Βιοχημεία Μεταβολισμός λιπαρών οξέων Dr. Αθ. Μανούρας TΜΗΜΑ TΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ Βιοχημεία Μεταβολισμός λιπαρών οξέων Dr. Αθ. Μανούρας

Ονοματολογία των λιπαρών οξέων Περιέχουν μια μακριά αλυσίδα υδρογονανθράκων (Η/C) και μια τελική καρβοξυλική ομάδα Το όνομά τους προκύπτει από το όνομα του αρχικού H/C με αντικατάσταση της κατάληξης από –ίο σε –ικό οξύ Ο συμβολισμός, για παράδειγμα 18 : 2, σημαίνει ότι πρόκειται για λιπαρό οξύ με 18 άτομα C (C18 ) και 2 διπλούς δεσμούς Τα άτομα του λιπαρού οξέος αριθμούνται αρχίζοντας από το τελικό καρβοξύλιο και τα άτομα C στις θέσεις 2 και 3 ονομάζονται α και β αντίστοιχα ω – 3 λιπαρό οξύ Dr. Αθ. Μανούρας

Ονοματολογία των λιπαρών οξέων Διακρίνονται σε: Κορεσμένα λιπαρά οξέα Ακόρεστα λιπαρά οξέα Dr. Αθ. Μανούρας

Ρόλος των λιπαρών οξέων Τα λιπαρά οξέα έχουν 3 κύριους φυσιολογικούς ρόλους: 1. Είναι δομικοί λίθοι των φωσφολιπιδίων και των γλυκολιπιδίων 2. Τα παράγωγά τους χρησιμεύουν ως ορμόνες και ως ενδοκυτταρικοί αγγελιοφόροι 3. Είναι καύσιμα μόρια Αποθηκεύονται στη μορφή τριακυλογλυκερολών, οι οποίες είναι μη φορτισμένοι εστέρες της γλυκερόλης. Οι τριακυλογλυκερόλες καλούνται επίσης και ουδέτερα λίπη ή τριγλυκερίδια. Γλυκερόλη Dr. Αθ. Μανούρας

Καταβολισμός των λιπαρών οξέων Οι τριακυλογλυκερόλες υδρολύονται από τις λιπάσες, διαδικασία γνωστή ως λιπόλυση Η δραστικότητα της λιπάσης των κυττάρων εξαρτάται από τις ορμόνες: επινεφρίνη, νορεπινεφρίνη, γλυκαγόνη και φλοιοτρόπος ορμόνη Οι ορμόνες αυτές διεγείρουν τη λιπάση μέσω της αδενυλικής κυκλάσης και του cAMP Η ινσουλίνη αναστέλλει τη λιπόλυση Dr. Αθ. Μανούρας

Καταβολισμός των λιπαρών οξέων Dr. Αθ. Μανούρας

Καταβολισμός των λιπαρών οξέων Η γλυκερόλη που σχηματίζεται απορροφάται από το ήπαρ και φωσφορυλιώνεται και οξειδώνεται σε φωσφορική διυδροξυακετόνη. Κατόπιν ισομερειώνεται σε 3-φωσφορική γλυκεραλδεϋδη. Το μόριο αυτό συναντάται τόσο στη γλυκολυτική πορεία όσο και στη γλυκονεογένεση Dr. Αθ. Μανούρας

Καταβολισμός των λιπαρών οξέων Πριν την αποικοδόμηση συνδέονται με ακέτυλο - CoA στην εξωτερική μιτοχονδριακή μεμβράνη: Dr. Αθ. Μανούρας

Καταβολισμός των λιπαρών οξέων Τα ενεργοποιημένα επιμήκη λιπαρά οξέα μεταφέρονται στο εσωτερικό της μιτοχονριακής μήτρας από την καρνιτίνη, μια διπολική ένωση που σχηματίζεται από τη λυσίνη Dr. Αθ. Μανούρας

