Lipidy Nesourodá skupina látek Látky nerozpustné v polárních rozpouštědlech Složky: MK, alkoholy, N látky, sacharidy, kyselina fosforečná Rozdělení: 1. neutrální lipidy (tuky, triacylglyceroly) 2. Vosky 3. Polární lipidy 4. Nezmýdelnitelné (isoprenoidní látky) 5. lipoproteiny Zmýdelnitelné tuky
Jednoduché lipidy Triacylglyceroly - estery vyšších MK a glycerolu Vosky estery MK a alkoholů
Nasycené MK Symbol Triviální název MK Systematický název MK struktura bt ( C) 12:0 laurová dodekanová CH 3 (CH 2 ) 10 COOH 44.2 14:0 myristová tetradekanová CH 3 (CH 2 ) 12 COOH 52 16:0 palmitová Hexadekanová CH 3 (CH 2 ) 14 COOH 63.1 18:0 stearová Octadekanová CH 3 (CH 2 ) 16 COOH 69.6 20:0 arachidová Eicosanová CH 3 (CH 2 ) 18 COOH 75.4 Nenasycené MK Symbol Triviální název MK Systematický název struktura bt( C) 16:1Δ9 Palmitoolejová hexadecenová CH 3 (CH 2 ) 5 CH=CH-(CH 2 ) 7 COOH -0.5 18:1 Δ9 olejová 9-oktadecenová CH 3 (CH 2 ) 7 CH=CH-(CH 2 ) 7 COOH 13.4 18:2 Δ9,12 linolová 9,12 - oktadekadienová 18:3 Δ9,12,15 linolenová 9,12,15 - oktadekatrienová 20:4 Δ5,8,11,14 arachidonová 5,8,11,14- eikosatetraenová CH 3 (CH 2 ) 4 (CH=CHCH 2 ) 2 (CH 2 ) 6 COOH -9 CH 3 CH 2 (CH=CHCH 2 ) 3 (CH 2 ) 6 COOH -17 CH 3 (CH 2 ) 4 (CH=CHCH 2 ) 4 (CH 2 ) 2 COOH -49
% zastoupení různých MK v tucích a olejích tuk <16:0 16:1 18:0 18:1 18:2 18:3 20:0 22:1 22:2. Kakaové máslo Řepkový olej Olivový olej 87. 3 7 2..... ~ 2. ~ 3 50-66 18-24 6-14. 7-20. 1-5 55-83 3-21 0-1,5.... máslo 50 4 12 26 4 1 2...
ω-3 resp 6 nenasycené mastné kyseliny - esenciální pro živočichy trans nenasycené mastné kyseliny riziko kardiovaskulárních chorob 10 9 11 12 8 7 13 6 5 14 15 4 16 3 17 2 18 C 1 19 kyselina arachidonová O 20 O + 2 O 2 cyklooxygenasa O O 10 9 11 12 8 7 13 6 5 14 15 16 4 O OH 3 17 2 18 C 1 19 prostaglandin PGG 2 O 20 O Inhibitory cyklooxygenasy léčiva (aspirin)
Polární (složené) lipidy
Složené lipidy - fosfolipidy fosfolipid Polární skupiny Název fosfolipidu kyselina fosfatidová Fosfatidylethanolamin Fosfatidylcholin Fosfatidylinositol fosfatidylglycerol
Polární lipidy - sfingolipidy R = H R = fosfocholin R = sacharid ceramid sfingomyelin sfingoglykolipid rostliny: monogalaktosyldiacylglycerol (MGDG) digalaktosyldiacylglycerol (DGDG)
Isoprenoidní látky nezmýdelnitelné lipidy Steroidy Isopentenylpyrofosfát Steran cyklopentanoperhydrofenantren Cholesterol - prekursor steroidních hormonů, součást membrán, Hladina v krvi 5 mmol/l β-karoten Vitamin D2
Funkce: 2. strukturní 1.zásobní 3. Ochranná (tepelná, mechanická, proti škůdcům, odpar..) 4. signální, regulační
Fosfolipidy jsou stavebními jednotkami biologických membrán Polární část Nepolární část
Funkce: 2. strukturní 1.zásobní 3. Ochranná (tepelná, mechanická, proti škůdcům, odpar..) 4. signální, regulační
Fosfoinositidová signální dráha Signáln í molekula receptor aktivující G-protein y Aktivace PLC fosfolipid inositol PIP 2 diacylglycerol DAG Aktivace -podjednotky G-proteinu IP 3 proteinkinasa C Ca 2+ otevřený Ca 2+ iontový kanál ER
Trávení lipidů
Trávení lipidů Triacylglyceroly jsou transportovány ve formě lipoproteinových částic
