BIOCHÉMIA II KATEDRA CHÉMIE, FAKULTA PRÍRODNÝCH VIED, UNIVERZITA MATEJA BELA BANSKÁ BYSTRICA KATABOLIZMUS LIPIDOV TÉMA 05 DOC. RNDR. MAREK SKORŠEPA, PHD.
LIPIDY AKO ZDROJ ENERGIE lipidy = tretia úrveň skladvania energie v rganizme výhdná frma na dlhdbé skladvanie : atómy uhlíka v lipidch sú najredukvanejšu frmu uhlíka lipidy sú nerzpustné v vde = nemajú smtický vplyv neviažu vdu = kapacita ich zásbnej frmy je vyššia ak u sacharidv 1 g lipidu (triacylglycerlu) predstavuje vyššiu E ak 1 g sacharidu musia byť skladvané v špeciálnych tkanivách (tukvé tkaniv) tukvá bunka = adipcyt sú menej mbilné ak zdrj E sú sptrebvávané zvyčajne až p vyčerpaní sacharidv 2
KTORÉ Z LIPIDOV SÚ HLAVNÝM ZDROJOM ENERGIE? triacylglycerly fsfacylglycerly v bch prípadch sú ich najvýznamnejšu zlžku mastné kyseliny 3
HYDROLÝZA LIPIDOV 4
HYDROLÝZA LIPIDOV NA ICH ZLOŽKY lipázy štiepia estervé väzby medzi mastnými kys. a zvyškm triacylglycerlu fsflipázy štiepia fsfestervé väzby medzi mastnými kys. a zvyškm fsfacylglycerlu 5
HYDROLÝZA TRIACYLGLYCEROLOV uvľňujú sa jedntlivé zlžky: glycerl mastné kyseliny be zlžky sú metablizvané rzdielnymi metablickými dráhami 6
METABOLIZÁCIA GLYCEROLU 2 fázy: 1. fsfrylácia glycerlu (sptreba ATP) na glycerlfsfát 2. xidácia glycerlfsfátu na dihydrxyacetónfsfát dihydrxyacetónfsfát vstupuje d glyklýzy glyklýza 7
METABOLIZÁCIA MASTNÝCH KYSELÍN (β-oxidácia) 8
METABOLIZÁCIA MASTNÝCH KYSELÍN zahŕňa 3 prcesy: 1. aktivácia mastných kyselín (tvrba acyl-ca) prebieha v cytplazme 2. trasprt aktivvaných mastných kyselín (acyl-ca) d mitchndriálnej matrix (tzv. karnitínvý člnk) 3. β-xidácia - vlastná degradácia aktivvaných mastných kyselín (acyl-ca) až na AcCA (ktrý sa ďalej metablizuje v C.C), prebieha v mitchndriálnej matrix 9
AKTIVÁCIA MASTNÝCH KYSELÍN 2 FÁZY 1. vznik acyladenylátu (sptreba ATP) 2. reakcia acyladenylátu s CA vznik aktivvanej mastnej kys. (acyl-ca) sumárna reakcia 10
KARNITÍNOVÝ ČLNOK mechanizmus transprtu acyl-ca z perimitchndriálneh priestru d matrix DÔVOD TRANSPORTU: acyl-ca môže vľne prechádzať vnkajšu mitchndriálnu membránu, ale nemôže vľne prechádzať vnútrnu mitchndriálnu membránu 11
CHARAKTERISTIKA β-oxidácie MASTNÝCH KYSELÍN metablická dráha dbúravania mastných kyselín prebieha na C β (pmenvanie metablickej dráhy) prebieha v mitchndriálnej matrix 12
CELKOVÁ SCHÉMA β-oxidácie 13
