Haaralliset rasvahapot (BCFA)

Isopreenirakenteesta

2011-05-31T05:37:00.000-07:00

http://www.plantcell.org/content/early/2010/02/05/tpc.109.071738.full.pdf

INTRODUCTION
Linear prenyl pyrophosphates (LPPs) are the precursors for the
more than 55,000 terpenes (isoprenoids) that have been identified
in various organisms.

Many are essential for important
biological processes,

such as protein prenylation (Ras, Rab,and Rho),
proper functioning of the electron transport chain (quinine and heme a),
glycoprotein biosynthesis (dolichol),
and the metabolism of growth hormones (gibberellin, cytokinin, and sterol) (Liang et al., 2002; McTaggart, 2006; Gershenzon and Dudareva, 2007; Christianson, 2008; Kirby and Keasling,2009).

Some terpenes have considerable commercial interest as

medicines (taxol for anticancer and artemisinin for antimalaria),
flavors and fragrances (menthol and linalool),
and nutritional supplements (carotenoid and vitamin A) (Pichersky et al., 2006;Gershenzon and Dudareva, 2007; Kirby and Keasling, 2009).

In plants, terpenes are derived from the universal five-carbon
(C5) precursor isopentenyl pyrophosphate (C5-IPP) (Pichersky
et al., 2006).

Starting with C5-dimethylallyl pyrophosphate (C5-DMAPP), head-to-tail condensation reactions with one to three molecules of C5-IPP can generate
C10-geranyl pyrophosphate (C10-GPP),
C15-farnesyl pyrophosphate (C15-FPP),
and C20-geranylgeranyl pyrophosphate (C20-GGPP).

These products are generated by reactions involving the corresponding enzymes:

C10-GPP synthase (GPPS),
C15-FPP synthase (FPPS),
and C20-GGPP synthase (GGPPS) (Figure 1A).

These LPPs are the key intermediates for biosynthesis of diverse terpenes
(Pichersky et al., 2006; Kirby and Keasling, 2009).

Because the lengths of LPPs determine their distinct physiological roles, the
production of LPPs is precisely regulated by their respective
prenyltransferases (PTSs),
groups of highly conserved enzymes in the cells (Kellogg and Poulter, 1997; Ogura and Koyama, 1998; Wang and Ohnuma, 1999; Liang et al., 2002; Szkopinska and
Plochocka, 2005).

PTSs can be further classified into cis and trans types on the basis of the type of double bond formed during C5-IPP condensation (Liang et al., 2002).

Here, we focus on the trans-type PTSs.

The function and

Aminohappo Leusiini

2010-06-05T11:22:00.001-07:00

The pathway of leucine to mevalonate in halophilic archaea: efficient incorporation of leucine into isoprenoidal lipid with the involvement of isovaleryl-CoA dehydrogenase in Halobacterium salinarum.

Fytaanihappo ja sen oksidaatiotiet . Refsumin tauti.

2010-04-09T09:00:00.000-07:00

Suomennosta Peroksisomeista, Refsumin taudista ja fytaanihapon oksidaatioteistä; alfa-, beeta- ja omegaoksidaatiosta

LÄHDE: R.J.A. Wanders J.C. Komen.
Peroxisomes, Refsum's disease and the a and w-oxidation of phytanic acid
Genetic Metabolic Diseases Laboratory. Biochemical Society Transactions (2007) 35, (865–869) Focus Topics at Life Sciences 2007

Avainsanoja:
acyl-CoA thioesterase, rasvahappojen oksidatio, fatty acid oxidation, w-oxidation, peroxisome, phytanic acid, Refsum's disease.

