MASTNÉ KYSELINY, LIPIDY (DEGRADACE)

Transkript

1 MASTNÉ KYSELINY, LIPIDY (DEGRADAE)

2 BSAH Rozdělení lipidů Mastné kyseliny, membránové lipidy (fosfolipidy, glykolipidy a cholesterol) Triacylglyceroly Vstup mastných kyselin do matrix mitochondrie a b-oxidace dbourávání mastných kyselin na peroxisomech Tvorba ketolátek

3 Lipidy LIPIDY jsou látky biologického původu dobře rozpustné v organických rozpouštědlech (např. chloroform), ale jen částečně nebo úplně nerozpustné ve vodě. Lipidy zahrnují: A) Mastné kyseliny B) Triacylglyceroly (neutrální tuky) ) Alkoholy s dlouhým řetězcem a vosky D) Sfingoidy a další báze s dlouhým řetězcem E) Glykolipidy, fosfolipidy a sfingolipidy F) Karoteny, polyprenoly, steroly, terpeny a další isoprenoidy

4 Lipidy lze dělit na: hydrolyzovatelné nehydrolyzovatelné Lipidy

5 Lipidy biologický význam Látka Funkce Palivo Tuky, mastné kyseliny Ukládání a zdroj energie Stavební látka Fosfolipidy, sfingolipidy, cholesterol Součást membrán Izolace Tuky Mechanická ochrana a tepelná izolace Fosfolipidy, sfingolipidy, cholesterol Elektrická izolace Speciální úloha Steroidní hormony, glycerolipidy, mastné kyseliny, eikosanoidy Mastné kyseliny, isoprenoidy Isoprenoidy Retinal Signalizace, hormony, mediátory, druzí poslové Membránová kotva Kofaktor enzymů Světločivý pigment

6 Lipidy biologický význam

7 Mastné kyseliny nositelky hydrofobních vlastností Karboxylové kyseliny s dlouhým řetězcem bvykle u rostlin a živočichů (kys. palmitová, olejová, stearová, linolová) Sudý počet H 3 b H H 2 H 2 n Více než polovina MK jsou nenasycené případně několikanásobně nenasycené MK U přirozeně se vyskytujících nenasycených MK cis konformace Esenciální MK pro živočichy s několika dvojnými vazbami kyselina arachidonová(20:4;5,8,11,14) kyselina linolová (18:2;9,12) kyselina linolenová (18:3;9,12,15) - -

8 Karboxylové kyseliny

9 Mastné kyseliny Nejčastěji zastoupené mastné kyseliny

10 Mastné kyseliny Nejčastěji zastoupené mastné kyseliny Palmitát (ionizovaná forma kyseliny palmitové) - leát (ionizovaná forma kyseliny olejové) -

11 Názvosloví mastných kyselin Nasycená mastná kyselina s 18 atomy ( 18 ) se nazývá oktadekanová (podle uhlovodíku oktadekanu), s dvojnou vazbou pak oktadekenová a se dvěma dvojnými vazbami oktadekadienová kyselina. Záznam 18 : 0 značí mastnou kyselinu 18 bez dvojné vazby. Záznam 18 : 2 znamená, že kyselina obsahuje dvě dvojné vazby. Uhlíky mastné kyseliny se číslují od karboxylu, atomy 2 a 3 se také označují a b. Koncový methyl se označuje -uhlíkový atom. Poloha dvojné vazby se označuje symbolem D a číslem v exponentu. Tak např. cis-d 9 značí polohu dvojné vazby mezi uhlíky 9 a 10. Dvojné vazby je také možné označovat od -uhlíkového atomu (má číslo 1). Např. -3 mastná kyselina má dvojnou vazbu na třetím uhlíku od konce.

12 Úloha mastných kyselin 1. Součást biologických membrán fosfolipidy a glykolipidy. 2. Mnohé proteiny jsou modifikovány kovalentní vazbou s mastnými kyselinami a tímto způsobem jsou lokalizovány v membránách. 3. Mastné kyseliny jsou zásobárnou energie. bvykle jsou skladovány jako triacylglyceroly (nebo také neutrální mastné kyseliny, triglyceridy).

