LİPİD METABOLİZMASI. Prof.Dr. Yeşim ÖZKAN. Gazi Üniversitesi Eczacılık Fakültesi Biyokimya Anabilim Dalı

Transkript

1 LİPİD METABOLİZMASI Prof.Dr. Yeşim ÖZKAN Gazi Üniversitesi Eczacılık Fakültesi Biyokimya Anabilim Dalı

2 KAYNAKLAR Lippincott s Illustrated Reviews: Biochemistry Richard A. Harvey RcVU/view, 2011 baskısı Integrative Medical Biochemistry, examination and board review Micheal W. King, 2014, McGraw Hill education, Lange, Güneş Tıp Kitapevi

3 LİPİDLER Lipidler nonpolar (hidrofobik) bileşiklerdir Metanol, aseton, kloroform ve benzen gibi organik solvanlarda çözünürler. Suda çözünürlüklerinin az olması yapılarında polarize olabilen grupların olmayışıdır. Çoğu membran lipidi amfipatik özellik gösterir, yapılarında hem polar hem de nonpolar bölge bulunmaktadır.

4 Lipidlerin Biyolojik Rolleri: 1- Yakıt molekülü olarak görev yapabilirler nötral yağlar (trigliseritler) 2- Membran yapılarının oluşturulmasında kullanılırlar; fosfolipidler, glikolipidler, kolesterol 3- Yalıtkanlık sağlanmasında kullanılırlar; subkütan dokulardaki ve çevre organlardaki yağlar mekanik ve termal yalıtkan olarak görev yapmaktadırlar. Böcekler, bakterilerin hücre duvarları, bazı bitkilerin yaprakları ve cilt için koruyucu madde olarak bulunabilirler.

5

6

7 4- Hücreyi çevreleyen membran yapısındaki lipidler de iyon geçişini engelleyerek yalıtkan olarak davranırken, hücrede membran potansiyelinin oluşmasını sağlar. 5- Özel amaçlı lipidler; sinyal iletimi, hormon ve ikinci elçi olarak görev yapmaktadırlar steroidler, eikozanoidler, sifingolipidler 6- Bazı lipitler ışık absorblayıcı pigmentler, hidrofobik tutucular, emülsiyon oluşturan ajanlar olarak da önemli roller oynamaktadır.

8 YAĞ ASİTLERİ Yağ asitleri; 4-36 karbon içeren karboksilik asit yapılarıdır. Genel formül: H 3 C-(CH 2 )n COOH Non-polar polar Kısa zincirli yağ asitleri Orta zincirli yağ asitleri Uzun zincirli yağ asitleri 2-4 C 6-10 C C

9 Yağ asitleri amfipatik özellik taşırlar. Hidrokarbon zincirindeki çift bağ içeriğine bağlı olarak; 1- Doymuş yağ asitleri 2- Doymamış yağ asitleri olarak sınıflandırılır

10 Saponifikasyon; yağ asitleri NaOH gibi bazlarla ısıtıldıklarında Sabun (yağ asitlerinin tuzları) oluştururlar.

11 Yağ asitlerinin adlandırılması Yağ asitleri sistematik olarak türedikleri hidrokarbon zincirinin adının sonuna oik eki getirilerek adlandırılırlar. Örneğin; 18 C lu yağ asidinin karbon sayısı oktadekan dır. Bu yağ asidi oktadekanoik asit olarak adlandırılır. anoik eki yağ asitinin doymuş olduğunu gösterir. enoik eki yağ asitinin doymamış yağ olduğunu gösterir. İçerdikleri çift bağ sayısına göre de, 2 çift bağ dienoik, 3 çift bağ trienoik ilavesiyle, oktadekadienoik ve oktadekatrienoik şeklinde isimlendirilir.

