Biochemie-8-1-lipidy 1
LIPIDY
Biochemie-8-1-lipidy 2
vyšší mastné
kyseliny + alkohol
 Strukturně a funkčně značně nesourodá skupin přirozených látek (rostlinného a živočišného
původu)
 Dobře rozpustné v organických rozpouštědlech metanol, aceton, chloroform, benzen
 Nerozpustné nebo částečně nerozpustné ve vodě
 ESTERY (AMIDY)
GLYCEROL, VYŠŠÍCH
ALKOHOLŮ,
SFINGOSINU
LIPIDY SLOŽENÍ
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commo
ns/thumb/2/20/Common_lipids_lmaps.png/102
Biochemie-8-1-lipidy 3
STRUKTURA A FUNKCE
 Lipidy jsou podobně jako sacharidy jedny ze základních složek živých
organismů. Jsou hojně rozšířeny jak u živočišné tak i v rostlinné říši. I když
jde o obsáhlou skupinu látek, zachovává jejich struktura určitá pravidla.
 Vždy obsahují VMK a alkohol, které jsou spolu vázány esterovou nebo
amidovou vazbou.
 Podle složení je dělíme na lipidy jednoduché, které obsahují pouze
alkohol a VMK, a na lipidy složené. Ty mohou navíc obsahovat složky
cukerné, pak jde o glykolipidy, nebo k. fosforečnou a dusíkaté hydroxysloučeniny,
pak jde o fosfolipidy.
 Co se týká funkce, slouží lipidy jako zdroj energie v potravinách i
jako její zásobárna v organismu v tukové tkáni. Tato tuková tkáň má
rovněž funkci ochranou, zaměřenou proti mechanickému poškození.
Lipidy, zejména složené, se podílejí na tvorbě biologických membrán a
na některých regulačních funkcích.
Biochemie-8-1-lipidy 4
4
Typy lipidů
Triacylglyceroly
Vosky
cermidy
fosfolipidy
sfingofosfolipidy
glycerofosfolipidy
steroidy
Prostanoidy
leukotrieny
JEDNODUCHÉ
SLOŽENÉ LIPIDY
glykosfingolipidy
fosfatidylglyceroly
Kyselé
neutrální
Biochemie-8-1-lipidy 5
Hydrolyzovatelné x nehydrolyzovatelné
http://people.uwplatt.edu/~sundin/354-
7/image/5471209i.gif
Biochemie-8-1-lipidy 6
http://people.uwplatt.edu/~sundin/354-
7/image/5471209j.gif
Biochemie-8-1-lipidy 7
•Nachází se hlavně v tukových tkáních, membránách, a dalších nepolárních
biologických strukturách
•Nepolární: hydrofóbní (“vody se bojící”) or lipofilní (“zbožňující tuk”)
•Polarní: hydrofilní (“vodu milující”) or lipofóbní (“nesnášející tuk”)
Struktura lipidů
Lipid (z řeckého: lipos, tuk): organická molekula biogenního původu, která je
nerozpustná ve vodě a rozpustná v nepolárních rozpouštědlech (CH2Cl2,
CH3CH2OCH2CH3 atd.)
