Metabolomics/Metabolits/Lipids / Energy Storage
Lctionality in cells rozciąga się na, ale nie ogranicza się do, utrzymanie gradientów elektrochemicznych, subcellular partytioning, first – I second-messenger cell signaling, energy storage, protein trading and membrane kotwiczenie. Fizjologiczne znaczenie lipidów jest oczywiste przy rozważaniu lub obserwowaniu nieprawidłowości lipidowych, takich jak miażdżyca, cukrzyca, otyłość i choroba Alzheimera. Lipidomika ” to oparte na systemach badanie wszystkich lipidów, cząsteczek, z którymi wchodzą w interakcje, i ich funkcji w komórce.”Wykrywanie różnych gatunków lipidów stało się bardziej wydajne dzięki postępom w spektrometrii mas z miękką jonizacją, w połączeniu z nowoczesnymi technikami separacji. Profile lipidowe charakteryzują się masowym spektrum składu i obfitości lipidów zawartych w surowym ekstrakcie lipidowym i mogą być monitorowane w czasie i podczas reakcji na określone bodźce. Oczekuje się, że lipidomika zintegrowana z genomiką, proteomiką i metabolomiką pozwoli naukowcom na lepsze zrozumienie funkcji lipidów w systemach biologicznych. Ponadto naukowcy oczekują lepszego zrozumienia mechanizmów chorób opartych na lipidach, badań przesiewowych biomarkerów i monitorowania terapii farmakologicznej w wyniku postępów lipidomicznych.
Biologia systemowa oznacza ogromny wpływ na przyszłość leczenia i zapobiegania chorobom. Rosnące zainteresowanie wpływem lipidów na biologię systemową w dużej mierze zawdzięcza postępom w spektrometrii masowej, które pozwalają na uzyskanie szczegółowych profili lipidowych z minimalnego przygotowania próbki. Jedną z rozwijających się grup zaangażowanych w analizę lipidomu, strategię metabolitów lipidowych i ścieżek, jest konsorcjum, które podjęło się określania całkowitego lipidomu makrofagów myszy i jego odpowiedzi na różne bodźce, w tym utlenione lipidy i lipopolisacharydy. Oczekuje się, że leki będą się rozwijać wraz z lipidomiką, ponieważ wpływ lipidów na stany patologiczne, a wpływy, które zakłócają te efekty, stają się lepiej zrozumiane. Integracja lipidomic dane z genetycznymi, proteomic i metabolomic dane udowadniają być trudny przedsięwzięcie, ale rzekomo generować nowy modelowanie paradygmaty.
http://www.jlr.org/cgi/content/full/47/10/2101
w celu określenia wpływu tego wychwytu na rozkład tkanki tłuszczowej przeprowadzono badania różnicowego wychwytu tłuszczu z posiłku do magazynów tkanki tłuszczowej. Zastosowano podejście meal fat tracer/adipose tissue biopsy, w celu porównania wpływu zawartości tłuszczu z posiłku na wychwyt tłuszczu do podskórnych magazynów tłuszczu trzewnego, górnego i dolnego ciała. Zawartość tłuszczu była monitorowana u kobiet przed menopauzą. Ponadto za pomocą trioleiny śledzi się spożycie kwasów tłuszczowych z posiłków o normalnej zawartości tłuszczu i o wysokiej zawartości tłuszczu.
wyniki eksperymentów wskazują, że proporcja pobierania tłuszczu z pożywienia do trzech monitorowanych magazynów nie różniła się między posiłkami. Nagromadzenie tłuszczu trzewnego stanowiło około pięć procent usuwania tłuszczu z posiłku, bez względu na masę tłuszczu trzewnego. Pacjenci spożywający posiłki o normalnej zawartości tłuszczu wykazywali zwiększenie wychwytu kwasów tłuszczowych w posiłkach do tkanki tłuszczowej kości udowej, w funkcji masy tkanki tłuszczowej nóg. Wzrost ten określa się jako zwiększoną skuteczność absorpcji. Zaobserwowano jednak odwrotną tendencję w wpływie posiłków o normalnej zawartości tłuszczu na tłuszcz owalny i posiłków o wysokiej zawartości tłuszczu na wszystkie monitorowane składy tłuszczu. Około czterdzieści procent tłuszczu z posiłku zostało utlenione, dla obu rodzajów posiłków, po dwudziestu czterech godzinach.