12 Doymuş Yağ Asidleri K.S. Y.A. adı Sistematik adı 12 Laurik asit Dodekanoik asit 12:0 14 Miristik asit Tetradekanoik asit 14:0 16 Palmitik asit Hekzadekanoik asit 16:0 18 Stearik asit Oktadekanoik asit 18:0 20 Arahidik asit Eikozanoik asit 20:0 22 Behenik asit Dokazonoik asit 22:0 24 Linoserik asit tetrakozanoik asit 24:0

13 Doymamış Yağ Asidleri K.S. Y.A. adı Sistematik adı 16 Palmitoleik asit 9-Hekzadekanoik asit 16: Oleik asit 9-Oktadekanoik asit 18: Linoleik asit 9,12-Oktadekadienoik 18: Linolenik asit 9,12,15-Oktadekatrienoik 18: Araşidonik asit 5,8,11,14-Eikozatetraenoik 20: Nervonik asit 15-tetrakozanoik asit 24:1 İnsan vücudunda; % 26 palmitoleik asit % 45 oleik asit bulunmaktadır

14 Yağ Asitlerinde; 1- sistemine göre adlandırma: Karboksil grubundan itibaren karbon atomları numaralandırılır, çift bağın yeri ve sayısı belirtilir. 2- sistemine göre adlandırma: Karboksil grubuna en uzak karbon atomundan itibaren numaralandırılır ve ilk çift bağın yerine göre sınıflandırılır. Yağ asidi yapısı Adı Kısaltılmış yazımı H 3 C-(CH 2 ) 14 -COOH Palmitik A 16:0 H 3 C-(CH 2 ) 5 -CH=CH-(CH 2 ) 7 -COOH Palmitoleik A 16:1 16:1 9-7 H 3 C-(CH 2 ) 4 -CH=CH-CH 2 -CH=CH-(CH 2 ) 7 -COOH Linoleik A 18:2 18:2 9,12-6 H 3 C-CH 2 -CH=CH-CH 2 -CH=CH-CH 2 -CH=CH-(CH 2 ) 7 -COOH Linolenik A 18:3 18:3 9,12,15-3

15 Doğada mevcut yağ asitleri düz zincirli olup genellikle çift karbon atomu sayısına sahiptirler.

16

17 Doymamış Yağ Asitleri Yağ asitlerinde zincir uzunluğu ve doymamışlığın derecesi lipidlerin kaynama noktasını lipidlerin akışkanlığını etkilemektedir. Yağ asidi zinciri uzadıkça ve çift bağ sayısı azaldıkça, sudaki çözünürlük de azalır. genellikle cis konfigürasyon gösterirler, trans formlu yağ asitleri margarinlerde yan ürün olarak oluşmaktadır.

18 Hidroksi yağ asitleri Hidrokarbon zincirindeki hidrojenlerden biri veya birkaçı yerine OH grubu geçmiş, doymuş veya doymamış yağ asitleridir. Doymuş hidroksi yağ asitleri; dihidroksistearik asit ve serebronik asit Doymamış hidroksi yağ asitleri; Risinoleik asit ve hidroksinervonik asit tir. Dihidroksistearik asit ve risinoleik asit en çok hint yağında, serebronik ve hidroksinervonik asitler ( -hidroksi yağ asitleri) en fazla beyin glikolipitlerinde bulunurlar.

19

20

21

22 GLİSEROLİPİDLER FOSFOLİPİDLER SİFİNGOLİPİDLER Triaçilgliseroller Gliserofosfolipidler Ether Gliserolipidler Sifingofosfolipidler Glikolipidler Adipoz depolar lipoproteinler Fosfatidilkolin Fosfatidiletanolamin Fosfatidilserin Fosfatidilinozitol - bifosfat (PIP 2 ) Fosfatidilgliserol Kardiolipin Plazmalojen Platelet aktive edici faktör Sifingomyelin Serebrositler Sülfatidler Globositler Gangliosidler Gliserol Yağ asidi Yağ asidi Yağ asidi Gliserol Yağ asidi Yağ asidi P BG grup Gliserol Eter Yağ asidi P BG Sifingozin Yağ asidi P BG Sifingozin Yağ asidi Karbohidrat P; Fosfat BG; Bazik grup