13 Glycerolipidy triacylglyceroly fosfolipidy galaktolipidy sulfolipidy Triacylglyceroly nepolární lipidy zásobní funkce (energie, ) Fosfolipidy (FL) 7 tříd hydrofobní i hydrofilní část Galaktolipidy monogalaktosyldiacylglycerol digalaktosyldiacylglycerol Sulfolipidy sulfoquinovosyldiacylglycerol

14 Triacylglycerol Neutrální tuky Délka MK a počet dvojných vazeb určují bod tání tuku

15 Triacylglycerol Adipocyty tukové buňky, ukládání triacylglycerolů bsah tuku u žen 26 %, u mužů 21 % - umožňuje přežít 2-3 měsíční hladovění

16 Triacylglyceroly Triacylglyceroly skladují velké množství metabolické energie, protože jsou bezvodé a redukované. Glykogen váže 2x více vody než váží v porovnání s tuky. elková hmotnost triacylglycerolů je 11 kg. Pokud by se takové množství energie skladovalo v glykogenu, byla by tělesná hmotnost 55 x vyšší. Triacylglyceroly jsou výhodně skladovatelnou energií. Jeden gram tuku skladuje 6 x více energie než 1 g hydratovaného glykogenu. Typický 70 kg vážící muž má energetickou rezervu kj ve formě triacylglycerolu, kj v proteinech (svaly), kj v glykogenu a 170 kj v glukose. Zásoby glykogenu a glukosy vystačí zásobovat organismus energií jeden den. Triacylglyceroly týdny. U savců je hlavním místem akumulace triacylglycerolů cytoplasma adiposních buněk (tukových buněk).

17 Fosfolipidy - fosfatidát (fosfatidová kyselina) Glycerofosfolipidy hlavní složka biomembrán Sfingofosfolipidy Amfifilní molekuly V poloze 1 nasycené 16 a 18 mastné kyseliny V poloze 2 nenasycené mastné kyseliny Acylové skupiny mastných kyselin R 1 R Fosfatidát (diacylglycerol-3-fosfát) H 2 H 2 H P+ 2-

18 Schematická struktura fosfolipidu Mastná kyselina Mastná kyselina G l y c e r o l Fosfát Alkohol

19 Fosfolipidy - fosfatidát (fosfatidová kyselina)

20 Fosfolipidy

21 Sfingosin sfingolipidy

22 Sfingolipidy + Sfingomyeliny ceramidy (aminoskupina sfingosinu je acylována mastnou kyselinou) + fosforylcholinový nebo s fosforyletanolaminový základ, membránové myelinové pouzdro obklopující axony nervových buněk + H 3 N H Sfingosin (18 ) H H H 2 H H 3 (H 2 ) 12 R 1 H NH H H H 2 P - H 2 H 2 H 3 N + H 3 H 3 Sfingomyelin

23 Sfingomyelin

24 Sfingolipidy erebrosidy ceramidy obsahující zbytek jednoduchého cukru

25 Glykosfingolipidy Gangliosidy ceramid-oligosacharidy obsahující v cukerných skupinách zbytek kyseliny sialové (N-acetylneuraminová kyselina), složkami povrchových buněčných membrán, 6% z mozkových lipidů

26 Glykosfingolipidy cerebrosid sulfatid - gangliosid

27 Isoprenoidy Biosyntéza lipidů vychází z acetyl-oa, tzv. aktivní kyselina octová Dvě dráhy 1. Tvorba mastných kyselin 2. Tvorba izopentenyldifosfátu stavební součást isoprenoidů

28 Isoprenoidy dvozeny od izoprenu (2- metyl-1,3-butadien) Lineární, cyklické oligomery, polymery Z farnezolu dvě biosyntetické dráhy 1 přes skvalen tvorba cholesterolu 2. prodlužování farnezolu mezená schopnost tvorby pro daný organismus Hormony, vitamíny, silice

29 Steroidy Základem je steran Mezi steroidy patří: steroly, žlučové kyseliny, steroidní hormony Nejvýznamnější sloučeninou je cholesterol

