Lipidy cz. I
Lipidy cz. I
Tadeusz Pietrucha
Zakład Biotechnologii Medycznej
Katedra Medycyny Molekularnej i Biotechnologii
UM w A
odzi
Funkcje kwasów tłuszczowych
Funkcje kwasów tłuszczowych
Materiał energetyczny (triacyloglicerole)
Składniki błon (glicerofosfolipidy i
sfingolipidy)
Uczestniczą w modyfikacji kowalencyjnej
białek
Pochodne kwasów tłuszczowych są
hormonami i wtórnymi cząsteczkami
sygnalizacyjnymi
____________________________
Lipidy cz. I
Kwasy tłuszczowe jako z
ródło
Kwasy tłuszczowe jako z
ródło
energii
energii
Kwasy tłuszczowe są główną formą
magazynowania energii w organizmie
Węgiel jest w postaci całkowicie
zredukowanej jako CH2
Kwasy tłuszczowe są bardzo ściśle
upakowane w tkance tłuszczowej, nie
ulegają hydratacji jak węglowodany
____________________________
Lipidy cz. I
Kwasy tłuszczowe
Kwasy tłuszczowe
w pożywieniu
w pożywieniu
Zawierają 30-60% kalorii pobieranych
w przeciętnej diecie
Triacyloglicerole, fosfolipidy, estry steroli
Główne z
ródła:
produkty mleczne
mięso
____________________________
Lipidy cz. I
Kwasy tłuszczowe, jako
Kwasy tłuszczowe, jako
najważniejsze z
ródło energii
najważniejsze z
ródło energii
Osoba o wadze 70 kg, posiada następujące z
ródła
magazynowanej energii:
Składnik Sucha masa (g) Energia (kJ)
Tłuszcze 15 000 570 000
Białka 6 000 102 000
Glikogen 225 3 600
____________________________
Lipidy cz. I
Tłuszcze jako materiał
Tłuszcze jako materiał
zapasowy
zapasowy
Występują głównie w postaci triacylogliceroli
(triglicerydów) w komórkach adipocytów
Stanowią 84% magazynowanej energii
Białka  15%
Węglowodany (glukoza lub glikogen) - <1%
____________________________
Lipidy cz. I
____________________________
Lipidy cz. I
Lipoliza
Lipoliza
O
CH2OC-R1
CH2OH
O
Lipazy
CHOC-R2
CHOH
O
CH2OC-R3
CH2OH
Triacylglicerol Glicerol
+
O
OO
HOC-R1
HOC-R2 HOC-R3
____________________________
Lipidy cz. I
Trawienie triacylogliceroli
Trawienie triacylogliceroli
Zachodzi w dwunastnicy
Ułatwiane jest przez:
Sole kwasów żółciowych (emulgacja)
Środowisko zasadowe (sok trzustkowy)
Lipazy Glicerol
Lipazy
trzustkowe
jelitowe
+
Kwasy
tłuszczowe
TAG MAG
____________________________
Lipidy cz. I
Komórki śródbłonka
Komórki śródbłonka
MAG Glicerol Kwasy tłuszczowe
Lipoproteina
TAG
Naczynia limfatyczne
Chylomikrony
____________________________
Lipidy cz. I
Krew Tkanki
Regulacja procesu lipolizy
Regulacja procesu lipolizy
Hormony (adrenalina, glukagon, ACTH)
receptor
Aaktywacja
Cyklaza
adenylowa
ATP c-AMP
Aktywna lipaza
Etap hamowany
przez insulinę
Triacylglicerole Glicerol +
kwasy tłuszczowe
Krew
Komórka tłuszczowa
____________________________
Lipidy cz. I
Regulacja procesu lipolizy,
Regulacja procesu lipolizy,
c.d.
c.d.
