Lipogenez yağ asitleri uzun zincirli diyet fazla tüketilen karbonhidrat sentez edilmesi için olan temel metabolik yoldur. Bu yağ asitleri, gliserol moleküllerine esterleştirilmeleri yoluyla trigliseritlere dahil edilebilir.
Normal koşullar altında, lipogenez karaciğerde ve yağ dokusunda meydana gelir ve kan serumunda trigliserid homeostazının korunmasına ana katkıda bulunanlardan biri olarak kabul edilir.
İnsan yağ asidi sentazının (FASN) yapısı (Kaynak: Wikimedia Commons
aracılığıyla Emw
)
Trigliseridler vücudun ana enerji deposu olup, içerdiği enerji, lipoliz denilen ve lipojenezin aksine gliserol ve yağ asidi moleküllerinin ayrılıp kan dolaşımına salınmasından oluşan bir süreç sayesinde çıkarılır.
Salınan gliserol, glukoneojenik yol için bir substrat görevi görür ve yağ asitleri, serum albümini ile kompleks oluşturulmuş diğer bölmelere taşınabilir.
Bu yağ asitleri beyin ve eritrositler dışında hemen hemen tüm dokular tarafından alınır, daha sonra yeniden triasilgliserollere esterleştirilerek yakıt olarak okside olur veya enerji rezervi olarak depolanır.
Fazla kalorilerin depolanması ve yağ dokusunun hem fazla alınan lipidleri hem de endojen olarak sentezlenenleri barındıracak şekilde genişlemesi gerektiğinden, yüksek yağlı diyetler obezitenin ana nedenidir.
Özellikler ve işlevler
İnsan vücudunda, örneğin, yağ asitleri ya asetil-CoA'dan biyosentetik işlemlerden ya da yağların ve zar fosfolipidlerinin hidrolitik işlemesinin bir ürünü olarak ortaya çıkar.
Pek çok memeli, bazı yağ asitlerini sentezleyemez, bu da diyetlerinin bu temel bileşenlerini oluşturur.
Lipojenezin ana işlevi, vücudun ihtiyaç duyduğundan daha fazla miktarda karbonhidrat tüketirken, hatta glikojenin hepatik depolama kapasitelerini aşarak meydana gelen enerjinin yağlar (lipitler) şeklinde depolanmasıyla ilgilidir.
Bu yolla sentezlenen lipidler, vücuttaki ana lipid depolama yeri olan beyaz yağ dokusunda depolanır.
Lipogenez vücudun tüm hücrelerinde meydana gelir, ancak yağ dokuları ve karaciğer ana sentez bölgeleridir. Bu yol hücre sitoplazmasında meydana gelirken, yağ asidi oksidasyonu mitokondriyal bölmelerde meydana gelir.
Lipojenez ve müteakip trigliserid sentezini, kan dolaşımına girebilen VLDL (Çok Düşük Yoğunluklu Lipoprotein) parçacıkları olarak bilinen çok düşük yoğunluklu lipoprotein parçacıklarının sentezi ve salgılanması izler.
Hem VLDL partikülleri hem de trigliseridler, enerji salımı veya depolanması için özellikle kas ve yağ dokularında olmak üzere karaciğer dışı dokuların kılcal damarlarında hidrolize edilebilir.
Tepkiler
Karbonhidratlarda bulunan glikozdan yağ asitlerine karbon atomlarının akışı, lipogenez tarafından modüle edilir ve mükemmel şekilde koordine edilmiş bir dizi enzimatik reaksiyon içerir.
1-Hücrelerin sitozolündeki glikolitik yol, sitratın üretildiği mitokondride Krebs döngüsüne girebilen asetil-CoA'ya dönüştürülen piruvat üretmek için kan dolaşımından giren glikozun işlenmesinden sorumludur. .
2-Lipojenik yolun ilk adımı, mitokondriyi terk eden sitratın ATP-sitrat liyaz (ACLY) olarak bilinen bir enzimin etkisiyle asetil-CoA'ya dönüştürülmesinden oluşur.
3-Elde edilen asetil-CoA, bir asetil-CoA karboksilaz (ACACA) ile katalize edilen bir reaksiyon olan malonil-CoA oluşturmak için karboksilatlanır.
4-Üçüncü reaksiyon, tüm yolun sınırlayıcı adımını, yani en yavaş reaksiyonu uygulayan ve malonil-CoA'nın bir yağ asidi sentaz (FAS) enzimi ile palmitata dönüştürülmesinden oluşan reaksiyondur.
5-Diğer aşağı akış reaksiyonları, palmitatın diğer daha karmaşık yağ asitlerine dönüştürülmesine yardımcı olur, ancak palmitat de novo lipogenezin ana ürünüdür.