Příklad: FOSFOLIPID
O
O
O
O
O P
O
O
OCH2CH2NH3
•Rozpustnost lipidů ovlivňují velké nepolární části
Biochemie-8-1-lipidy 8
Mastné kyseliny – vyšší mastné kyseliny
MK: alifatický nerozvětvená mono karboxylová kyselina
•Většinou SUDÝ počet C (biosyntéza), nejčastější 12- 20
•BIOLOGICKY NEJVÝZNAMĚJŠÍ 18 C – stearová, olejová a linolenová MK
• hlavní funkce – složky lipidů
• kategorizace podle výskytu C=C : NASYCENÉ (BEZ C=C) SAFA (saturate)
•NENASYCENÉ (1 nebo více C=C) MUFA, PUFA
NASYCENÉ
Laurová (12 C)
Myristová (14 C)
Palmitová (16 C)
Stearová (18 C)
Arachidová (20 C)
OH
O
OH
O
OH
O
OH
O
OH
O
struktura Bt [°C]
CH3(CH2)10COOH 44,2
CH3(CH2)12COOH 52
CH3(CH2)14COOH 63,1
CH3(CH2)16COOH 69,6
CH3(CH2)18COOH 75,4
Biochemie-8-1-lipidy 9
NENASYCENÉ MASTNÉ KYSELINY
•MUFA: 1 C=C
•PUFA: více než 1 C=C
•Cis C=C více častěji než trans C=C
OH
O
Olejová (C18)
OH
O
Linolová (C18)
OH
O
Linolenová (C18)
Důležité nenasycené MK
Arachidonová (C20)
OH
O
18:1 cisD9
18:2 cisD9,12
18:2 cisD9,12,15
20:4 cisD5,8,11,14
http://02.edu-
cdn.com/files/static/mcgrawhillprof/%209780071745901/A
LKENES_ALKYNES_AND_DIENES_GEOMETRIC_CI
S_TRANS_ISOMERISM_01.GIF
Biochemie-8-1-lipidy 10
20:5 cisD5,8,11,14,17 eikosapentaenoová kyselina (omega-3)
NENASYCENÉ MK
• = cis configurace
• sudý počet C
C
O
O
1
2
3
4



fatty acid with a cis-9
double bond
kyselina eikosapentaenová (zkráceně EPA) - esenciální pro člověka
kyselina dokosahexaenová (zkráceně DHA) - esenciální pro člověka
Některé polyenové mastné kyseliny snižují množství LDL v krvi a tak pomáhají snižovat hladinu
cholesterolu (hlavě omega-3 nenasycené mastné kyseliny).
http://www.fatsoflife.com/wp-
content/uploads/images/intro_tabl
e.gif
Biochemie-8-1-lipidy 11
Mastné kyseliny
nasycené
 palmitová 16
stearová 18
arachová 20
lignocerová 24
mononenasycené
 palmitoolejová 16:1, ∆ 9
 olejová 18:1, ∆ 9
polynenasycené
 linolová 18:2, D 9 ,12
trans MK 
aterosklerosa
srdeční onemocnění
zvýšení LDL cholesterol a
snížení HDL cholestrol
prozánětlivé
ω3 ω6
α-linolenová
C18:3 cis-Δ9, 12, 15
linolová
C18:2 cis-Δ9, 12
eikosapentaenová
EPA
C20:5 cis-Δ5,8,11,14,17
γ-linolenová
C18:3 cis-Δ6, 9,
12
dokosahexaenová
DHA
C22:6
arachidonová
C20:4 cis-
Δ5,8,11,14
Biochemie-8-1-lipidy 12
Nenasycené mastné kyseliny
 Oxidace – snadno polynenasycené MK
 Žluknutí tuků
 In vivo – lipoperoxidace (oxidční poškozené
strkuturních, lipoproteinů)
 Náchylné pro oxidace PUFA (3 a více)
Esenciální nenasycené mastné
kyseliny
- linolová
-linolenová
Biochemie-8-1-lipidy 13
FOSFOLIPIDY
 GLYCEROFORSF
OLIPIDY
 SFINGOLIPIDY
http://www.uic.edu/classes/bios/bios1
00/lectf03am/phospholipid02.jpg
Biochemie-8-1-lipidy 14
Fosfolipidy
• fosfatidylethanolaminy (kefaliny)
hojně např. v mozku a míše
• fosfatidylcholiny (lecithiny)
hojně např. v biomembránách, vaječném
žloutku, srdci, mozku, …
• fosfatidylseriny
hojně např. v mozku
CH
CH
2
H
2
C
R
1
-COO
R
2
-COO
O O
O
-
O
P RCH2-CH2-NH3
+
CH
CH
2
H
2
C
R
1
-COO
R
2
-COO
O O
O
-
O
P RCH2-CH2-N
CH3
CH3
-CH3
+
CH
CH
2
H
2
C
R
1
-COO
R
2
-COO
O O
O
-
O
P R-CH2-CH-COOH
│
NH2
Biochemie-8-1-lipidy 15
GLYCEROFOSFOLIPIDY
Glycerofosfolipidy (fosfoglyceridy), jsou
běžnou součástí buněčných membrán.
Mají glycerolovou páteř.
Hydroxyly na C1 & C2 jsou esterifikovány
mastnými kyselinami
C OHH
CH2OH
CH2OH
glycerol
Ester se tvoří
reakcí hydroxylu
s karboxylovou
skupinou; ztráta
vody.
