77
V. Metabolizam Lipida A. Probava, apsorbcija i raspodjela B. Mobilizacija uskladištenih triacilglicerola C. Metabolizam masnih kiselina 1. Oksidacija a. Energetika b. Keto-tijela 2. Biosinteza

lipidi metabolizam

Embed Size (px)

DESCRIPTION

prezentacija

Citation preview

Page 1: lipidi metabolizam

V. Metabolizam LipidaA. Probava, apsorbcija i raspodjela B. Mobilizacija uskladištenih triacilglicerola

C. Metabolizam masnih kiselina

1. Oksidacijaa. Energetika

b. Keto-tijela

2. Biosinteza

Page 2: lipidi metabolizam

V. Metabolizam LipidaA. Probava, apsorbcija i raspodjela B. Mobilizacija uskladištenih triacilglicerola

C. Metabolizam masnih kiselina

1. Oksidacijaa. Energetika

b. Keto-tijela

2. Biosinteza

Page 3: lipidi metabolizam

Emulgiranje

Hidroliza

TG

Page 4: lipidi metabolizam

Re-esterifikacijaMukoza

crijeva

Page 5: lipidi metabolizam

Hilomikroni

Emulgator

Page 6: lipidi metabolizam

Lipoprotein lipaza

Page 7: lipidi metabolizam

V. Metabolizam LipidaA. Probava, apsorbcija i raspodjela B. Mobilizacija uskladištenih triacilglicerola

C. Metabolizam masnih kiselina

1. Oksidacijaa. Energetika

b. Keto-tijela

2. Biosinteza

Page 8: lipidi metabolizam

Lipaza adipoznog tkiva (ATL)

G protein regulira porast cAMP

Page 9: lipidi metabolizam

V. Metabolizam LipidaA. Probava, apsorbcija i raspodjela B. Mobilizacija uskladištenih triacilglicerola

C. Metabolizam masnih kiselina

1. Oksidacijaa. Energetika

b. Keto-tijela

2. Biosinteza

Page 10: lipidi metabolizam

V. Metabolizam LipidaA. Probava, apsorbcija i raspodjela B. Mobilizacija uskladištenih triacilglicerola

C. Metabolizam masnih kiselina

1. Oksidacijaa. Energetika

b. Keto-tijela

2. Biosinteza

Page 11: lipidi metabolizam

R

O

OH

CoASH ATP

AMP + PPi

R

O

S CoA

R

O

S CoA

Inner Mitochondrial Membrane Carnitine Transporter

Cytosol Side

Matrix Side

Fatty Acid

Fatty Acyl CoA

Fatty Acyl CoA

FAD

FADH2

ETS2 ATP

R

O

S CoAalpha-beta unsat.Fatty Acyl CoA

H2O

R

O

S CoA

OH

R

O

S CoA

NAD

NADH + HETS

3 ATP

O

CoA-SH

R

O

S CoA H3C

O

S CoA

Beta-hydroxy-Fatty Acyl CoA

(trans)

Beta-keto-Fatty Acyl CoA

Thiolase

Kreb'sCycle

+

Fatty Acyl CoA Acetyl CoA

Aktivacija i unos u mitohondrije

acil CoA sintetaza2 Pi

Page 12: lipidi metabolizam

R

O

S CoA

Inner Mitochondrial Membrane Carnitine Transporter

Matrix Side

Fatty Acyl CoA

FAD

FADH2

ETS2 ATP

R

O

S CoAalpha-beta unsat.Fatty Acyl CoA

H2O

R

O

S CoA

OH

R

O

S CoA

NAD

NADH + HETS

3 ATP

O

CoA-SH

R

O

S CoA H3C

O

S CoA

Beta-hydroxy-Fatty Acyl CoA

(trans)

