Biokémia jegyzet

Előnézet

A jegyzetről

Biokémia 2. zh-hoz segítő jegyzet

Vásárlás (500 Ft)

Név

Biokémia jegyzet

Típus

Felsőoktatás

Tantárgy

Biokémia

Év

2015

Szak

Biológia

Intézmény

Szegedi Tudományegyetem

0 letöltés

Szerző

b.hanna

Létrehozva

2022-01-04

Oldalak száma

Jelentem

Biokémia 2 Összefoglaló a ZH-hoz (bővebben a diákon + Ádám Veronika TK-ben) 1, A biológiai oxidáció és a citrátkör: A biológiai oxidáció két alapvető folyamata a szerves vegyületekben levő szén oxidációja és az oxigénmolekula redukciója. A legredukáltabb (-CH3) és a legoxidáltabb állapot (C02) között több fokozat van. Az oxidáció az esetek többségében dehidrogenálást jelent; az elektronvesztés hidrogénvesztés útján valósul meg. Elektronátvitel a sejtben enzimatikus és nem enzimatikus úton történhet. Energiatranszformáció szempontjából az enzimatikus úton történő elektronátvitelnek van jelentősége. A molekulák közötti elektrontranszfer az intermedier anyagcserében az alábbi módokon jön létre: • Direkt módon elektronok kerülhetnek át egyik molekuláról a másikra. • Az elektrontranszfer hidrogénátvitellel is történhet. • A hidridion (H-) formában való elektronátvitel esetén két elektron és egy proton kerül át egyik molekuláról a máikra. Fázisai: I.fázis:a tápanyagok építőkövei (monoszacharidok, zsírsavak, egyes aminosavak) különféle metabolikus utakon keresztül acetil-koenzimA-ra bomlanak le. II.fázis: a képződött acetil-koenzimA C atomjai eloxidálódnak CO2 keletkezik belőlük, a hidrogéneket pedig redoxkoenzimek NAD és FAD veszik fel (a koenzimek ezáltal redukálódnak NADH+ H+ és FADH2-vé) III.fázis: Az előzőekben képződött redukált koenzimek a hidrogéneket a terminális oxidációhoz szállítják, ahol a redukált koenzimek oxidálódnak, miközben a hidrogénekből és oxigénből víz képződik, és ezzel kapcsoltan (az oxidatív foszforiláció során) az ADP ATP-vé foszforilálódik. A citrátkör A biológiai oxidáció fázisai közül az anyagcsereutak egy kisebb része, valamint a citrátkör és a terminális oxidáció is a mitokondriumban zajlik. A citrátkör maga a mitokondrium mátrixában zajlik. 1 A dokumentum bármely részének, bármilyen módszerrel, technikával történő másolása és terjesztése tilos! © www.whyz.hu Összefoglalava: A citrátkör katabolikus szempontból a különböző tápanyagok oxidációjának közös szakasza. Bár a citrátkörbe való belépés lehetősége több ponton adott, a szubsztrátok zöme acetil-CoA formájában kerül be. A citrátkör végső soron acetil-CoA-t "fogyaszt"; a szénből CO2 lesz, a hidrogén koenzimekre kerül, majd vízzé oxidálódik. A ciklus fennmaradó részében C4-molekulák átalakulásai során regenerálódik az oxálacetát. Közben további redukált koenzimek (1 FADH2, 1 NADH) és GTPkeletkezik. A redukált koenzimek a légzési láncba lépnek, melynek végén ATP képződik. A citrátkör intermedierjeiből számos vegyület szintetizálódik. A citrátkört elsődlegesen az ATP és NADH koncentrációja szabályozza Lépések: 1. acetil-KoA belépés, citrát képződés 2. citrát→ izocitrát átalakulás 3. izocitrát→ alfa-ketoglutarát átalakulás 4. szukcinil-KoA képződés 5. szukcinát szintézis 6. szukcinát→fumarát átalakulás 7. fumarát→ malát átalakulás 8. malát→ oxálacetát átalakulás 2 A dokumentum bármely részének, bármilyen módszerrel, technikával történő másolása és terjesztése tilos! © www.whyz.hu Citrátkör szabályozása: A citrátciklus reakciói mind az anabolizmus, mind a katabolizmus szempontjából központi reakció utak, ezért a ciklus szabályozás a különböző energia állapotoknak kell, hogy megfeleljen. A szabályozás összehangolt mind a ciklust bevezető piruvát-dehidrogenáz komplex, mind az oxidatív foszforiláció regulációjával. A fő szabályozási pontokat részint az irreverzibilis reakciókat katalizáló enzimek – citrátszintáz, izocitrát-dehidrogenáz, alfa-ketoglutarát-dehidrogenáz - aktivitásának, részint az oxálacetát koncentrációjának változtatása jelentik. 