LIPOLIZA rozpad lipidów β-oksydacja rozpad kwasów tłuszczowych SYNTEZA KWASÓW TŁUSZCZOWYCH LIPOGENEZA SYNTEZA TŁUSZCZÓW SYNTEZA I ROZPAD CIAŁ

Transkrypt

1 Lipidy

2 LIPLIZA rozpad lipidów β-ksydacja rozpad kwasów tłuszczowych SYNTEZA KWASÓW TŁUSZCZWYCH LIPGENEZA SYNTEZA TŁUSZCZÓW SYNTEZA I RZPAD CIAŁ KETNWYCH FSFLIPIDY SYNTEZA I RZPAD CHLESTERL

3 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 termoizolator

4 TŁUSZCZE PRSTE \\ H 2C C R 1 // R2 C CH \\ H2C C R 3 RLA: rozkład dostarcza ATP Kwas tłuszczowy TŁUSZCZE ZŁŻNE \\ H2C C R 1 // R2 C CH H2C P seryna - etanoloamina - cholina - inozytol funkcje budulcowe oraz synteza wtórnych przekaźników informacji CH3 (CH2)n C-

5 KWASY TŁUSZCZWE NASYCNE 14:0 kwas mirystynowy 16:0 kwas palmitynowy 18:0 kwas stearynowy 20:0 kwas arachidowy NIENASYCNE 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

6 TRAWIENIE LIPIDÓW LIPAZA TRZUSTKWA w dwunastnicy

7 LIPAZA TRZUSTKWA Triacyloglicerol 2 kwasy tłuszczowe + monoacyloglicerol LIPAZA LIPPRTEINWA (wewnątrznaczyniowa) Triacyloglicerol 3 kwasy tłuszczowe + glicerol LIPAZA HRMNZALEŻNA (DI-, MN-) Triacyloglicerol 1 kwas tłuszczowy + diacyloglicerol

8 LIPLIZA W TKANCE TŁUSZCZWEJ \\ H2 H 2C C R 1 // R2 C CH \\ H2C C R 3 \\ H2C C R1 // R2 C CH H2C H + R CENZYM: LIPAZA TRIACYLGLICERLWA klasa: hydrolazy enzym regulowany hormonalnie

9 REGULACJA LIPLIZY W TKANCE TŁUSZCZWEJ Glukagon R Adrenalina G ATP R cyklaza adenylanowa PPi Lipaza hormonozależna jest aktywna w formie ufosforylowanej. camp PKA nie aktywna PKA actywna ATP ADP Lipaza Lipaza P triacyloglicerolowa triacyloglicerolowa (nieaktywna) (aktywna) RZPAD TRIACYLGLICERLI Pi H2 fosfataza białek 1 INSULINA

10

11 Z TKANKI TŁUSZCZWEJ Z DIETY po działaniu lipazy lipoproteinowej na chylomikrony po działaniu lipazy triacyloglicerolowej KWASY TŁUSZCZWE β KSYDACJA SYNTEZA TŁUSZCZÓW (większość tkanek z wyjątkiem tkanki nerwowej i erytrocytów) W TKANCE TŁUSZCZWEJ synteza i magazynowanie W WĄTRBIE synteza i wydzielanie frakcji VLDL

12 AKTYWACJA KWASU TŁUSZCZWEG zachodzi w cytozolu // R C - + ATP // R C ~ AMP + HSCoA Enzym: SYNTETAZA ACYLCoA klasa VI (ligazy) // R C ~ AMP + PPi // R C ~ SCoA + AMP

13 TRANSPRT ACYLCoA PRZEZ BŁNĘ MITCHNDRIALNĄ Enzym: ACYLTRANSFERAZA KARNITYNWA I (-) malonylocoa TRANSLKAZA C- CH2 CH(H) CH2 N+(CH3)3 Enzym: ACYLTRANSFERAZA KARNITYNWA II

14 UTLENIENIE KWASÓW TŁUSZCZWYCH (β-ksydacja) Zachodzi we wszystkich tkankach poza tkanką nerwową i erytrocytami lokalizacja komórkowa: mitochondrium rola: synteza ATP warunki: tlenowe

15 REAKCJE β-ksydacji // R CH2 CH2 CH2 C ~ SCoA FAD FADH2 Enzym: DEHYDRGENAZA ACYLCoA reakcja utlenienia // R CH2 CH = CH C ~ SCoA 1.