Formation of an ester:
O O
R'OH + HO-C-R" R'-O-C-R'' + H2O
Biochemie-8-1-lipidy 16
Fosfolipid
Ve fosfolipidech:
 Mastné kyseliny esterifikují hydroxyly na C1 & C2
 C3 hydroxyl je esterifikován Pi.
O P O
O
O
H2C
CH
H2C
OCR1
O O C
O
R2
phosphatidate
Biochemie-8-1-lipidy 17
Ve většine fosfolipidů (fosfoglyceridů),
je Pi esterifikován přes OH skupinu polární skupinou
zbytku(X): např., serin, cholin, ethanolamin, glycerol, nebo
inositol.
2 mastné kyseliny nejsou totožné. Mohou se lišit v délce
a/nebo přítomnosti dvojných vazeb.
O P O
O
O
H2C
CH
H2C
OCR1
O O C
O
R2
X
glycerophospholipid
Biochemie-8-1-lipidy 18
Fosfatidylinositol, s inositolem jako polární skupinou, je
jedním z fosfolipidů
Navíc se jedná i o membránový lipid, fosfatidyl inositol
hraje roli v buněčné signalizaci.
O P
O
O
H2C
CH
H2C
OCR1
O O C
O
R2
OH
H
OH
H
H
OHH
OH
H
O
H OH
phosphatidyl-
inositol
Biochemie-8-1-lipidy 19
Fosfatidylcholin, s cholinem jako polární skupinou, je
dalším fosfolipidem.
Jedná se o běžný membránový lipid.
O P O
O
O
H2C
CH
H2C
OCR1
O O C
O
R2
CH2 CH2 N CH3
CH3
CH3
+
phosphatidylcholine
Biochemie-8-1-lipidy 20
polar
non-polar
"kink" due to
double bond
O P O
O
O
H2C
CH
H2C
OCR1
O O C
O
R2
X
glycerophospholipid
Každý fosfolipid zahrnuje:
 Polární oblast:
glycerol, kyrbonyl O
mastných kyselin, Pi, polární
skupinu (X)
 nepolární uhlovodíkový
řetězec mastných kyselin(R1,
R2).
Biochemie-8-1-lipidy 21
SFINGOLIPIDY
http://www.chem-is-try.org/wp-
content/uploads/2010/01/gambar-14.48-
291x300.jpg
Biochemie-8-1-lipidy 22
Sfingofosfolipidy
– obecná struktura vazba fosfátu
vazba cholinu
1
2
3
4
HO
NH2
OH
Vazba mastné kyseliny
sfingosin Sphinx of Thebes – sfinga z Théby
Význam: mezibuněčná
komunikace, antigenní
determinanty
Biochemie-8-1-lipidy 23
sfingosin
mastná kyselina
amid
NH
O
O
P
O
O
O CH2CH2 N
CH3
CH3
CH3
OH
fosfát
cholin
ester
ester
Sfingomyelin
Biochemie-8-1-lipidy 24
Sfingosin
• základní stavební kámen
• 18C, nenasycený aminoalkohol
• vznik: ER
• (16C) palmitoyl-CoA + serin
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/c
ommons/thumb/f/f7/Sphingolipid_de.sv
g/300px-Sphingolipid_de.svg.png
Biochemie-8-1-lipidy 25
Ceramid
• amid: sfingosin + MK
(C > 20, k. lignocerová, cerebronová, nervonová)
• v kůži: váže vodu (kosmetika)
• membrány
• součást sfingomyelinů a glykolipidů
• role při apoptóze
amidová vazba
MK
Biochemie-8-1-lipidy 26
Sfingomyeliny
sfingomyelin + DAGceramid
složení: sfingosin + MK + k. fosforečná + cholin
analog fosfatidylcholinu: místo glycerolu sfingosin
myelinové pochvy nervových vláken
roztroušená skleróza
vadný metabolismus sfingomyelinu
Niemanova-Pickova choroba
hromadění sfingomyelinu v játrech a slezině
chybí sfingomyelinasa
fosfatidylcholin
Biochemie-8-1-lipidy 27
Glykolipidy ceramid-OH
cerebrosidy
v podstatě mezistupeň gangliosidů
gangliosidy
významná role v imunitních pochodech
sulfatidy = sulfáty glykosylceramidů
15 % lipidů bílé hmoty mozku
globosidy
např. laktosylceramid
gangliosid
cerebrosid
sulfatid
PAPS
UDP-deriváty
UDP-glc
UDP-gal
CDP-N-acetyl
neuraminát
UDP-deriváty
monosacharidů
Biochemie-8-1-lipidy 28
Biochemie-8-1-lipidy 29
Metabolismus lipidů
metabolismus TAG a MK
100 g/den
zdroj energie
metabolismus
strukturních lipidů
2 g/den
Oproti sacharidům a většině AK, jsou lipidy (především TAG, MK, esterifikovaný
cholesterol) hydrofobní (nepolární). Avšak prostředí, ve kterém probíhá
metabolismus živin v našem těle je vyplněno vodou, která je polární. Proto se v těle
nacházejí přirozené tenzidy, které umožňují příjem, transport a metabolismus
lipidů.
