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FETTE - BIOCHEMIE Biochemisches Praktikum 7. Oktober 2010. Dozent: Prof. Jauch Bearbeitet von Simone Culmann 1 ÜBERSICHT 1. 2. 3. 4. 5. Fette im Allgemeinen Die Verdauung der Nahrungsfett Abbau der Fette Fettsäuresynthese Literaturverzeichnis 2 FETTE IM ALLGEMEINEN hohen Energiegehalt Fettanteil: Essentielle Fettsäuren müssen mit der Nahrung aufgenommen werden. Wichtige Fettsäuren: 21% 22% Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Ölsäure, Limolsäure, Limolensäure, Arachidonsäure Ungesättigte Fettsäuren: Aufbau von Biomembranen Synthese von körpereigenen Botenstoffen 3 DIE VERDAUUNG DER NAHRUNGSFETTE 1. 2. Magen: Zungengrundlipase Im Duodenum u. Oberen Jejunum: Pankreas-Lipase Emulsion und Spaltung von Triglyzeride 3. Dünndarm: Gallensalze Absorption in den Dünndarm 4 Abbau der Fette Hydrolyse Aktivierung Transport ß-Oxidation 1. 2. 3. 4. Vorstufen Oxidation Hydrolyse Oxidation Thiolyse 5 Hydrolyse Triacylglycerin Cytosol Glycerin Hydrolyse Fettsäure 6 Aktivierung Fettsäure ATP PPi Fettsäure - AMP Aktivierung CoA-SH AMP Acyl -CoA 7 Acyl -CoA Carnitin CoA-SH Acyl -Carnitin Antiporter Innere mitochondriale Membran Transport Transport Acyl-CoA Carnitin Matrix CoA-SH Carnitin -CoA β-Oxidation Acylcarnitin AcylcarnitinTransferase II Acylcarnitin Translokase IMR Acyl CoA Carnitin AcylcarnitinTransferase I Acyl-CoA CoA Acylcarnitin 8 β-OXIDATION I Acyl Dehydrogenase -CoA FAD FADH2 Oxidation Trans – Δ2-Enoyl-CoA Hydratase H20 Hydratisierung Atmungskette 3-Hydroxyacyl-CoA Dehydrogenase Zwei CAtome kürzer Acyl Oxidation NAD+ NADH + H+ Ketoacyl-CoA Thiolase -CoA CoA-SH Acetyl Thiolyse -CoA Citratzyklus CO2+ H20 9 β-OXIDATION II FAD FADH2 O O R R CoA S CoA S Acyl-CoA Trans-Δ2-Enoyl-CoA OH + H2O O R R CoA S Trans-Δ2-Enoyl-CoA O - H2O CoA S 3-L-Hydroxyacyl-CoA 10 β-OXIDATION III Oxidation: OH NADH NAD+ + H+ O R O O R CoA CoA S S 3-L-Hydroxyacyl-CoA 3-Ketoacyl-CoA Thiolyse: O +CoA-SH O R CoA S 3-Ketoacyl-CoA O O R CoA S Acyl-CoA CoA CH3 S Acetyl-CoA 11 β-OXIDATION IV H _ Co-S-H _ O O O CH2 S-CoA O S-CoA S-Co-A 3-Ketoacyl-CoA O O H S-Co-A Fettsäurerest n-2 Acyl-CoA + H C S-CoA H Acetyl-CoA 12 Varianten der β-OXIDATION 1. ungesättigte Fettsäuren Isomerase 3 a. cis Δ - Enoyl-CoA trans- Δ2 Enoyl-CoA Reduktase b. 2,4 Dienoyl-CoA 2. Isomerase cis- Δ3 Enoyl -CoA Siehe a. Carbonsäuren mit ungerader C-Atom-Zahl Carboxylierung , Isomerisierung Propionyl-CoA Succinyl-CoA 13 FETTSÄURE-SYNTHESE Transport Geschwindigkeitsbestimmender Schritt Fettsäuresynthese 1. 2. 3. 