1 OXIDÁCIA VÄZBY C α C β (VZNIK ENOYL-COA) xidácia nasýtenej väzby alkylvéh reťazca silné x. činidl FAD vzniká α,β-nenasýtený acyl-ca, ktrý má trans- knfiguráciu enzým: acyl-ca dehydrgenáza vznik mlekuly FADH 2 14
2 ADÍCIA H 2 O NA ENOYL-COA (VZNIK HYDROXYACYL-COA) väzba hydrxylu na vzdialenejší uhlík (d karbxylu) enzým: enyl-ca hydratáza 15
3 OXIDÁCIA C β OH SKUPINY (VZNIK β-ketoacyl-coa) ľahká xidácia hydrxylu na ket- skupinu enzým: L-hydrxyacyl-CA dehydrgenáza vznik mlekuly NADH 16
4 ROZŠTIEPENIE VÄZBY C α C β (VZNIK ACCOA) nuklefilný atak sulfhydrylvej (tilvej) skupiny CA na β-ketskupinu acyl-ca enzým: acetyl-ca-acyltransferáza (tiláza) vznikajú 2 nvé mlekuly: 1. acyl-ca 2 atómy C kratší ak pôvdný acyl nvvzniknutý (kratší) acyl-ca päť vstupuje d β-xidácie stráca ďalšie 2 atómy C (v frme AcCA) 2. Ac-CA (finálny prdukt β-xidácie)- vstupuje d citrátvéh cyklu 17
ENERGETICKÁ BILANCIA OXIDÁCIE KYS. STEAROVEJ kys. stearvá (C18) teretický efekt (pdľa Lehningervej rvnice) reálny efekt aktivácia 1 ATP (na AMP) 2 ATP 2 ATP stearyl-ca β-xidácia (8x) + 8 FADH 2 + 8 NADH dýchací reťazec + 16 ATP + 24 ATP + 12 ATP + 20 ATP 9 AcCA citrátvý cyklus (9x) + 27 NADH + 9 FADH 2 + 9 GTP + 81 ATP + 18 ATP + 9 ATP + 67,5 ATP + 13,5 ATP + 9 ATP 18 CO 2 + 146 ATP + 120 ATP
OXIDÁCIA MASTNÝCH KYSELÍN S NEPÁRNYM POČTOM ATÓMOV UHLÍKA nenachádzajú sa v rganizmch čast, ale tiež sú degradvané β-xidáciu v pslednm stupni β-xidácie vzniká (namiest AcCA) prpinyl-ca prpinyl-ca je následne knvertvaný na sukcinyl-ca, ktrý vstupuje d citrátvéh cyklu 19
OXIDÁCIA NENASÝTENÝCH MASTNÝCH KYSELÍN sú degradvané β-xidáciu 1 kmplikácia: nenasýtené mastné kyseliny v rganizmch majú cis- knfiguráciu dvjitej väzby 1. stupeň β-xidácie vyžaduje trans- knfiguráciu dvjitej väzby (vznik trans-enyl-ca) tzn., musí dôjsť k izmerizácii dvjitej väzby z cis- na trans- knfiguráciu izmerizáciu katalyzuje enyl-ca izmeráza príklad xidácie nenasýtenej mastnej kys. (kys. lejvej) 20
ENERGETICKÁ BILANCIA OXIDÁCIE KYS. OLEJOVEJ kys. lejvá (C18) teretický efekt (pdľa Lehningervej rvnice) reálny efekt aktivácia 1 ATP (na AMP) 2 ATP 2 ATP leyl-ca β-xidácia (8x) + 7 FADH 2 + 8 NADH dýchací reťazec + 14 ATP + 24 ATP + 10,5 ATP + 20 ATP 9 AcCA citrátvý cyklus (9x) + 27 NADH + 9 FADH 2 + 9 GTP + 81 ATP + 18 ATP + 9 ATP + 67,5 ATP + 13,5 ATP + 9 ATP 18 CO 2 + 144 ATP + 118,5 ATP
DOC. RNDR. MAREK SKORŠEPA, PHD. MAREK.SKORSEPA@UMB.SK KATEDRA CHÉMIE FAKULTA PRÍRODNÝCH VIED UNIVERZITA MATEJA BELA V BANSKEJ BYSTRICI