LİPİDLERİN YAPISAL VE İŞLEVSEL ÖZELLİKLERİ IV

... konulu sunumlar: "LİPİDLERİN YAPISAL VE İŞLEVSEL ÖZELLİKLERİ IV"— Sunum transkripti:

1 LİPİDLERİN YAPISAL VE İŞLEVSEL ÖZELLİKLERİ IV
Doç.Dr. Mustafa ALTINIŞIK ADÜTF Biyokimya AD 2006

2 Yağ asitlerinin oksidasyonu
Hayvan hücrelerinde yağ asidi oksidasyonu mitokondride gerçekleşir. Bunun için gerekli enzimler mitokondriyal matrikste lokalizedirler.

3 Kandan sitozole giren yağ asitleri, mitokondriyal membranları doğrudan geçemezler. Ancak bir seri enzimatik reaksiyona uğradıktan sonra oksidasyon için mitokondri matriksine alınırlar.

4 Bir yağ asidinin oksidasyona uğramak üzere mitokondriye alınması için önce yağ asidi, dış mitokondriyal membranda bulunan yağ açil-KoA sentetaz tarafından katalizlenen bir reaksiyonda aktiflenir; yağ açil-KoA oluşur.

5 Dış mitokondriyal membranda oluşan yağ açil-KoA bileşikleri, iç mitokondriyal membrandan geçemezler. Bunların mitokondriyal matrikse alınmaları için karnitin gerekir.

6 Karnitin, membranlar arası boşlukta yağ açil-KoA ile reaksiyona girer ve yağ açil karnitin oluşur. Reaksiyonu, karnitin palmitoil transferaz I katalizler.

7 Membranlar arası boşlukta oluşan yağ açil karnitin, karnitin açil karnitin translokaz tarafından matrikse alınırken matriksten de bir molekül karnitin membranlar arası boşluğa geçer.

8 Matrikse geçmiş olan yağ açil karnitinden karnitinin serbestleşip yağ açil-KoA’nın oluşması, karnitin palmitoil transferaz II tarafından katalizlenir.

9

10 Yağ asidi sentezi için asetil-KoA’dan oluşan malonil-KoA, karnitin palmitoil transferaz I’i inhibe eder. Malonil-KoA’nın oluşması, AMP-bağımlı kinaz tarafından asetil-KoA karboksilazın fosforilasyonu yoluyla inhibe edilir.

11 ATP (biyolojik enerji taşıtıcısı) konsantrasyonu azaldığında AMP konsantrasyonu artar  AMP-bağımlı kinaz aktive olur  asetil-KoA karboksilaz fosforillenerek inhibe olur  malonil-KoA konsantrasyonu düşer. Sonuç olarak yağ asidi sentezi yavaşlarken oksidasyonu hızlanır.

12 Yağ asitlerinin oksidasyonu, yağ asitlerinin mitokondriye alınması basamağında kontrol edilmektedir.

13 Yağ açil-KoA mitokondriyal matrikse alındıktan sonra  oksidasyon denen yolda yağ asitlerinden, karboksilli uçtan başlayarak asetil-KoA şeklinde iki karbonlu üniteler art arda çıkarılır. Yağ asitlerinin  oksidasyonundan başka  ve  oksidasyon denen oksidasyon yolları da vardır.

14 Yağ asitlerinin  oksidasyonu
Doymuş yağ asitlerinin  oksidasyonunda, dört temel basamak vardır: -İlk oksidasyon ile trans-2-enoil-KoA oluşur -Hidrasyon ile L-3-hidroksiaçil-KoA oluşur -İkinci oksidasyon ile -ketoaçil-KoA oluşur -Tiyoliz ile orijinal yağ asidinin karboksil ucundaki iki karbon parçası, asetil-KoA olarak ayrılır ve geriye karbon sayısı orijinal yağ asidinden iki eksik yağ açil-KoA kalır.

15 Yağ asitlerinin -oksidasyonunun ilk oksidasyon basamağında FADH2 oluşur.

16

17 Yağ asitlerinin -oksidasyonunun ikinci oksidasyon basamağında NADH oluşur.

18

19 Yağ asitlerinin  oksidasyonunun açıklanan bu dört reaksiyonunun tekrarlanmasıyla yağ asidi tamamen asetil-KoA’lara yıkılmış olur.

