지방의 흡수 및 수송
- 식물과 동물에서 트라이아실글리세롤로 저장 - 탄수화물 열량 4.1 kcal/g, 지질 9.1 kcal/g
- 원형질막, 소포체, 세포구성기관의 구획화 - 지질의 흡수:
소장의 내강 파괴(담즙산, 효소)
공액성 담즙산은 지질에 녹는 스테로이드나 타우린 또는 글리신부분으로 구성된 계면활성제
- 미셀은 지방에 녹는 비타민, 콜레스테롤 흡수 운반체로 기능
- 지질의 행선지
간, 혈액, 지방조직 혈액이 운송체계
1. 지질의 수송과 유미입자
- 합성된 트라이아실글리세롤, 섭취된 콜레스테롤, 새로 합성된 인지질들, 특수단백질
- 상피세포의 소포체에 집합
에멀존화 되어 유미입자에 배출
- 반경 200nm, 80~90% 트라이아실글리세롤, 6-10% 인지질, 2-3% 콜레스테롤,
0.2-0.5% 단백질
- 장의 유선에서 림프계를 통과
왼쪽 동맥으로 배출
유미입자의 형성
- 유미입자 지방조직으로 옮겨감
- 공복 시 유미입자 골격근육, 심장근육 - 트라이아실글리세롤 파괴 자유지방산
- 소장 내강에서 흡수된 지방산
소장 내막에서 트라이글리셀합성
유미입자형성 지방조직으로 운반
2. 지방조직
- 격렬한 운동, 빠른 감응의 스트레스 조건
동물의 혈액 아드레날린 - 지방세포의 수용체에 부착
- 지방산의 가수분해효소의 활성화 - 트라이아실글리세롤 분해
- 혈액을 통하여 혈청알부민과 결합
안정한 FFA-알부민 복합체
혈청알부민 - 혈장단백질의 50% 차지
- 분자량 69,000D
- 혈액에서 삼투압조절
- 지방산이 한 번 혈청알부민에 부착되면 얻어진 FFA-알부민복합체는 용해도가 매우 높고,
비독성이 되며, 쉽게 간으로 운반되어 지방산의 활용이 가능하게 됨
- 간으로 운반
지방산의 산화과정
1. 막횡단 수송
- 간: β-산화과정은 중요한 대사경로
관련효소들은 간의 내부막, 마이토콘드리아에 위치 - 지방산의 붕괴되어 아세틸 CoA가 생성될 때 TCA회로의
효소들에 의해 산화되어 CO2와 H2O가 얻어짐 - 카니틴
아실카니틴 형태로 간의 내부막과 다른 조직의 마이토콘드리아 침투가능
- 간질에서 아실CoA로 변환
- 마이토콘드리아 바깥쪽 아실CoA
카니틴아실CoA이동효소 내부로 이동
2. 지방산의 활성화
- 연속적으로 2탄소씩 제거 - 지방산의 활성화효소
아실CoA 합성효소 관여
- 중간체 아실아데닐산 경유
싸이오에스터 생성
3.
β
–산화과정의 반응- 아실CoA탈수소효소 FAD
- 에노일 CoA수화효소 이중결합 수화로 3-L-하이드록시아실CoA를 만듦
- β-하이드록시아실CoA의 산화과정에는
L-(+)β-하이드록시아실CoA탈수소효소 관여
NAD+
- 싸이올가수분해효소: 싸이올성 절단에 의한 Cα-Cβ결합의 분해
- 식물의 씨앗: β-산화체계는 글라이옥시솜이라 부르는 마이크로체에서만 특유하게 존재
4.