2, Terminális oxidáció – oxidatív foszforiláció A biológiai oxidáció III. fázisa A terminális oxidációban a főként a citrátkörben (és az anyagcsere során) képződött redukált koenzimek oxidálódnak, víz keletkezik,és ezzel kapcsoltan az oxidatív foszforiláció során az ADP ATP-vé foszforilálódik. A terminális oxidáció során, a koenzimekről felszabaduló elektronoknak több, redoxreakcióra képes fehérjekomplexen kell áthaladniuk, míg megérkeznek az elektronakceptorra, az oxigénmolekulára, melyet vízzé redukálnak. A protonok kipumpálódnak a mátrixból fehérjekomplexen át. A terminális oxidáció - oxidatív foszforiláció helye a mitokondrium belső membránja. A katabolizmus konvergens, az anabolizmus divergens folyamatrendszer. A katabolizmus konvergenciája eredményeképpen a különböző tápanyagokban található hidrogén redox reakciók sorozata után NAD+ -ra, illetve FAD-ra kerül. A NAD + részben a citoszolban, de főként a mitokondriumban, a FAD a mitokondriumban redukálódik. A katabolizmus végső, "terminális" lépése a terminális oxidáció, amikor a kofaktorokhoz kötött hidrogén a mitokondriumban vízzé oxidálódik. A terminális oxidáció exergonikus folyamat; a hidrogén oxidálódik, illetve O2 redukálódik vízzé: Az oxigén redukciójának fő hidrogénforrása a NADH+H /NAD+ redoxelektród. 3 A dokumentum bármely részének, bármilyen módszerrel, technikával történő másolása és terjesztése tilos! © www.whyz.hu Ehhez kapcsoltan történik az oxidatív foszforiláció, amelynek során ADP foszforilálódik ATP-vé endergonikus folyamatban: Pi + ADP →ATP Mivel a belső membrán protonokra impermeábilis, a légzési lánc során kipumpált protonok miatt protongrádiens alakul ki a membrán két oldala között. A prtonok csak az ATP-szintázon keresztül tudnak visszajutni a mitokondrium mátrixába, így szűnhet meg az elektrokémiai grádiens. A grádiens megszüntetése következtében energia szabadul fel, melyet ADP foszforilációjára használunk fel. A légzési lánchoz kapcsoltan történik tehát az oxidatív foszforiláció: ADP foszforizálódik ATP-vé A terminális oxidáció - oxidatív foszforiláció térben és időben összerendezett, kapcsolt folyamatrendszer. Összehangolt működése nemcsak az ebben részt vevő enzimek, hanem egy egész sejtorganellum, a mitokondrium strukturális épségéhez kötött. Összefoglalava: • A légzési lánc négy, redox centrumokat tartalmazó, sok alegységes fehérje komplexekből áll, melyek a redukált koenzimekről elektronokat szállítanak az oxigénhez, a koenzimek oxidálódnak, az O2 pedig vízzé redukálódik. • A folyamat során protongradiens alakul ki a membrán két oldalán. • Az oxidatív foszforiláció az eukarióták mitokondriumainak belső membránjában található légzési lánchoz kötött protonpumpa és az F0F1 ATP szintáz kapcsolt reakcióiban valósul meg. • A protonok visszaáramlása az F0F1 ATP szintázon keresztül hajtja az ATP szintézist. • Az oxidáció és a foszforiláció szétkapcsolható, pl.a termogenin nevű fehérje hatására ATP szintézishelyett hőtermelés történik. • Az oxidatív foszforiláció sebességét az ADP szintszabályozza (akceptor kontroll). 