Lipidstoffwechsel 1. Verdauung, Aufnahme und Transport von Fetten 2. Fettsäureoxidation 3. Ketonkörper 4. Biosynthese von Fettsäuren 5. Regulation des Fettsäurestoffwechsels 6. Cholesterinstoffwechsel 7. Arachidonsäurestoffwechsel: Prostaglandine 8. Stoffwechsel der Phospholipide 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
Siehe Folien C. ß-Oxidation
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 der Methylmalonyl-CoA-Mutase Desulfo-CoA Coenzym B12
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 Peroxisomen Und 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 Lebermitochondrien zur 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 Hauptenergiequelle Des 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 von Leber genutzt werden aber Von anderen Geweben.
4. Fettsäurebiosynthese A. Transport von mitochondrialem Aetyl-CoA in das Cytosol
Das Tricarboxylat-Transportsystem Bringt 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 Noradrenalin Insulin Dieses Enzym nicht in Prokaryonten -> FS nicht als Fett gespeichert sondern für Zellwachstum 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)
Siehe Ketogenese Der Isoprenoid Metabolismus ist verzweigt
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
4 3 1 2
1 2 4
B. Cholesterintransport Gallensäuren = Einziger Ausscheidungs Weg von Cholesterin Acyl-CoA:Cholesterin- Acyltransferase (ACAT) Veresterung für Transport und Speicherung In Lipoproteinkomplexen Transportiert (VLDL) -> In Blutbahn -> IDL -> LD
C. Regulation des Cholesterinstoffwechsels LDL-Rezeptor vermittelte Endocytose 1. Kontrolle der Synthese (HMG-Reduktase) 2. Kontrolle der LDL- Rezeptorsynthese 3. Regulation der Cholesterinveresterun
Aufnahme von LDL aus dem Blut und Kontrolle der LDL-Bildung durch LDL-Rezeptoren der Leber.
Behandlung von Hypercholesterinämie: 1. Cholesterinarme Ernährung 2. Anionentauscherharze -> Binden und Ausscheiden von Gallensäuren. Resoption der Gallensäuren wird verhindert. 3. Kompetitive Inhibitoren der HMG-CoA-Reduktase: Compactin und Lovastatin -> Strukturell ähnlich zu Mevalonat
D. Verwertung von Cholesterin Hormone Gallensäuren