek keletkezse s felhasznlsa134
+ Glicerin (adipocitbl s ms szvetekbl) 4
Transzport a vrbenGlukz
Kilomokron maradk, or IDL, LDL
Plazma lipoprotein szintzis (VLDL)
3 Triglicerid szintzisGlicerol-3P
Glukz
2 5
6-7
1
8
Ketontestek keletkezse s felhasznlsaCholesterol Bile salts
ATP
Lipidek metabolikus kapcsolatai az emberi 135 szervezetben
Ketontestek szintzise s felhasznlsaKetontestnek 3 molekult neveznk:-hidroxi-butirt acetoacett aceton
Mjban szintetizldnak s a perifris szveteken hasznosulnak. ltalban kis mennyisgben van jelen . Szintzise nagymrtkben megemelkedik: hezsben nagymrtk zsrfogyasztssal diabetes mellitus-ban136
Ketontestek szintzise acetil-CoA-bl mjsejtek mitokondriumban
137
A zsrsav oxidcibl szrmaz acetil-CoA akkor tud felhasznldni a citrtciklusban, ha van elegend oxlacett (OxAc.) jelen. Ha nincs elegend sznhidrt (hezs, diabetes mellitus) az OxAc. glkz szintzisre hasznldik fel. Megjegyzs: Az OxAc. PEP talakulst a PEP-katboxikinz katalizja, ami jelen van a mjban s hinyzik az izomban s a szvizomban gy az izomban s a szvizomban nem merl ki az OxAc. s ennek kvetkeztben fogadhatja a berkez acetil-CoA-t, ATP termels. A mjban az OxAc. kivonsa a citrtciklusbl lehetsget teremt arra, hogy az acetil-CoA ketontest szintzisre hasznldjon fel. Ez teszi lehetv, hogy a zsrsav oxidcija folytatdjon, mg abban az esetben is, ha az acetil-CoA nem oxidldik el a citrtciklusban.138
Zsrsav -oxidci
Meghatrozan fontos anyagcsere szintzis tvonalak, gy glkz, zsrsav, nukleotidok, aminsavak szintzise, kiindulpontja citrtkri intermedier! Ezek ptlsa miatt van szksg az anaplerotikus reakcikra.
139 anaplerotikus reakci
A ketontestek a cirkulciba kerlnek s ezt kveten felvevdnek a perifris szvetekbe, ahol energia termelsre fordtdnak. A mjsejtben hinyzik a CoAtranszferz, gy nem hasznlhatja fel a ketontesteket. Mialatt a ketontestek, mint egy alternatv energiaforrs felhasznldnak, az aminosavak lebontsa elkezddik a glkoneogenezis zemeltetse rdekben azrt, hogy hipoglikmia ne forduljon el, ugyanis az acetil-CoA soha nem alakul glkzz.
140
A ketontestek szintzise a mjban s felhasznlsuk a perifris szveteken
141Modified from Champe, Harvey & Ferrier, Biochemistry, 3rd Edition, Fig. 16.23