3, Szénhidrátok anyagcseréje I: glikolízis, redox ingák, a glikolízis szabályozása A glikolizis során egy molekula glukózból két molekula piruvát lesz; a glukóz lebontása árán ATP keletkezik. Valamennyi emberi sejt képes glikolízisre. A glukóz a metabolizmus "központi" tápanyaga, mivel minden sejt képes hasznosítani és szénvázából a szervezetben képződő valamennyi anyag szénváza fel (át)épülhet. Napi kb. 40 g glukóz fordítódik ATP -szintézisre főleg azokban a sejtekben, amelyek döntően vagy kizárólag csak a glukóz hasznosításával tudják működésük energiaszükségletét fedezni. (pl. idegsejtek, vörösvértestek, leukociták…stb) A glikolizis teszi lehetővé anaerob körülmények között is az A TP- termelést. Aerob körülmények között a glikolizis a piruvátnál "végződik" (aerob glikolízis), anaerob viszonyok között a piruvát laktáttá redukálódik. Azokban a sejtekben, ahol nincs mitokondrium (pl. vörösvértest), aerob körülmények között is laktát termelődik. A piruvát így fontos metabolit az aerob-anaerob metabolizmusban. A folyamat minden sejtben lejátszódik, a folyamat enzimjei a sejtek citoplazmájában lokalizálódnak. 2 szakasza van: 1. hexóz szakasz 2. trióz szakasz 4 A dokumentum bármely részének, bármilyen módszerrel, technikával történő másolása és terjesztése tilos! © www.whyz.hu Hexóz szakasz lépései: 1. glükózból → glükóz-6-foszfát 2. glükóz-6-foszfát→ fruktóz-6-foszfát 3. fruktóz-6-foszfát→ fruktóz-1,6-difoszfát 4. fruktóz-1,6-difoszfát → dihidroxiaceton-foszfát + glicerinaldehid-3-foszfát Trióz szakasz lépései: 5. dihidroxiaceton-foszfát→ glicerinaldehid-3-foszfát 6. glicerinaldehid-3-foszfát →1,3-biszfoszfoglicerát 7. 1,3-biszfoszfoglicerát → 3-foszfoglicerát 8. 3-foszfoglicerát → 2-foszfoglicerát 9. 2-foszfoglicerát → foszfoenolpiruvát 10. foszfoenolpiruvát → piruvát (piroszőlősav) 4 ATP KELETKEZK a 2-ből A piruvát ezután oxidálódik vagy tejsavvá redukálódik vagy etanol lesz belőle. A glikolízis szabályozása: • Irreverzibilis reakciókat katalizáló enzimeken keresztül történik A. hexokináz/glükokináz B. foszfofruktokináz C. piruvát-kináz • Hormonális szabályozás Összefoglalás: • a szénhidrátok monomerekre bomlanak a tápcsatornában • a sejtek fő energiaforrása a glükóz, mely a glikolízis során piruváttá alakul • a piruvát az O2 jelenlététől függően acetil-koenzimA-vá alakul (oxidálódik) vagy tejsavvá redukálódik • a glikolízisben keletkező NADH a redox ingák egyikén keresztül a mitokondriumba jut (légzési lánc, ATP szintézis) • a glikolízis szabályozása az irreverzibilis reakciókon keresztül történik • a glikolízis egyik intermedierjéből, az 1,3-biszfoszfoglicerátból szintetizálódó 2,3biszfoszfoglicerát a hemoglobin O2 iránti affinitásának egyik legfontosabb szabályzója 4, Szénhidrát anyagcsere II: glükogenezis szabályozás, fruktóz-galaktóz anyagcsere Glükogenezis: A glukoneogenezis az a folyamat, amelynek során glukóz szintetizálódik nem szénhidrát prekurzorokból. Glukózszintézisre használódhat a tejsav,a glukoplasztikus aminosavak, a glicerol és a propionsav. A glukoneogenezis legtöbb lépését ugyanazok az enzimek katalizálják, amelyek a glikolízisben is részt vesznek, és az intermedierek is majdnem teljesen azonosak. Az egész folyamat mégsem egyszerűen a glikolízis lépéseinek megfordítása, hiszen három olyan enzim is részt vesz a glikolízisben, amelyek irreverzibilis folyamatokat katalizálnak. Ezek a hexokináz, a foszfofruktokináz I és a piruvát-kináz, amelyek a glukoneogenezisben nem vesznek részt, az ellentétes lépéseket más enzimek katalizálják. 