Başlıca Yararlanılacak Kaynaklar

Başlıca Yararlanılacak Kaynaklar

• 1. Sözbilir NB, Bayşu N. 2008. Biyokimya, Öncü Basımevi, Ankara.

• 2. Nelson DL, Cox MM (2017). Lehninger Principles of

Biochemistry. 7th Ed., W. H. Freeman and Company, New York, USA.

• 3. Murray RK, Bender DA, Botham KM, Kennelly PJ, Rodwell VW, Weil PA (2018). Harper’s Illustrated Biochemistry, 31th ed. McGraw-Hill Education, New York, USA.

• 4. Harvey,RA, Ferrier DR (2017). Lippincott’s Illustrated

Reviews: Biochemistry. 7th Ed. Lippincott William and Wilkins, Philadelphia, USA.

• 5. Ası T (1996). Tablolarla biyokimya. Cilt: 1. Nobel Tıp Kitabevi, Ankara, Türkiye.

1

Ruminantlarda Uçucu Yağ

Asitlerinin Metabolizması

▪ Ruminantların sindirim sisteminin diğer hayvanlara göre farklı olması lipid sindirimini de etkiler.

Ruminantların besinlerindeki yağ oranı çok düşük olduğundan, bağırsaklarında az miktarda trigliseride rastlanır.

▪ Bunlar da bağırsak mikroflorası tarafından hidrolize edilirler. Sonra da hidrojenle doyurulmaları nedeniyle ruminantların bağırsaklarında daha çok doymuş serbest yağ asitlerine rastlanır.

Ruminantlarda Sindirim ve Emilimi

▪ Ruminantların lipid metabolizmasında asıl önemli yer tutan lipid grubu uçucu yağ asitleridir.

▪ Ruminant beslenmesinde önemli bir yer tutan karbonhidratlı maddelerin özellikle sellülozun

sindirim kanalında fermentasyonu sonucunda elde edilen uçucu yağ asitleri (asetik asit, propiyonik asit ve bütirik asit) emildikten sonra portal

dolaşımla karaciğere giderler.

Ruminantlarda Sindirim ve Emilimi

▪

▪Asetik ve bütirik asitler de yağ asitlerinin sentezinde kullanılırlar.

Ruminantlarda Sindirim ve Emilimi

• Ruminantlarda yağlar hidrolize olur, doymamış yağ asitleri hidrolize olduğunda galaktoz ve gliserol oluşur.

• Gliserol ve galaktoz rumende UYA çevrilir.

• Gliserolden daha çok propiyonik asit, galaktozdan ise asetik, propiyonik ve butirik asitler oluşur.

• Ruminantların depo yağları, diğer hayvanlarınkine göre

yüksek oranda stearik asit, dallı yağ asitleri ve kompleks doymamış yağ asitleri taşımaları ile ayrılır.

Ruminantlarda Uçucu Yağ Asitlerinin Metabolizması

Asetik asit

2C Propiyonik asit

3C Bütirik asit

4C

Glikoz

Glikojen

(beyin ve fötüs) ATP

Laktoz

Asetat

ATP Yağ asitleri

Trigliserid

B-hidroksibütirik asit

ATP Yağ asitleri Trigliserid

Karaciğer Rumen duvarı Doku

• Trigliserid metabolizması

Trigliseridler memelilerin adipoz hücrelerinin sitoplazmalarında birikir.

Trigliseridlerin biyosentezi

Trigliseridler ve fosfatidil etanolamin gibi

gliserofosfolipidler,

gliserol-3-fosfat ve yağ

açil KoA prekürsörlerinden sentezlenirler ve

sentezlerinde birkaç

enzimatik basamak ortaktır.

Gliserol-3-fosfat, iki yolda oluşturulur.

 glikoliz sırasında oluşan dihidroksiaseton fosfattan

NADH bağımlı sitozolik gliserol-3-fosfat dehidrojenaz etkisiyle meydana gelir

 gliserolden ATP bağımlı gliserol kinaz etkisiyle meydana gelir.