16 REAKCJE β-ksydacji // R CH2 CH = CH C ~ SCoA 2. H2 Enzym: HYDRATAZA ENILCoA reakcja uwodnienia H // R CH2 CH CH2 C ~ SCoA

17 REAKCJE β-ksydacji H // R CH2 CH CH2 C ~ SCoA NAD+ NADH+H+ Enzym: DEHYDRGENAZA β-hydrksyacylcoa reakcja utlenienia // R CH2 C CH2 C ~ SCoA 3.

18 REAKCJE β-ksydacji // R CH2 C CH2 C ~ SCoA HSCoA Enzym: β-ketacyltilaza 4. // // R CH2 C ~SCoA + CH3 C ~ SCoA

19 palmitoilocoa o CYKL KREBSA - 1 ATP na aktywację

20 ZYSK ENERGETYCZNY Z RZPADU KWASU PALMITYNWEG 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 FADH2 w Ł 7 3 ATP z utlenienia 7 NADH+H+ w Ł = 35 na aktywację kwasu zużyto - 1 ATP

21 β-ksydacja KWASÓW TŁUSZCZWYCH NIEPARZYSTEJ LICZBIE ATMÓW WĘGLA RZKŁAD PRPINYLCoA CH3CH2 CH2CH2 CH2CH2... CH2CH2 CH2CH2 CH2CSCoA CH3CH2CH2 CH2CH2 CH2CH2... CH2CH2 CH2CH2 CH2CSCoA KARBKSYLAZA PRPINYLCoA (potrzebna biotyna) 2. EPIMERAZA METYLMALNYLCoA 3. MUTAZA L-METYLMALNYLCoA (z kobalaminą)

22 β-ksydacja NIENASYCNEG KWASU TŁUSZCZWEG // CH3 (CH2)7 CH = CH (CH2)7 C ~ CoA 3 cykle pełne 4 cykl dodatkowo działa izomeraza (cis 3 trans 2) i kontynuacja cyklu bez udziału dehydrogenazy acylocoa 4 cykle pełne STRATA 2 CZĄSTECZEK ATP

23 BISYNTEZA KWASÓW TŁUSZCZWYCH Zachodzi we wszystkich tkankach Lokalizacja komórkowa: Cytoplazma Synteza może zachodzić: - de nowo z acetylocoa - przez elongację z kwasu o min. 10 atomach węgla

24 BISYNTEZA KWASÓW TŁUSZCZWYCH Większość acetylocoa powstaje w komórkach w mitochondrium (z oksydacyjnej dekarboksylacji pirogronianu lub w wyniku βoksydacji kwasów tłuszczowych). Wewnętrzna błona mitochondrialna jest nieprzepuszczalna dla acetylocoa. ATP H2 liaza ADP + Pi cytrynianowa HSCoA ADP + Pi C2, ATP NAD+ NADP+

25 BISYNTEZA KWASÓW TŁUSZCZWYCH TWRZENIE MALNYLCoA // CH3 C ~SCoA C2, ATP ADP + Pi // C CH3 C ~SCoA Enzym: KARBKSYLAZA ACETYLCoA klasa: VI (ligazy) reakcja nieodwracalna enzym regulatorowy: * allosterycznie (+) cytrynian ( ) acylocoa długołańcuchowy * hormonalnie aktywna w formie nie ufosforylowanej

26 BISYNTEZA KWASÓW TŁUSZCZWYCH Etapy syntezy: Kondensacja -enzym: syntaza 3ketoacylowa Redukcja enzym: reduktaza 3-ketoacylowa dwodnienie enzym: dehydrataza 3hydroksyacylowa Redukcja enzym: reduktaza enoilowa

27 BISYNTEZA KWASÓW TŁUSZCZWYCH KMPLEKS WIELENZYMATYCZNY SYNTAZY KWASÓW TŁUSZCZWYCH transsyntaza transacylaza ketoacy- acylaza malonylowa acetylowa lowa ał dzi Po nalny cjo fun 4 fosfopantoteina tioesteraza dehydrareduktaza taza 3- reduktaza 3-ketoacyhydroksy- enoilowa lowa acylowa dehydrareduktaza reduktaza taza 33-ketoacyenoilowa hydroksylowa acylowa tioesteraza 4 fosfopantoteina Podział strukturalny transtranssyntaza acylaza acylaza ketoacymalonyacetylowa lowa lowa