30 Steroidy - cholesterol holesterol je lipid na bázi steroidního skeletu steranu. V membránách je cholesterol orientován rovnoběžně se řetězci mastných kyselin. Je až 25 % součástí membránových lipidů nervových buněk, ale je nepřítomen v intracelulárních membránách. holesterol neobsahují prokaryotní membrány. H 3 H 3 H 3 H 3 H 3 H holesterol

31 Steroidy žlučové kyseliny

32 Steroidní hormony Svlékací hormon hmyzu

33 Lipoproteiny Lipidy vázané na proteiny kovalentní vazba, na proteiny je navázána mastná kyselina, glykolipidový zbytek, fosfolipid, kotví proteiny v membráně Lipoproteiny částice tvořené z nekovalentně asociovaných lipidů a proteinů, působí jako přenašeče triacylglycerolů a cholesterolu v krevní plazmě Stavba krevního lipoproteinu

34 Lipoproteiny hylomikrony transportují exogenní triacylglyceroly do střev Lipoproteiny s velmi nízkou (VLDL), nízkou (LDL) a střední hustotou (IDL) přenášejí endogenní triacylglyceroly a cholesterol z jater do tkání Lipoproteiny s vysokou hustotou (HDL) přenášejí endogenní cholesterol z tkání do jater Třída lipoproteinů hylomikrony VLDL IDL LDL HDL triacylglyceroly Hlavní lipidy endogenní triacylglyceroly, estery cholesterolu, cholesterol estery cholesterolu, triacylglyceroly, cholesterol estery cholesterolu, cholesterol, triacylglyceroly estery cholesterolu, cholesterol

35 LDL hlavní transportér cholesterolu krví

36 Přehled metabolismu lipidů

37 Hydrolytické štěpení triacylglycerolu lipasami R 2 H 2 H 2 H R 1 R 3 H 2 Lipasa - R 2 H 2 Triacylglycerol Diacylglycerol Monoacylglycerol R 3 R 1 H H 2 H R 1 H 2 Lipasa - R 2 H 2 H H H 2 H Pankreatická lipasa hydrolýza v poloze 1 a 3, vznik 1,2- diacylglycerolu a 2-acylglycerolu Lipolýzou uvolněné mastné kyseliny se váží na sérový albumin, který slouží jako jejich nosič do tkání. Albumin je rozpustný protein 66 kd. Rozpustnost samotných mastných kyselin je ~ 10-6 M, v komplexu s albuminem je vyšší než 2 mm!!

38 Hydrolytické štěpení fosfolipasami Pankreatická fosfolipasa A 2 vznik lysofosfolipidů (detergent)

39 Hormonální regulace hydrolýzy triacylglycerolů Lipasy adiposních buněk jsou aktivovány adrenalinem, (nor ), glukagonem a ATH. Insulin inhibuje.

40 Glycerol se přeměňuje na meziprodukty Glycerol se absorbuje v játrech glykolýzy H H 2 H H Glycerolkinasa H H 2 H H Glycerol-3-fosfátdehydrogenasa H 2 H Triosafosfátisomerasa H H H H 2 H ATP ADP 2- H 2 P 3 NAD + NADH + H + 2- H 2 P 3 2- H 2 P 3 Glycerol L-Glycerol-3-fosfát Dihydroxyacetonfosfát D-Glyceraldehyd-3-fosfát

41 Aktivace mastných kyselin V cytosolu jsou mastné kyseliny aktivovány za katalýzy acyl-oa synthetasy (tzv. thiokinasa mastných kyselin). Nejméně 3 formy acyl-oa-synthetasy, lišící se substrátovou specifitou (délka řetězce MK) Vlastní oxidace MK probíhá v mitochondriích. Reakce je spřažena s exergonickou hydrolýzou PP i difosfatasou. - + ATP R Mastná kyselina R AMP Acyladenylát + PP i R AMP + HS oa R S oa + AMP Acyladenylát Acyl-oA