β
–산화과정의 에너지발생- 한 분자의 ATP소요
- 팔미트산 1개의 ATP + 8개의 아세틸CoA - 7몰의 FADH2, NADH
- FADH2: 한 쌍의 전자를 호흡사슬의 전자전달 플라보단백질에 전달, 전자쌍 O2에 1.5ATP - NADH 2.5ATP
- 2 탄소제거 4ATP 분자생성
5. 불포화지방산의 산화
- 두 개의 새로운 효소:
1. 시스-
Δ
3-에노일CoA이성화효소 2. 2,4-다이에노일CoA환원효소- 팔미토레오일 이중결합 한 개를 가짐 - β–산화 3회 후
- 시스
Δ
3-에노일CoA이성화효소 트렌스
Δ
3을 시스Δ
3형으로 전환시키면 에노일 CoA 기질 β–산화리노레오일CoA
Δ
9Δ
12 - 정상적인 β-산화 3회전- 시스-
Δ
3-에노일이성화효소 트렌스-
Δ
2-이중결합이 얻어짐 - 다른 β-산화로 시스-Δ
4의이중결합- 탈수소화효소 2,4-다이에노일중간체
트렌스-
Δ
3-에노일CoA 중간체를 거쳐 시스-Δ
3-에노일이성화효소에 의해서 트렌스
Δ
2에노일 CoA β-산화- 최종 프로피오닐 CoA
- 프로피오닐 CoA카복실화효소
- 얻어진 (S)메틸말로닐 CoA는 라세미화효소에 의해서 (R)-메틸말로닐 CoA가 얻어짐
- 메틸말로닐CoA전환효소에 의해서 석시닐 CoA가 얻어짐
- 보조효소 5’-데옥시아데노실코발아민
6. 케톤체의 형성
- 간과 콩팥의 마이토콘드리아에서 특유의 연계된 반응에서 얻어짐
- D-α-하이드록시뷰틸산, 아세토아세트산, 아세톤
- 간에 3-옥소: CoA이동효소 부족
붉은색 근육, 뇌, 콩팥, 효소존재 대사기능
- 지방산 트라이이실글리세롤,
간 여분은 고밀도지질단백질(HDL) 콜레스테롤, 인지질, 초저밀도지질백질(VLDL) 입자형성
혈액체계로 목표조직인 근육, 지방조직으로 운송 지방산 사용, VLDL입자는 HDL로
혈액순환계를 통하여 간으로 돌아가 여분의 트라이아실글리세롤 보충
- 자유지방산 마이토콘드리아 β-산화, TCA CO2, H2O
- 자유지방산 마이토콘드리아 케톤체
근육, 뇌, 심장근육 CO2, H2O로 연소
지방산의 합성
1. 포화지방산의 합성
- 동물의 체내에서 탄수화물로부터 지방산의 합성
- NADPH의 에너지
오탄당인산화경로에 필요한 60%공급
- 피류브산(세포질) 마이토콘드리아(탈카복시화)
옥살아세트산 + 2아세틸CoA
시트르산합성효소 세포질로 절단
아세틸CoA
- 아실운반단백질(ACP) 세란잔기에 인산판토티인 그룹이 부착 거대CoA
- 간에서 분자량 540,000D
- 8개의 단백질이 공유결합 및 소수성 연결 - 에노일 ACP환원효소 방해제
트리클로산(triclosan)
0.3%, 치약, 비누, 피부용 크림에 사용
- 뷰티릴ACP + 말로닐ACP C6 β-케토아실ACP - 축합 환원 탈수 환원
2. 불포화지방산의 합성
- 간에서 스테아릴CoA 합성되면
올레일 CoA를 만들게 됨
- 지방산아실CoA 불포화효소(desaturase), 혼합기능산화효소(mixed function oxidase) - 산소분자에 의한 산화로 이중결합 도입
- 사이안이온에 의해서 방해되고, 이때
사이아나이드는 민감한 인자에 부착되며, 이 인자는 철-단백질환원제를 불포화효소에 연결시킴
3. 트라이글리세라이드의 합성
- 글리세롤-3-인산 다이하이드록시아세톤인산 - 2개의 지방산아실CoA + L-글리세롤-3-인산
다이아실글리세롤-3-인산 포스파티드산
4. 세포막 인지질의 합성
- 세포막구성
글리세로인지질과 스핑고인지질 - CDP에 의한 활성화
- 포스파티딜세린 탈카복실화
포스파티딜 에탄올아민
지방산대사의 조절
- 주로 간에서 합성은 세포질에서, β-산화는 마이토콘드리아에서 일어남
- 트라이아실글리세롤의 운송 유미입자와 VLDL, 지방산은 알부민복합체, 케톤체의 형태로 운반
- 인슐린이나 글루카곤
지질대사경로에 반대로 조절
트라이아실글리세롤 합성화
지방산가수분해효소 불활성화 - 홀몬에 민감한 트라이아실글리세롤
지방산가수분해효소에 의해 조절
cAMP농도에 따른 인산화와 탈인산화가 서로 관여
- AMP-의존 단백질인산화효소
아세틸CoA카복실화효소인산화
불활성화
- ATP농도 높아지면
인산화효소 불활성화
아세틸CoA카복실화효소 활성화
콜레스테롤의 대사
1. 콜레스테롤의 생합성
- 초기의 하이드록시메틸글루타릴CoA
메발론산
- HMG-CoA환원효소 속도결정단계
2. 콜레스테롤합성의 조절
- 합성의 조절
고지혈증치료제의 개발
- HMG-CoA환원효소의 방해제
로바스타틴
- 효소의 유전자 발현의 조절 - 효소의 합성의 정도가 높음
- 스테롤조절결합단백질(SREBP)
가수분해조각
bHLH의 전사활성인자로 알려짐
3. 콜레스테롤과 심장병
- 혈액 속에 LDL형태의 콜레스테롤의 증가
심장병의 주원인
- 심근경색(myocardial infraction), 뇌졸중(stroke)
콜레스테롤, 콜레스테롤에스터 및 대식세포의 응고 혈관벽에 정착 근육세포의 경화
- 동물성 지방질 섭취가 원인(콜레스테롤) - 높은 HDL(고밀도지질단백질)의 농도 유지
콜레스테롤 간으로 수송 담즙으로 제거