Cyklaza adenylowa Fosfodiesteraza
ATP c-AMP AMP
Aktywowana przez glukagon
Aktywowana przez insulinę
Nieaktywna kinaza Aktywna kinaza
P
Nieaktywna lipaza Aktywna lipaza
(Lipaza wrażliwa na działanie
Insulina sprzyja tworzeniu się
Fosfataza
hormonu)
nieaktywnej formy lipazy
Glicerol
Triacylo- + Kwasy
____________________________
Lipidy cz. I
glicerol tłuszczowe
Kwasy tłuszczowe
Kwasy tłuszczowe
z wiązaniami podwójnymi
z wiązaniami podwójnymi
Wiązania podwójne w kwasach tłuszczowych
występują zwykle w konfiguracji cis
Większość naturalnie występujących kwasów
tłuszczowych zawiera parzystą liczbę
atomów węgla
____________________________
Lipidy cz. I
Kwasy tłuszczowe - przykłady
Kwasy tłuszczowe - przykłady
14:0 kwas mirystynowy
16:0 kwas palmitynowy
18:0 kwas stearynowy
20:0 kwas arachidonowy (ikozanowy)
____________________________
Lipidy cz. I
Nienasycone kwasy
Nienasycone kwasy
tłuszczowe - przykłady
tłuszczowe - przykłady
16:1 cis"9 kwas palmitooleinowy
18:1 cis"9 kwas oleinowy
18:2 cis"9,12 kwas linolowy
18:3 cis"6,9,12 kwas ł-linolenowy
18:3 cis"9,12,15 kwas ą-linolenowy
20:4 cis"5,8,11,14 kwas arachidonowy
20:5 cis"5,8,11,14,17 kwas ikozapentaenowy
____________________________
Lipidy cz. I
Nienasycone kwasy
Nienasycone kwasy
tłuszczowe, c.d.
tłuszczowe, c.d.
O
�
ł
ą
C
3
1 O-
4
2
Przykład podwójnego
wiązania w pozycji cis-"9
____________________________
Lipidy cz. I
Transport acylo-CoA przez
Transport acylo-CoA przez
błonę mitochondrium
błonę mitochondrium
+
O
RCOSCoA +
(CH3)3N
O -
OH
Karnityna
Palmitoilotransferaza
Palmitoilo
karnitynowa I
transferaza
karnitynowa II
+
O
(CH3)3N
O -
O2CR
O-Acylokarnityna
____________________________
Lipidy cz. I
Transport acylo-CoA przez
Transport acylo-CoA przez
błonę mitochondrium, c.d.
błonę mitochondrium, c.d.
____________________________
Lipidy cz. I
Rozpad kwasów tłuszczowych
Rozpad kwasów tłuszczowych
____________________________
Lipidy cz. I
Etapy procesu �-oksydacji
Etapy procesu �-oksydacji
Aktywacja kwasu tłuszczowego poprzez estryfikację
z CoASH
Transport acylo-CoA przez błonę mitochondrium
Reakcje procesu �-oksydacji
Odwodornienie
Hydratacja
Odwodornienie
Tiolityczne rozerwanie wiązania z udziałem drugiej
cząsteczki CoASH
____________________________
Lipidy cz. I
Aktywacja kwasu tłuszczowego
Aktywacja kwasu tłuszczowego
poprzez estryfikację z CoASH
poprzez estryfikację z CoASH
Syntetaza
CoASH + RCO2H + ATP RCOSCoA + AMP + PPi
Acylo-CoA
Pirofosfataza
2 Pi
"G0 (KJ/mole)
ATP AMP + PPi -32.3
CoASH + RCO2H RCOSCoA +31.5
PPi 2 Pi -33.6
-34.4
____________________________
Lipidy cz. I
�-oksydacja - enzymy
�-oksydacja - enzymy
Dehydrogenaza acylo-CoA
Hydrataza "2-enoilo-CoA
Dehydrogenaza L(+)-3-hydroksyacylo-CoA
3-ketoacylotiolaza
____________________________
Lipidy cz. I