42 Transport přes mitochondriální membránu Tvorba acylkarnitinu v cytosolu karnitinacyltransferasa I. R R S oa + H 3 H 3 H 3 N + H H - H 3 H 3 H 3 N + H - + HS oa Acyl-oA Karnitin Karnitin Acyl-oA Karnitin Acylkarnitinu

43 Transport přes mitochondriální membránu Tvorba acylkarnitinu karnitinacyltransferasa I. Na vnitřní straně mitochondriální membrány se přenáší acyl na SH skupinu oa za katalýzy karnitinacyltransferasy II. Aktivovaná mastná kyselina je přenášena do matrix vázána na karnitin přes translokasu. Mitochondriální zásoba oa funguje v oxidačním odbourávání pyruvátu, určitých aminokyselin a mastných kyselin ytosolová zásoba oa slouží jako zdroj pro biosyntézu mastných kyselin karnitinacyltransferasa I karnitinacyltransferasa II

44 Transport přes mitochondriální membránu Karnitinový člunek Regulace : malonyl-oa inhibuje karnitinacyltransferasu a tím vstup MK do matrix.

45 dbourávání nasycených acyl-oa b oxidace 1. Tvorba dvojné vazby trans-,b-dehydrogenací flavozymem acyl- oa-dehydrogenasou 2. Hydratace dvojné vazby enoyl-oa-hydratasou za vzniku 3-Lhydroxyacyl-oA 3. Dehydrogenace tohoto b-hydroxyacyl-oa 3-L-hydroxacyl-oAdehydrogenasou za tvorby odpovídajícího b-oxoacyl-oa 4. Štěpení vazby - b v thiolytické reakci s oa katalyzované b- oxoacyl-oa-thiolasou za vzniku acetyl-oa a nového acyl-oa obsahujícího o 2 méně než původní acyl-oa Pozn. První 3 kroky podoba s citrátovým cyklem přeměna sukcinátu na oxalacetát

46 b oxidace (1. krok - tvorba dvojné vazby) R R H 2 H 2 FAD FADH 2 H 2 H H 2 Acyl-oA H S XIDAE S oa acyl-oadehydrogenasa oa Syndrom náhlého dětského úmrtí u 10 % těchto dětí prokázán nedostatek acyl-oadehydrogenasy pro středně dlouhý řetězec = nerovnováha mezi glukosou a oxidací mastných kyselin Více rozšířená genetická choroba než fenylketonurie porucha odbourání fenylalaninu Trans-D 2 -Enoyl-oA

47 b oxidace (2. krok - hydratace) R H 2 H H S oa Trans-D 2 -Enoyl-oA H 2 HYDRATAE enoyl -oa - hydratasa H H R H 2 H H S L-3-Hydroxyacyl-oA oa

48 b oxidace (3. krok - dehydrogenace) H H R oa S H 2 H H L-3-Hydroxyacyl-oA NAD + H + + NADH XIDAE L-3-hydroxyacyl-oAdehydrogenasa R H 2 H H S oa 3-Ketoacyl-oA

49 b oxidace (4. krok - štěpení vazby - b ) R H 2 S H H 3-Ketoacyl-oA oa HS oa THILÝZA b-ketothiolasa R H 2 S oa + H H H S oa Acyl-oA (zkrácený o 2 uhlíkové atomy) Acetyl-oA

50 b oxidace Účelem oxidace mastných kyselin je tvorba metabolické energie Při každém kole se tvoří 1 NADH 1 FADH 2 1 acetyl-oa

51 b oxidace

52 Výtěžek kompletní oxidace palmitátu Palmitoyl-oA + 7 FAD + 7 NAD oa + 7 H 2 8 acetyl-oa + 7 FADH NADH + 7 H + V dýchacím řetězci se získá z jednoho NADH asi 2,5 ATP FADH 2 asi 1,5 ATP elkový výtěžek ATP po b-oxidaci kyseliny palmitové 7 x FADH 2 = 10, 5 ATP 7 x NADH = 17, 5 ATP xidace 8 acetyl-oa v citrátovém cyklu = 80 ATP Součet : 108 ATP Spotřeba na aktivaci mastné kyseliny: 2 ATP Konečný součet : 106 ATP (3300 kj.mol -1 )