Καταβολισμός των λιπαρών οξέων Τα λιπαρά οξέα αποικοδομούνται με διαδοχική απομάκρυνση μονάδων δύο ατόμων άνθρακα, πραγματοποιείται οξείδωση στον β-άνθρακα Η β - οξείδωση αποτελεί μια επαναλαμβανόμενη αλληλουχία τεσσάρων συνολικά καταλυόμενων αντιδράσεων. Σε κάθε ολοκλήρωση αυτής της διεργασίας διασπάται μια ακέτυλο-ομάδα από το άκρο της αλυσίδας του λιπαρού οξέος, έως ότου τελικά διασπαστεί ολόκληρο το μόριο. Σε κάθε κύκλο παράγονται ένα NADH, ένα FADH2 και ένα ακέτυλο - CoA Ενεργειακά: Οξείδωση του NADH 3 ATP Οξείδωση του FADH2 2 ATP Οξείδωση του ακέτυλο-CoA 12 ATP (μέσω του κύκλου του Κrebs) Dr. Αθ. Μανούρας

Καταβολισμός των λιπαρών οξέων Το ακέτυλο-CoA εισέρχεται στον κύκλο του κιτρικού οξέος όταν η αποικοδόμηση λιπών και υδατανθράκων είναι απόλυτα ισορροπημένες Όταν οι υδατάνθρακες δεν είναι διαθέσιμοι ή χρησιμοποιούνται κατά μη φυσιολογικό τρόπο Μειώνεται η διαθεσιμότητα του οξαλοξικού το ακέτυλο-CoA Διατίθεται για το σχηματισμό κετονοσωμάτων στο ήπαρ Κύκλος του Krebs Dr. Αθ. Μανούρας

Βιοσύνθεση των λιπαρών οξέων Η αποικοδόμηση και η βιοσύνθεση των λιπαρών οξέων πραγματοποιούνται μέσω διαφορετικών μονοπατιών και σε διαφορετικά μέρη του κυττάρου Όλα τα κοινά λιπαρά οξέα έχουν άρτιο αριθμό ατόμων C, γιατί όλα βιοσυντίθενται από το ακέτυλο- CoA Το ακέτυλο – CoA σχηματίζεται στα μιτοχόνδρια από το πυροσταφυλικό. Τα λιπαρά οξέα συντίθενται στο κυτταροδιάλυμα. Η μεταφορά του ακέτυλο-CoA δια μέσω της εσωτερικής μιτοχονδριακής μεμβράνης γίνεται μέσω του κιτρικού οξέος Dr. Αθ. Μανούρας

Βιοσύνθεση των λιπαρών οξέων Η βιοσύνθεση ξεκινά με την καρβοξυλίωση του ακέτυλο-CoA προς μηλόνυλο-CoA Dr. Αθ. Μανούρας

Βιοσύνθεση των λιπαρών οξέων Τα ενδιάμεσα προϊόντα προσδένονται σε μια ακυλοφέρουσα πρωτεΐνη ACP H Malonyl-CoA Acetyl-CoA + Dr. Αθ. Μανούρας

Βιοσύνθεση των λιπαρών οξέων Τα προϊόντα αντιδρούν προς ακετοακέτυλο ACP, το οποίο μετατρέπεται σε βουτύρυλο ACP Βουτύρυλο - ACP Dr. Αθ. Μανούρας

Βιοσύνθεση των λιπαρών οξέων Ο ίδιος κύκλος επαναλαμβάνεται με αντιδρώντα το βουτύρυλο-ACP και το μηλόνυλο – ACP και δύο άτομα άνθρακα προστίθενται σε κάθε κύκλο μέχρι που παράγεται το παλμιτικό οξύ (16:0) και εξέρχεται από τον κύκλο Dr. Αθ. Μανούρας

Βιοσύνθεση των λιπαρών οξέων Συνολικά η αντίδραση που πραγματοποιείται είναι: Acetyl-CoA + 7 malonyl-CoA + 14 NADPH + 20 H+ palmitate + 7 CO2 + 8 CoA + 14 NADP+ + 6 H2O Dr. Αθ. Μανούρας

Μεταβολισμός λιπαρών οξέων Dr. Αθ. Μανούρας

Μεταβολισμός λιπαρών οξέων Dr. Αθ. Μανούρας

Μεταβολισμός λιπαρών οξέων Dr. Αθ. Μανούρας

Μεταβολισμός λιπαρών οξέων Dr. Αθ. Μανούρας