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Allgemein
- Aufgaben:
- - Energiespeicherung
- - Bestandteile der Phospholipidmembran
- - Vorstufe für Synthese der Steroidhormone und Gallensäuren
- - L. sind lipophil, also hydrophobin org. Lösungsmitteln wie Benzol oder Ether gut löslich, in Wasser nicht
- - Doppelbindungen von mehrfach ungesättigten FS fast nie konjugiert sondern isoliert
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Wichtige Fettsäuren
- Linolsäure:
- - 18:2;9,12 (ω6)
- Linolensäure:
- - 18:3;9,12,15 (ω3)
- Arachidonsäure:
- - 20:4;5,8,11,14 (ω6)
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Glycerophospholipide
Aufbau, Spaltung, Wichtige
- Aufbau:
- - Glycerin
- - 2 FS
- - Phosphorsäure
- - Org. Verbindung
- An C1 und C2 des Glyc je 1 FS
- An C3 eine Phosphorsäure
- -> Zusammen: Glycerophosphatid
- Spaltung:
- - Phospholipase A1 spaltet Fettsäure an C1
- - Phospholipase A2 spaltet Fettsäure an C2
- - Phospholipase C spaltet P.säureDIESTERbindung zum C3
- - Phospholipase D spaltet 2. PSDB zum Cholin
- -> "Phosphorsäurediesterasen"
- Lecithin:
- - Glycerophosphatid + Cholin
- Serin/ Ethanolamin:
- - Ethanolamin = biogenes Amin von Serin
- - entsteht in Pyridoxalphosphat-abhängiger Reaktion
- - sind beide an Glycerophosphatide gebunden, entstehen Kephaline (Phosphatidylserin bzw Phosphatidylethanolamin)
- -> Phosphatidylserin trägt zwei negative Ladungen und eine positive
- Cardiolipin:
- - Glycerin als Verbindung zwischen 2 Glyerophosphatiden
- - nur in Mitomembran!
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Sphingophospholipide
Aufbau, Facts, Wichtige
- Aufbau:
- - Sphingosin
- - 1 FS
- - 1 Phosphorsäure
- - 1 org. Verbindung
- liegt als Grundbaustein der Lipide immer als Ceramid vor
- -> Sphingosin + FS
- -> Amidbindung zu FS (-N-C-)
- - Sphingomyelin in äußerer Schicht der Lipiddoppelschicht und in Myelinscheiden des ZNS besonders häufig
- -> Ceramid + Phosphorsäure + Cholin
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Glykolipide
- Sphingoglykolipide
- - Ceramid + Kohlenhydratanteil
- - Cerebroside = Ceramid + Galaktose o. Glucuse (10% der Trockenmasse des Gehirns)
- - Sulfatide = Ceramid + Schwefelsäureester des Monosaccharids
- - Ganglioside = Ceramid + komplexer KHanteil mit Sialinsäurerest(en)
- -> haben hydrophobem Ceramid"anker" in Membran befestigt
- -> KHanteil IMMER extrazellulär
- zB: Blutgruppenantigene
- Glyceroglykolipide
- - Glycerin + 2 FS + KHanteil
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Isoprenoide
- Terpene
- - fettlösliche Vitamine (zB Tocophenol - VitE)
- - Dolichol (enthält 10-20 Isoprenuntereinheiten; an Synthese der Glykoproteine beteiligt)
- - Ubichinon
- Steroide
- - entstehen durch Zyklisierung aus Squalen
- - Sterangerüst
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Hormonelle Regulation der Lipolyse im Fettgewebe
Energiebedarf↑ -> Adrenalin↑ (β2) -> Adenylatzyklase aktiviert -> cAMP↑ -> Lipolyse↑
Energiebedarf↓ -> Insulin↑ -> Phosphodiesterase aktiviert -> cAMP↓ -> Lipolyse↓
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Import von FS in Mitochondrien
FS sind reaktionsträge -> müssen aktiviert werden
FS - ATP- PP-> Acyl-AMP (Acyl-Adenylat) - CoA- AMP-> Acyl-CoA
Enzyme: Acyl-CoA-Synthethasen
- Mutationen in Genen, die für Enzyme des Carnitin-Shuttles codieren, führen zu erblicher generalisierter Muskelschwäche
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Abbau von Glycerin
- - in Leber aufgenommen
- - Glycerin -ATP-ADP-> Gly-3-Ph -NAD-NADH+H-> Dihydroxyacetonphosphat
Enzyme: Glycerin-Kinase, Gly-3-Ph-DH
- -> dann in Glykolyse oder Gluconeogenese
- -> Adipozyten haben keine Glycerin-Kinase -> geben alles Glycerin ins Blut ab
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Fettsäureabbau
- - Abbau von FS mit bis zu 18C in Mitos
- - >18C: Peroxisomen (FS werden dort auf C8 verkürzt)
- -> 2 Dehydrierungen, 1 Hydratisierung!
-> DB an der Stelle eingebaut, wo später abgespalten wird (TRANS-Konfiguration!)