23 LİPİDLERİN SINIFLANDIRILMASI 1-TRİAÇİLGLİSEROLLER CH 2 O O C O CH 2 O R 1 CH 2 O C R 1 HC O O C O R 1 HC CH 2 OH OH HC CH 2 O OH C O R 2 CH 2 O C R 2 O C R 3 Monoaçilgliserol Diaçilgliserol Triaçilgliserol R; Aynı ya da farklı olabilir R 1 ; Doymuş yağ asidi R 2 ; Doymamış yağ asidi

24

25 Ökaryotik hücrelerin çoğunda, triaçilgliseroller metabolik yakıt depoları olarak kullanılırlar Sulu sitozolde yağ damlacıkları şeklinde ayrı mikroskobik faz oluştururlar. Omurgalılarda, adipozitler veya yağ hücreleri adı verilen özelleşmiş hücrelerin stoplazmasında yağ damlacıkları şeklinde depolanırlar. Bazı hayvanlarda deri altında depo edilen triaçilgliseroller enerji dışında düşük sıcaklıklara karşı yalıtkan olarak da görev yapar Bitkisel yağlar, süt ürünleri ve hayvansal yağlar gibi nötral yağların çoğu, basit ve karışık triaçilgliserollerin kompleks karışımıdır.

26 Yağların oksidasyonu karbohidratlara kıyasla daha fazla yüksek enerji açığa çıkarır. Çünkü; 1- Şekerlere kıyasla karbon atomu daha indirgenmiş olduğu için triaçilgliserollerin oksidasyonu, aynı kütledeki karbohidratların oksidasyonuna göre iki kattan daha fazla enerji açığa çıkarır. 2- Hidrofobik yapılarından dolayı triaçilgliserollerin, depo polisakkaritlerde olduğu gibi hidrasyon için ekstra ağırlıkta su taşıması gerekmez (her gram polisakkarit için 2g su). Adipositlerinde kg arasında triaçilgliserol depo edilmiş orta derecede şişman bir kişi, yağ depolarındaki yağları kullanarak enerji gereksinimlerini aylarca karşılayabilirken, glikojen halinde bir günlük enerjisini karşılayamaz.

27 2- FOSFOLİPİDLER Gliserolün birinci ve ikinci karbonuna ester bağıyla bağlanmış iki yağ asidi ve üçüncü karbona fosfodiester bağıyla bağlanmış güçlü polar veya yüklü bir grup içeren zar lipitleridir. Gliserofosfolipitler: Baş gruptaki polar alkolleri uyarınca, ana bileşik fosfatidik asidin türevieri olarak isimlendirilir.

28

29 Gliserofosfolipitler genellikle, 1. karbonda C 16 veya C 18 doymuş yağ asidi, 2. karbonda C 18 veya C 20 doymamış yağ asidi içerir.

30 Fosfatidilkolin (Lesitin), membran yapılarında en çok bulunan fosfolipittir. Kolinin vücuttaki depo şeklidir. Dipalmitoillesitin, akciğerlerin iç yüzeyinin yapışmasını önleyen, yüzey gerilimini azaltan, yüzeyce aktif etkin bir bileşiktir. Akciğer sürfaktanı olarak tanımlanan lipitprotein karışımının yaklaşık yarısını dipalmitoillesitin oluşturmaktadır.

31 Sürfaktanın bir diğer önemli lipit bileşenidir. Akciğer sürfaktanının yeterli üretilemediği prematür bebeklerde akut solunum yetmezliği sendromu (Acute Respiratory Distress Syndrome, ARDS) görülebilmektedir.

32 Fosfatidiletanolamin ve Fosfatidilserin ( Sefalinler); hücresel zarların yapısında yer alan maddelerdir.

33 Fosfatidilinozitol beyinde, kaslarda, kalp kasında, buğday ve soya fasulyesinde ve diğer bazı bitkisel ve hayvansal dokularda bulunur. Fosfatidilinozitol 4,5-bifosfat, hücre memranının önemli bir bileşenidir. Membran sinyal iletiminde rol oynamaktadır. Fosfatidilinozitol 4,5-bifosfat, uygun bir hormon agonisti ile uyarıldığında, hormona duyarlı fosfolipaz C, fosfatidilinozitol 4,5bifosfat yapısındaki gliserol ve fosfat grupları arasındaki bağı yıkarak ikinci haberci olarak görev yapan inozitol,1,4,5-trifosfat ve diaçilgliserol oluşturmaktadır.