28 BISYNTEZA KWASÓW TŁUSZCZWYCH 1. Cys A \\ S C CH3 TRANSACYLAZA ACETYLWA C P FP \\ S C CH2 C- TRANSACYLAZA MALNYLWA C2 SYNTAZA β-ketacylwa (enzym kondensujący)

29 BISYNTEZA KWASÓW TŁUSZCZWYCH Cys SH A REDUKTAZA β-ketacylwa 2. C P FP \\ \\ S C CH2 C CH3 H \\ \ S C CH2 CH CH3 NADPH+H+ NADP+

30 BISYNTEZA KWASÓW TŁUSZCZWYCH Cys SH A DEHYDRATAZA β-hydrksyacylwa C P 3. FP H \\ \ S C CH2 CH CH3 \\ S C CH = CH CH3 H2

31 BISYNTEZA KWASÓW TŁUSZCZWYCH Cys SH A REDUKTAZA ENILWA C P FP 4. \\ S C CH = CH CH3 \\ S C CH2 CH2 CH3 NADPH+H+ NADP+

32 BISYNTEZA KWASÓW TŁUSZCZWYCH Cys A SH TRANSLKAZA ACYLWA C P FP \\ S C CH2 CH2 CH3

33 BISYNTEZA KWASÓW TŁUSZCZWYCH Cys A \\ S C CH2 CH2 CH3 C P FP \\ S C CH2 C- TRANSACYLAZA MALNYLWA

34 BISYNTEZA KWASÓW TŁUSZCZWYCH Cys A \\ S C CH2 CH2 CH3 C P FP \\ S C CH2 CC2 SYNTAZA β-ketacylwa (enzym kondensujący)

35 BISYNTEZA KWASÓW TŁUSZCZWYCH Cys SH A C P FP \\ \\ S C CH2 C CH2 CH2 CH3 \\ S C CH2 CH2 CH2 CH2 CH3

36 BISYNTEZA KWASÓW TŁUSZCZWYCH Cys A \\ S C CH2 (CH2)13 CH3 H20 TIESTERAZA C kwas palmitynowy + ACP P FP SH

37 BISYNTEZA KWASÓW TŁUSZCZWYCH KWAS 16 WĘGLWY 1 acetylocoa 7 malonylocoa = 7 ATP na karboksylację acetylocoa 7 obrotów syntezy 2 NADPH+H+ = 14 NADPH 1 H2 na odłączenie kwasu 8 ATP zużywa liaza cytrynianowa przy przeniesieniu 8 cz.acetylocoa do cytozolu

38 BISYNTEZA KWASÓW TŁUSZCZWYCH ŹRÓDŁA NADPH + H+ 1. Dehydrogenaza glukozo-6-fosforanowa (Cykl pentozowy) 2. Dehydrogenaza 6-fosfoglukonianowa (Cykl pentozowy) 3. Dehydrogenaza jabłczanowa dekarboksylująca (z NADP) ATP H2 ADP + Pi HSCoA NAD+ ADP + Pi NADP+ C2, ATP

39 BISYNTEZA KWASÓW TŁUSZCZWYCH TWRZENIE WIĄZANIA NIENASYCNEG PRZY C9 StearoiloCoA + Enzym HSCoA TRANSFERAZA ACYLWA Stearoilo-enzym 2, NADH+H+ HYDRKSYLAZA ACYLWA (Cyt b5) H2, NAD+ Hydroksystearoiloenzym H2 HSCoA DEHYDRATAZA HYDRKSYACYLWA (hydrataza enoilowa) TRANSFERAZA ACYLWA leilo-enzym KMPLEKS MIKRSMALNY 9 - DESATURAZY CH3(CH2)7CH2CH2(CH2)7C-SCoA H CH3(CH2)7CH2CH(CH2)7C-SCoA CH3(CH2)7CH =CH(CH2)7C-SCoA