20 Yağ asitlerinin  oksidasyonunun yararları:
-Hücre için gerekli enerjiyi sağlar. Palmitoil KoA’nın  oksidasyonu sonucunda -Karaciğer ve yağ doku arasındaki dengenin devamına yardım eder. -Yağ asitlerini, diğer dokuların da yararlanabileceği suda çözünür maddeler haline dönüştürür.

21 Yağ asitlerinin  oksidasyonu ile oluşan asetil-KoA’lar;
1) Başka yağ asitlerinin sentezinde kullanılır. 2) Keton cisimlerinin yapımında kullanılır. 3) Kolesterol sentezinde kullanılır. 4) Steroidlerin ön maddesi olarak kullanılır. 5) N-asetilglukozamin gibi maddelerin oluşumu için bazı maddelerin asetillendirilmesinde kullanılır. 6) Sitrik asit döngüsünde yıkılarak organizmaya gerekli olan enerjinin sağlanmasında kullanılır.

22 Aktiflenmiş yağ asidinin (yağ açil-KoA) mitokondriyal matrikse taşınması süreci, yağ asitlerinin  oksidasyonunun düzenlenmesinde hız sınırlayıcıdır.

23 Oleoil-KoA (9) gibi bir monoansatüre yağ açil-KoA’nın oksidasyonu, çift bağa kadar, doymuş yağ asitlerinin  oksidasyonundaki gibi olur. Daha sonra enoil-KoA izomeraz enzimi çift bağı cis-3-izomer durumundan trans-2-izomer durumuna dönüştürür. Trans-2-izomer durumundan sonra  oksidasyon devam eder.

24 Poliansatüre yağ asitlerinin oksidasyonu, enoil-KoA izomerazdan başka NADPH’ye bağımlı 2,4-dienoil-KoA redüktaz enzimini de gerektirir. Bu iki enzimin etkisiyle trans-2, cis-4-dienoil-KoA ara ürünü, trans-2-enoil-KoA haline dönüştürülür. Bundan sonraki olaylar da  oksidasyondaki gibi devam eder.

25 Tek karbon sayılı yağ asitleri,  oksidasyon ile propiyonil KoA’ya kadar çift karbon sayılı yağ asitleri gibi yıkılırlar. Propiyonil KoA, propiyonil-KoA karboksilaz, metilmalonil KoA epimeraz ve metilmalonil KoA mutaz enzimlerinin etkisiyle sitrat döngüsünün ara ürünü olan süksinil KoA’ya çevrilir.

26

27 Yağ asitlerinin  oksidasyonu mitokondrilerden başka peroksizomlarda da gerçekleşir.

28 Yağ asitlerinin  oksidasyonu mitokondrilerden başka peroksizomlarda da gerçekleşir:
-Peroksizomlarda karbonlu veya dallı zincirli veya hidroksillenmiş yapıya sahip yağ asitleri okside edilir. -Yağ açil-KoA’ların peroksizoma girmeleri için karnitine gerek yoktur. -Yağ asitleri tümüyle asetil-KoA’ya yıkılmaz; zincir kısalması olur. -İşlem sırasında yüksek enerjili bağlar elde edilmez. -Enzimler farklıdır.

29 Yağ asitlerinin  oksidasyonu
Yağ asitlerinin  oksidasyonu, mikrozomlarda gerçekleşir. Molekülün karboksil ucundan her seferinde 1 karbon ayrılır. KoASH ve yüksek enerjili fosfatlar oluşmaz. Her seferinde 1 NADH elde edilir ve 1 karbon eksik yağ asidi oluşur. Moleküler oksijen, demir ve vitamin C gereklidir. Beyinde fosfolipidlerin yıkılışında izlenebilmektedir; sfingolipid sentezi için gereklidir.

30 Yağ asitlerinin  oksidasyonu
Yağ asitlerinin  oksidasyonu, birçok dokuda endoplazmik retikulumda, karaciğerde mikrozomlarda gerçekleşir. Moleküler oksijen, NADPH ve siptokrom P-450 gereklidir. Önce  karbonu oksitlenerek dikarboksilik asit oluşur; oluşan dikarboksilik asit de  veya  oksidasyonla yıkılır.