Reakcje procesu �-oksydacji
Reakcje procesu �-oksydacji
Dehydrogenaza
H H
H
Acylo-CoA
R-CH2-C-C-COSCoA
R-CH2-C=C-COSCoA
H H
H
FAD FADH
2 Hydrataza "2enolilo-CoA
H O
2
Dehydrogenaza
L(+)-3-hydroksyacylo
H H
H
-CoA
R-CH2-C-C-COSCoA
R-CH -C-C-COSCoA
2
O HO H
NADH
H NAD+
+ H+
CoASH
Tiolaza
CH -C-SCoA
R-CH -C-SCoA 3
2
+
O
O
____________________________
Lipidy cz. I
Całkowity rozpad kwasu palmitynowego
Całkowity rozpad kwasu palmitynowego
w procesie �-oksydacji
w procesie �-oksydacji
CH3CH2--CH2CH2--CH2CH2--CH2CH2--CH2CH2--CH2CH2--CH2CH2--CH2COSCoA
7 Cykli
8 CH3COSCoA + 7 FADH2 + 7 NADH + 7 H+
____________________________
Lipidy cz. I
�-oksydacja kwasów tłuszczowych
�-oksydacja kwasów tłuszczowych
o nieparzystej liczbie atomów węgla
o nieparzystej liczbie atomów węgla
CO2 + H2O
�-oksydacja
ATP ADP + Pi CO2H
H-C-CH3
D-metylomalonylo-CoA
CH3CH2COSCoA
COSCoA
Karboksylaza
Propionylo-CoA
propionylo-CoA
Epimeraza
Izomeraza
CO2H
metylomalonylo-CoA
CH3-C-H
HO2CCH CH2COSCoA L-metylomalonylo-CoA
2
Wit. B12
COSCoA
Sukcynylo Co-A
____________________________
Lipidy cz. I
�-oksydacja nienasyconych
�-oksydacja nienasyconych
kwasów tłuszczowych
kwasów tłuszczowych
H
H
CH3(CH2)7-C=C-CH2(CH2)6COSCoA
Kwas oleinowy
�-oksydacja (3 cykle)
H
H
CH3(CH2)7-C=C-CH2COSCoA
cis-"3
Izomeraza
H
�-oksydacja (kontynuacja)
CH3(CH2)7-CH2-C=C-COSCoA
trans-"2
H
____________________________
Lipidy cz. I
Ketogeneza. Powstawanie ciał
Ketogeneza. Powstawanie ciał
ketonowych
ketonowych
Tiolaza
2 CH3COSCoA CH3COCH2COSCoA CH3COSCoA
Acetoacetylo-CoA
Acetylo-CoA
H2O
Syntaza HMG CoA
CoA
CoA
OH
HO2C-CH2-C-CH2COSCoA
Dehydrogenaza
D(-)3-hydroksy
CH3
CH3COCH2CO2H
maślanowa
aceton
CO2 3-hydroksy-3-metyloglutarylo-CoA
Liaza HMG CoA
OH
CH3COCH2CO2H
CH3COCH2CO2H
D(-)3-Hydroksymaślan
Acetylo-CoA
acetooctan
____________________________
Lipidy cz. I
NAD+ NADH + H+
Ciała ketonowe jako materiał
Ciała ketonowe jako materiał
energetyczny (tkanki pozawątrobowe)
energetyczny (tkanki pozawątrobowe)
OH
CH3COCH2CO2H CH3COCH2CO2H
Sukcynylo-CoA
Dehydrogenaza
D(-)3-Hydroksymaślan
acetooctan
D(-)3-hydroksy
maślanowa
Transferaza CoA
Tiolaza
2 CH3COSCoA CH3COCH2COSCoA
Acetylo-CoA Acetoacetylo-CoA
Bursztynian
Cykl Krebsa
____________________________
Lipidy cz. I
Regulacja procesu ketogenezy
Regulacja procesu ketogenezy
Kontrola pierwotna
(w tkance tłuszczowej)
Aktywność palmitoilotransferazy
karnitynowej I
Acetylo-CoA
____________________________
Lipidy cz. I
Kwasy tłuszczowe:
Kwasy tłuszczowe:
synteza vs. degradacja
synteza vs. degradacja
Degradacja Synteza
Lokalizacja Mitochondria Cytozol
Enzymy Oddzielne Kompleksy
polipeptydy polipeptydowe
Koenzymy NAD+/NADH NADP+/NADPH
Związki Związane Związane
pośrednie z CoASH z białkami
przenoszącymi
acyl (ACP)
____________________________
Lipidy cz. I