5 A dokumentum bármely részének, bármilyen módszerrel, technikával történő másolása és terjesztése tilos! © www.whyz.hu 6 A dokumentum bármely részének, bármilyen módszerrel, technikával történő másolása és terjesztése tilos! © www.whyz.hu A glükogenezis fontos reakciói: 1. piruvát→ oxálacetát (az oxálacetát a mitokondriumban keletkezik, de a tovább átalakuláshoz a citoszolba kell jutnia, ám az oxálacetát nem tud áthaladni a mitokondrium belső membránján, ezért vagy maláttá redukálódik, vagy pedig aszpartáttá transzamináció során) 2. oxálacetát → foszfoenolpiruvát 3. foszfoenolpiruvát → fruktóz -1,6-biszfoszfát 4. fruktóz -1,6-biszfoszfát → fruktóz-6-foszfát (a fruktóz-6-foszfát foszfoglükomutáz segítségével visszaalakul glükóz-6-foszfáttá) 5. glükóz-6-foszfát → glükóz A glükogenezis kapcsolata más anyagcserefolyamatokkal: a. Cori-ciklus (laktát (tejsav): az anaerob glikolízis végterméke. A laktát a májba kerül, ahol glükózzá alakul. A keletkezett glükóz a keringéssel visszajut a perifériás szervekhez) b. lipidanyagcsere ( a zsírsavakból nem képződik glükóz, kivéve a páratlan C-atomszámú zsírsavak oxidációjánál ill. a triglideridek glicerinkomponenséből) A glükogenezis szabályozása: • Az irreverzibilis reakciókat katalizáló enzimeken keresztül történik A. piruvát karboxiláz B. fuktóz-1,6-biszfoszfát • hormonális szabályozás 7 A dokumentum bármely részének, bármilyen módszerrel, technikával történő másolása és terjesztése tilos! © www.whyz.hu Összefoglalás (glikolízis és glükogenezis): • A glikolízis és a glükoneogenezis egymással összefüggő folyamatok: - közös intermedierek - közös enzimek • Mivel ellentétes irányú folyamatok, bármelyik gátlása értelemszerűen a másik folyamat aktiválását jelenti. • A folyamatok szabályozása az irreverzibilis reakciókon keresztül történik, a sejt/szervezet energiaállapotának valamint az aktuális vércukorszintnek a függvényében Fruktóz-galaktóz anyagcsere: Mindkét monoszacharid metabolizmusára jellemző, hogy olyan intermedierek keletkeznek, amelyek vagy a glikollzis vagy a glukoneogenezis folyamataiban alakulnak tovább. A fruktóz igen jelentős emberi tápanyag, a napi fruktózbevitel kb. l00 g, melynek jelentős része az asztali cukorból (szacharóz, szukróz) származik. A fruktóz elsősorban a májban metabolizálódik. A máj tartalmazza legnagyobb mennyiségben a fruktokináz enzimet, amely foszforilálja a fruktózt és fruktóz- l -foszfát keletkezik. A fruktóz- l-foszfát a fruktóz-1foszfátaldoláz (aldoláz B) hatására glicerinaldehidre és dihidroxiaceton-foszfátra hasad. A glicerinaldehidből glicerin-foszfáton keresztül dihidroxi-aceton- foszfát keletkezik. A fruktóz így vagy a glikolízisbe csatlakozik és lebomlik, vagy a glukoneogenezisben glukózzá alakulhat. 8 A dokumentum bármely részének, bármilyen módszerrel, technikával történő másolása és terjesztése tilos! © www.whyz.hu A fruktóz metabolizmusának sebessége a glikolizisben gyakorlatilag csak a fruktóz mennyiségétől függ, mivel kikerüli a glikolízis sebességmeghatározó lépését katalizáló, szabályozó enzimet, a foszfofruktokináz I-t. A fruktóz így gyorsan metabolizálódik, és a keletkező acetil-CoA a májban könnyen zsírsavvá alakul. A tejcukorból ( laktóz) az emésztés során keletkező galaktóz a májban metabolizálódik . Az átalakulásban a glukózmetabolizmus intermedierjei keletkeznek, tehát csak úgymint a fruktóz, a galaktóz is a glukózmetabolizmus valamelyik útjába csatlakozik. Transzferáz hiánynában a galaktóz nem tud metabolizálódni. Összefoglalás: • A glükoneogenezis során glükóz szintetizálódik nem szénhidrát prekurzorokból: - lipidek lebontásának bizonyos végtermékeiből - fehérjék lebontásából származó glükoplasztikus aminosavakból - anaerob glikolízis végtermékéből (laktát) • A glükoneogenezis fő szerve a máj • A glükoneogenezis energiaigényes folyamat, nem pusztán a glikolízis megfordítása • A szintetizált glükóz főként a vércukorszint fenntartásában vesz részt • A fruktóz és galaktóz anyagcsere főként a májban zajlik • A képződő intermedierek a glükóz anyagcseréjébe