30
Triacylglyceroly (TG)-90%
Fosfolipidy (PL)
Cholesterolestery (CHE)
Glykolipidy (GL)
Lipofilní vitaminy (LV)
Primární produkty:
volné MK
2-monoacylglyceroly
lysofosfolipidy
cholesterol
lipofilní vitaminy
Pankreatické lipasy
+ kolipasaŽlučové kyseliny
Lingvální a
žaludeční lipasa
Resorpce do enterocytů
ve formě směsných micel
(částice < 20 nm)
Trávení lipidů
31
CH2
CH
O C
O
CH2
OC
O
O
C
O
Štěpení lipidů ve střevě pankreatickými
enzymy
• Pankreatická lipasa
Triacylglycerol  2-monoacylglycerol + 2 MK
< 1/4 TG
triacylglycerol  glycerol + MK
Preparát Orlistat – antiobezitikum, inhibuje lipasy trávícího traktu, snižuje resorpci asi 30% tuku z potravy
Biochemie-8-1-lipidy 32
Lipidy jsou hydrofobní
triacylglyceroly
volné mastné kyseliny
esterifikovaný cholesterol
Jejich transport a metabolismus se odehrává s pomocí
různých přirozených tenzidů.
První problém s tím, že jsou lipidy nepolární a vnitřní prostředí našeho těla polární,
nastává v tenkém střevě. Řešením problému je tvorba směsných micel, kterou zajišťují
tenzidy tenkého střeva jako žlučové kyseliny, fosfolipidy, soli volných MK (mýdla) a
2-acylglyceroly. Nepolární části lipidů se „schovají“ mezi polární tenzidy a v tomto
„polárním obalu“ je možné je transportovat do buněk střevní sliznice.
NOVÁK, Jan. Biochemie I. Brno: Muni,
2009, Metabolismus lipidů s. 2
Biochemie-8-1-lipidy 33
Tenké střevo
• tvorba směsných micel
• jako tenzidy působí žlučové kyseliny, fosfolipidy,
soli volných MK (= mýdla), 2-acylglyceroly
Vstřebávání lipidů
První problém s tím, že jsou lipidy nepolární a vnitřní prostředí našeho těla polární, nastává v tenkém střevě.
Řešením problému je tvorba směsných micel, kterou zajišťují tenzidy tenkého střeva jako žlučové kyseliny,
fosfolipidy, soli volných MK (mýdla) a 2-acylglyceroly. Nepolární části lipidů se „schovají“ mezi polární tenzidy
a v tomto „polárním obalu“ je možné je transportovat do buněk střevní sliznice.
Biochemie-8-1-lipidy 34
Přirozené tenzidy při vstřebávání tuků
Vytvářejí micelu, která vstupuje do enterocytu
Tenzid Typ Původ
Žlučové kyseliny
2-Acylglycerol
Anionty MK
Fosfolipidy
aniontový
neiontový
aniontový
amfoterní
z cholesterolu v játrech
hydrolýza TAG ve střevu
hydrolýza TAG ve střevu
potrava
35
Resorpce lipidů buňkami střevní sliznice
(hlavně v jejunu, žlučové kyseliny až v ileu)
Směsné micely
Kartáčový lem Epitelové buňky
Průměr < 20 nm
Pasivní difuze monoacylglycerolů a MK
36
TG
chylomikron
PL
AK    apoprotein B-48
(apoprotein A-I)
Portální žíla
Lymfatické
cévy
MK s krátkým
řetězcem
glycerol
CHE
Transport lipidů z buněk střevní sliznice
Lipofilní vitaminy
Biochemie-8-1-lipidy 38
Krevní plazma
• transport triacylglycerolů ve formě lipoproteinů
• mastné kyseliny ve vazbě na albumin.