Gliserol kinaz aktivitesi, yağ dokuda düşüktür. Bu nedenle gliserol, yağ dokuda trigliserid sentezi için kullanılamaz; karaciğerde kullanılır.

Trigliseridlerin diğer prekürsörü olan yağ açil KoA’lar, yağ asitleri ve KoA⋅SH’den, ATP’nin AMP ve PPi’a hidrolizinden sağlanan enerji kullanılarak, açil KoA sentetaz etkisiyle oluşurlar.

Gliserol-3-fosfat ile 2 molekül yağ açil KoA, açil transferazlar tarafından katalizlenen iki kademeli bir reaksiyonda birleşirler ve 1,2-diaçilgliserol-3-fosfat (fosfatidat) oluşur.

Trigliserid sentez yolunda fosfatidat, fosfatidat fosfataz vasıtasıyla, 1,2-diaçilgliserol (digliserid) oluşturmak üzere hidroliz edilir.

1,2-diaçilgliserol, üçüncü bir yağ açil KoA ile

reaksiyonlaşarak trigliseride dönüşür ki reaksiyonu digliserid açil transferaz katalizler.

Karbohidrat ve proteinlerin fazla miktarda alınması

durumunda glukoz ve amino asitlerden trigliserid oluşur ki bu olay liponeojenez olarak tanımlanır.

Liponeojenez, dihidroksiaseton fosfat ve gliserol-3- fosfat üzerinden doğrudan trigliserid sentezi şeklinde olduğu gibi, mitokondride pirüvattan oluşan asetil KoA üzerinden önce yağ asidi sentezi şeklinde de olabilir.

Hayvanlarda trigliserid sentezi, hormonlar vasıtasıyla düzenlenir. İnsülin, glukozun trigliseride dönüşümünü uyarır.

Lipoliz

Depo yağları devamlı olarak mobilize olurlar ve yerlerine yenileri depo edilir.

Lipidlerin adipoz doku depolarından oksidasyon için karaciğere ve diğer dokulara yağ asitleri şeklinde mobilize edildiklerine inanılır.

Yağ dokuda trigliseridlerin hidrolizi lipoliz olarak tanımlanır.

Beslenme sırasında veya tokluk durumunda yağ

doku hücrelerinde

depolanan trigliseridler (TG), açlık durumunda hormona duyarlı lipaz ve diğer lipazlar vasıtasıyla yağ asitleri ve gliserole hidroliz edilmektedirler

Adipoz dokularda depolanmış

triaçilgliserollerin

kullanımı

LİPİT BİYOSENTEZİ

(LİPOGENEZ)

Vücuttaki yağ asitlerinin kaynağı

Yağ asitleri, çeşitli lipidlerin yapısında esterleşmiş halde

vücuda alınmaktadırlar.

Vücutta, asetil KoA haline dönüşebilen karbonhidrat, amino asit, etil alkol gibi maddelerden de gerektiğinde kullanılmak üzere de novo yağ asidi biyosentezi olur.

Karaciğer, böbrek, beyin, akciğer, meme bezi ve yağ dokusu gibi birçok organ ve dokuda yağ asidi sentezi gerçekleşir.

Yağ asitlerinin biyosentezi

*Yağ asitlerinin de novo biyosentezi sitoplazmada olur.

*Mikrozomlarda malonil KoA eklenmesi suretiyle,

mitokondrilerde ise asetil KoA eklenmesi suretiyle yağ asidi zinciri uzar.

Yağ asitlerinin Sentezi

De novo yağ asidi biyosentezi için, asetil KoA ile

birlikte **NADPH, ATP, Mn²⁺, CO₂ kaynağı olarak HCO⁻₃ ve biotin gereklidir.

