1 / 26

Lipiidide metabolism

Lipiidide metabolism. Triatsüülglütseroolide metabolism Rasvhapete katabolism Ketokehad Rasvhapete biosüntees Kolesterool Lipiidide transport. Rasvad - oluline metaboolne kütus. Neutraalsed rasvad- oluline energeetiline depoo. Olulisem- rasvhapete oksüdeerimisel vabanev energia

mauve
Download Presentation

Lipiidide metabolism

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Lipiidide metabolism

  2. Triatsüülglütseroolide metabolism • Rasvhapete katabolism • Ketokehad • Rasvhapete biosüntees • Kolesterool • Lipiidide transport

  3. Rasvad- oluline metaboolne kütus • Neutraalsed rasvad- oluline energeetiline depoo. • Olulisem- rasvhapete oksüdeerimisel vabanev energia • Võrreldes süsivesikutega võimalik veevaba pakkimine • Enam redutseeritud molekul- oksüdatsioonil vabaneb rohkem energiat • Rasvad- 38kJ/g • Süsivesikud- 16kJ/g Rasvhapete primaarsed allikad metabolismis • Toidus leiduvad triatsüülglütseroolid • Maksas sünteesitud triatsüülglütseroolid • Rasvkoe rakkudes säilitatav varu • Rasvhapete kataboliseerimine b-oksüdatsioonil toimub: • Maksas • Südames • lihastes

  4. Rasvad on lipiidid- hüdrofoobsed molekulid • Rasvu on võimalik tihedalt pakkida • Probleem tekib rasvade transpordi ja ensümaatilise hüdrolüüsiga • Süljes ja soolestikus olevad lipaasid ei ole väga efektiivsed • Enamus seeditavast rasvast moodustab kaksteistsõrmikus väikesed gloobulid • Sapp aitab täiendavalt rasvu lahustada ja seedida • Sapp produtseeritakse maksas ja hoitakse sapipõies • Siseneb peensoolde • Koosneb kolesteroolist, sapphapete sooladest, valkudest, letsitiinist, anorgaanilisetest ioonidest ja pigmentidest • Võimaldab rasva gloobuleid lõhkuda väiksemateks ja seega suurendada ensüümide poolt atakeeritavat rasvade pinda • Täiendav kogus lipaasi tuleb soolestikku pankreasest

  5. Pankrease lipaas Ensüüm, mis hüdrolüüsib lipiide tulemusel tekivad rasvhapped ja monoatsüülglütserool Vajab efektiivseks hüdrolüüsiks kolipaasi, mis kinnitub lipiidi tilgakese pinnale C2 positsioonist toimub hüdrolüüs teiste lipaaside toimel Peale hüdrolüüsi tungivad vabad rasvhapped ja monoatsüülglütseroolid läbi peensoole seina Rakkudes toimub triatsüülglütseroolide reassambleerumine Moodustatakse külomikronid Külomikronid liiguvad lümfisüsteemi mööda verre

  6. Rasvhapped energia allikana lihasrakus Rasvhapped transporditake lihasrakkudesse difusiooni teel kapillaaridest Rakku sisenemise järgselt: Rasvhapped aktiveeritakse CoA tioestrite kujul (Atsüül-CoA) Aktivatsioon on seotud mitokondri membraani läbimisega, seega märgistatakse need molekulid degradatsiooni rajale sisenemiseks Rasvhappe aktivatsioon tarbib energiat (2 ATP ekvialenti)

  7. Rasvhapete degradatsioon toimub b-oksüdatsiooni rajas • b-oksüdatsiooni raja reaktsioonid toimuvad mitokondris, kuhu aktiveeritud rasvhape transporditakse • b-oksüdatsiooni rada on 4 etapiline korduv protsess • Iga tsükli jooksul eemaldatakse 2 süsinikku rasvhappe jäägi koosseisust • Iga tsükli tulemusena tekib AcCoA • AcCoA siseneb seejärel tsitraaditsüklisse, mille abil toimub energia produtseerimine. Protsessi nimetatakse b-oksüdatsiooniks sest protsessis oksü deeritakse b süsinik ketorühmaks ja edasi tioestriks AcCoA kujul

  8. b-oksüdatsiooni tsükkel • Oksüdatsioon • Hüdratatsioon • Oksüdatsioon • Tiolüüs Tsükli substraadid: 1. AtsüülCoA 2. Trans-enoüülCoA 3. L-3-hüdroksüatsüülCoA 4. 3-ketoatsüülCoA ja (n-2)atsüülCoA Ensüümid: 1. AtsüülCoA dehüdrogenaas 2. EnoüülCoA hüdrataas 3. L-3-hüdroksü atsüülCoA dehüdrogenaas 4. 3-ketoatsüülCoA tiolaas