kapcsolódnak be 5, Szénhidrát anyagcsere III: pentóz-foszfát ciklus A pentóz-foszfát-út során NADP+ redukálódik, illetve ribóz -5-foszfát termelődik glukóz-6-foszfátból. A citoszolban lejátszódó reakciósorozat két részre osztható, az oxidatív szakaszra és a nem oxidatív szakaszra. Oxidatív szakasz: A pentóz-foszfát-út első, elkötelező lépése a glukóz-6-foszfát átalakulás a 6-foszfoglukono-delta-laktonná. A reakció irreverzibilis oxidoredukció, amelyet a glukóz-6-foszfát-dehidrogenáz katalizál. Az oxidálódó glukóz-6-foszfátról a hidrogén NADP + - re kerül. A következő lépés a Cl karboxil- és C5 hidroxilcsoport közötti intramolekuláris észterkötés (laktongyűrű) felszakadásával - a reakciót a laktonáz katalizálja - a 6foszfoglukonát képződése. Ez a reakció újabb dehidrogenálást készít elő. A 6-foszfoglukonát-dehidrogenáz által katalizált oxidoredukció részben hasonlít az első dehidrogenálásra, amennyiben a hidrogénakceptor itt is a NADP- , részben különbözik attól, mert ez egyúttal a szubsztrát dekarboxilezését eredményezi (oxidatív dekarboxilálás). 9 A dokumentum bármely részének, bármilyen módszerrel, technikával történő másolása és terjesztése tilos! © www.whyz.hu Nem oxidatív szakasz: A glukóz direkt oxidációjának nem oxidatív szakaszát reverzibilis reakciók alkotják. Ezek során fruktóz-6foszfát, illetve glicerin aldehid-3-foszfát képződik pentóz-foszfátokból, illetve a folyamat fordítva is végbemehet a fenti glikolizis intermedierekből pentóz - foszfátok keletkezhetnek. A reakciókat kétféle enzim, a transzaldoláz és a transzketoláz katalizálja. A pentóz-foszfátokból indulva xilulóz-5-foszfátból és ribóz-5-foszfátból glicerinaldehid- foszfát és szedoheptulóz-7-foszfát keletkezik a transzketoláz által katalizált reakcióban. A keletkezett két intermedier transzaldoláz segítségével továbbalakul fruktóz-6- foszfáttá és eritróz-4- foszfáttá. A fruktóz-6-foszfát további sorsa a glikolízis (glukoneogenezis) állapotának függvénye. Az eritróz-4-foszfát további metaboliz musához egy újabb ketopenróz - xilulóz-5-foszfát kell, valamint transzketoláz. A reakció eredménye két glikolizis intermedier, a fruktóz-6-foszfát és a glicerinaldehid-3-foszfát. 10 A dokumentum bármely részének, bármilyen módszerrel, technikával történő másolása és terjesztése tilos! © www.whyz.hu Szabályozás: Irreverzibilis, elkötelező és ily módon sebességmeghatározó lépés az oxidatív szakaszban a glukóz-6-foszfát dehidrogenálása. Ha a pentóz-foszfát igény a domináns és NADPH-ra nincs szükség, a nem oxidatív szakasz aktív, az oxidatív szakasz nem működik. Azokban az állapotokban, amikor NADPH-ra és pentóz-foszfátra egyaránt szükség van, az oxidatív szakasz működik egyedül, a nem oxidatív szakaszra nincsen igény. Végül lehetnek esetek, ami kor nincs pentóz foszfátra igény, NADPH viszont kell. Ez az az eset, amikor a reakcióút ciklusként működik; a glukóz-6-foszfátból keletkezett pentóz –foszfátok tovább alakulnak fruktóz6-foszfáttá, illetve glicerinaldehid-3-foszfáttá, amelyek, mint glikolízis /glukoneogenezis intermedierek visszaalakulnak glukóz-6-foszfáttá. 6, A lipoproteinek anyagcseréje, lipolízis, béta-oxidáció Rossz vízoldékonyságuk és nagyobb molekulaméretük miatt a táplálékkal bejutott lipidek nem tudnak a bélben egyszerűen felszívódni. A lipideket először epesavak segítségével emulgeálni, továbbá különböző enzimekkel építőegységekre kell bontani, csak ezt követően szívódhatnak fel. A felszívódott építőegységekből a különböző lipidek újraszintetizálódnak, majd lipoproteinekbe ,,csomagolva", a vérben történő szállításra alkalmas formába kerülnek. Lipidek emésztése: 1. Táplálék bejut a szervezetbe 2. A lipidek emésztése kismértékben már a szájüregben megkezdődik, a nyelv mirigyei által termelt lipáz segítségével (nagyon lassú). 