naukowcy doszli do wniosku, że większa tkanka tłuszczowa u kobiet wiąże się bezpośrednio z większą wydajnością odkładania tłuszczu w posiłku, w określonych warunkach bilansu energetycznego. Jednak odwrotna tendencja zaobserwowano w tłuszczu trzewnym. Wnioski te wskazują na możliwość istnienia różnych mechanizmów regulujących wychwyt kwasów tłuszczowych w różnych magazynach. Dlatego te różne mechanizmy mogą również wpływać na rozkład tkanki tłuszczowej.
http://diabetes.diabetesjournals.org/cgi/content/full/56/10/2589
lipidy w magazynach Energiiedytuj
lipidy są małymi nierozpuszczalnymi w wodzie biomolekułami zawierającymi zazwyczaj kwasy tłuszczowe, sterole lub związki izoprenoidowe . Istnieje wiele lipidów i każdy z nich bierze udział w różnych procesach metabolicznych. Lipidy są wykorzystywane jako magazynowanie energii przez kwasy tłuszczowe. Kwasy tłuszczowe składają się z kwasów karboksylowych przyłączonych do długich łańcuchów węglowodorów. Są to węgle, które mogą wynosić od 4 do 36 węgli. Kwasy tłuszczowe mogą być nasycone, jednonienasycone lub wielonienasycone w zależności od liczby podwójnych wiązań przyłączonych do szkieletu węglowodorowego. Na przykład, nasycony kwas laurynowy (N-Dodeknowy) występuje w roślinie laurowej, która ma szkielet 12 węglowy(CH3 (CH2)10COOH) o stosunku 12:0 węgla do wiązania podwójnego na łańcuchu węglowodorowym.
nienasycone kwasy tłuszczowe, takie jak kwas Palmitolowy (kwas CIS-9-Heksadecenowy) i kwas oleinowy (kwas CIS-9-Oktadecenowy), mają pojedyncze podwójne wiązanie między 8 i 9 węglem na szkielecie węglowodorowym. Wielonienasycone kwasy tłuszczowe, takie jak kwas arachidonowy (kwas cis-, CIS-, CIS-, CIS-5,6,11,14 – Ikosatetraenowy) zawierały 4 podwójne wiązania na jego szkielecie węglowodorowym.
najczęstszym rodzajem kwasu tłuszczowego, który jest używany do magazynowania energii, jest w postaci neutralnych tłuszczów. Obojętne tłuszcze są najprostszym rodzajem lipidów i powstają w wyniku trzech wiązań estrowych węglowodorów z glicerolem znanym inaczej jako triacyloglicerole. Tłuszcze te tworzą wspólne produkty spożywcze, takie jak masło i oliwa z oliwek.
te neutralne tłuszcze są wydajnym źródłem energii, ponieważ są w pełni zredukowane i mogą być przechowywane bezwodnie. Kiedy jest w pełni zredukowany, te kwasy tłuszczowe są pełne elektronów, które uczestniczą w procesie zwanym beta-utlenianie do produkcji acetylo-CoA, który może następnie zintegrować się z cyklem glikolizy i kwasu cytrynowego z energii w postaci ATP.
Image 2: Integration of beta-oxidation to other pathways]
Artykuły Recenzjedytuj
skoordynowana Regulacja lipazy wrażliwej na hormony i lipazy lipoproteinowej w ludzkiej tkance tłuszczowej IN VIVO: implikacje dla kontroli magazynowania tłuszczu i mobilizacji tłuszczu.]
jaki jest główny cel tego artykułu? Artykuł ten dotyczy znaczenia regulacji dwóch różnych enzymów lipazowych dla tworzenia kwasów tłuszczowych.