Beta-keto-Fatty Acyl CoA

Thiolase

Kreb'sCycle

+

Fatty Acyl CoA Acetyl CoA

oksidacija

Hidratacija

oksidacija

Tiolitičko cjepanje

1

2

3

4

H van

H2O ulazi

H van

Cjepanje

Page 13: lipidi metabolizam

V. Metabolizam LipidaA. Probava, apsorbcija i raspodjela B. Mobilizacija uskladištenih triacilglicerola

C. Metabolizam masnih kiselina

1. Oksidacijaa. Energetika

b. Keto-tijela

2. Biosinteza

Page 14: lipidi metabolizam

Energetika oksidacije

H3C S

O

CoA

acetyl CoA

FADH2

NADH

H3C OH

O

ETS

ETS

___ ATP

___ ATP

TCA

ETS____ ATP

_____ ATP per cycle

- 2 ATP for activation

23

12

17

17171712

Page 15: lipidi metabolizam

V. Metabolizam LipidaA. Probava, apsorbcija i raspodjela B. Mobilizacija uskladištenih triacilglicerola

C. Metabolizam masnih kiselina

1. Oksidacijaa. Energetika

b. Keto-tijela

2. Biosinteza

Page 16: lipidi metabolizam

Problemi koji vode stvaranju keto-tijela fatty acids

To the blood

glucose

acetyl CoA

TCACycle

OAA

Kod dijabetesa i gladovanja, u jetri se odvija glukoneogeneza

Izvor energije za jetru

Keto-tijela

Page 17: lipidi metabolizam

H3C SCoA H3C C

H2

O

H3C SCoA

OO

S

O

CoA

acetoacetyl CoA

H3C SCoA

O

OOC

CH2

CH2

S

OOH

CH3

CoASH

CoA

hydroxy-methyl-glutaryl CoA (HMG CoA)

