- hlavním použitím lipidů v organismech je jako stavební jednotka biomembrán
- lipidy se mohou použít i jako zdroje energie
- hydrolytické štěpení tuků zajišťují enzymy lipasy
- štěpením se získávají základní jednotky, glycerol a mastné kyseliny
$\beta$-Oxidace mastných kyselin
- probíhá v matrix mitochondrií
- krom energie také zajišťuje sekundárně vodu, což umožňuej přežití organismů v extrémních podmínkách
- prvním krokem je aktivace kyseliny navázaním na koenzym A
- vzniká acylkoenzym A
- spotřebuje se při tom jedna molekula ATP, která dvěma defosforylacemi přechází na AMP
- aktivovaná kyselina se potom dvakrát oxiduje na $\beta$-uhlíku
- do procesu vstupuje další molekula koenzymu A
- produktem je acetylkoenzym A a acylkoenzym A o dva uhlíky kratší než původní molekula
Produkty jednoho cyklu $\beta$-oxidace
- molekula acetylkoenzymu A, která dál pokračuje do citrátového cyklu
- molekula koenzymu FADH$_2$, která pokračuje do dýchacího řetězce
- molekula koenzymu NADH, která pokračuje do dýchacího řetězce
Energetická bilance $\beta$-oxidace palmitové kyseliny
- oxidační cyklus probíhá celkem 7-krát
- při první dehydrogenaci vzniká molekula $FADH_2$, která se reoxiduje v dýchacím řetězci
- všech sedm molekul dá vzniku 14 molekulám ATP
- při druhé dehydrogenaci vzniká molekula $NADH$, která se reoxiduje v dýchacím řetězci
- všech sedm molekul dá vzniku 21 molekulám ATP
- na závěr se tvoří acetylkoenzym A, který se oxiduje v citrátovém cyklu
- všech osm molekul dá vzniku 96 molekulám ATP
- při první dehydrogenaci vzniká molekula $FADH_2$, která se reoxiduje v dýchacím řetězci
- na aktivaci kyseliny se spotřebuje 1 molekula ATP
- energetická bilance je celkem 130 molekul ATP
Energetická bilance $\beta$-oxidace stearové kyseliny
- oxidační cyklus probíhá celkem 8-krát
- při první dehydrogenaci vzniká molekula $FADH_2$, která se reoxiduje v dýchacím řetězci
- všech osm molekul dá vzniku 16 molekulám ATP
- při druhé dehydrogenaci vzniká molekula $NADH$, která se reoxiduje v dýchacím řetězci
- všech osm molekul dá vzniku 24 molekulám ATP
- na závěr se tvoří acetylkoenzym A, který se oxiduje v citrátovém cyklu
- všech devět molekul dá vzniku 108 molekulám ATP
- při první dehydrogenaci vzniká molekula $FADH_2$, která se reoxiduje v dýchacím řetězci
- na aktivaci kyseliny se spotřebuje 1 molekula ATP
- energetická bilance je celkem 147 molekul ATP
Syntéza karboxylových kyselin
- probíhá v cytoplasmě
- kyseliny se tvoří z acetylkoenzymu A
- $\beta$-oxidace a syntéza nejsou opačné děje
- oba mají rozdílný mechanismus a probíhaí na různých místech
- zároveň se o ně stará jiný enzymatický systém
- $\beta$-oxidace a syntéza nejsou opačné děje
- je energeticky náročná a spotřebuje se několik molekul ATP a NADPH
- na syntézu palmitové kyseliny je to celkem 7 molekul ATP a 14 molekul NADPH
- vzniklé kyseliny se zabudují do membrán tukových tkání
- ukládají se jako rezerva
- z acetylkoenzymu A se tvoří i některé steroidní látky
- nejdůležitější je cholesterol
- buňky vyšších organismů nemají schopnost tvořit nenasycené mastné kyseliny
Vztah metabolismu lipidů a sacharidů
- lipidy i sacharidy se odbourávají na acetylkoenzym A
- vzniklý acetylkoenzym A může být dále metabolizován několika způsoby bez ohledu na původ
- pokud má organismus nedostatek energie, acetylkoenzym A vstupuje do citrátového cyklu a prudkty citrátového cyklu do dýchacího řetězce a tvoří se ATP
- pokud má organismus dostatek energie, přetváří se acetylkoenzym A na lipidy
- o dostatku nebo nedostatku energie rozhoduje sám organismus
- nejdříve probíhá glykogenolýza
- zásoby glykogenu se rychle spalují a v játrech se do několika hodin začnou štěpit lipidy
- zbytek glykogenu je rezervován pro nervovou tkáň, která musí být neustále zásobována glukózou
- štěpení stimuluje hormon adrenalin