53 Výtěžek kompletní oxidace palmitátu Palmitoyl-oA + 7 FAD + 7 NAD oa + 7 H 2 8 acetyl-oa + 7 FADH NADH + 7 H + Děj Látka Množství ATP b-oxidace NADH 7 17,5 FADH ,5 acetyl-oa 8 itrátový cyklus 8x acetyl-oa NADH FADH GTP 8 8 ELKEM 108

54 dbourávání nenasycených mastných kyselin Nenasycené mastné kyseliny biologického původu mají dvojnou vazbu cis U vícenásobně nenasycených MK nejsou dvojné vazby konjugovány (tříuhlíkové intervaly) Nutné 3 další enzymy 1. is izomer je převeden na trans formu enoyl-oa-isomerasou 2. Přítomnost další dvojné vazby na sudém uhlíku: vznik 2,4- dienoyl-oa, tj. špatný substrát enoyl-oa-hydratasy. Další dvojná vazba mezi uhlíky 4 a 5 je odstraněna redukcí 2,4-dienoyl- oa-reduktasou vznik trans-3-enoyl-oa 3. Izomerace trans-3-enoyl-oa na trans-2-enoyl-oa enzymem 3,2-enoyl-oA-izomerasou

55 dbourávání nenasycených mastných kyselin 1. is izomer je převeden na trans formu enoyl-oa-isomerasou H H H H 3 (H 2 ) 4 H 2 H H 2 S oa is-d 3 -Enoyl-oA-isomerasa H (H 2 ) 4 3 H H H 2 H 2 H H S oa

56 dbourávání nenasycených mastných kyselin 2. Další dvojná vazba mezi uhlíky 4 a 5 je odstraněna redukcí H (H 2 ) 4 H 3 H H S oa H 2 1 2,4-Dienoyl-oA H + + NADPH 2,4-Dienoyl-oA-reduktasa NADP + H 3 (H 2 ) 4 H 2 H 5 4 H 3 H S oa Trans-D 3 -Enoyl-oA

57 dbourávání nenasycených mastných kyselin

58 dbourávání nenasycených mastných kyselin

59 dbourávání mastných kyselin s lichým počtem uhlíků Některé rostliny a mořské organizmy syntetizují mastné kyseliny s lichým počtem Při poslední obrátce b-oxidace vzniká propionyl-oa Propionyl-oA vzniká při oxidaci AK isoleucinu, valinu a methioninu

60 dbourávání mastných kyselin s lichým počtem Propionyl-oA-karboxylasa má prostetickou skupinu biotin Převedení L-methylmalonyl-oA na sukcinyl oa probíhá za účasti enzymu methylmalonyl-oamutasy jehož koenzymem je derivát vitaminu B12 kobalamin

61 Propionyl-oA-karboxylasa

62 Kobalamin koenzym methylmalonyl-oamutasy Struktura 5 -deoxyadenosinkobalaminu

63 Nedostatek vitaminu B12 V roce 1926 G. Minot a W. Murphy zjistili, že zhoubná anemie (snížená hladina erythrocytů, nízká hladina Hb a progresivní nervové onemocnění) může být léčena požíváním syrových jater. Vitamín B 12 byl izolován a popsán v roce D.. Hodgkin, Nobelova cena za chemii 1935 za rengenostrukturní analýzu biologických molekul. (Třetí žena v pořadí N za chemii). Vitamín B 12 není syntetizován rostlinami ani živočichy jen některými střevními bakteriemi. Býložravci získávají vitamín B 12 z bakterií zažívacího traktu Lidé dostávají dostatek vitaminu z masa. Vitamín B 12 je vázán ve střevě tzv. vnitřním intrinsic faktorem produkovaný žaludkem. Po vazbě na specifický receptor ve sliznici střeva se vitamín B 12 uvolňuje do krevního řečiště vazba s plasmovými globulíny (transkobalaminy). Normální denní potřeba vit. B 12 je ~ 3 mg. Játra skladují 3 až 5 letou potřebu vitaminu. Anemie je spojena s nedostatečným vylučováním vnitřního intrinsic faktoru