:
białe adipocyty (białe komórki tłuszczowe) -znane również jako komórki jednostajne zawierają dużą kroplę lipidową otoczoną pierścieniem cytoplazmy. Tłuszcze te są przechowywane w stanie półpłynnym i składają się głównie z trójglicerydów i estrów cholesterolu.
funkcja: wydzielać rezystynę, adiponektynę i leptynę.
śródbłonek-warstwa płaskich komórek wyściełających zamknięte wewnętrzne przestrzenie ciała, takie jak wnętrze naczyń krwionośnych i naczyń limfatycznych (które przenoszą limfę, mleczny płyn) i serce.
Lipogeneza-proces, w którym glukoza jest przekształcana w kwasy tłuszczowe, które następnie są estryfikowane do glicerolu, tworząc triacyloglicerole, które są pakowane w VLDL i wydzielane z wątroby.
lipoproteiny-każdy członek grupy substancji zawierających zarówno lipid (tłuszcz), jak i białko. Lipoproteiny w osoczu krwi były intensywnie badane, ponieważ są środkiem transportu cholesterolu. (Online Encyclopedia Britannica)
Nieestryfikowane kwasy tłuszczowe (NEFA)-frakcja kwasów tłuszczowych w osoczu nie w postaci estrów glicerolu. Innymi słowy, jest to wolny kwasy tłuszczowe unoszące się we krwi.
jak ten artykuł ma związek z tym, czego nauczyliśmy się do tej pory w metabolizmie?W naszych badaniach metabolizmu kwasów tłuszczowych jako źródła magazynowania energii, Regulacja i kontrola enzymu ma kluczowe znaczenie dla ilości wytwarzania energii i magazynowania energii. W artykule zbadano regulację lipazy lipoproteinowej (LPL) i lipazy wrażliwej na hormony (HSL) w odniesieniu do odkładania się tłuszczu i mobilizacji triacyloglicerolu w białych komórkach tłuszczowych . Kontrola LPL pozwala na aktywację i inaktywację magazynowania i uwalniania tłuszczu w tkankach tłuszczowych. Podobnie Kontrola HSL umożliwia mobilizację kwasów tłuszczowych do innych szlaków syntezy. Z tego, co wiemy o magazynowaniu energii z tłuszczów, kwas tłuszczowy musi najpierw zostać aktywowany w cytozolu, w którym wchodzi do mitochondriów przez karnitynę. W mitochondriach dochodzi do beta-utleniania kwasu tłuszczowego, co sprawia, że acetylo-koenzym jest syntezą ATP. Insulina jest również wymieniona w artykule jako hormon regulujący. Insulina hamuje beta-utlenianie w mitochondriach, ale umożliwia proces syntezy kwasów tłuszczowych. Gdy organizm potrzebuje energii lub braku glukozy, indukuje hormon glukagonu, aby umożliwić syntezę cukru poprzez glukoneogenezę. Aktywacja glukagonu pozwala na aktywację kwasu tłuszczowego, w którym może wejść do mitochondriów w celu syntezy acetylo-CoA. Acetyl CoA w ten sposób uczestniczy w syntezie i magazynowaniu ATP.
hamowanie BETA-utleniania mitochondrialnego jako mechanizm hepatotoksyczności]
jaki jest cel tego artykułu? Integracja informacji: ważne beta-utlenianie w unikaniu dysfunkcji biologicznych.
:
hepatotoksyczność-uszkodzenie wątroby przez substancje chemiczne wytwarzane w organizmie.
hepatocyty-większość tych komórek występuje w wątrobie i mitochondriach. Komórki te biorą udział w syntezie białek, magazynowaniu i transformacji białek węglowodanów, syntezie cholesterolu, soli żółciowych i fosfolipidów oraz detoksykacji, modyfikacji i wydalaniu substancji egzogennych i endogennych.
stłuszczenie – proces opisujący nieprawidłowe zatrzymywanie lipidów w komórce. Odzwierciedla upośledzenie prawidłowych procesów syntezy i rozpadu trójglicerydów tłuszczowych.
translokacja-proces przenoszenia białka przez komórkę do innej części komórki.
