Lipidy - Metabolické přeměny Mgr. Jaroslav Najbert

Označení vzdělávacího materiálu Vzdělávací oblast Vzdělávací obor Název školy Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Adresa školy Sokolovská 1638 IČO 620 330 26 Operační program Operační program Vzdělávání pro konkurenceschopnost Registrační číslo CZ.1.07/1.1.28/01.0050 Označení vzdělávacího materiálu K_INOVACE_1.CH.42 Vzdělávací oblast Člověk a příroda Vzdělávací obor Chemie Tematický okruh Přírodní látky Zhotoveno prosinec 2012 Ročník Vyšší stupeň osmiletého gymnázia a čtyřleté gymnázium (RVP – G) Anotace Materiál je určen jako studijní v předmětu biochemie, který integruje vzdělávací obory biologie a chemie. Je zaměřen na metabolické přeměny lipidů. Předpokládá zvládnutí učiva biologie člověka vzdělávacího oboru biologie.

Trávení triacylglycerolů Zahájeno žaludeční lipázou – asi 30% natrávení V tenkém střevě triacylglyceroly emulgují žlučovými kyselinami za tvorby micel – malé kapénky pro zvýšení povrchu, následně tráveny pankreatickou lipázou. Nadměrné množství žlučových kyselin zpomaluje trávení - kolipáza Nejprve hydrolyticky odštěpena MK z C1uhlíku, následně z C3

Vstřebávání a transport lipidů Působením lipázy vzniká směs MK, monoacyl a diacylglycerolu, jako produkt metabolických přeměn sacharidů bakteriemi MK s počtem atomů C2-4, spolu s fosfolipidy a estery cholesterolu tvoří micely. Nižší MK – C2-4 – výživa enterocytů, snadno přechází do portálního oběhu, stimulují reabsorpci Na+, Cl-, H2O – jejich nedostatek způsobuje průjmy. Střední MK – C8-10 – samostatně nebo ve vazbě na glycerol snadno přechází do portálního oběhu, nepodstupují reesterifikaci. Vyšší MK – nad C10 – vstup do enterocytů, následuje reesterifikace, vazbou na fosfolipidy a estery cholesterolu vznikají chylomikrony, ty přes lymfatický systém do cévního systému. Původní TAG MAG Reesterifikovaný TAG

Transport lipidů v cévním systému TAG se transportují ve formě lipoproteinových přenašečů – v jádře TAG a estery cholesterolu, obal z fosfolipidů, cholesterolu a apolipoproteinů. Chylomikrony – vznik v enterocytech, hlavní složkou TAG, v menší míře cholesterol. Transportují potravou přijaté TAG. V cévním systému z nich lipoproteinovou lipázou z endotelu kapilár uvolněny MK pro svalové buňky a adipocyty. VLDL – lipoprotein o velmi nízké hustotě – vznik v játrech, transportuje TAG vzniklé syntézou z nadbytku sacharidů v potravě . Hydrolýzou TAG ztrácí MK a přechází přes IDL na LDL. LDL – lipoprotein o nízké hustotě – ztrátou MK stoupá obsah cholesterolu. Apolipoproteiny na povrchu tvarově odpovídají receptorům na povrchu buněk꞊> vstup cholesterolu do buněk. HDL – lipoprotein o vysoké hustotě – vzniká v játrech nebo v enterocytech. Nižší obsah MK, to umožňuje estericky vázat cholesterol z cytoplasmatických membrán a transportovat jej zpět do jater.

β – oxidace mastných kyselin Probíhá v matrix mitochondrií Přenos MK z cytoplasmy – MK do C10 přímo, od C12 transportem Aktivace MK – vzniká acyl - CoA 1. Dehydrogenace – vzniká trans 2-enoyl-CoA a FADH2 Hydratace – vzniká L-3-hydroxyacyl-CoA 2. Dehydrogenace – vzniká 3-oxoacyl-CoA a NADH+H+ Odštěpení acetyl-CoA – vzniká acylCoA o C2 kratší

membrána mitochondrie Přenos MK z cytoplasmy nižší MK cytoplasma vyšší MK membrána mitochondrie ATP HS-CoA AMP+PP1 Acyl-CoA karnitin HS-CoA acylkarnitin ATP HS-CoA HS-CoA karnitin AMP+PP1 matrix mitochondrie Acyl-CoA Acyl-CoA

1. Dehydrogenace palmitoyl-CoA FAD FADH2 trans-palmito-2-enoyl-CoA palmitoyl-CoA-dehydrogenasa FADH2 trans-palmito-2-enoyl-CoA

Hydratace trans-palmito-2-enoyl-CoA H2O L-3-palmitoyl-CoA palmitoenoyl-CoA-hydratasa L-3-palmitoyl-CoA

2. Dehydrogenace L-3-palmitoyl-CoA NAD+ NADH+H+ 3-oxopalmitoyl-CoA hydroxypalmitoyl-CoA-dehydrogenasa NADH+H+ 3-oxopalmitoyl-CoA

Odštěpení acetyl-CoA 3-oxopalmitoyl-CoA HS-CoA myristoyl-CoA palmitoyl-CoA-acyltransferasa myristoyl-CoA acetyl-CoA

Obecné schéma β oxidace – Linenova spirála acyl-CoA FAD FADH2 enoyl-CoA H2O hydroxyacyl-CoA NAD+ NADH+H+ oxoacyl-CoA HS-CoA acyl-CoA acetyl-CoA

β oxidace nenasycených mastných kyselin U nenasycených mastných kyselin s dvojnou vazbou na lichém atomu C vznikne po několika β oxidacích produkt cis-3-enoyl-CoA. Ten není schopen hydratace. Dvojná vazba je přesunuta do polohy 2 se současnou změnou na konfiguraci trans. cis-3-enoyl-CoA akonitát-isomeráza trans-2-enoyl-CoA

Tukové buňky - adipocyty Zásobní buňky pro triacylglyceroly – mobilizovány hormondependentní tkáňovou lipázou Adrenalin, glukagon cytoplasmatická membrána membránový receptor druhý posel - cAMP proteinkinasa aktivní lipáza neaktivní lipáza + 3 R-COOH monoacylglycerollipáza

Syntéza mastných kyselin Do C16 v cytoplasmě, od C18 na endoplasmatickém retikulu, u člověka nenasycené pouze na C9 v játrech a adipocytech, ostatní nenasycené pro člověka esenciální. Syntéza probíhá na multienzymovém komplexu s bílkovinou ACP acetyl-ACP malonyl-ACP CO2 NADPH+H+ NADP+ 3-hydroxybutyryl-ACP acetacetyl-ACP H2O NADP+ NADPH+H+ butyryl-ACP krotonyl-ACP

Zdroje a použitá literatura 1. JAN MUSIL. Biochemie v obrazech a schématech. II., zcela přepracované vydání. Praha: Avicenum, 1990. 2. Fotografie a vzorce z vlastní databáze autora. Vytvořeny programy ACD FREE 12, Snagit 3. MURRAY, Robert K. <i>Harperova biochemie</i>. 23. vyd. Jinočany: H H, 2002, ix, [3], 872 s. ISBN 80-731-9013-3.