64 Další osud sukcinyl-oa Meziprodukty 4 jsou katalyzátory citrátového cyklu () - nejsou substráty. Pokud se má sukcinyl-oa odbourat v musí být převeden na pyruvát a posléze na acetyl-oa. Reakce startuje převedením sukcinyl-oa na malát (reakce citrátového cyklu). Poté následuje transport do cytoplasmy a oxidativní dekarboxylace na pyruvát a 2 jablečným enzymem (malic enzyme). Jablečný enzym je také součástí cyklu 4 rostlin při fotosyntéze. Pyruvát je poté pyruvátdehydrogenasovým komplexem převeden na acetyl-oa, který vstoupí do.

65 dbourávání dlouhých mastných kyselin na peroxisomech Na peroxisomech živočichů se mastné kyseliny jen zkracují na délku oktanoyl-oa, který je posléze snadněji odbouráván v matrix mitochondrií b-oxidací. Jediným místem odbourávání mastných kyselin u rostlin a kvasinek jsou peroxisomy. Peroxisomy obsahují velké množství enzymu katalasy, který katalyzuje dismutaci peroxidu vodíku na vodu a kyslík!!!

66 Peroxisomy Peroxisomy tzv. mikrotělíska ( microbodies ) buněčná organela vyskytující se v eukaryotických buňkách má jednoduchý membránový obal na rozdíl od lyzosomů se může množit dělením objevil v roce 1965 hristian de Duve

67 Degradační Hlavní funkce peroxizomů oxidace substrátů (etanol, xenobiotika ) pomocí oxidas,- detoxikace kyslíkových radikálů (peroxid vodíku, superoxidy a epoxidy) b-oxidace MK s velmi dlouhými řetězci (24-26), větvených MK a oxidace dalších lipidických látek či také dikarboxylových kyselin Syntetické prvních kroky syntézy glycerolipidů či plasmalogenů tvorba žlučových kyselin, dolicholu a cholesterolu rozklad purinů, polyaminů a aminokyselin v živočišných buňkách probíhá b-oxidace hlavně v mitochondriích, v kvasinkách a rostlinných buňkách v peroxisomech

68 ílem je zkrátit dlouhé řetězce MK, které jsou pak dále odbourávány v mitochondriích Proces b-oxidace v peroxisomech 1. Reakce acyl-oa-oxidasy Peroxisomální b-oxidace Acyl-oA + 2 trans-d 2 -oa + H 2 2 Elektrony jsou přímo přenášeny na kyslík (peroxisomální b-oxidace je méně energeticky účinná) H 2 2 odbouráván katalasou (2 H 2 2 = 2 H ) 2. enoyl-oa-hydratasa a 3-L-hydroxyacyl-oA-dehydrogenasa v peroxisomech bifunkční enzym 3. Thiolasa je u acylkoenzymů s 8 a méně uhlíky neaktivní Transport - difúze acylových skupin po zkrácení peroxisomální b-oxidací ve formě esterů s karnitinem do mitochondrií

69 Příklady MK Místo aktivace Transport dbourání Doplňkové reakce MK s krátkým (4-6), středně dlouhým (8-10) MK s dlouhým řetězcem (12-20), nasycené MK s velmi dlouhým řetězcem (více než 20) MK nenasycené s dlouhým řetězcem MK s lichým počtem Transport do mitochondrií Vnější mitochondriální membrána Membrána peroxisomů Vnější mitochondriální membrána Vnější mitochondriální membrána Aktivace v mitochondriální matrix Karnitinový člunek v mitochondriích V peroxisomech Karnitinový člunek v mitochondriích Karnitinový člunek v mitochondriích b-oxidace v mitochondriích b-oxidace v mitochondriích a b-oxidace v peroxisomech až k Mk středně dlouhým, pak transport a konečné odbourání v mitochondriích b-oxidace v mitochondriích b-oxidace v mitochondriích b-oxidace v peroxisomechnevzniká žádné ATP, tvorba H 2 2 is forma se mění na trans Koncový produkt je propionyl-oa přeměněn na sukcinyl-oa