Yağ asidi sentezi
Memelilerde yağ asitlerinin sentezi, sitozolde palmitatı (doymuş 16 karbonlu bir yağ asidi) sentezleyen çok işlevli ve multimerik bir kompleks olan yağ asidi sentaz kompleksi (FAS) ile başlar. Bu reaksiyon için, daha önce belirtildiği gibi, karbon vericisi olarak malonil-CoA ve kofaktör olarak NADPH kullanır.
FAS homodimer alt birimleri, bir seferde iki karbon atomu olan yağ asitlerinin sentezini ve uzamasını katalize eder. Bu alt birimlerin altı farklı enzimatik aktivitesi vardır: asetil transferaz, B-ketoasil sentaz, malonil transferaz, B-ketoasil redüktaz, B-hidroksiasil dehidrataz ve enoil redüktaz.
Çok uzun zincirli yağ asidi uzama proteinleri (Elovl) ailesinin farklı üyeleri, FAS tarafından üretilen yağ asitlerinin uzamasından sorumludur. Aşağı akış, yağ asitlerinin zincirlerine çift bağların (desatürasyon) eklenmesinden sorumlu olan diğer enzimlerdir.
düzenleme
Birçok patofizyolojik durum, lipojenik yolun kusurlu regülasyonu ile ilgilidir, çünkü buradaki düzensizlikler vücut lipid homeostazını kesintiye uğratır.
Karbonhidrat bakımından zengin bir diyet, karaciğer lipojenezini aktive eder, ancak bunun sadece alınan karbonhidrat miktarı değil, aynı zamanda karbonhidrat türü olduğu da gösterilmiştir.
Deneysel veriler, örneğin fruktoz gibi basit şekerlerin, karaciğer lipogenezini aktive etmede diğer daha karmaşık karbonhidratlara göre çok daha güçlü etkilere sahip olduğunu göstermektedir.
Glikozun glukolitik metabolizması, yağ asitlerinin sentezi için büyük bir karbon kaynağıdır.
Glikoz ayrıca, karbonhidrat yanıt elemanlarını bağlayan proteinler aracılığıyla lipojenik yolda yer alan enzimlerin ekspresyonunu da indükler.
Kandaki glikoz seviyeleri ayrıca insülin salınımını uyararak ve pankreasta glukagon salınımını inhibe ederek bu enzimlerin ekspresyonunu da uyarır. Bu etki, karaciğer hücrelerinde ve adipositlerde sterol düzenleyici eleman bağlayıcı protein 1 (SREBP-1) aracılığıyla kontrol edilir.
Diğer düzenleyici yolların, endokrin sistemle ve birçok lipojenik enzimin ekspresyonuyla dolaylı olarak ilişkili farklı hormonlarla çok ilgisi vardır.
Referanslar
- Ameer, F., Scandiuzzi, L., Hasnain, S., Kalbacher, H. ve Zaidi, N. (2014). Sağlık ve hastalıkta de novo lipogenez. Metabolizma, 0-7.
- Lodhi, IJ, Wei, X. ve Semenkovich, CF (2011). Lipoexpediency: metabolik sinyal ileticisi olarak de novo lipogenez. Endokrinoloji ve Metabolizmadaki Eğilimler, 22 (1), 1–8.
- Mathews, C., van Holde, K. ve Ahern, K. (2000). Biyokimya (3. baskı). San Francisco, Kaliforniya: Pearson.
- Nelson, DL ve Cox, MM (2009). Biyokimyanın Lehninger İlkeleri. Omega Editions (5. baskı).
- Samuel, VT (2011). Fruktoz kaynaklı lipogenez: şekerden yağa, insülin direncine. Endokrinoloji ve Metabolizmadaki Eğilimler, 22 (2), 60-65.
- Scherer, T., Hare, JO, Diggs-andrews, K., Schweiger, M., Cheng, B., Lindtner, C.,… Buettner, C. (2011). Beyin İnsülini, Yağ Dokusu Lipolizini ve Lipojenezini Kontrol Eder. Hücre Metabolizması, 13 (2), 183–194.
- Schutz, Y. (2004). Diyet yağı, lipogenez ve enerji dengesi. Fizyoloji ve Davranış, 83, 557–564.
- Strable, MS ve Ntambi, JM (2010). De novo lipogenezin genetik kontrolü: diyete bağlı obezitede rol. Biyokimya ve Moleküler Biyolojide Eleştirel İncelemeler, 45 (3), 199–214.
- Zaidi, N., Lupien, L., Kuemmerle, NB, Kinlaw, WB, Swinnen, J. V ve Smans, K. (2013). Lipogenez ve lipoliz: Kanser hücreleri tarafından yağ asitleri Yağ Asitleri elde etmek için kullanılan yollar. Lipid Araştırmalarında İlerleme, 52 (4), 585–589.