Lipidstoffwechsel - unifr.ch · Struktur der N-terminalen Domäne der katalytischen Untereinheit...

Lipidstoffwechsel

1. Verdauung, Aufnahmeund Transport vonFetten

2. Fettsäureoxidation

3. Ketonkörper

4. Biosynthese vonFettsäuren

5. Regulation des Fett-säurestoffwechsels

6. Cholesterinstoffwechsel

7. Arachidonsäurestoff-wechsel: Prostaglandine

8. Stoffwechsel derPhospholipide und Glykolipide

1. Verdauung, Aufnahme und Transport von Fetten

Triacylglycerin-Lipase

Transport von Triacylglyceriden und Cholesterin

2. Fettsäureoxidation

A. Aktivierung der Fettsäuren

FS + CoA + ATP ----> Acyl-CoA + AMP + PPi

B. Transport durch die Mitochondrienmembran

C. ß-Oxidation

Siehe Folien

D. Oxidation ungesättigter FS

E. Oxidation ungeradzahliger FS

Biotin haltiges Enzym -> siehe Folie

Coenzym B12

Struktur von 5‘-Desoxyadenosylcobalamin(=Coenzym B12)

Methylmalonyl-CoA-Mutase stabilisiert und schützt Zwischenprodukte mit freien Radikalen

Struktur der N-terminalen Domäne der katalytischen Untereinheit derMethylmalonyl-CoA-Mutase

Coenzym B12Desulfo-CoA

Succinyl-CoA wird nicht direkt durch den Citratzyklus verbraucht

Succinyl-CoA wird in Citratzyklus in Malat umgewandelt und dann in Pyruvat. Pyruvat wird in Acetyl-CoA überführt und erst dann oxidation in Citratzyklus.

F. Peroxisomale ß-Oxidation

ß-Oxidation in Peroxisomen von Tieren dient zur Verkürzung der langkettigen Fettsäuren (FS) (>22 C-Atome) die dann vollständig in den Mitochondrien abgebaut werden.

In Pflanzen findet Fettsäureoxidation ausschliesslich in PeroxisomenUnd Glyoxisomen (=spezialisierte Peroxisomen) statt.

Langkettige FS diffundieren in die Peroxisomen (kein Carnitin nötig).

Gleiche Abbauzwischenprodukte wie mitochondriale oxidation.

Peoxisomen enthalten Carnitin-Acyltransferase -> verkürzte FS als Carnitinester -> diffundieren aus Peroxisomen zu Mitochondrien-> Aufnahme in Mitochondrien und weiteroxidation.

3. Ketonkörper

Acetyl-CoA aus FS oxidation kann auch in den Lebermitochondrienzur Ketogenese verwendet werden.

Ketonkörper wichtige Energielieferanten für periphere Gewebe, besonders Herz-Und Skelettmuskulatur. Gehrin normalerweise nur Glukose (FS können Blut-Hirnschranke nicht passieren)Aber in Hungerzeiten werden die wasserlöslichen Ketonkörper zur HauptenergiequelleDes Hirns. Ketonkörper sind wasserlösliche Fettsäureäquivalente.

Die Ketogenese

Umwandlung von Acetoacetat

Acetoacetat kann auch spontan zu Aceton und CO2 zerfallen.

Wenn Acetoacetat schneller gebildet als enzymatisch umgewandelt wird,Wie z.B in Diabetes -> Atem hat süsslichen Geruch von Aceton

Diese Abnormalität wird als Ketose bezeichent.

Umwandlung der Ketonkörper zu Acetyl-CoA im Stoffwechsel

Nicht in Leber vorhanden ->Ketonkörper können nicht vonLeber genutzt werden aber Von anderen Geweben.

4. FettsäurebiosyntheseA. Transport von mitochondrialem Aetyl-CoA in das Cytosol

Das Tricarboxylat-TransportsystemBringt Acetyl-CoA aus den Mitochondrien ins Cytosol

B. Acetyl-CoA Carboxylase

Erster und geschwindigkeitsbestimmender Schritt der FS Synthese

Als Polymer aktiv -> Regulation Protomer (inaktiv) <----> Polymer (aktiv)

Palmitoyl-CoA Citrat

Regulation durch Hormone Glucagon, Adrenalin InsulinNoradrenalin

Dieses Enzym nicht in Prokaryonten -> FS nicht als Fett gespeichert sondern fürZellwachstum gebraucht.

C. Fettsäure - Synthase

Produktion von Palmitinsäure C16.(geradzahlige, gesäätigte FS)

FS-Synthase = Dimer mit vielen Enzym-Aktivitäten.

D. Elongasen und Desaturasen

1) Verlängerung

Elongasen -> Produktion längerern Ketten als C16 in Mitochondrien oder ER

Siehe Folien.

2) ungesättigte FS

E. Biosynthese von Triacylglycerinen

Zusammenfassung des Lipidstoffwechsels

5. Regulation des Fettsäurestoffwechsles

6. Cholesterinstoffwechsel

Cholesterin wird aus Isopreneineheiten synthetisiert (->Folie)

Der Isoprenoid Metabolismus ist verzweigt

Siehe Ketogenese

A. Cholesterinbiosynthese

Isomerisierung

Kondensation von Isopreneinheiten-> Squalen

Kopf an Schwanz Reaktion

Kopf an Kopf Reaktion

Kopf an Schwanz Reaktion ist vom SN1 typ und nicht SN2 -> Folie

Kopf an Kopf Reaktion

Cyclisierung

1

2

3

4

1

2

3

4

B. Cholesterintransport

Gallensäuren = Einziger Ausscheidungs-Weg von Cholesterin

Acyl-CoA:Cholesterin-Acyltransferase (ACAT)

In LipoproteinkomplexenTransportiert (VLDL) ->In Blutbahn -> IDL -> LDL

Veresterung fürTransport undSpeicherung

C. Regulation des Cholesterinstoffwechsels

LDL-Rezeptor vermittelte Endocytose 1. Kontrolle der Synthese(HMG-Reduktase)

2. Kontrolle der LDL-Rezeptorsynthese

3. Regulation der Cholesterinveresterung

Aufnahme von LDL aus dem Blut und Kontrolle der LDL-Bildung durchLDL-Rezeptoren der Leber.

Behandlung von Hypercholesterinämie:

1. Cholesterinarme Ernährung

2. Anionentauscherharze -> Binden und Ausscheiden von Gallensäuren. Resoptionder Gallensäuren wird verhindert.

3. Kompetitive Inhibitoren der HMG-CoA-Reduktase: Compactin und Lovastatin ->Strukturell ähnlich zu

Mevalonat

D. Verwertung von Cholesterin

Hormone Gallensäuren