Biochemie-8-1-lipidy 39
Lipoproteiny jsou transportní formou
nepolárních lipidů v krvi
Podrobněji se zaměříme na
lipoproteiny, o kterých můžeme
říci, že jsou jakousi „transportní
formou“ jinak nepolárních
lipidů v krvi.
Lipoprotein se skládá z
jádra a obalu. V jádře
můžeme najít přenášené
lipidy (TAG, estery
cholesterolu), obal je
tvořen z fosfolipidů,
cholesterolu a různých
proteinů (integrálních i
periferních). Velikost
lipoproteinu u většiny typů
nepřesahuje velikost koloidní
částice (tedy hranici 500 μm),
pouze jeden typ (chylomikrony)
má větší průměr než 500 μm.
http://1.bp.blogspot.com/_fS2Wvz7uG
Bo/SxyYjpj0ApI/AAAAAAAAALI/fy
of6TlCCnY/s400/lipoprotein+structure
Biochemie-8-1-lipidy 40
NOVÁK, Jan. Biochemie I. Brno: Muni,
2009, Metabolismus lipidů s. 3
Biochemie-8-1-lipidy 41
Typy lipoproteinů
VLDL
LDL
Chylomikron
CM
HDL
TG
Proteiny
CH
PL
Hustota lipoproteinu je dána jeho složením. Zaměříme-li se na 4 základní stavební složky lipoproteinu (TAG –
triacylgylcetroly, CH – cholesterol, PL – fosfolipidy, P – proteiny), lze procentuální zastoupení těchto složek
vyjádřit následujícími grafy.
NOVÁK, Jan. Biochemie
I. Brno: Muni, 2009,
Metabolismus lipidů s. 4
Biochemie-8-1-lipidy 42
Metabolismus triacylglycerolů
CH2 O
CH2 O
CHOC
C
C R
O
O
O R
R
1. Hydrolytické odštěpování mastných kyselin
2. Metabolismus mastných kyselin a glycerolu
Nejčastěji v potravě přijímáme triacylglyceroly, což jsou estery glycerolu a mastných kyselin. Jejich
metabolismus začíná hydrolýzou na glycerol a MK. Glycerol a MK pak procházejí zcela odlišnými
metabolickými drahami.
Rozklad TAG na glycerol a MK katalyzují enzymy zvané lipasy (enzymy ze skupiny hydroláz), které štěpí
esterovou vazbu mezi glycerolem a řetězcem MK.
Biochemie-8-1-lipidy 43
CH2 O
CH2 O
CHOC
C
C R
O
O
O R
R
Lipasy katalyzují hydrolýzu triacylglycerolů
Štěpí esterovou vazbu mezi glycerolem a MK
Biochemie-8-1-lipidy 44
Lipasy
Extracelulární Intracelulární
• pankreatická
lipasa
(tenké střevo)
• lipoproteinová
lipasa
(krev)
• jaterní lipasa (na
povrchu sinusoidů)
• hormonálně senzitivní
(adipocytární)
(tukové buňky)
• kyselá lipasa (lyzosomy)
Biochemie-8-1-lipidy 45
(+ kolipasa)
• působí v tenkém střevě, štěpí tuky přijaté potravou
triacylglycerol  2-monoacylglycerol + 2 MK
CH2O-CO-R
R-CO-OCH
CH2O-CO-R
Pankreatická lipasa
Biochemie-8-1-lipidy 46
Účinek pankreatické lipasy
CH2
CH
O C
O
CH2
OC
O
O
C
O
2 H2O
CH2
CH
OH
CH2 OH
OC
O
HOOC2
Biochemie-8-1-lipidy 47
Lipoproteinová lipasa
• působí na chylomikrony a VLDL v krvi
• štěpí triacylglyceroly v nich obsažené
triacylglycerol  glycerol + 3 MK
CH2O-CO-R
R-CO-OCH
CH2O-CO-R
Biochemie-8-1-lipidy 48
Adipocytární lipasa
(hormon senzitivní)
• působí v tukových buňkách
• závisí na působení hormonů