Sisältöä:
Käytetyt lyhennykset
ARD
Historiaa Refsumin taudista, oireet
Taustalla oleva biologinen poikkeavuus
Entsyymin löytö
Fytaanihapon oksidaatioteitten entsymologiasta
Neljä entsyymireaktiota fytaanihaposta pristaanihappoon
Pristaanihappo käy läpi kolme beetaoksidaatiosykliä peroksisomeissa.
Fytaanihapon alfa- oksidaatio detaljina
Ensimmäinen askel: Fytaanihappo aktivoidaan fytanoyyli-CoA muotoon (phytanoyl-CoA)
ACSL
FATP/ASCVL
Toinen askel: Fytanoyyli-CoA molekyylin hydroksyloituminen 2-OH-fytanoyyli-CoA:ksi.
Kolmas askel: 2-OH fytanoyyli pilkkoutuu pristanaaliksi.
Neljäs askel: Aldehydistä tulee vastaava happo. Pristanaalin oksidaatio pristaanihapoksi
Seuraava askel tässä tiessä: Periaatteessa on kaksi eri tapaa, millä CoA-esterit siirtyilevät mitokondriaan.
Fytaanihapon alfa-oksidaatio ja metaboliittien kuljetus peroksisomikalvojen läpi.
PMP34
Oxoglutaraatin- meripihkahapon vaihto
”Redox shuttle ” LDH
Fytaanihapon omega -oksidaatio, alternatiivinen mekanismi, jolla fytaanihappo hajoaa.
Hydroxyfytaanihappo ja CYP450
PPARa ja fibraatit
SREBP ja statiinit
ARB malli kehitetty

Käytetyt lyhennykset

ACSL, long-chain acyl-CoA synthase, pitkäketjuisten rasvahappojen Acyl- CoA syntaasi.
ACSVL, very-long-chain acyl-CoA synthase, hyvin pitkäketjuisten rasvahappojen Acyl-CoA syntaasi.
AMACR, methylacyl-CoA-racemase
ARD, adult Refsum's disease, Aikuisen Refsum tauti
CRAT, carnitine acetyltransferase, karnitiini-asetyyli-transferaasi
CYP, cytochrome P450, sytokromi P450.
ER, endoplasmic reticulum, endoplasminen verkosto
FALDH, fatty aldehyde dehydrogenase, rasva-aldehydi-dehydrogenaasi
FATP, fatty acid transport protein, rasvahapon kuljetusproteiini
PPARa, peroxisome-proliferator-activated receptor a, peroxisomiproliferaattorin aktivoiva reseptori a.
PTS2, peroxisome-targeting signal 2, peroxisomiin kohdentava signaali 2.
SREBP, sterol-regulatory-element-binding protein, sterolia säätelevää elementtiä SRE sitova proteiini.
alfa- ja beetaoksidaatio
Tässä työssään tutkijat kuvaavat nykyisen tietämyksen tilaa FYTAANIHAPON (Phytanic Acid) (C20:0) oksidaatiotien entsymologiasta.
Fytaanihappo-oksidaation tuote , esim. pristaanihappo, käy läpi kolme beeta-oksidaation sykliä peroksisomeissa , minkä jälkeen tuotteet ( kuten 4,8-dimetyylinonenyyli-CoA, propionyyli-CoA ja asetyyli-CoA) siirretään ulos peroxisomeista jompaa kumpaa tietä joko (a) karnitiinista riippuva reittiä, mitä välittää CRAT( karnitiini-asyylitransferaasi) ja CROT (karnitiini-O-oktanyylitransferaasi)
tai (b) vapaana happona, jolloin välittäjänä on yksi tai useampi peroksisomaalinen ACOT ( Acyl-CoA-thioesteraasi).
Omega--oksidaatio
Tutkijat kuvasivat myös nykytietoa fytaanihapon w-oksidaatiosta, varsinkin kun tämän tien farmakologinen ylösssäätäminen saattaa muodostaa uuden hoitostrategian perustan ARD- taudissa ( adult Refsum disease).

Aikuisen Refsumin tautia potevilla henkilöillä fytaanihappoa kumuloituu, kertyy, kudoksiin ja kehon nesteisiin, koska alfa-oksidaatiosysteemissä on puute.