4. Kondensation 1. Reduktion Wasserabspaltung 2. Reduktion 14 TRANSPORT ADP + P + H i 2 Oxalacetat CO2+ ATP+ H2O Pyruvat Citrat Mitochondrien Cytosol Pyruvat Citrat ATP + CoA + H20 CO2 + NADPH NADP+ Malat NAD+ Oxalacetat NADH+H+ ADP + Pi Acetyl-CoA Fettsäuresynthese 15 GESCHWINDIGKEITSBESTIMMENDER SCHRITT Acetyl-CoA + HCO3Carboxylase ATP Carboxylierung ADP + Pi Malonyl-CoA+ + H 16 FETTSÄURE-SYNTHESE I Acetyl-ACP + Malonyl-ACP Synthase 1. Schritt CO2 + ACP Kondensation Acetoacetyl-ACP (C4) 2. Schritt NADPH NADP+ Reduktase 1. Reduktion 3-Hydroxybutyl-ACP (C4) 3. Schritt 4. Schritt C16 Palmitinsäure Dehydratase Wasserabspaltung H2O Crotonyl-ACP (C4) NADPH NADP+ Reduktase 2. Reduktion Butyryl-ACP (C4) 17 FETTSÄURE-SYNTHESE I ACP= Acyl- Carrier Protein H HS CH2 CH2 N CH3 H C CH2 CH2 N O C C O CH3 O CH2 O P O O CH2 Ser ACP _ Phosphopantetheingruppe 18 FETTSÄURE-SYNTHESE II Kondensation: CH3 O _ O C O Acetyl-ACP C S + O CH2 C ACP S CH3 C C NADPH C Acetoacetyl-ACP (C4) ACP S NADP+ O H O CH2 C CH2 Acetoacetyl-ACP (C4) Malonyl-ACP O O O ACP 1. Reduktion CH3 CO2 + ACP S ACP CH3 C CH2 C S ACP OH 3-Hydroxybutyl-ACP (C4) 19 FETTSÄURE-SYNTHESE III Wasserabspaltung: CH3 C CH2 OH H2O O H C S H O ACP 3-Hydroxybutyl-ACP 2. Reduktion: C CH3 CH CH3 C S ACP Crotonyl-ACP NADPH NADP+ O H H C O CH C S ACP Crotonyl-ACP CH3 C H CH2 C S ACP Butyryl-ACP 20 FETTSÄURE-SYNTHESE Kondensation + C2 Einheit 1. Reduktion Wasserabspaltung 2. Reduktion Palmitinsäure C16 21 Vielen Dank für eure Aufmerksamkeit 22 LITERATURVERZEICHNIS Breuer, Hanz: dtv-Atlas zur Chemie. Organische Chemie und Kunststoffe, München 6.,ergänzende Auflage 1994, Bd.2. Bruice, Paula Y.: Organische Chemie, München u.a 5., aktuallisierte Aufl. 2007 Despopoulos S. und S. Silbernagel: Taschenatlas der Physiologie Stuttgart 2. überarb. Und erw. Aufl 1983. Doenecke, Detlef u.a.: Karlsons Biochemie und Pathobiochemie. Stuttgart 15. komplett überarb. und neugestaltete Aufl. 2005. Galuschka, Antje: Biochmie für Ahnungslose. Eine Einstiegshilfe für Studierende Stuttgart 2009. Karlson, Peter: Kurzes Lehrbuch der Biochemie. Für Mediziner und Naturwissenschaftler, Stuttgart 12. völlig nue bearb. Aufl. 1984. Kohlmann, Jan und Klaus-Heinrich Röhm: Taschenatlas Biochemie des Menschen Stuttgart 42009. Leistner, Eckhard und Sigmar w. Breckle: Pharmazeutische Biologie kompakt,. Stuttgart 7. völlig neu bearb. u. erw. Aufl 2008. Linnemann, Markus und Michael Kühl: Biochemie für Medinziner. Ein Lern- und Arbetisbuch mit klinischem Bezug Berlin, Heidelberg 7. neu bearb. u. erw. Aufl. 2005. Müller-Esterl, Werner: Biochemie. Eine Einführung für Mediziner und Naturwissenschaftler, Heidelberg 2009. Vogel, Günter und Hartmut Angermann: dtv-Atlas zur Biologie. Tafeln und Teste, München 141980 23