H3C SCoA

O

OOC

CH2

C

CH3

O

acetoacetate

CO2

H3C

C

CH3

O

acetone

OOC

CH2

CH

CH3

OHNADH NAD+

-hydroxybutyrate

cholesterol

CoASH

+Thiolase

KETONE BODIES

Page 18: lipidi metabolizam

2. Biosinteza masnih kiselina

a. Nastajanje Malonil-CoA

b. Sintaza masnih kiselina

c. Reakcije

d. Nezasićene masne kiseline

e. Eikozanoidi

D. Biosinteza triacilglicerola i fosfolipida

Page 19: lipidi metabolizam

Piruvat karboksilaza

Piruvat dehidrogenaza

Kada je potreba za energijom zadovoljena, citrat se usmjerava u citoplazmu

Inducira Inzulin

Page 20: lipidi metabolizam

H3C C

O

H3C CH2 CH2 C

O

H3C CH2 CH2 CH2 CH2 C

O

malonyl CoA malonyl CoA

acetyl CoA acetyl CoA

Dodavanje acetila na karboksi kraj

Page 21: lipidi metabolizam

2. Biosinteza

a. Nastajanje Malonil-CoA

b. Sintaza masnih kiselina

c. Reakcije

d. Nezasićene masne kiseline

e. Eikozanoidi

D. Biosinteza triacilglicerola i fosfolipida

Page 22: lipidi metabolizam

Nastajanje Malonil CoA

H3C SCoA

OCO2

Biotin

ATP

acetyl CoAcarboxylase ADP + Pi

CH2

SCoA

O

OOC

acetyl CoA malonyl CoA

Slično karboksilaciji piruvata u glukoneogenezi

Page 23: lipidi metabolizam

2. Biosinteza

a. Nastajanje Malonil-CoA

b. Sintaza masnih kiselina

c. Reakcije

d. Nezasićene masne kiseline

e. Eikozanoidi

D. Biosinteza triacilglicerola i fosfolipida

Page 24: lipidi metabolizam

Dimer

12

Svaka podjedinica ima 7 katalitičkih domena

Svaka podjedinica ima 2

SH-skupine

Cisteinski ostaci

Pantotein

Page 25: lipidi metabolizam

2. Biosinteza

a. Nastajanje Malonil-CoA

b. Sintaza masnih kiselina

c. Reakcije

d. Nezasićene masne kiseline

e. Eikozanoidi

D. Biosinteza triacilglicerola i fosfolipida

Page 26: lipidi metabolizam

1 Dodatak malonila na SH pantoteina iz ACP-a

2 Kondenzacija malonila s acilom na cys-SH

3 Redukcija keto u hidroksi skupinu

4 Dehidratacija stvara dvostruku vezu

5 Redukcija dvostruke veze

Pomak na cys-SH skupinu

CoASHCoASH

Page 27: lipidi metabolizam

SC

O

H3C

SC

OCH3

Page 28: lipidi metabolizam

SC

OCH3

SC

O

H3C

SC

OC

O

-O

SC

O

C

O

O-

Page 29: lipidi metabolizam

SC

OCH3

SC

O

H3C

SC

H2C O

SC

OCH2

CO2

CO2

Page 30: lipidi metabolizam

SC

O

C

O

CH3

SC

OC

O

H3C

Page 31: lipidi metabolizam

SC

OCH

HO

H3C

SC

O

CHCH3

OH

Page 32: lipidi metabolizam

SC

OH3C

SC

O CH3

H2O

H2O

Page 33: lipidi metabolizam

SC

OH3C

SC

O CH3

Page 34: lipidi metabolizam

SC

O CH3

SC

OH3C

Sljedeći malonil

Page 35: lipidi metabolizam

2. Biosinteza

a. Nastajanje Malonil-CoA

b. Sintaza masnih kiselina

c. Reakcije

d. Nezasićene masne kiseline

e. Eikozanoidi

D. Biosinteza triacilglicerola i fosfolipida

Page 36: lipidi metabolizam

Sinteza nezasićenih masnih kiselina

SATURATED FATTY ACIDS

palmitic acid (16:0) palmitoleic acid (16:19)DS

UNSATURATED FATTY ACIDS

stearic acid (18:0)DS

oleic acid (18:19)

DS

?18:26,

9

Page 37: lipidi metabolizam

2. Biosinteza

a. Nastajanje Malonil-CoA

b. Sintaza masnih kiselina

c. Reakcije

d. Nezasićene masne kiseline

e. Eikozanoidi

D. Biosinteza triacilglicerola i fosfolipida

Page 38: lipidi metabolizam

Diet

Linoleic acid18:29,12

Desaturase

18:39,12

Add 2 carbons

COOH

CH3

CH3

PG1 SeriesTX1 SeriesLT3 SeriesDesaturase

COOH

eicosatrienoic acid

20:3

eicosatetraenoic acid20:4

PG2 SeriesTX2 SeriesLT4 Series

Diet

Linolenic acid18:39,12,15

Desaturase

18:49,12,15

Add 2 carbons

COOH

Desaturase

eicosatetraenoic acid

20:4

CH3

eicosapentaenoic acid

20:5

CH3

COOH

PG3 SeriesTX3 SeriesLT5 Series

8

1114

5

Page 39: lipidi metabolizam

Dietary Essential Fatty Acids (linoleic acid)