Asetil CoA karboksilaz

O = C

-O

CH₃ – C – S – CoA O

Asetil-CoA

CH₂ – C – S – CoA O

Malonil-CoA

H-N Lys C=O

BIOTIN

Transkarboksilaz

O = C

-O

Sitoplazmada de novo yağ asidi biyosentezinin ilk basamağı, asetil KoA’nın irreversibl bir reaksiyonda malonil KoA’ya karboksilasyonudur.

Asetil KoA karboksilaz, prostetik grup olarak biotin içerir. Aktivitesi, AMP-bağımlı kinaz vasıtasıyla inhibe edilir.

Asetil KoA karboksilaz aktivitesini, sitoplazmada de

novo yağ asidi sentezinin son ürünü olan palmitoil KoA azaltır; TCA döngüsünün ilk ürünü olan sitrat ise arttırır.

Sitoplazmada de novo yağ asidi biyosentezinin ilk basamağında oluşan malonil KoA, yağ asitlerinin β-

oksidasyon denen bir yolda yıkılmak üzere mitokondriye girmesinde görevli enzim olan karnitin açiltransferaz I’i inhibe eder. Böylece yağ asitlerinin β-oksidasyonu bloke olur.

1. Başlama Safhası

Asetil KoA ve malonil KoA ACP (Açil taşıyıcı protein)’e transfer edilirler.

1. Başlama Safhası

 Yağ asidi sentezinin zincir uzama basamağında sisteinin sülfidril grubunda bulunan asetil grubu, fosfopentatein'in sülfidril grubundaki malonil grubuna transfer edilmekte, kondenzasyon reaksiyonu ile de asetoasetil (3-Ketoaçil-ACP) grubu oluşmaktadır.

 Reaksiyonda malonil CoA'daki karboksil grubu CO² halinde ayrılmaktadır.

Bu karboksil grubu daha önce asetil CoA'ya bağlanan CO²'dir.

 Reaksiyon 3-Ketoaçil ACP Sentetaz tarafından başarılmaktadır.

2. Birleşme /Kondenzasyon Safhası

2. Birleşme /Kondenzasyon Safhası

 Asetoasetil-ACP grubu 3. karbondaki keto grubundan redüklenmekte ve elektron donörü olarak NADPH + H+ rol oynamaktadır. Bunlar pentoz fosfat yolunda üretilmektedir.

 Reaksiyon sonunda D-3-hidroksibutiril-ACP meydana gelmektedir.

 Reaksiyon 3 Ketoaçil ACP Redüktaz tarafından başarılmaktadır.

Burada oluşan D-3-hidroksibuturil grubu, yağ asidi oksidasyonunda oluşan L-3-hidroksiaçil ara metaboliti ile aynı stereoizomere sahip değildir.

3. İndirgenme Safhası

D-3-hidroksibutiril-ACP

D-3-Hidroksibuturil-ACP 3-Hidroksiaçil-ACP- Dehidrataz enzimi tarafından dehidrate edilerek trans 2-buteniol-ACP oluşmaktadır.

4. Dehidrasyon Basamağı

trans 2-buteniol-ACP

D-3-hidroksibutiril-ACP

5. İndirgenme Safhası

 Yağ asidi sentezinin bu aşamasında 2 ve 3. karbon arasındaki çift bağ redüklenerek açılmakta ve butiril- ACP oluşmaktadır.

 Reaksiyonda NADPH + H+ elektron donör ve redüktör molekül olarak rol oynamaktadır.

 Satrasyon basamağı Enoil-ACP-Redüktaz enzimi tarafından gerçekleştirilmektedir.

 Daha sonra butiril grubu fosfopentatein'in -SH

grubundan sisteinin -SH grubuna nakledilmektedir.