(glukagon -klidové hladovění, adrenalin,
noradrenalin-stres)
• uvolňuje mastné kyseliny do krve
triacylglycerol  glycerol + 3 MK
Biochemie-8-1-lipidy 49
Transport mastných kyselin v ECT
MK v krvi - vazba na albumin
(1 mmol/l, poločas 2 min)
Uvolnění z TAG v ECT
(CM, VLDL)
Uvolnění z TAG v adipocytech
působením hormonsenzitivní lipasy
(hormonální regulace)
NOVÁK, Jan. Biochemie I. Brno: Muni,
2009, Metabolismus lipidů s. 6
Biochemie-8-1-lipidy 50
• speciální membránové proteiny usnadňují transport MK do
buněk
• v buňkách transport pomocí FABP (fatty acid binding protein)
• přes mitochondriální membránu pomocí karnitinu
Transport mastných kyselin v buňkách
Biochemie-8-1-lipidy 51
-Oxidace mastných kyselin
• Význam: zisk energie
• Probíhá prakticky ve všech buňkách (ne v erc)
• Lokalizace: matrix mitochondrie
• Průběh: postupné odštěpování acetyl-CoA
Biochemie-8-1-lipidy 52
Pro transport MK do mitochondrie je
potřebný karnitin
MK s krátkým řetězcem karnitin nevyžadují
(2-hydroxy-3-karboxypropyl)trimethylamonium
N
CH3
CH3
CH2H3C CH CH2
OH
COOH
*
Biochemie-8-1-lipidy 53
MK je přenášena ve formě acylkarnitinu
esterová vazba
N
CH3
CH3
CH2H3C CH CH2
O
COOH
O
C
Biochemie-8-1-lipidy 54
Zdroje a potřeba karnitinu
Protein-CH2CH2CH2CH2NH3 protein-CH2CH2CH2CH2N(CH3)3
postranní zbytek lysinu
proteolýza
trimethyllysin
karnitin
SAM
Příjem potravou: cca 100 mg/den (živočišné zdroje:
maso, mléko. Je obsažen i v rostlinných zdrojích.)
Játra, mozek, ledviny
Transport krví
Syntéza v organismu
+ +
Biochemie-8-1-lipidy 55
Nedostatek karnitinu
• vrozená porucha transportu karnitinu
• při některých onemocněních (zejména orgánů, které jej
syntetizují)
• při velkých ztrátách (průjmy, hemodialýza, popáleniny…)
• inhibice transportu do buňky některými léky (doxorubicin,
cis-platina, lidokain …….
• snížená biosyntéza (malnutrice)
Suplementace karnitinu při těchto poruchách je nutná.
Biochemie-8-1-lipidy 56
Důsledky nedostatku karnitinu
•Nedostatek v játrech: hypoketotická hypoglykemie při hladovění
při hladovění je potřebná -oxidace pro produkci
acetyl-CoA pro ketogenezi a produkci ATP pro
glukoneogenzi
•Nedostatek ve svalu – svalová slabost až křeče při zatížení
Biochemie-8-1-lipidy 57
O významu zvýšeného příjmu karnitinu zejména pro
sportovce se vedou četné spory. Přestože mnohá zjištění o
funkci a dynamice karnitinu v organismu nasvědčují
prospěšnosti zvýšeného příjmu tohoto doplňku v potravě
zejména při nadměrné fyzické zátěži, žádný přesvědčivý a
seriózní důkaz pro tento předpoklad doposud podán nebyl.
Karnitin z potravy je málo absorbován, střevní bakterie jej
metabolizují za vzniku trimethylaminu.
Karnitin jako potravní doplněk ?
Podávat je možno pouze L-karnitin, D-karnitin, resp.