Arachidonic Acid

CH2

CH

CH

O

O

O P O Choline

C

O

R1

arachidonic acid

phospholipase A2 Glucocorticosteroids

COOH

CH3

Arachidonic Acid

Membrane Phosphoacylglycerol

Prostaglandins Thromboxanes Leukotrienes

Inhibicija glukokortikosteroidima

Page 40: lipidi metabolizam

COOH

CH3

Arachidonic Acid

O

O

O2

NSAIDS

Page 41: lipidi metabolizam

O2

Page 42: lipidi metabolizam

2. Biosinteza

a. Nastajanje Malonil-CoA

b. Sintaza masnih kiselina

c. Reakcije

d. Nezasićene masne kiseline

e. Eikozanoidi

D. Biosinteza triacilglicerola i fosfolipida

Page 43: lipidi metabolizam

Izvor Glicerol-3-fosfata

LiverLiver and Adipose Tissues

Glycerol-3-PGlycerol DHAP Glucose

ATP ADP NAD+ NADH + H+

glycerol kinaseFA1CoA

FA2CoA

CoASH

CoASH

O C

O

R1

OC

O

R2

O P2-

Phosphatidic acid

1

2

Page 44: lipidi metabolizam

O C

O

R1

OC

O

R2

O P2-

Phosphatidic acid

O C

O

R1

OC

O

R2

O

PPi CTP

PO

PO

cytidine

O C

O

R1

OC

O

R2

O PO

head group

HO head group

CMP

H2O

Pi

O C

O

R1

OC

O

R2

OH

Diacylglycerol

head groupHO

O P O P O

CTP

Pi

head group cytidine

O C

O

R1

OC

O

R2

O PO

head group

FA3CoA

CoASH

O C

O

R1

OC

O

R2

O C

O

R3

Triacylglycerol

Store in Adipose Tissue

Liver

Transport in the Blood

CMP

Page 45: lipidi metabolizam

2. Biosinteza

a. Nastajanje Malonil-CoA

b. Sintaza masnih kiselina

c. Reakcije

d. Nezasićene masne kiseline

e. Eikozanoidi

D. Biosinteza triacilglicerola i fosfolipida

E. REGULACIJA

Page 46: lipidi metabolizam

Glucose

Glucose

G-6-P

F-1,6-BP

glyceraldehyde-3-P DHAP

pyruvate

pyruvate

OAA acetyl CoA

citrate citrate

OAA

acetyl CoA

malate

NADPH NADP+

PPP

NADP+

NADPH

malonyl CoA

ACC

Fatty acidsynthase

Fatty acyl CoA

Fatty Acids

Glycerol-3-P

TG

LIVER OR ADIPOSE CELL

malic enzyme

* Inducira inzulin

*

**

*

*

*

*

Page 47: lipidi metabolizam

Pi

Stimulira inzulin

Page 48: lipidi metabolizam

F. Kolesterol 1. Biosinteza2. Regulacija3. Uloga

a. Steroidni hormonib. Žučne soli

G. Transport Lipida 1. Podjela lipoproteina2. Specifična uloga transporta3. Metabolizam lipoproteina4. Hiperlipoproteinemije

Page 49: lipidi metabolizam

F. Kolesterol 1. Biosinteza2. Regulacija3. Uloga

a. Steroidni hormonib. Žučne soli

G. Transport Lipida 1. Podjela lipoproteina2. Specifična uloga transporta3. Metabolizam lipoproteina4. Hiperlipoproteinemije

Page 50: lipidi metabolizam

H3C SCoA H3C C

H2

O

H3C SCoA

OO

S

O

CoA

acetyacetyl CoA

H3C SCoA

O

OOC

CH2

CH2

S

OOH

CH3

CoASH

CoA

CoASH

+Thiolase

OOC

CH2

CH2

CH2

OH

CH3

OH NADPH

NADP+

NADPH

NADP+

HMG CoA HMG CoA Reductase

mevalonic acid

CoASH

Keto-tijela

HH

Page 51: lipidi metabolizam

OOC

CH2

CH2

CH2

OH

CH3

OH

mevalonic acid

OOC

CH2

CH2

CH2

O

CH3

O

3 ATP

3 ADP

P

P O PPi

H2C CH2

CH2 O P O P

CH3CO2

H3C CH

CH2 O P O P

CH3

H2C CH2

CH2 O P O P

CH3

+

isopentenyl pyrophosphate

dimethylallyl pyrophosphate isopentenyl pyrophosphate

Isomerization

Page 52: lipidi metabolizam

Reakcije polimerizacije

H3C CH

CH2 O P O P

CH3

H2C CH2

CH2 O P O P

CH3

+

dimethylallyl pyrophosphate isopentenyl pyrophosphate

PPi

O P O P

Geranyl pyrophosphate

Monoterpenes

a

b

c

2 Pi

(C10)