Ketogeneza-rozkład kwasów tłuszczowych w celu utworzenia ciał ketonowych.
jak ten artykuł ma się do tego, czego do tej pory się nauczyliśmy?W tym artykule omówiono nasilenie wewnętrznych uszkodzeń biologicznych, które mogą wystąpić w przypadku zahamowania beta-utleniania kwasów tłuszczowych. Jak zauważa, beta-utlenianie ma kluczowe znaczenie dla człowieka, ponieważ metabolizm ATP przez kwasy tłuszczowe zapewnia większość ATP w organizmie. W organizmie triacyloglicerol jest rozkładany przez beta-utlenianie w mitochondriach, aby uzyskać acetylo CoA, który może przejść do cyklu kwasu cytrynowego, aby uzyskać energię. Acetyl CoA jest ważną cząsteczką w organizmie, nie tylko w celu uzyskania ATP, ale także umożliwienia innych procesów, takich jak synteza ciał ketonowych dla serca. Hamowanie beta-utleniania może być nabyte przez prekursorów genetycznych lub za pomocą leków. Te Nefa Dietyloaminoetoksyheksestrol, maleinian perheksyliny i amiodaron są powszechnymi szkodliwymi lekami, które opóźniają utlenianie beta w organizmie . Leki te są często stosowane w leczeniu choroby wieńcowej serca. Z beta-utleniania hamowane problematyczne konsekwencje, takie jak stłuszczenie Mikrowężykowe, Cytopatie mitochondrialne, i różne wrodzone błędy powstaje. Zespół trzustki występuje również z takim zahamowaniem.
ŚREDNIOŁAŃCUCHOWY metabolizm kwasów tłuszczowych i wydatki energetyczne: implikacje leczenia otyłości]
jaki jest cel tego artykułu? Porównaj i kontrastuj magazynowanie energii i wydatek energetyczny średniołańcuchowych kwasów tłuszczowych i długołańcuchowych kwasów tłuszczowych metabolizm.
:
długołańcuchowe kwasy tłuszczowe-kwasy tłuszczowe, które mają 14 lub więcej atomów węgla.
średniołańcuchowe kwasy tłuszczowe-kwasy tłuszczowe zawierające 8-10 węgla.
chylomikrony-duże cząsteczki lipoprotein, które powstają w jelicie cienkim. Chylomikrony transportują kwas tłuszczowy przez krew i do mitochrondrii.
termogeneza-proces wytwarzania ciepła w organizmie.
utlenianie Omega-proces podobny do utleniania beta, ale utlenianie obejmuje węgiel z grupy karboksylowej kwasu tłuszczowego (wikipedia).
utlenianie Peroksysomalne-proces przekształcania nadtlenku wodoru w tlen i wodę, zanim będzie mógł się rozkładać, tworząc wysoce reaktywny Rodnik hydroksylowy.
jak ten artykuł ma się do tego, czego do tej pory się nauczyliśmy?W tym artykule średniołańcuchowe kwasy tłuszczowe o długości 8-10 węglowych zwiększają aktywność lipazy, a tym samym wchłaniają się do jelita w znacznie szybszym tempie niż długołańcuchowe kwasy tłuszczowe. Badania wykazały, że średniołańcuchowe kwasy tłuszczowe nie potrzebują lipoprotein do transportu, ale mogą transportować się bezpośrednio do mitochondriów poprzez obieg wrotny w celu beta-utleniania. W niniejszej pracy inne procesy utleniania, takie jak utlenianie omega i utlenianie peroksysomalne, występują w wątrobie. Jak widać wcześniej, długołańcuchowy kwas tłuszczowy wymaga pewnego rodzaju transportu do innego narządu przez krew. Najczęściej w przypadku długołańcuchowych kwasów tłuszczowych wymagany jest transfer karnityny, aby uzyskać kwas tłuszczowy do mitochondriów w celu beta-oksydacji. W przypadku średniołańcuchowych kwasów tłuszczowych wahadłowiec nie jest potrzebny. Zużycie energii i magazynowane z metabolizmu średniołańcuchowych kwasów tłuszczowych jest o wiele bardziej wystarczające niż długołańcuchowe kwasy tłuszczowe. Około 13% więcej energii w porównaniu z długołańcuchowymi kwasami tłuszczowymi (Papamandjaris, Macdougall, Jones, str. 1209). Widzimy, że metabolizm średniołańcuchowych kwasów tłuszczowych jest bardziej wydajny, w którym spożycie i magazynowanie energii jest większe niż długołańcuchowych kwasów tłuszczowych.
