7 Fettsäurestoffwechsel PDF

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SS19...

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Lipidstoffwechsel – β - Oxidation und Fettsäuresynthese Lipide Energiegehalt • • •

Hohe Energiedichte → guter Energiespeicher Herz, Leber und arbeitende Skelettmuskulatur beziehen mehr als 50% ihrer Energie aus β-Oxidation von Fettsäuren Lipide sind ungeeignet als Energieversorger für o Gehirn (Blut-Hirn-Schranke) o Erythrozyten (keine Mitochondrien)

Verdauung und Resorption •

• • • • • •

Enzyme spalten Lipide; im intestinalen Lumen entstehen: o Freie Fettsäuren o Monoacylglycerin o Cholesterin Entstehung von Micellen durch emulgierende Wirkung → Einschließung von weiteren Lipiden und fettlöslichen Vitaminen Zerfall der Micellen am Bürstensaum der Mucosa Resorption passiv oder Carriervermittelt Re-Veresterung von Monoacylglycerin und FS in Mukosazellen Exocytose von Chylomikronen (spezielle Form von Lipoproteinen) Transport in Lymphgefäße und Ductus thoracicus ins Blut o Leberpassage wird vermieden

Transportmoleküle für hydrophobe Neutralfette (Triacylglyceride) im Blut • •

Geringer Anteil an freien FS wird an Albumin gebunden Großteil wird in Lipoproteine verpackt:

Chylomikron Größe 80-1200 nm Dichte 0,95 g/ml Triglycerinanteil Phospholipidanteil Proteinanteil Cholesterinanteil

VLDL

IDL

LDL

HDL

28-80 1,063

6% 22%

4% 34%

86% 7%

55% 18%

25-30 1,0061,019 -

2%

8%

-

22%

42%

5% Nahrung

19

-

-

19% Peripherie —> Leber A I – II AIV C I – III

E B100

-

50% Leber —> Peripherie (E) B100

Prä-β-LP

-

β-LP

α-LP

Apolipoproteine A I – II AIV C I – II E B48

Elektrophorese Wandern nicht

E -

•

Apolipoproteine o Apo100 & Apo48 → nicht austauschbar / nicht wasserlöslich o Apo A, C, D, E → austauschbar zwischen Lipoproteinen (wasserlöslich) o Funktion § → Liganden für Rezeptoren (Endocytoe) § → Aktivator der Lipoproteinlipase (LPL) § → Aktivatoren der Leicithin-Cholesterin-Acyltransferase (LCAT)

Wege im Körper • • • •

• •

Remnants haben 70% der Fettsäuren verloren LDL → „schlechtes Cholesterin“ LDL-Rezeptor: spaltet FS ab HDL → „gutes Cholesterin“ o Cholesterinester sinken ins Innere der HDL, da unpolar o Mehr Platz an der Oberfläche, um Cholesterin zu binden LCAT o Cholesterin + Phosphatidylcholin → Cholesterinester + Lysophosphatidylserin Cholesterin wird in der Leber abgebaut und als Gallensäure ausgeschieden

β-Oxidation Carnithin Shuttle (Weg der FS ins Mitochondrium) • •

• •

Koppeln der abzubauenden FS auf Coenzym A o Verbrauch eines ATP Zwischenlagerung auf Carnithin o Carnithin-Acyl-Transferase I o Produkte § CoA-SH § Acylcarnitin o Hemmung durch Molonyl-CoA (Zwischenprodukt der Fettsäuresynthese) Translokation ins Mitochondrium FS wird zurück auf CoA gebracht o Carnithin-Acyl-Transferase II o Entstehung von Acyl-CoA und Carnitin

CoA (Vitamin B5)

Schritte der β-Oxidation •

•

•

•

Dehydrierung o à Alken o Abspaltung eines H (Übertragung auf FADH2 Hydratation o à Alkohol o Addidtion von Wasser an Doppelbindung Dehydrierung o à Keton o Entfernung von zwei H (H+ und H-) o Cofaktor: NAD+ à NADH/H+ Thiolyse o Aufspaltung des Moleküls in Acyl-CoA (Cn-2) und Acetyl-CoA

Wiederholung der Schritte, bis nur noch Acetyl-CoA übrigbleibt Abbau ungeradzahliger FS • Zwei Vitamine werden benötigt o Biotin (Vitamin H) zur Carboxylierung o Cobalamin (Vitamin B12) für intermolekulare Umlagerung • Ablauf o Proprionyl-CoA bleibt übrig o Carboxylase § CO2 wird eingebaut § ATP wird verbraucht o Racemase o Mutase o o à Einschleusung in Citratzyklus Abbau ungesättigter FS • Bei FS mit Δgeradzahlig (cis Δ4) o Dehydrierung (FAD à FADH2) o (NADPH/H+ à NADP+) zu Δ3 trans o Isomerase zu Δ2 trans o Normaler weiterer Verlauf • Bei FS mit Δungeradzahlig (Δ3 cis) o Isomerase zu Δ2 trans

FAD • • • •

Hergestellt aus Vitamin B2 (Riboflavin) Beteiligt an zahlreichen Redox-Reaktionen Transportmolekül für 2 Protonen und 2 Elektronen (in reduzierter Form) NAD+: Kann nur ein Proton und 2 Elektronen aufnehemen

NADP+/NADPH/H+ • •

Hat zusätzlich ein Phosphor im Gegensatz zu NADH/H+ gebunden Meist im katabolen Stoffwechsel (zur Energiegewinnung) o NADH/H+ meist bei katabolen Stoffwechselwegen oder Umwandlungen, die nicht direkt mit Energiegewinnung zu tun haben

β – Oxidation vs. Fettsäure-Synthese Unterschiede der Fettsäure-Synthese im Vergleich der β-Oxidation • Ort ist unterschiedlich o Findet hauptsächlich im Zytoplasma statt und nicht im Mitochondrium • Bausteine sind C3-Moleküle • Reduktion statt Oxidation • Dehydratisierung statt Hydratisierung • NADP statt NAD (weil anaboler Weg) • Nur •...