Katabolismus - chemoorganotrofní aerobní I. fáze proteiny aminokyseliny polysacharidy glukosa lipidy Glycerol + mastné kyseliny II. fáze III. fáze
Glycerol je metabolizován v cytosolu jaterních buněk glykolýza glukoneogenese pyruvát glukosa AK proteiny Zásobní polysacharidy
Aktivace mastných kyselin probíhá v cytosolu R-COO - + ATP + SHCoA R-CO-SCoA + AMP + PPi
Odbourání MK probíhá v matrix mitochondrií
Transport MK přes vnitřní mitochondriální membránu
β-oxidace mastných kyselin Probíhá na uhlíku v poloze β vzhledem ke karbonylu KKII Postranní vstup do DŘ Př. k.palmitová : (12x8) + (5x 7) - 2 = 129 ATP
Katabolismus - chemoorganotrofní aerobní I. fáze proteiny aminokyseliny polysacharidy glukosa lipidy Glycerol + mastné kyseliny II. fáze III. fáze
TRIACYLGLYCEROLY Triacylglyceroly jsou koncentrované sklady energie jsou bezvodé a plně redukované. Kompletní oxidace 1 g mastných kyselin poskytuje 38 kj, zatímco oxidace sacharidů a proteinů jen 17 kj. 1 g tuku skladuje 6 x více energie než stejné množství glykogenu. Muž (70 kg) má energetickou rezervu 420 000 kj v triacyglycerolech, 100 000 kj v proteinech (svaly), 2 500 kj v glykogenu a 170 kj v glukose. Triacylglyceroly představují asi 11 % jeho hmotnosti. Pokud by takové množství energie skladoval v glykogenu, musel by být o 55 kg hmotnější. Zásoby glykogenu má na 24 hod, zásoby triacylglycerolů na týdny. U savců je hlavním místem akumulace triacylglycerolů cytoplasma adiposních buněk (tukové buňky). Glukosa (m h 180) = 36 38 ATP vs kys. kapronová (6C m h 116) = 44 ATP
Domácí úkol: Velbloudi se, jak známo, vyznačují schopností přežívat bez vody mnohem déle než jiní živočichové. Podstatou jsou zásoby tuku uložené v hrbu, jejichž odbouráním vzniká metabolická voda. Předpokládejme, že tento tuk je převážně složen z tristearinu (m.h. = 892). Vypočtěte množství vody v ml, které může vzniknout odbouráním stearové kyseliny obsažené v 1 kg tuku, nebudeme-li uvažovat vodu spotřebovanou pro hydrataci enoyl CoA a v citrátovém cyklu.
Problém 1 : MK s lichým počtem C CKC
Problém 2: nenasycené mastné kyseliny
Tvorba ketonových látek při nerovnováze metabolismu sacharidů a tuků (hladovění, diabetes I typu) - Nedostatek glc zdroj energie odbourání tuků přebytek acetylcoa sacharidy oxaloacetát
Využití ketonových látek CKC
Synthesa MK probíhá v cytosolu z prekursoru acetylcoa SCoA
Prekursorem synthesy MK je malonyl CoA Kyselina malonová
Biosynthesa MK Rostoucí řetězec MK Prekursor 3C
Biosynthesa MK...
Synthasa mastných kyselin u živočichů multifunkční enzym 1,2 MAT: transacetylasa 3 KS: ketoacylsynthasa 4 KR: ketoacylreduktasa 5 DH: hydroxyacyldehydrogenasa 6 ER: enoylreduktasa 7 TE: palmitoylthioesterasa ACP: acyl carrier protein
Rozdíly mezi β-oxidací a synthesou MK Lokalisace v buňce Přenašeč acylové skupiny Akceptor/donor vodíků
Synthesa triacylglycerolů
Synhesa fosfolipidů Aktivní forma: CDP-cholin CDP-ethanolamin Akceptor: DAG
Synthesa isopentenyl difosfátu prekursor isoprenoidních látek Ketonové látky! z Acetyl CoA