Historiaa Refsumin taudista, oireet

Sigvald Refsum kuvasi ARD taudin ensimmäisen kerran 1940-luvulla ja sitä luonnehtii varhainen retinitis pigmentosa ja anosmia ( hajuaistin menetys) yleisinä poikkeavuuksina kaikilla ARD- potilailla. On sitten on lisäksi erilaisin vaihtelevin kombinaatioin neuropatiaa , kuuroutta, ataksiaa , iktyoosia ja kardiaalisia oireita. Näillä potilailla on mortaliteettia sydämen rytmihäiriöistä, sydäninsuffisienssista ja kardiomyopatiasta. On pidettävä mielessä, että täyttä oireistoa tavataan harvoin ja että useimmat piirteet kehittyvät vasta iän mukana.

Taustalla oleva biologinen poikkeavuus

Klenk et Kahlke (1964) keksivät sen biologisen poikkeavuuden, mikä ARD taudissa piilee, nimittäin plasmaan ja kudoksiin kumuloituvan fytaanihapon (phytanic acid (3,7,11,15-tetramethylhexadecanoic acid) liikamääriä näillä potilailla. Tätä löytöä seurasi tutkimukset merkatulla fytolilla ( phytol), joka on fytaanihapon (Phytanic acid) edeltäjäaine sekä fytaanihapolla itsellään. Osoittautui, että U-14C20- merkattu fytaanihappo oksidoitui nopeasti (14C1) CO2 molekyyliksi terveillä, mutta ei ARD-potilailla.

Entsyymin löytö

Aluksi kaavailtiin, että todennäköisimmin fytaanihapon oksidaatiomekanismi käsittäisi yksinkertaisesti ”alkuvaiheen oksidatiivisen dekarboksylaatioaskeleen, jossa terminaalinen karboksiryhmä vapautuisi hiilidioksidina CO2” . Tämän mekanismin yksityiskohdat jäivät edelleen epäselviksi 1990-luvun lopulle asti, jolloin selvitettiin muu osa oksidaatiotiestä, kun oli keksitty entsyymi fytanoyyli-CoA2-hydroksylaasi. Se nimittäin osoittautui puuttuvan ARD potilaista
Tässä työssään tutkijat esittävät katsauksen näistä fytaanihapon oletettua monimutkaisemmista oksidaatioteistä ja asian tärkeydestä ARD potilaille. Lopuksi he kuvaavat viimeisiä tuloksia toisesta fytaanihapon oksidaatiomekanismista, w-oksidaatiosta.

Fytaanihapon oksidaatioteitten entsymologasta

Fytaanihappoa on ravintoperäisenä ja silloin siitä tunnetaan kahta stereoisoformia (3R) ja (3S)-.Fytaanihapot (PHYTANIC ACID) , jotka molemmat voidaan käsitellä yhdellä oksidatiivisella systeemillä, antavat tuotteeksi on (2R)- ja (2S) pristaanihappoja. (PRISTANIC ACID).
Koska taas peroksisomaalinen beeta-oksidaatiosysteemi hyväksyy ainoastaan(2S)-asyyli CoA-muodot , lisäentsyymiä vaaditaan peroksisomaaliseen oksidoitumiseen, ja sen entsyymin nimi on AMACR (methylacyl-CoA-racemase). Tämä rasemaasi vaaditaan oksidoimaan (2R) pristaanihappoa, mutta ei (2S) pristaanihappoa.

Neljä entsyymireaktiota fytaanihaposta pristaanihappoon

Oksidaatiotien entsymologiaa on työstetty eräissä yksityiskohdissaan ja se käsittää neljä peräkkäistä entsymaattista reaktiota jotka muuttavat fytaanihapon pristaanihapoksi
Pristaanihappo on tetrametyylipentadekanonihappo; (pristanic acid (2,6,10,14-tetramethylpentadecanoic acid)

Koska pristaanihapolla taas on ensimmäinen metyyliryhmä C2- asemassa (verrattuna fytaanihapon C3- asemaan), pristaanihappo voi alkaa käydä läpi beetaoksidaatiota.
Pristaanihappo käy läpi kolme beetaoksidaatiosykliä peroksisomeissa.
ja lopputuotteena on dimetyylinonanoyyli-CoA (dimethylnonanoyl-CoA) , joka sitten kuljetetaan jatkossa mitokondriaan, jossa se voi oksidoitua täydellisesti.