  9. b-oksüdatsiooni reaktsiooni summaarne võrrand steariinhappe (18C) oksüdatsioonil O CH3(CH2)16CSCoA + 8FAD +8NAD+ +8H20 + 8CoASH Z 9CH3CSCoA +8FADH2 + 8NADH + 8H+ O • Redutseeritud koensüümid FADH2 ja NADH oksüdeeritakse elektronide ülekandeahelas. • AcCOA oksüdeeritakse tsitraaditsüklis, mille tulemusena saadakse veel rohkem redutseeritud koensüüme ja ATP-d • Elektronide transportahela töö tulemusena tekkiv prootongradiendi arvel toimub oksüdatiivne fosforüleerimine

  10. Steariinhappe (18C) oksüdatsiooni summaarne ATP saagis Etapp ATP/ühik kokku ATP Aktivatsioon - 2 - 2 9 AcCoA 10 90 8 FADH2 1.5 12 8 NADH 2.5 20 120 Glükoosi täielikul oksüdatsioonil on C6 molekuli kohta vastav number maksimaalselt 32.

  11. Küllastamata rasvhapete b-oksüdatsioon Küllastamata rasvhappeid transporditakse ja aktiveeritakse nagu küllastunud rasvhappeidki b-oksüdatsiooni kasutatakse kuni kaksiksidemeni Tüüpilise cis kaksiksideme olemasolu korral on vajalik täiendavad reaktsioonid EnoüülCoA isomeraas- Katalüüsib cis D3 kaksideme konversiooni trans D2 kaksiksidemeks. 2,4-dienoüülCoA reduktaas- Konverteerib trans D2 cis D4 kaksiksidemetega atsüülCoA molekuli trans D2 kaksiksidemega molekuliks

  12. Paarituarvulise süsiniku aatomite arvuga rasvhapete b-oksüdatsioon • Paarituarvulise C aatomite arvuga rasvhappeid on looduses harvem, • ent leidub taimedes ja mereloomades • B-oksüdatsioon kulgeb tavaliselt kuni propionüülCoA tekkeni • PropionüülCoA ei ole tsitraaditsükli substraat • 3 reaktsiooniline rada konverteerib propionüülCoA suktsinüülCoA-ks, mida on võimalik tsitraaditsüklis kasutada

  13. Ketokehad Rasvhapete b-oksüdatsioonil tekkiv AcCoA oksüdeeritakse edasi tsitraaditsüklis Esimese reaktsioonina kondenseeritakse AcCoA ja oksaloatsetaat AcCOA + oksaloatsetaat Z tsitraat + CoASH Juhul kui AcCoA on liiga palju, konverteeritakse ülejääk ketokehadeks

  14. Ketoos Ketoos- ebanormaalselt kõrge ketokehade tase veres. Põhjused: Nälg Madala süsivesikute sisaldusega dieet Diabetes mellitus Võib kaasneda vere pH langus- ketoatsidoos Ketogenees- ketokehade tekke metaboolne rada Esimene etapp on b-oksüdatsiooni viimase reaktsiooni pöördreaktsioon

  15. Ketokehade funktsioon metabolismis Atsetoatsetaat ja b-hüdroksübutüraat • Produtseeritakse eelkõige maksas • Difundeeruvad vere kaudu teistesse kudedesse • On rekonverteeritavad AcCoA-ks • Oluliseks energiaallikaks lihastes ja ajus. Teiste kudede jaoks ainult väga madala glükoosi taseme korral atsetoatsetüül-CoA AcCoA + H2O Atsetoon HSCoA • Tekib ainult väikestes kogustes • Elimineeritakse uriiniga ja väljahingamisel • Atsetooni teke on mitteensümaatiline dekarboksüleerumine • Atsetooni lõhn viitab näljale või suhkrutõvele HMG-CoA HSCoA atsetoatsetaat NADH+H+ H+ NAD+ CO2 b-hüdroksübutüraat atsetoon

  16. Rasvhapete biosüntees- toit ei ole ainuke rasva allikas! • Kõik organismid on võimelised rasvhappeid sünteesima tagavaraks ja membraanilipiidide tarvis • Imetajate organismis konverteeritakse AcCoA ülejääk rasvhapete estriteks • Rasvhapete süntees imetajate rakkudes sarnaneb nende degradatsioonile, lokatsioon on erinev • Rasvhapete süntees toimub tsütoplasmas • Rasvhapete deradatsioon toimub mitokondris • Atsüüli kandja valk (ACP) on sünteesil kasutusel kui atsüülrühma kandja • Süntees toimub multiensüümsel kompleksil – rasvhappe süntaasil • Degradatsioonil osalevad kofaktorid NADH ja FADH2 • Sünteesil osaleb kofaktor NADPH

  17. Rasvhappe sünteesi etapid • Rasvhapete sünteesiks vajalik AcCoA tuleb transportida tsütosooli mitokondritest • Tsitraadi transpordi süsteemi tulemusena kulub lisaks 2 ATP ekvivalenti ja üks NADH, tekib 1 NADPH • ACP derivaadid saadakse CoA derivaatidest transatsülaaside toimel • Malonüül-CoA tekib AcCoA-st karboksüleerimisel (Biotiin, ATP!) 1 2 3 4