Page 53: lipidi metabolizam

O P O P

Geranyl pyrophosphate

PPi

isopentenyl pyrophosphate

O P O P

Sesquiterpenes

Diterpenes (C20)

(C15)

IPP

PPi

Farnesyl pyrophosphate

Dodatak IPP

(C15)

Page 54: lipidi metabolizam

Kondenzacija u skvalen

O P O P

Farnesyl pyrophosphate

2 PPi

NADPH

NADP+

Squalene (C30)

*

**

Page 55: lipidi metabolizam

Ciklizacija i pretvorba lanosterola u kolesterol

HO HO

Squalene

CholesterolLanosterol

1)

3)

2)

(C30)

A B

C D

O2

NADPHNADP+O

H2O

Izlaze 3 metilne grupePomak = veze

Redukcija = u pobočnom lancu

Page 56: lipidi metabolizam

F. Kolesterol 1. Biosinteza2. Regulacija3. Uloga

a. Steroidni hormonib. Žučne soli

G. Transport Lipida 1. Podjela lipoproteina2. Specifična uloga transporta3. Metabolizam lipoproteina4. Hiperlipoproteinemije

Page 57: lipidi metabolizam

H3C SCoA H3C C

H2

O

H3C SCoA

OO

S

O

CoA

acetyacetyl CoA

H3C SCoA

O

OOC

CH2

CH2

S

OOH

CH3

CoASH

CoA

CoASH

+Thiolase

OOC

CH2

CH2

CH2

OH

CH3

OH NADPH

NADP+

NADPH

NADP+

HMG CoA HMG CoA Reductase

mevalonic acid

CoASH

HH

Inducira inzulin

Aktivnost je regulirana fosforilacijomdefosforilacijom

Glucagon fosforilacijom gubi na aktivnosti

Insulin stimulira fosfataze koje povisuju aktivnost

Kolesterol inhibira aktivnost

Aktivnost inhibiraju i statini (lovastatin, pravastatin, itd.)

Page 58: lipidi metabolizam

F. Kolesterol 1. Biosinteza2. Regulacija3. Uloga

a. Steroidni hormonib. Žučne soli

G. Transport Lipida 1. Podjela lipoproteina2. Specifična uloga transporta3. Metabolizam lipoproteina4. Hiperlipoproteinemije

Page 59: lipidi metabolizam

Kolesterol

Vitamin DUV

Steroidni hormoniglukokortikosteroidi

spolni hormoni

Žučne soli

Page 60: lipidi metabolizam

F. Kolesterol 1. Biosinteza2. Regulacija3. Uloga

a. Steroidni hormonib. Žučne soli

G. Transport Lipida 1. Podjela lipoproteina2. Specifična uloga transporta3. Metabolizam lipoproteina4. Hiperlipoproteinemije

Page 61: lipidi metabolizam

Hipofiza

Page 62: lipidi metabolizam

F. Kolesterol 1. Biosinteza2. Regulacija3. Uloga

a. Steroidni hormonib. Žučne soli

G. Transport Lipida 1. Podjela lipoproteina2. Specifična uloga transporta3. Metabolizam lipoproteina4. Hiperlipoproteinemije

Page 63: lipidi metabolizam

Metabolizam žučnih soli

Vlakna iz prehrane

Lijekovi: smole ionski izmjenjivači (kolestiramin)