racemát je oficiálně zakázán
Biochemie-8-1-lipidy 58
Cytoplazma
Aktivace MK před vazbou na karnitin
R C
O
OH
+ HS CoA C
O
S CoA
R
ATP AMP + 2Pi
Ztráta energie
ekvivalentní
2ATP
Biochemie-8-1-lipidy 59
Vznik acyl-karnitinu
karnitinacyltransferasa
CH2
CHCH2
N
OH
COOH(CH3)3
+
+
C
O
S CoA
H3C
CH2
CH
O
C
CH2
N COOH(CH3)3
+
O
CH3
+ CoASH
Probíhá v mezimembránovém
prostoru mitochondrie
Biochemie-8-1-lipidy 60
Transport mastné kyseliny do mitochondrie
dvě formy karnitinacyltransferasy
RCO-S-CoA
CoA-SH
RCO-S-CoA
mezimembránový prostor vnitřní mitoch. membrána matrix
Karnitin/acylkarnitin
výměník
Cn-OH
RCO-OCn
Cn-OH
RCO-OCn CoA-SH
Biochemie-8-1-lipidy 61
NOVÁK, Jan. Biochemie I. Brno:
Muni, 2009, Metabolismus lipidů s. 7
Biochemie-8-1-lipidy 62
-Oxidace mastných kyselin
 hlavní cesta odbourání MK
 do reakce vstupuje acyl-CoA
 oxiduje se -uhlík (C-3)
 obecný mechanismus – opakování čtyř reakcí:
dehydrogenace  hydratace 
dehydrogenace  odštěpení acetyl-CoA
Biochemie-8-1-lipidy 63
(1) Dehydrogenace acylu
R CH2 CH2 CH2 C
S
O
CoA
nasycený acyl-CoA

-II-II
FAD
FADH2
R CH2 CH CH C
S
O
CoA
-I -I
,-nenasycený acyl-CoA
konfigurace trans
Biochemie-8-1-lipidy 64
(2) Hydratace dvojné vazby
-II
R CH2 CH CH C
S
O
CoA
-I -I
,-nenasycený acyl-CoA
H2O
R CH2 CH CH2 C
S
O
CoAOH
0
-hydroxyacyl-CoA
Hydratace není redoxní reakce, jeden C se zredukoval,
druhý C oxidoval, ale součet oxid. čísel je stejný
Biochemie-8-1-lipidy 65
(3) Dehydrogenace hydroxyacylu
-II
-II
R CH2 CH CH2 C
S
O
CoAOH
0
-hydroxyacyl-CoA
NAD
+
NADH H
+
R CH2 C CH2 C
S
O
CoAO
-oxoacyl-CoA
II
+
Biochemie-8-1-lipidy 66
(4) Thiolýza oxoacylu a odštěpení acetyl-CoA
R CH2 C
O
CH2 C
S
O
CoA
CoAS
H
C
S
O
CoA
H3CCH2 C
S
O
CoA
R
acyl-CoA
(o dva C kratší)
acetyl-CoA
CC
thiolasa
Biochemie-8-1-lipidy 67
Celkový průběh
-oxidace
• 1.dehydrogenace
(FAD)
• 2.hydratace
• 3 dehydrogenace
(NAD+)
• 4 přenos acylu na
CoASH
Oxidasa MK
acyl-CoA
dehydrogenasa
2-enoyl-CoA
hydratasa
3-hydroxyacyl-CoA
dehydrogenasa
thiolasa
http://classes.kumc.edu/som/cellbiology
/processes/atp/images/nr39.jpg
Biochemie-8-1-lipidy 68
Acyl-CoA dehydrogenasy
3 hlavní typy
pro MK s krátkým
středním
dlouhým řetězcem
Deficit dehydrogenasy pro MK se středním řetězcem
vrozená porucha – intolerance k delšímu hladovění,
spojená s hypoglykemickým komatem (rozšířena v
sverozápadní Evropě - až 90% populace)
Biochemie-8-1-lipidy 69
Energetický výtěžek oxidace
palmitoyl-CoA (16 C)
Palmitoyl-CoA + 7 FAD + 7 NAD+ + 7 H2O + 7 CoA
8 acetyl-CoA + 7 FADH2 + 7 NADH + 7 H+
8 x 12 ATP = 96 ATP 14 ATP 21 ATP
Celkem 131 – 2 = 129 ATP / palmitát
Ekvivalent 2
ATP se
spotřeboval
při vzniku
acylCoA
Biochemie-8-1-lipidy 70
Srovnání energetického výtěžku -oxidace a
glykolýzy:
Zisk ATP z glukosy (6C) 38 ATP
na 1 C glukosy 38/6 = 6,3 ATP
z MK (16C) 129 ATP
na 1 C MK 129/16 = 8,1 ATP
Na 1 C z MK se v průměru získá 1,3 x
více ATP Proč ?