34

35

36 Kardiolipin, ilk kez kalp dokusundan izole edilmiştir. Yapısında başlıca oleik ve linoleik asit yer almaktadır. Bütün hayvansal doku hücrelerinin mitokondri membranlarının yaklaşık %20 kadarını oluşturan ve antijen etkisi ile tanınan tek lipit olan kardiolipin, sifilis tanı testinde kullanılmaktadır.

37 Eter Gliserofosfolipidler: Bazı hayvan dokuları ve bazı tek hücreli organizmalar, açil zincirlerinden birinin gliserole ester bağı yerine eter bağı ile bağlandığı, eter lipitleri bakımından zengindir.

38 Plazmalojenler: Omurgalıların kalp dokusu, özellikle eter lipitlerince zengindir. Kalp fosfolipitlerinin yarısı plazmalojenlerden oluşur, ayrıca myelin yapısında yer alırlar.

39 Yaygın plazmalojenler kolin, etanolamin ve serin yan grupları taşıyanlardır (Fosfatidalkolin, Fosfatidaletanolamin, Fosfatidalserin). Kardiyak doku ve myelin yapısında yer alırlar.

40 Platelet Aktive Edici Faktör (PAF): Bazofil lökositlerden salgılanır. Platelet agregasyonuna, kan damarlarının dilatasyonuna neden olur. İnflamasyon, allerjik cevap ve şokta önemli bir medyatördür. Ayrıca fetal akciğer sürfaktan üretimini stimüle eder.

41 3-SİFİNGOLİPİDLER İkinci büyük zar lipitleri sınıfı olan sfingolipitlerin de bir polar başı, iki apolar kuyruğu vardır; fakat gliserofosfolipitlerin tersine gliserol içermez. Yapılarında uzun zincirli (18 C) amin alkol olan sifingozin yapısı taşırlar. Bütün membranlarda yer alırlar.

42 Seramid + fosfolipid = Sifingofosfolipid Seramid + şeker = Serebrosit Seramid + kompleks oligosakkarit = Gangliosit Sifingomyelin, sinir dokusunun önemli bir bileşenidir.

43 Serebrozitler; Seramide bağlı tek bir şeker grubu içerirler. Galaktoz içerenler karakteristik olarak nöral dokuların hücre zarlarında, Glukoz içerenler ise nöral olmayan dokuların hücre zarlarında bulunur.

44 Sülfatidler; Galaktoserebrositlerin sülfat esterleridir. Globositler; Polisakkarit içeren serebrositlerdir. Genellikle D-glukoz, D- galaktoz veya N-asetil D-galaktozamin olan iki veya daha fazla şeker içeren nötral (yüksüz) glikosfingolipitlerdir. Eritrosit plazma membranında bulunurlar. Serebrozitler ve globozitler ph 7 de yüksüz oldukları için bazen nötral glikolipitler diye de adlandırılmaktadır.

45 Gangliosidler; Globosidlerden farklı olarak yapısında değişen oranlarda N- asetil nöyraminik asit içermektedirler. Gangliositlerin siyalik asitten dolayı, ph 7 de negatif yüklüdürler. Bir siyalik asit içeren gangliyozitler GM (M mono'yu temsil eder) serisinde, İki siyalik asidi olanlar GD (D di-'yi temsil eder) serisindedir ve geri kalanlar de benzer şekilde adlandırılmaktadırlar.

46

47 Sifingolipidler; hücre yüzeyinde bulunarak hücrelere antijenik özellik kazandırırlar nötral glikosifingolipidler, eritrositlerde bulunup kan gruplarına özgüllük kazandırır. Doku immunitesinde rol oynarlar Gangliositler; beyninde reseptör bölgelerinde sinir sonlarında bulunarak sinyal ve impuls iletimini sağlarlar.