 Başlangıçta asetil grubunun bağlandığı sisteinin -SH grubuna şimdi butiril grubu bağlanmıştır.

trans 2-buteniol-ACP

butiril-ACP

 Yağ asidi sentezinde zincir uzaması ve 2 karbon ünitesinin zincire katılması için reaksiyonların yeni baştan başlaması lazımdır. Bunun için fosfopentatein'in -SH grubuna ikinci bir malonil grubu bağlanır ve malonil grubunun karboksil grubu CO2 şeklinde kaybolurken, aktif metilen karbonuna, sisteinin -SH grubuna bağlı olan butiril grubu transfer edilir ve 6 karbonlu açil grubu meydana gelir.

 Üçüncü karbondaki keto grubu sentetaz sisteminin daha sonraki 3 basamağında redüklenerek doygun hale getirilerek 6 karbonlu heksanoil grubu meydana gelir. Bu heksanoil grubu daha sonra fosfopentatein'in -SH grubundan yine sisteininin -SH grubuna trensfer edilmektedir.

Yedi malonil KoA’nın bu döngüye girişi sonunda, halen ACP’ye bağlı, 16 karbonlu doymuş

palmitoil grubu oluşur.

Yağ asidi sentaz

Dört Ekleme daha

Yağ asidi Sentaz katalizörlüğünde Palmitik asit sentezi

Yağ asidi biyosentezinde kullanılan NADPH + H+ kaynağı pentoz fosfat yoludur.

ACP’ye bağlı, 16 karbonlu doymuş palmitoil grubu oluştuktan sonra, iyice anlaşılmayan nedenlerle

zincir uzaması durur ve yağ asidi sentaz kompleksindeki bir hidrolitik aktivitenin

etkisiyle ACP’den serbest palmitat ayrılır.

Palmitatın C-16 ve C-15 atomları asetil

grubundan gelir. Diğer karbon atomları ise malonil KoA’dan gelir.

Malonil KoA’nın asetil KoA’nın

karboksilasyonu sonucu oluştuğunu ve

kondensasyon basamağında bikarbonattan sağlanan CO₂’in elimine edildiğini

düşünürsek, “palmitat, asetil KoA’dan sentezlenir.” diyebiliriz.

Yağ asidi sentezi için gerekli asetil KoA, glukoz, bazı amino asitler ve yağ asitlerinden mitokondride

oluşmaktadır.

Yağ asidi sentezi ile ilgili enzimler sitozolde bulunur.

Mitokondride oluşan asetil KoA’nın yağ asidi sentezine katılabilmesi için sitozole geçmesi gerekir.

Asetil KoA, mitokondriden sitozole doğrudan geçemez;

mekik mekanizmasıyla geçer.

Sitratın mitokondriden sitoplazmaya geçmesi ve oksaloasetatın sitoplazmadan mitokondriye çekilmesiyle mitokondride tekrar oluşması BALL döngüsü olarak tanımlanır.

Yağ asidi sentezi için gerekli olan NADPH’nin başlıca iki kaynağı vardır:

Birinci ve en önemli NADPH kaynağı, glukozun pentoz fosfat yolunda yıkılımıdır.

İkinci NADPH kaynağı, sitoplazmada oksaloasetatın indirgenmesiyle oluşan malatın malik enzim etkisiyle pirüvata oksidatif dekarboksilasyonudur.

Yağ asitleri biyosentezinin

düzenlenmesi

Yağ asitleri biyosentezinin düzenlenmesi

Yağ asidi sentezi, asetil KoA karboksilaz ve yağ asidi sentazın aktivitelerinin kontrolüyle düzenlenir.

Asetil KoA karboksilaz, sitrat tarafından uyarılır;

palmitoil KoA tarafından inhibe edilir.

Sitrat liyaz ve pirüvat dehidrojenaz kompleksi de yağ asidi sentezinde düzenleyici enzimlerdir; insülin

tarafından uyarılırlar.

Glukagon ve epinefrin, asetil KoA karboksilaz’ı inhibe ederler.

İnsülin/glukagon oranı yüksekliğinde yağ asidi sentezi artar.