3. Az emésztés a gyomorban folytatódik, ahol a gyomor-lipázhasítja a triglicerideket (elenyésző mennyiséget bont). 4. Legnagyobb mértékben a bélben bomlanak le, ahol a triglicerideket a hasnyálmirigy lipáz, a koleszterin-észtereket a koleszterin-észteráz, afoszfolipideket a foszfolipáz A2 hasítja. 5. A bélmukózán keresztül a finoman diszpergált micellákat alkotó lipid építőegységek transzportfehérjékkel vagy egyszerű diffúzióval szívódnak fel. 6. A bélhámsejtekben a lipid építőegységek újra észteresítés után ismét trigliceriddé és koleszterin észterré alakulnak. 7. Ezután fehérjékkel, foszfolipidekkel asszociálódva, lipoproteinné (kilomikron) állnak össze, mely a nyirokutakon keresztül a vérkeringésbe jutva szállítja a különböző lipideket. Lipoproteinek csoportosítása sűrűség alapján: •kilomikron (CM) •nagyon alacsony sűrűségű lipoprotein=Very Low Density Lipoprotein (VLDL) •alacsony sűrűségű lipoprotein=Low Density Lipoprotein (LDL) •nagy sűrűségű lipoprotein=High Density Lipoprotein (HDL) 11 A dokumentum bármely részének, bármilyen módszerrel, technikával történő másolása és terjesztése tilos! © www.whyz.hu Lipolízis: Ahhoz, hogy a raktározott zsírsavak eljussanak a szervekhez és energiát szolgáltassanak, először a zsírszövetben ki kell szabadulniuk a trigliceridraktárból. A trigliceridek hidrolízisét lipázok végzik, amelyek a triglicerideket zsírsavvá és glicerinné alakitják. A glicerint a zsírszövet nem tudja hasznosítani, mivel hiányzik a g licerin-kináz enzim. A glicerin az adipocitákból kidiffundál, a vérkeringéssel a májba szállítódik, ahol glicerin-3-foszfáttá alakul. Itt vagy triglicerid szintézisre használódik, vagy dihidroxiaceton-foszfáttá alakul vagy a glikolízis, vagy a glukoneogenezis folyamatába kapcsolódik. Báta-oxidáció: A zsírsavak a béta-oxidációnak nevezett folyamat során két-szénatomos acetil-koenzim A-molekulákká bomlanak le! 1. A zsírsavakat a lebontásukhoz ATP és koenzim A segítségével aktiválni kell. 2. A zsírsavak béta-oxidációja a mitokondrium mátrixában zajlik, ahová karnitin segítségével jutnak be. 3. A béta-oxidáció során a zsírsav béta-C-atomja több lépésben oxidálódik. Lépések: 1. oxidáció transz-enoil-KoA-vá 2. hidratáció L-3-hidroxiacil-KoA-vá 3. oxidáció 3-ketoacil-KoA-vá 4. tiolízis acil-KoA-vá és A cetil-KoA-vá A páratlan C-atomszámú zsírsavak bontása: • A páratlan C-atomszámú zsírsavak lebontása az utolsó ß-oxidációig azonos a páros Catomszámúakéval. • Az öt C-atomos acil-KoA egy acetil-KoA-ra és egy propionil-KoA-ra hasad. • A propionlil-Ko szukcinil-KoA-vá alakul át és a citrátkörbe kerül. • Az átalakuláshoz B12 vitaminra van szükség, melynek hiánya propionát felhalmozódást és acidózist eredményez. Összefoglalás: -A fontosabb lipidek a szervezetben triacilglicerinek és koleszterin-észterek formájában raktározódnak. -A triacilglicerinek lebontása a lipolízis során zsírsavakat és glicerint eredményez. -A lipolízist lipáz enzimek végzik. -A zsírsavak lebontása a mitokondrium mátrixában a ß-oxidáció során történik. -Karnitin biztosítja a zsírsavak bejutását a mitokondriumba. -A béta-oxidáció acetil-KoA molekulákat és redukáló ekvivalenseket (FADH2, NADH) eredményez, melyek később a citrátkör és a légzési lánc után ATP molekulák szintézisét biztosítják. 