Kolesterol u krvi

Page 64: lipidi metabolizam

Sinteza kolne kiseline

OHHO HO

OHHOOHHO

OH

COOH

OHHO

COOH

OHHO

OH

O2 H2O

XH2 X

Reduction of DBEpimerization of OH at C3 to

Hydroxylation

7

7

12

7

3

33

Removal of 3 carbons from sidechain and oxidation to COOH

12

73 73

Cholic acid Chenodeoxycholic acid

CholesterolHydroxylation

Page 65: lipidi metabolizam

COOH

OHHO

COOH

OHHO

C

OHHO

OH

OH

H2N COOH

12

73

C

OHHO

OH

12

73

CH3

CH3 C

OHHO73

C

OHHO73

12

73 73

Cholic acid Chenodeoxycholic acid

H2NSO3H

glycinetaurine

O

HN COOH

O

O

O

HN

HN COOH

SO3H HN SO3H

Glycocholic acid

Taurocholic acid

Glycochenodeoxycholic acid

Taurochenodeoxycholic acid

H2N COOH

glycine

H2NSO3H

taurine

Page 66: lipidi metabolizam

F. Kolesterol 1. Biosinteza2. Regulacija3. Uloga

a. Steroidni hormonib. Žučne soli

G. Transport Lipida 1. Podjela lipoproteina2. Specifična uloga transporta3. Metabolizam lipoproteina4. Hiperlipoproteinemije

Page 67: lipidi metabolizam

F. Kolesterol 1. Biosinteza2. Regulacija3. Uloga

a. Steroidni hormonib. Žučne soli

G. Transport Lipida 1. Podjela lipoproteina2. Specifična uloga transporta3. Metabolizam lipoproteina4. Hiperlipoproteinemije

Page 68: lipidi metabolizam

Lipoproteini

TG

Page 69: lipidi metabolizam

Sastav lipoproteina

CLASS DENSITY PERCENTPROTEIN

PERCENT LIPID

TG PL CHOL &ESTERS

FFA

Chylomicrons < 0.96 2 98 85 8 3 0

VLDL 0.96-1.006 9 91 55 20 17 1

IDL 1.006-1.019 11 89 26 23 38 1

LDL 1.019-1.063 20 80 10 20 45 1

HDL 1.063-1.210 45 55 8 25 20 0

Albumin-FFA > 1.280 99 1 0 0 0 100

PERCENT OF TOTAL WEIGHT

Page 70: lipidi metabolizam

F. Kolesterol 1. Biosinteza2. Regulacija3. Uloga

a. Steroidni hormonib. Žučne soli

G. Transport Lipida 1. Podjela lipoproteina2. Specifična uloga transporta3. Metabolizam lipoproteina4. Hiperlipoproteinemije

Page 71: lipidi metabolizam

F. Kolesterol 1. Biosinteza2. Regulacija3. Uloga

a. Steroidni hormonib. Žučne soli

G. Transport Lipida 1. Podjela lipoproteina2. Specifična uloga transporta3. Metabolizam lipoproteina4. Hiperlipoproteinemije

Page 72: lipidi metabolizam

Lipoprotein lipase

HDL nosi apoproteine

HDL nosi apoproteine

Apo CII aktivira LPL

Endocitoza putem receptora

Endocitoza putem receptora

TG se uklanjaju u jetri

Page 73: lipidi metabolizam

Unos LDL-a u stanice na periferiji

Page 74: lipidi metabolizam

Metabolizam HDL-a

HDL

ApoCII

ApoE

Nascent chylomicron

Chylomicron

Nascent VLDL

VLDL

HDL

HDLC

ExtrahepaticTissues

C

LIVER

To LDL

C

Cchylomicronand VLDL remnants

Page 75: lipidi metabolizam

F. Kolesterol 1. Biosinteza2. Regulacija3. Uloga

a. Steroidni hormonib. Žučne soli

G. Transport Lipida 1. Podjela lipoproteina2. Specifična uloga transporta3. Metabolizam lipoproteina4. Hiperlipoproteinemije

Page 76: lipidi metabolizam

Hiperlipoproteinemije

TYPE ELEVATEDLIPOPROTEIN(S)

MAJOR LIPID(S) ELEVATED

RELATIVE INCIDENCE

I chylomicrons triglycerides rare

IIa LDL cholesterol common

IIb LDL & VLDL chol & TG common

III IDL chol & TG uncommon

IV VLDL triglycerides common

V chylomicrons & VLDL triglycerides uncommon

Page 77: lipidi metabolizam

LDL i Ateroskleroza