48 4- SAPONİFİYE OLMAYAN LİPİDLER Yapılarında gliserol esterleri taşımazlar, Siklopentanoperhidrofenantren halkası taşırlar - Kolesterol - Ergosterol=Ergokalsiferol ( Vitamin D2) - 7-dehidrokolesterol (Vitamin D3) Steroid hormonlar - Safra asitleri

49

50 KAROTENOİDLER Karotenoidler ve ksantofiller bitkisel kaynaklı lipidlerdir Ksantofiller; karotenoidlerin hidroksilli ve ketonlu türevleri Bitkilere, kuş tüylerine ve yumurtaya rengini verirler.

51 MUMLAR Çok uzun zincirli monohidroksi alkollerin yağ asitleriyle oluşturduğu esterlerdir. Omurgalılarda deriye yumuşak, yağlı ve su geçirmez özellik kazandırırlar Planktonlarda enerji amaçlı kullanılırlar

52 LİPİDLERİN SİNDİRİMİ VE ABSORBSİYONU Günlük erişkin yağ tüketimi g dır. % 90 trigliserit, % 10 kolesterol, kolesterol esterleri, fosfolipidler, serbest yağ asitleri

53 Triaçilgliseroller (TG) Fosfolipidler( FL) Glikolipidler (GL) Kolesterol esterleri (KE) AĞIZ değişmeden SAFRA KESESİ MİDE Lingual Lipaz Gastrik Lipaz Safra Tuzları Emülsifikasyon Enzimatik yıkım İNCE BARSAK PANKREAS Enzimler Pankreatik lipaz ABSORBSİYON

54 Midede, Gastrik lipaz ve lingual lipaz; asidik lipazlar olarak adlandırılırlar. Total lipid hidrolizinin %30 undan sorumludurlar. Lipidler henüz emülsifiye olmadığından, Lingual lipaz sadece lipid su arayüzeyindeki orta ve uzun zincirli yağ asitlerini içeren triaçilgliseroleri yavaşça hidroliz eder. Gastrik lipaz ise kısa ve orta zincir uzunluğunda yağ asidi içeren triaçilgliserolleri hidroliz etmektedir. Daha çok infantlarda etkin bir enzimdir.

55 Yetişkinlerde lipid sindirimi etkin olarak ince barsaklarda başlamakatadır. Barsak endokrin hücrelerinden salgılanan sekretin (safra tuzlarının salınımını, pankreastan HCO 3- salınımını sağlayarak yağların emülsifiye olmasına yardımcı) ve kolesistokinin, jejenum ve düedonumun alt bölgesinden salınır. Gastrik motiliteyi azaltır, pankreas ekzokrin hücrelerinden pankreatik enzimlerin salınımını sağlar. Safra asitleri; deterjen etkisi yaparak yüzey gerilimini azaltır emülsifikasyonu sağlarlar

56

57 Pankreatik Lipaz Triaçilgliserol 2-monoaçilgliserol + serbest yağ asidi Pankreatik Kolesterol Esteraz Kolesterol esterleri (kolesterol ester lipaz) Serbest yağ asidi Kolesterol + PankreatikFosfolipaz A2 Fosfolipidler Lizofosfolipid + serbest yağ asidi Lizofosfolipid Lizofosfolipaz Gliserilfosforil bazı + serbest yağ asidi

58 Yağ asitlerinin enterositlerden absorbsiyonu ; 1- Taşıyıcı proteinlerden bağımsız olarak diffüzyon yoluyla 2- Taşıyıcı proteinlere bağımlı olarak gerçekleşir Yağ asidi taşıyıcı protein (FATP), Yağ asidi taşıyıcı protein 4 (FATP4)

59

60 Absorbe olan lipidler enterositlerde yeniden sentezlenirler Serbest yağ asitleri Yağ asidi açil KoA sentaz yağ asidi açil KoA Açil Transferazlar 2-mono açilgliserol Triaçilgliserol yağ asidi açil KoA 2 Koenzim A Kolesterol Açil Transferazlar Kolesterol Esterleri Fosfolipidler Fosfolipidler

61