12 A dokumentum bármely részének, bármilyen módszerrel, technikával történő másolása és terjesztése tilos! © www.whyz.hu 7, Zsírsavszintézis, lipogenezis, foszfolipid- és szfingolipidanyagcsere Zsírsavszintézis: Szintézis helye főként a máj, zsírszövet, laktáló emlő mirigyei és vese sejtjeinek citoplazmájában megy végbe. Építőegység az Acetil-KoA, mely szénhidrát lebontásból keletkezik. A zsírsavszintézis lényege: a szintetizálódó zsírsavlánc mindig két szénatommal, az acetil-csoportkét szénatomjával hosszabbodik. Magát a szintézist a zsírsav-szintáz enzim végzi, de csak a palmitinsavig (C16) képes szintetizálni. Lépések: a. előkészítő lépés: az acetil-KoA egy biotin-függő karboxilálás során malonil-KoA-vá alakul az acetilKoA-karboxilázenzim segítségével. Ez a zsírsavszintézis elkötelező és egyben sebességmeghatározó lépése! A zsísavszintézisbe - a legelső acetilcsoportot kivéve - a zsísavlánc növekedéséhez szükséges acetil-csoport malonil-csoportként lép be. A belépés után amalonil-csoport dekarboxileződik, így ténylegesen mindig csak az acetil-csoportkét szénatomjával hosszabbodik az épülő zsírsavlánc. b. Első lépés: a legelső acetil csoport, valamint az előkészítő lépés során keletkezett malonil-csoport kötődik be a multienzimkomplex egyik ill. másik monomerjébe. c. Második lépés: A malonil-csoport átkerül az ACP-re, térben nagyon közel a másik monomeren elhelyezkedő acetil-csoporthoz. Lipogenezis (Trigliceridek szintézise): A trigliceridek szintézise a zsírszövetben és a májban a legaktívabb. A trigliceridek zsírsav raktárként funkcionálnak. Szintézisükhöz aktivált zsírsavakra (acil-KoA) és aktivált glicerinre (glicerin-3-foszfát) van szükség. Zsírszövetben csak dihidroxiaceton-foszfátból, a májban glicerinből is keletkezhet glicerin-3-foszfát, mert a májban működik a glicerin-kinázenzim. 13 A dokumentum bármely részének, bármilyen módszerrel, technikával történő másolása és terjesztése tilos! © www.whyz.hu 14 A dokumentum bármely részének, bármilyen módszerrel, technikával történő másolása és terjesztése tilos! © www.whyz.hu A trigliceridként raktározódó zsírsavak is elsődlegesen szénhidrátokból keletkeznek, valamint a trigliceridszintzishez használt glicerin-3-foszfát is főként a szénhidrátok lebontásából származik. Hormonális szabályozása: Glukagon, Adrenalin Összefoglalás: A zsírsavak szintézise -a sejtek citoplazmájában történik -a zsírsav-szintáz multienzimkomplex végzi -nem egyszerűen a béta-oxidáció megfordítása, redukciós lépéseket tartalmaz, melyek koenzime a NADPH -építőegysége az acetil-KoA, amely azonban malonil-KoAformájában lép be a zsírsavszintézisbe -egy ciklus során a zsírsav lánc két szénatommal növekszik -palmitinsavnál megáll Trigliceridszintézis -glicerin-3-foszfát és KoA-valaktivált zsírsavakra van szükség -a zsírsavak és a glicerin-3-foszfát nagy része is a szénhidrátok lebontásából származik!!! Foszfolipid és szfingolipidanyagcsere Foszfolipid szinzézise: 15 A dokumentum bármely részének, bármilyen módszerrel, technikával történő másolása és terjesztése tilos! © www.whyz.hu szfingolipidek szintézise: 16 A dokumentum bármely részének, bármilyen módszerrel, technikával történő másolása és terjesztése tilos! © www.whyz.hu 8, Koleszterin szintézise, koleszterinszármazékok, kentontestek Koleszterin szintézis: Az életfontosságú funkciók ellátásához a megfelelő mennyiségű koleszterin két forrásból áll rendelkezésre; részben a táplálékkal kerül a szervezetbe, részben de novo szintetizálódik. Koleszterinszintézis a legtöbb sejtben folyik, azonban azokban a szervekben, ahol a koleszterinből más anyagok szintetizálódnak, vagyis koleszterinre nagyobb mennyiségben van szükség, a szintézis is nagyobb mértékű és jelentőségű. Így kitüntetett fontosságú különösen a májban, valamint a mellékvesében, az ovariumban és a testisben folyó koleszterin