  18. Rasvade kasutamine metabolismis ja regulatsioon • Kõik organid ei ole võimelised rasvasid või rasvhappeid vahetult kasutama • Maks on tsentraalsel kohal rasvade metabolismi kontrollis • Maks on glükoosi allikaks teistele kudedele • Maks reguleerib glükoosi taset veres konverteerides glükogeeni glükoosiks ja vastupidi • Maks on võimeline konverteerima lihastes tekkivat laktaati glükoosiks. • Maksas toodetakse ketokehasid teistes organites utiliseerimiseks

  19. Kolesterool • Vees mitte lahustuv aine, liigitatakse lipiidide hulka. • Ehkki kolesterool on halva kuulsusega, on kolesterool hädavajalik • Reguleerib loomarakkude membraanide voolavust • Oluline eellane mitmetele bioaktiivsetele ühenditele: steroidhormoonid, sapphapped, vitamiin D

  20. Kolesterooli struktuur identifitseeriti 1930 aastatel • 14C märke kasutamine aitas tõestada, et kogu süsinik pärineb atsetaadist • Biosüntees on jaotatav 4 staadiumiks, iga staadium on mitu reaktsiooni Kolesterooli biosüntees Esimene staadium. Mevalonaadi süntees • Kolm esimest reaktsiooni identsed ketokehade tekkereaktsioonidega • Esmalt kondenseeritakse kahes reaktsioonis 3 AcCoA molekuli, moodustub HMG-CoA (3-hüdroksü, 3-metüülglutarüül-CoA) • HMG-CoA-st tekib reduktaasi toimel mevalonaat • Reaktsioonid toimuvad maksarakkude tsütosoolis

  21. Kolesterooli biosüntees Teine staadium. C5 ühendite süntees C6 mevalonaadist • Mevalonaadi molekul aksepteerib 3 fosforüülrühma, kasutatakse 3 ATPd • Produkt dekarboksüleeritakse, moodustub aktiveeritud isopreen- isopentenüülpürofosfaat • Isopentenüülpürofosfaat on tasakaalus teise aktiveeritud isopreeni, dimetüülallüülpürofosfaadiga

  22. Kolesterooli biosüntees Kolmas staadium. Skualeeni süntees • C30 süsivesinik süntesitakse isopreeni ühikute kondensatsioonil • Kaks isopreeni kondenseeruvad, tekib geranüülpürofosfaat • Kolmanda isopreeni liitmisega moodustub farnesüülpürofosfaat • Kahe farnesüülpürofosfaadi liitumisel tekib skualeen (C30 ühend) C5 C5 Reaktsioone katalüüsib prenüüli transferaas C15 C10

  23. Neljas staadium. Skualeeni tsükliseerumine Üle 20 ensümaatilise etapi, mis on välja selgitatud aastakümnete jooksul Kolesterool vitamiinD sapphapped progesteroon androgeenid Mineralo- kortikoidid glüko- kortikoidid östrogeenid

  24. Lipiidide transport vereringesüsteemis • Vereringesüsteemis kasutatakse 4 erinevat liiki lipoproteiide lipiidide transpordi eesmärgil • Külomikronid • Väga madala tihedusega lipoproteiinid (VLDL) • Madala tihedusega lipoproteiinid (LDL) • Kõrge tihedusega lipoproteiinid (HDL) • Liporoteiinide klassid erinevad üksteisest lipiidse koosseisu poolest Külomikronid- triatsüülglütseroolide transport soolestikust teistesse kudedesse VLDL- seovad maksas triatsüülglütseroolid ja transpordivad rasvkoesse LDL- kolesterooli transport perifeersetesse kudedesse HDL- seovad kolesterooli vereplasmas. Transpordivad kolesterooli maksa

  25. LDL partiklite sisenemine rakku Retseptorite poolt vahendatav endotsütoos • Raku pinnal olevad retseptorid tunnevad ära LDL • Toimub invaginatsioon, taskute moodustumine membraanis • LDL sisestatakse rakku endosoomina • Endosoom sulandub lüsosoomiga, hüdrolüütilisi ensüüme sisaldava organelliga • Ensüümid lõhestavad LDL, vabastades kolesterooli • Kolesterooli olemasolul rakus vähendab kolesterooli sünteesi ja inhibeerib LDL retseptorite produktsiooni • Suur hulk LDL retseptoreid võimaldab kiiret kolesterooli taseme alandamist • LDL retseptorit kodeeriva geeni defektid põhjustavad kolesterooli kõrgel tasemel akumulatsiooni vereplasmas. Kolesterool ladestub arterite seintes põhjustades arteroskleroosi

More Related