Palmitoil-KoA,

 sitrat sentazı inhibe ederek sitrat konsantrasyonunu kontrol eder.

 mitokondrinin trikarboksilat taşıyıcısını inhibe ederek sitratın sitozole çıkışını kontrol eder.

 glukoz-6-fosfat dehidrojenazı inhibe ederek yağ

asidi sentezi için gerekli NADPH oluşumunu sınırlar.

Karbohidrattan zengin diyet ve yağsız diyet yağ asidi

sentezini artırır. Açlık ve yağdan zengin diyet ise yağ asidi sentezini azaltır.

Palmitat, yağ asidi sentaz tarafından

sentez edilen en uzun zincirli yağ asididir.

Daha uzun zincirli

doymuş yağ asitlerinin ve doymamış yağ

asitlerinin sentezi

başka reaksiyonlarda gerçekleşir.

Mikrozomlarda yağ asidi zincirlerinin

uzaması için, malonil KoA asetil vericisi olarak ve NADPH indirgeyici olarak kullanılır.

De novo sentezdeki gibi sırasıyla sentaz,

redüktaz, dehidrataz, redüktaz enzimleri rol alır.

Mitokondrilerde yağ asidi zincirlerinin uzaması, bir uzun zincirli açil KoA ile asetil KoA ’nın tiyolaz tarafından katalize edilen bir reaksiyon sonucu

kondensasyonunu kapsar.

Burada bir ACP gerekmez ve malonil KoA

kullanılmaz; asetil KoA kullanılır.

Memelilerde yağ asitlerinin desatürasyonu,

karaciğerdeki mikrozomal enzimler sayesinde gerçekleşir.

Palmitatın desatürasyonu ile palmitoleat 16:1(∆⁹) oluşur;

stearatın desatürasyonu ile oleat 18:1(∆⁹) oluşur.

Memelilerde linoleat 18:2(∆^9,12) ve α-linolenat 18:3(∆^9,12,15) sentez edilemezler.

Linoleat ve α-linolenat, diğer ürünlerin sentezi için gerekli prekürsörler olduklarından memeliler için

esansiyel yağ asitleridirler; diyetteki bitkisel gıdalarla alınmaları gerekir.

Diyetle alınan linoleat, özellikle γ-linolenat

18:3(∆^6,9,12), eikozatrienoat 20:3(∆^8,11,14) ve eikozatetraenoat (araşidonat)

20:4(∆^5,8,11,14) gibi

diğer poliansatüre yağ asitlerine

dönüştürülebilir.

Araşidonat, eikozanoidler diye bilinen düzenleyici lipidler için esansiyel prekürsördür.

• Her 1g yağın enerji değeri 9kCal’ dir.

• Karaciğer, kalp ve istirahat halindeki iskelet

kası gibi organların enerji ihtiyaçlarının

yarısından fazlası yağlardan temin

edilmektedir.

**Sentez ve yıkımlanma

arasındaki farklar

1 - Yağ asidi sentezi hücre sitoplazmasında, oksidasyonu ise mitokondri içerisinde olmaktadır.

2 - Yağ asidi sentezinde açil grubu taşıyıcısı ACP,

oksidasyonda ise koenzim A'dır.

3 - Yağ asidi sentezinde her seferinde 2 karbon ünitesi malonil CoA ile zincire ilave edilmekte, oksidasyonda ise asetil CoA halinde kopmaktadır.

4 - 3-Hidroksiaçil grubu biyosentezde D-, oksidasyonda ise L-konfigürasyondadır.

5 - Biyosentezde elektron donörü-akseptörü NADPH+H+,

oksidasyonda FAD+ ve NAD+ dır.

6 - Biyosentez olayına CO2 karışmasına rağmen, oksidasyonda CO2 kullanılmamaktadır.

Yağ asitlerinin biyosentezinin ve yıkımının karşılaştırılması

β Oksidasyon Mitokondride görülür

Biyosentez Stoplazmada görülür

76