40 BISYNTEZA KWASÓW TŁUSZCZWYCH WYDŁUŻANIE KWASÓW TŁUSZCZWYCH SYNTEZA PRZEZ ELNGACJĘ.

41 BISYNTEZA KWASÓW TŁUSZCZWYCH Regulacja metabolizmu kwasów tłuszczowych. β- oksydacja synteza kwasów tłuszczowych acylotransferaza karnitynowa I hamowana przez malonylocoa karboksylaza acetylocoa hamowana przez acylocoa aktywowana przez cytrynian aktywna w formie nieufosforylowanej aktywowana przez insulinę hamowana przez glukagon

42 BISYNTEZA TRIACYLGLICERLI lokalizacja tkankowa: wątroba i tkanka tłuszczowa lokalizacja komórkowa: cytozol

43 BISYNTEZA FSFLIPIDÓW we wszystkich tkankach w cytoplazmie funkcje strukturalne rozpad dostarcza wtórnych przekaźników informacji lub hormonów komórkowych

44 RZPAD FSFLIPIDÓW Fosfolipazy (PL) A1, A2, C, D PLA1 \\ H 2C C R 1 PLD // R2 C CH H2C P seryna - etanoloamina PLA2 - cholina - inozytol PLC

45 CIAŁA KETNWE Lokalizacja tkankowa: Tylko w wątrobie Lokalizacja komórkowa: mitochondrium Materiał energetyczny dla tkanek pozawątrobowych i poza erytrocytami REGULACJA SYNTEZY: 1. na etapie lipolizy TAG w tkance tłuszczowej 2. intensywność β-oksydacji 3. dostępność szczawiooctanu i cykl Krebsa

46 CIAŁA KETNWE 2x CH3 C ~ SCoA ACETYLTRANSFERAZA ACETYLCoA HSCoA CH3 C CH2 C ~ SCoA

47 CIAŁA KETNWE CH3 C CH2 C ~ SCoA CH3 C ~ SCoA HSCoA SYNTAZA 3-HYDRKSY3-METYLGLUTARYLCoA (HMG-CoA) H C CH2 C CH2 C ~ SCoA CH3

48 CIAŁA KETNWE H C CH2 C CH2 C ~ SCoA CH3 LIAZA HMG-CoA CH3 C ~ SCoA CH3 C CH2 C -

49 CIAŁA KETNWE CH3 C CH2 C - NADH+H+ DEHYDRGENAZA 3-HYDRKSYMAŚLANW NAD+ CH3 C CH3 C CH2 CH H CH3

50 CIAŁA KETNWE WYKRZYSTANIE PRZEZ TKANKI UTLENIENIE wszystkie tkanki poza wątrobą i erytrocytami lokalizacja komórkowa: mitochondrium CYKL KREBSA

51 ole & y Steroli Steroid cyklopentanoperhydrofenantren

52 SYNTEZA CHLESTERLU Całkowita dzienna synteza cholesterol ok. 700mg/24 h Zaleca się spożycie 300 mg/dzień W wątrobie powstaje do 50% endogennego cholesterolu, 10% w jelitach. Wszystkie komórki jądrzaste są zdolne do syntezy cholesterolu. Enzymy syntezy znajdują się we frakcji mikrosomalnej i cytosolowej komórki

53 SYNTEZA CHLESTERLU ETAP 1

54

55 BCZNE SZLAKI W SYNTEZIE CHLESTERLU

56 REGULACJA SYNTEZY CHLESTERLU Kluczowy enzym - reduktaza HMG-CoA. [1] hamowanie allosteryczne przez metaboliczne pochodne mewalonianu i cholesterolu [2] hamowanie przez modyfikacje kowalencyjna fosforylacja zależna od glukagonu (kaskada z udziałem camp i kinazy białkowej A) P-enzym nieaktywny [3] aktywacja przez uzależnioną od insuliny defosforylację (aktywny) (fosfataza fosfobiałkowa); insulina stymuluje ekspresję genu reduktazy Statyny bniżają poziom cholesterolu we krwi przez hamowanie syntezy cholesterolu (kompetycyjny inhibitor reduktazy HMG-CoA).

57 Cholesterol NIE jest związkiem dostarczającym energii Jest transportowany do wątroby i usuwany do żółci 55% jako cholesterol 45% jako kwasy żółciowe Kwas cholowy i chenodeoksycholowy (pierwotne kwasy ż.) (synteza 0.5 g/dzień) Skonjugowane z glicyną lub tauryną Kwas glikocholowy lub taurocholowy synteza hormonów steroidowych - kora nadnerczy, gonady synteza witaminy D3 wątroba, nerka Estry cholesterolu = forma magazynowania cholesterolu w komórce, zasadnicza postać przenoszenia cholesterolu w lipoproteinach.