Zasoby Internetowe
Tytuł strony : utlenianie kwasów tłuszczowych
URL : http://www.dentistry.leeds.ac.uk/biochem/thcme/fatty-acid-oxidation.html
jaki jest cel tej strony? Integracja pochodnych metabolizmu lipidów z innymi szlakami syntezy energii i magazynowania energii.
terminy:
lipaza lipoproteinowa-LPL wykorzystuje lipazę lipoproteinową do hydrolizy lipidów.
lipaza wrażliwa na hormony-działa hydrolizując triacyloglicerole z kropli lipidowych, uwalniając kwasy tłuszczowe i glicerole. (Wikipedia).
cAMP-wtórny przekaźnik służący do transdukcji sygnału.
receptor Beta-adrenergiczny-każdy z różnych receptorów błony komórkowej, który może wiązać się z epinefryną i pokrewnymi substancjami, które aktywują lub blokują działanie komórek zawierających takie receptory. Komórki te inicjują reakcje fizjologiczne, takie jak zwiększenie szybkości i siły skurczu serca, a także rozluźnienie mięśni gładkich oskrzeli i naczyń (the free dictionary).
białka G-funkcjonują jako “przełączniki molekularne”, naprzemiennie pomiędzy nieaktywnym difosforanem guanozyny (GDP) i aktywują stan związany z trifosforanem guanozyny (GTP), ostatecznie regulując procesy komórkowe w dalszej kolejności (wikipedia).
w jaki sposób ta strona ma związek z tym, czego nauczyliśmy się w metabolizmie?Jest to dobre miejsce na wszystkich szlakach związanych z metabolizmem kwasów tłuszczowych. Należą do nich beta-utlenianie, Regulacja szlaków, ketogeneza i kliniczne znaczenie kwasów tłuszczowych. Rozmawialiśmy o wszystkich tych procesach, a ta strona naprawdę koncentruje się na szczegółach każdego procesu. Inną drogą, która jest pokazana w tym miejscu jest mobilizacja tłuszczów w adipocytach indukowanych przez lipazę wrażliwą na hormony. Ta ścieżka pokazuje, jak komórki tłuszczów są przekształcane w glicerol.
Tytuł strony : WKU Bio 113-lipidy
URL : http://bioweb.wku.edu/courses/BIOL115/Wyatt/Biochem/Lipid/lipid1.htm
nasycony kwas tłuszczowy-kwas tłuszczowy o łańcuchu węglowym, który nie ma właściwości wiązania podwójnego.
nienasycony kwas tłuszczowy (mono i poli) – kwas tłuszczowy zawierający co najmniej jedno wiązanie podwójne (jednonienasycone) lub wiele wiązań podwójnych (wielonienasycone) w łańcuchu węglowym.
hydrofilowy-polarna część kwasu tłuszczowego. Jest to zazwyczaj część grupy karboksylowej kwasu tłuszczowego.
hydrofobowa-niepolarna część kwasu tłuszczowego. Jest to zazwyczaj część łańcucha węglowego kwasu tłuszczowego.
trójglicerydy – kwas tłuszczowy z glicerolem łączący się z trzema kwasami tłuszczowymi. Jest to często znane jako “neutralne tłuszcze”, a trójglicerydy magazynują energię.
w jaki sposób ta strona ma związek z tym, czego nauczyliśmy się w metabolizmie?Ta strona zawiera dobre informacje na temat neutralnych tłuszczów, które biorą udział w produkcji i magazynowaniu energii. W metabolizmie dowiedzieliśmy się, że kwasy tłuszczowe są dobrym źródłem energii, ponieważ są w pełni zredukowane i mogą być przechowywane bezwodnie. Ta strona pokazuje różnice w nasyconych i nienasyconych kwasach tłuszczowych i przyczynach, które sprawiają, że trójglicerydy cząsteczką magazynowania energii.