- Insgesamt:
- 2 Dehydrierungen
- 1 Hydratisierung
- Pro Durchlauf:
- - 1 Acetyl-CoA
- - 1 NADH+H+
- - 1 FAHD2
- Bsp Stearinsäure (C18):
- - 9 Acetyl-CoA
- - 8 FADH2
- - 8 NADH+H+
- (C4 am Ende direkt in 2 Acetyl-CoA)
Elektronen der Acyl-CoA-DH (FADH 2) über ETF und ETF-Ubichinon-Oxidoreduktase zu Ubichinon
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FS-Abbau in Peroxisomen
- - FADH2 wird zu FAD oxidiert, dabei entsteht aus O2 H2O2 (Katalase macht daraus H2O und O2)
- - NADH wird ins Zytosol exportiert
- - Acetyl-CoA wird auch exportiert
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β-Oxidation ungesättigter FS + ungeradzahliger FS
- ungesättigte FS:
- - DB der ungesättigten weisen fast immer cis-Konfiguration auf
- -> Enoyl-CoA-Hydratase erkennt jedoch nur Substrate in trans-Konfiguration
- -> bei benachbarten DB (CH=CH-CH=CH):
- teilweise Reduktion (CH2-CH=CH-CH2)
- Enzym: Dienoyl-CoA-Reduktase
- ungeradzahlige FS:
- - bei letztem Zyklus bleibt Propionyl-CoA (C3) übrig!
- -> + CH2 = Succinyl-CoA
- (eine Biotin-abhängige und eine Cobalamin-abhängige Reaktion)
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Regulation der β-Oxidation
- Schlüsselenzym: Carnitin-Acyltransferase 1
- -> Hemmung durch Malonyl-CoA (Zwischenprodukt der FS-Synthese)
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Abbau der Ketonkörper
- - Aceton entsteht aus Acetoacetat (Decarboxylierung)
- -> wertlos, z.T. mit Urin, z.T. abgeatmet
- Ketonkörperverwertung nur in Mitos von extrahepatischen Geweben
- Energiebilanz 1 β-Hydroxybutyrat:
- - 1 NADH - 2,5 ATP
- - 2 Acetyl-CoA - 20 ATP
- - Aktivierungsenergie - -1GTP
- Insgesamt: 21,5 ATP
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Ketogenese
- - Ketonkörper-Konzentration kann bis auf 8mM steigen
- - Acetoacetat und β-Hydroxybutyrat sind Carbonsäuren -> Azidose bei Fasten und Diabetes mellitus
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Fettsäuresynthese
- - benötigt Acetyl-CoA
- - entsteht aus Pyruvat katalysiert durch Pyruvat-DH
Problem: Pyruvat-DH in Mitos, FS-Synthese aber im Zytosol, Acetyl-CoA kann Membran nicht passieren!
Lösung: Acetyl-CoA ---Citrat-Synthase---> Citrat
Dann: Citrat/Malat-Antiporter (Citrat-Shuttle)
-> Oxalacetat dann durch zytosolische Malatdehydrogenase zu Malat reduziert
-> Wichtig! Citratzyklus muss wieder aufgefüllt werden: Anaplerotische Reaktion im Mito
eigentliche FS-Synthese:
- Merke:
- - FS-Synthese liefert ausschließlich gesättigte FS
- - Wichtigstes Produkt: Palmitinsäure (16C)
- - in jedem Zyklus 1 Malonyl-CoA verbraucht
- -> Kettenverlängerung in Mitos und ER möglich (stets am COOH-Ende)
- -> ungesättigte FS entstehen nachträglich im ER
- 1. Schritt
- Aktivierung des Acetyl-CoA durch Carboxylierung der Methylgruppe
Acetyl-CoA-Carboxylase = Schrittmacherenzym
Merke: Malonyl-CoA hemmt Carnitin-Acyltransferase -> nicht gleichzeitig FS-Synthese und Verbrauch!
- FS-Synthase:
- - im Zytosol
- - Multienzymkomplex
- - verlängert entstehende FS pro Runde um 2C
- Aufbau:
- - bindet die entstehende FS + ein Malonyl gleichzeitig als Thioester
- -> zentrale SH-Gruppe: Teil einer prosthetischen Gruppe, die Phosphopantetheinrest heißt und am Acyl-Carrier-Protein verankert
- -> peripere SH-Gruppe: von einem Cystein des Enzyms exponiert
Merke: Substrate kovalent gebunden, neue Substrate immer erst am zentralen SH!
- Synthese ungeradzahliger FS:
- - statt Acetyl-CoA als Starter: Propionyl-CoA
- Synthese ungesättigter FS:
- - in Leber mittels einer Desaturase (Oxygenase):
Reaktionsprodukt reagiert schnell mit CoA!
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Regulation der FS-Synthese
- Acetyl-CoA-Carboxylase allosterisch durch Citrat stimuliert
-> Energie↑ -> ATP↑ -> CC gehemmt -> Citratkonz.↑ -> Citrat-Export↑ -> Citrat stimuliert Acetyl-CoA-Carboxylase
- Hemmung der A-CoA-C durch Produkt Palmitoyl-CoA (allosterisch)
- - Adrenalin u. Glukagon: Phosphorylierung -> Inaktivierung
- - Insulin: Dephosphorylierung -> Aktivierung
- Transkriptonsfaktor SREBP-1c:
- -> Synthese von SREBP-1c durch Insulin gefördert, durch Glukagon gehemmt
- -> als Vorläufer pSREBP-1c in ER-Membran eingelagert
- -> Transport zum Golgi -> Abspaltung
- -> durch Kernpore zum Zellkern
- -> induziert Transkription der Acetyl-CoA-Carboxylase u. der FS-Synthase
(bei Cholesterin: SREBP-2)
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