szintézis. Jelentős mennyiségű koleszterin szintetizálódik még a bélhámsejtekben. A szintézis a sejtek citoplazmájában megy végbe egy soklépéses reakció során: Az epesavak szerepe 1.Fontos szerepük van a zsírok emésztésében: ➢ detergens tulajdonságúak ➢ emulgeálják a táplálékkal felvett zsírokat, így azok hozzáférhetővé válnak a hasnyálmirigy-lipáz számára 2.A foszfolipidekkel együtt oldatban tartják az epében lévő koleszterint 3.Biztosítják a koleszterin eliminálását a szervezetből Koleszterinszármazékok: A szteroidhormonok koleszterinből szintetizálódó hormonok. Csoportosításuk: ➢ mineralokortikoidok (21 szénatom) ➢ glükokortikoidok (21 szénatom) ➢ nemi hormonok: gonádokban, kisebb részben a mellékvesében − androgének (19 szénatom) − ösztrogének (18 szénatom) 17 A dokumentum bármely részének, bármilyen módszerrel, technikával történő másolása és terjesztése tilos! © www.whyz.hu Mineralokortikoidok: - szintézis: mellékvesekéregben - a renin-angiotenzin rendszer szabályozza - funkció: o Az ásványi anyagok és a víz háztartását szabályozza: - a vesében Na-ion és vízvisszaszívást okoz -növeli a vértérfogatot és a vérnyomást Glükokortikoidok: - szintézis. mellékvesekéregben - ACTH hormon szabályozza - funkció: - Stresszhormon -A központi anyagcserét szabályozza: •↑glükoneogenezist, glikogén-bontást •↑ a proteolízist, lipolízist • emeli a vércukorszintet Nemi hormonok: ✓ androgének (19 szénatom) ✓ ösztrogének (18 szénatom) ✓ gonádokban, kisebb részben a mellékvesében Ketontestek: Acetil-KoA szállítási formái. Jellemzők: • acetil-KoA-bólkeletkeznek • vízoldékonymolekulák •elsősorban a májban, kisebb mértékben a vesében szintetizálódnak •alternatív energiaforráskéntszolgálnak a perifériás szövetek számára A koleszterin és a ketontestek szintézise is acetil-KoA-tól indul és a HMG-KoA-ig azonos úton történik! Lényeges különbség: a két szintézis más-más sejtkompartmentbenzajlik, melyet a HMG-KoA-szintáz két izoenzimje biztosít. -Citoplazmatikus HMG-KoA-szintáz: csaknem minden sejtben előfordul a koleszterin szintéziséért, -Mitokondriális HMG-KoA-szintáz: csak a májban fordul elő!!! + a ketontestek szintéziséért felelős 18 A dokumentum bármely részének, bármilyen módszerrel, technikával történő másolása és terjesztése tilos! © www.whyz.hu A ketontestek felhasználása: A májban keletkezett ketontestek, főként az acetoacetát és hidroxivajsav a vérkeringéssel jutnak el a perifériás szövetekhez. A ketontesteket nagy mértékben felhasználó szövetek: ➢ szívizom ➢ harántcsíkolt izom ➢ vese ➢ idegszövet A máj nem tud felhasználni ketontesteket, mert itt nincsKoA-transzferáz enzim. Összefoglalás: -A szervezetben a koleszterin acetil-KoA molekulákból keletkezik 5-C atomos intermedierek (aktívizoprének )kondenzációjával. - A C5 molekulákból C10, majd C15 keletkezik, végül két C15 kondenzálódik szkvalénné, mely további átalakulások után koleszterint eredményez. -A szintézis lokalizációja a sejt citoplazmája és az ER. -A koleszterin szintézise nagy mennyiségű energia befektetését igényli (ATP!), ezért a magas koleszterin koncentráció gátolja a de novo szintézist. -A koleszterin származékai az epesavak, a D-vitamin, a szteroid hormonok. -A ketontestek is acetil-KoA-ból keletkeznek, a szintézis első lépései megegyeznek a koleszterin szintézis kezdőlépéseivel, viszont a ketogenezis a máj mitokondriumokban lokalizálódik. -A ketontestek acetil-KoA-ra bomlanak és a citrátkörbe lépnek, így alternatív energiaforrások az agyszövet, a szív és a harántcsíkolt izmok számára. 19 A dokumentum bármely részének, bármilyen módszerrel, technikával történő másolása és terjesztése tilos! © www.whyz.hu