Tytuł Strony : Mobilizacja i wychwyt komórkowy przechowywanych tłuszczów (triacylogliceroli) z animacją – PharmaXChange.info
URL : http://pharmaxchange.info/press/2013/10/mobilization-and-cellular-uptake-of-stored-fats-triacylglycerols-with-animation/
jaki jest cel tej strony? Zawiera ważne informacje na temat mobilizacji i wychwytu komórkowego tłuszczów i kwasów tłuszczowych.
Warunki:
krople Lipidowefatty kwasy i tłuszcze są przechowywane w tkance tłuszczowej w kroplach lipidowych, które mają strukturę z rdzeniem steroli i triacylogliceroli otoczonych warstwą fosfolipidów. Warstwa fosfolipidowa otoczona jest hydrofobowymi białkami błonowymi znanymi jako perylipiny.
w jaki sposób ta strona ma związek z tym, czego nauczyliśmy się w metabolizmie?Jest to dobra strona obejmująca mobilizację i wychwyt komórek kwasów tłuszczowych i ma przydatną animację, która może pomóc w wizualizacji procesu.
Tytuł strony:
URL : http://ull.chemistry.uakron.edu/Pathways/index.html
jaki jest cel tej strony? Zapewnij schemat syntezy kwasów tłuszczowych i jego połączenie ze wszystkimi szlakami metabolicznymi w organizmie, aby uzyskać energię. Ta strona jest dobrym źródłem podczas badania metabolizmu.
:
Transaminacja-reakcja między aminokwasem a kwasem alfa-ketonowym. Grupa aminowa jest przenoszona z pierwszego do drugiego; powoduje to przekształcenie aminokwasu w odpowiadający kwas α-keto, podczas gdy reagujący kwas α-keto jest przekształcany w odpowiadający aminokwas (jeśli grupa aminowa jest usuwana z aminokwasu, kwas α-keto pozostaje w tyle (wikipedia).
Deaminacja – usunięcie grupy aminowej na cząsteczce (wikipedia).
w jaki sposób ta strona ma związek z tym, czego nauczyliśmy się w metabolizmie?Znaczenie integracji ścieżek ma kluczowe znaczenie w uczeniu się metabolizmu. Poprzez integrację szlaków syntezy kwasów tłuszczowych z utlenianiem kwasów tłuszczowych pokazuje, jak energia jest generowana i magazynowana.
KEGG i MetaCyc
anaboliczne
fosforylacja oksydacyjna: http://www.genome.ad.jp/kegg/pathway/map/map00190.html
synteza kwasów tłuszczowych: http://www.genome.ad.jp/kegg/pathway/map/map00061.html
wydłużenie kwasów tłuszczowych w mitochondriach : http://www.genome.ad.jp/kegg/pathway/map/map00062.html
kataboliczne
synteza i degradacja ciał ketonowych : http://www.genome.ad.jp/kegg/pathway/map/map00072.html
metabolizm
metabolizm kwasów tłuszczowych : http://www.genome.ad.jp/kegg/pathway/map/map00071.html
Nelson, L. D.; Cox, M. M., Lipids. In Lehninger Principles of Biochemistry, 4 ed.; W. H. Freeman and Company: New York, 2005.
Frayn, K. N.; Coppack, S. W.; Fielding, B. A.; Humphreys, S. M., Coordinated regulation of hormone-sensitive lipase and lipoprotein lipase in human adipose tissue in vivo: Implications for the control of fat storage and fat Mobility. Advances in Enzyme Regulation 1995, 35, 163-178.
F.; Pessayre, D., hamowanie beta-utleniania mitochondrialnego jako mechanizm hepatotoksyczności. Farmakologia & Leki 1995, 67, (1), 101-154.
Papamandjaris, A. A.; Macdougall, D. E.; Jones, P. J. H., Medium chain fatty acid metabolism and energy expenditure: Obesity treatment implications. Nauki Przyrodnicze 1998, 62, (14), 1203-1215.