70 Tvorba ketolátek Vstup acetyl-oa do citrátového cyklu závisí na dostupnosti oxaloacetátu. Při hladovění nebo diabetu je oxaloacetát spotřebováván na tvorbu glukosy. Při nedostatku sacharidů se hladina oxaloacetátu snižuje a tím se zpomaluje citrátový cyklus. xaloacetát se získává karboxylací pyruvátu. Známý biochemický bonmot: TUKY HŘÍ V HNI SAHARIDŮ. Proč? Snížíme-li příjem sacharidů ve stravě a nahradíme je bílkovinami, zvyšuje se tvorba ketonových látek (z úst může být cítit aceton jako při cukrovce.

71 Tvorba ketolátek Ketonové látky Acetoacetát D-3-hydroxybutyrát Aceton Metabolické palivo pro periferní tkáně srdeční a kosterní svaly Během hladovění (nedostatek glukosy) jsou hlavním palivem pro mozek

72 Tvorba ketolátek Za situace nadbytku mastných kyselin a acetyl-oa se dva acetyl-oa kondenzují za tvorby acetoacetyl-oa acetoacetyl-oa reaguje s dalším acetyl-oa za tvorby 3-hydroxy-3-methylglutaryl-oA (HMG oa) a oa HMG-oA se štěpí na acetyl-oa a acetoacetát dalšími ketolátkami jsou redukční produkt D-3-hydroxybutyrát a odpadní látka aceton Hlavním místem tvorby ketolátek jsou jaterní mitochondrie.

73 3-Ketothiolasa Základní struktura tvorba peroxisomu acetoacetyl oa (acetyl-oa acetyltransferasa) H 3 S oa + H 3 S oa 1 H 3 H 2 S oa Acetyl-oA Acetyl-oA oa Acetoacetyl-oA

74 Hydroxymethylglutaryl-oA-synthasa H 3 H 2 S oa + H 3 S oa 2 - H H 3 H 2 H 2 S oa Acetoacetyl-oA Acetyl-oA H 2 oa 3-Hydroxy-3-methylglutaryl-oA

75 Hydroxymethylglutaryl-oA štěpící enzym (lyasa) - H H 3 H 2 H 2 S oa 3 - H 2 H 3 3-Hydroxy-3-methylglutaryl-oA Acetoacetát H 3 S oa

76 Tvorba ketolátek Acetoacetát neenzymovou dekarboxylací je přeměněn na aceton ( v dechu diabetiků příznak cukrovky) redukce na D-3hydroxybutyrát 3-hydroxybutyrátdehydrogenasou - H 2 H H H 2 H H 3 Acetoacetát H + + NADH NAD + D-3-Hydroxybutyrát H 3 H 3 2 Aceton

77 Využití ketolátek - aktivace acetoacetátu Acetoacetát a 3-hydroxybutyrát jsou přeneseny do periferních tkání a zde využity jako alternativní zdroj energie v játrech transferasa není

78 Role acetoacetátu Srdeční sval a kůra ledvin preferují za hladovění acetoacetát před glukosou. Taktéž mozek se za hladovění adaptuje na acetoacetát. Při dlouhodobém hladovění je až 75 % energie mozku z acetoacetátu!!! Acetoacetát má regulační roli. Vysoká hladina acetoacetátu v krvi je signálem přítomnosti vysokého množství acetyl-oa což vede k poklesu lipolýzy v adiposních tkáních. Ketolátky jsou ve vodě rozpustnou transportní formou acetylů.

79 Živočichové nedokáží převést mastné kyseliny na glukosu!!! Proč? Acetyl-oA nemůže být převeden na pyruvát nebo oxaloacetát, vstupuje do citrátového cyklu a oba uhlíky se v jeho průběhu odštěpí jako 2. Rostliny a některé mikroorganismy mají další dva enzymy v tzv. glyoxylátovém cyklu a jsou schopné převést acetyl oa na oxaloacetát.