Biochemie-8-1-lipidy 71
Oxidace nenasycených MK
kys. olejová: cis 9-C18
cis 7-C16
cis 5-C14
cis 3-C12
trans 2-C12
isomerasa
ztráta FADH2
shodný průběh s -oxidací
Biochemie-8-1-lipidy 72
Polynenasycené MK
kys. linolová: 9,12-C18
2-C8 cis
další enzymy umožňují kompletní oxidaci
Biochemie-8-1-lipidy 73
MK s lichým počtem C poskytují propionyl
propionyl-CoA
CO2 + H2O
racemasa
D-methylmalonyl-CoA
L-methylmalonyl-CoA
sukcinyl-CoA
CH3CH2CO -S-CoA
ATP ADP
biotin
CH
COO-
CO-S-CoA
CH3
C H
COO-
CO-S-CoA
CH3CH2-CH2
COO-
CO-S-CoA
B12
vzniká i
metabolismem
některých AK
Biochemie-8-1-lipidy 74
-oxidace MK je významným zdrojem energie
Kdy probíhá ?
Jestliže buňka potřebuje energii
a nemá dost glukosy
-oxidace probíhá v postresorpční fázi a při
hladovění zejména ve svalech, myokardu a v
játrech
Biochemie-8-1-lipidy 75
Lipidy v postresorpční fázi (glukagon)
játra
Acetyl-CoA
sval
MK
tuková tkáň
MK + glycerol-P
TAG
MK-albumin
Acetyl-CoA
účinek glukagonu
Biochemie-8-1-lipidy 76
NOVÁK, Jan. Biochemie I. Brno: Muni,
2009, Metabolismus lipidů s. 13
Biochemie-8-1-lipidy 77
Lipidy v postresorpční fázi
• V tukové tkáni nastává lipolýza
(hormon senzitivní lipasa)
• MK jsou transportovány v ECT ve vazbě na
albumin
• MK jsou zdrojem energie pro svaly a myokard
Biochemie-8-1-lipidy 78
Ketolátky
Acetacetát, 3-hydroxybutyrát - metabolicky využitelné
aceton - odpadní produkt
• produkovány játry
• přechází do krve
• jsou zpracovány extrahepatálními tkáněmi
• hladina se zvyšuje při hladovění, diabetu
• poměr glukagon/inzulin >>> 1
Biochemie-8-1-lipidy 79
Jsou metabolizovány extrahepatálně za zisku energie 
Zvýšená mobilizace MK z tukové tkáně  transport do jater
 zvýšená produkce acetyl-CoA -oxidací
 kapacita citrátového cyklu převýšena (nedostatek oxalacetátu)
 syntéza ketolátek
Příčiny vzniku ketolátek
Jejich zvýšená produkce spojena s ketoacidózou 
Dvě ketolátky jsou středně silné kyseliny
Biochemie-8-1-lipidy 80
Vzájemný vztah ketolátek
H3C C CH3
O
H3C CH CH2 C
O
OH
OH
H3C C CH2
O
C
O
O H
- CO2
- 2H
+ 2H
-hydroxymáselná kyselina acetoctová kyselina aceton
Kyselina pKA
Acetoctová
-Hydroxymáselná
3,52
4,70
Biochemie-8-1-lipidy 81
Syntéza
ketolátek
matrix mitochondrie
jaterní buňky
transport krví do
extrahepatálních tkání
http://dl1.cuni.cz/pluginfile.php/241144
/mod_page/content/4/ketola%CC%81tk
y-schema.jpg
Biochemie-8-1-lipidy 82
• v krvi je vždy stopová koncentrace ketolátek
• jejich produkce stoupá při hladovění nebo při
nekompenzovaném diabetu
• nevyužitý acetyl-CoA z odbourání MK v játrech je
využit pro zisk energie v extrahepatálních tkáních
• „ketolátky jsou rozpustné tuky“
Tvorba ketolátek
Biochemie-8-1-lipidy 83
Ketolátky jako zdroj energie
v extrahepatálních tkáních
H3C C CH2
O
COOH
sukcinyl-CoA sukcinát
H3C C CH2
O
C
SCoA
O
S
H
CoA
C
SCoA
O
H3C2
CC
Energie
acetoacetát
acetoacetyl-CoA
Biochemie-8-1-lipidy 84
NOVÁK, Jan. Biochemie
I. Brno: Muni, 2009,
Metabolismus lipidů s. 14
Biochemie-8-1-lipidy 85
85
Příčiny vzniku a utilizace ketolátek
játra
Acetyl-CoA
ketolátky ketolátky v krvi
CNS
CO2
sval
MK
tuková tkáň
MK + glycerol-P
TAG
MK-albumin
Acetyl-CoAnedostatek oxaloacetátu