58 KWASY ŻÓŁCIWE H PRIMARY BILE ACIDS CH 12 NADPH Cyt P450 wątroba 7 3 H H CHLIC ACID 7-hydroxylation 7 3 H H CH 12 CHENDEXYCHLIC ACID 7-dehydroxylation 7-dehydroxylation H SECNDARY BILE ACIDS 12 3 CH H DEXYCHLIC ACID 7 H LITHCHLIC ACID CH

59 CHLESTERL PREKURSR WITAMINY D UV H H 7-Dehydrocholesterol Previtamin D3 Vit D3 + receptor Vitamin D3 (cholecarciferol) CH2 H calcium binding proteinbiałka mrnawiążącego transcriptionca+2 Transkrypcja mrna- Absorpcja Ca+2inw absorption of calcium thejelicie intestine 1,25(H)2cholekalciferol

60 HRMNY STERIDWE Cholesterol (C27) ACTH pregnenolon (C21) progestageny (C21) (progesteron - prekursor) glikokortykosteroidy (C21) androgeny (C19) kortyzol mineralokortykosteroidy (C21) aldosteron estrogeny (C18) ACTH aktywacja cyklazy adenylanowej (camp ), zwiększenie akt. PKA w tkance rdzenia akt. enzymu odcinającego łańcuch boczny, który przekształca cholesterol do pregnenolonu. Zasadniczy efekt fizjologiczny ACTH to produkcja glikokortykosteroidów.

61 TRANSPRT CHLESTERLU Wątroba jest głównym źródłem lipidów i cholesterolu krążących we krwi w formie lipoprotein (poza chylomikronami). Wątroba syntetyzuje TAG z glukozy i innych metabolitów, poza tym dostaje ~ 10% zaabsorbowanego tłuszczu z diety (remnanty chylomikronów). Wątroba eksportuje TAG w postaci VLDL. Wątroba - główny dostawca tłuszczu do mięśni i tkanki tłuszczowej Wątroba główne miejsce syntezy cholesterolu w organizmie. Dostaje go również z diety via remnanty chylomikronów. Eksportuje go w postaci VLDL, które są przekształcane w LDL. Jest również odwrotny kierunek transportu cholesterolu tkanki obwodowe wątroba

62 LIPPRTEINA

63 FRAKCJE LIPPRTEINWE CHYLMIKRNY LDL VLDL HDL

64 SKŁAD LIPPRTEIN Chylomikron VLDL IDL LDL HDL <1.006 < Lipidy (%) Białka (%) Gęstość (g/ml)

65 APLIPPRTEINY apob48 w chylomikronach apob100 w VLDL, LDL Rola: - ukierunkowanie transportu np. apob100 na LDL wiąże je do receptora LDL apoe na remnantach chylomikronów wiąże je z wątrobą - aktywacja enzymów np. apocii na chylomikronach konieczna jest do aktywacji lipazy lipoproteinowej

66 CHYLMIKRNY

67 VLDL

68 LDL

69 PBÓR CHLESTERLU PRZEZ KMÓRKI

70 HDL

71 GÓLNY METABLIZM LIPPRTEIN

72 ZALECANY PZIM LIPIDÓW WE KRWI Całkowity cholesterol: <190 mg/dl LDL cholesterol: mg/dl optymalne HDL cholesterol: małe u mężczyzn <40 mg/dl małe u kobiet <46 mg/dl Triglicerydy: >150 mg/dl (za wysokie) Dane wg Europejskiego Towarzystwa Kardiologicznego

73 Wpływ lipidów na lipoproteiny i ryzyko chorób układu krążenia Cholesterol w diecie Brak efektu na cholesterol we krwi Nasycone KT Wzrost LDL Kwasy Trans Wzrost LDL i spadek HDL Jedno-nienasycone KT Spadek LDL mega-3 (n-3) wielonienasycone KT bniżenie cholesterolu we krwi

74 CHLESTERL I MIAŻDŻYCA LDL pozytywna korelacja HDL negatywna korelacja