Fytaanihapon alfa-oksidaatio detaljina

Fytaanihapon alfa-oksidaatiotie käsittää neljä perättäistä tapahtumaa, jotka ovat lyhyesti seuravaat:

Alfa-oksidaation ensimmäinen askel. Fytaanihappo aktivoidaan fytanoyyli-CoA

muotoon (phytanoyl-CoA)
Muralidharan ret Muralidharan aluksi ehdottivat, että fytaanihapon ja palmitiinihapon aktivaatiossa saattaisi olla toiminnassa eri entsyymit, ainakin koe-eläinmaksan mikrosomeissa.
Pahan et al. tulivat siihen tulokseeen, että peroksisomeissa on erillinen Acyl- CoA syntetaasi spesifisesti fytaanihappoa varten.
Vanhooren et al.tutkivat happoanalogien aktivoimisia, kuten fytaanihappoanalogin (3- metyylimargariinihapon), pristaanihappo analogin (2-metyyli-palmitiinihappoa), palmitiinihapon ja lignoseriinin, joita löytyy koe-eläimen mikrosomeissa
Watkins et al. toisaalla osoittivat, että Suzukin työryhmän kloonaama ja sekvensoima pitkien rasvahappojen LCFA asyyli-CoA-syntetaasi, ACSL1 (long-chain acyl-CoA synthase 1) omasi myös fytanyyli-CoA syntetaasiaktiivisuutta, (phytanoyl-CoA synthetase activity).
Miyazawa et al. olivat taas aiemmin osoittaneet, että tätä syntetaasia esiintyi" mitokondriassa, peroxisomeissa ja mikrosomeissa".
Coleman et al. taas huolellisissa tutkimuksissa selvittivät edellisten tulosten virheellisyyden. Syy virheeseen oli, että Miyazawa oli käyttänyt antibodeja, joita kehittyi täydellistä ACSL1 proteiinia vastaan. Se havaitsee muitakin ACSL-perheen jäseniä , koska niillä on samanlainen konservatiivinen aminohapposekvenssi, josta nousee samoja epitooppeja.

ACSL
Tähän mennessä on löydetty viisi erillistä ACSL-isoformia. Tämä perhe on luokitettu kahteen alaperheeseen, joissa on ACSL1, ACSL5 ja ASCL6 rakenteita toisessa perheessä ja ACSL3, ASCL4 ja ASCL5 toisessa.
Lewin et al. osoittivat että ASCL4 oli ainoa peroksisomaalinen ASCL.
ACSL5 sijaitsi mitokondriassa, mutta ASCL1 oli lokalisoitunut mitokondriaan liittyvään kalvoon ( mitochondria associated membrane, MAM) , endoplasmiseen retikulumiin (ER) ja sytosoliin, mutta ei mitokondriaan tai peroxisomeihin.
ACSL4 on perifeerinen membraaninen proteiini. Sen sijaan ACSL1 ja ACSL5 ovat integraalisia kalvoproteiineja.
Vielä ei ole osoitettu, mikä osuus on näillä ASCL- entsyymeillä fytaanihapon aktivaatiossa .

FATP/ASCVL
Samoin ei ole vielä osoitettu FATP ( fatty acid transport protein)/(ASCVL ( very long chain acyl CoA synthase) entsyymiperheitten osuutta.

The role of each of these ACSLs in the activation of phytanic acid as well as that of members of the FATP (fatty acid transport protein)/ACSVL (very-long-chain acyl-CoA synthase) family remain to be established.

Alfa-oksidaation toinen askel. Fytanoyyli-CoA molekyylin hydroksyloituminen 2-OH-fytanoyyli-CoA:ksi.

Entsyymi fytanyyliCoA 2 hydroksylaasi ( Phytanoyl-CoA 2-hydroxylase) kuuluu 2-oxoglutaraatista riippuvien oxygenaasien perheeseen. Tämä on taas suurin tunnettu perhe hemimetalleista riippumattomia oksidoivia entsyymejä, ja entsyymiä eristettiin ensi kertaa koe-eläimen maksan peroksisomeista( Janssen et al.). Koe-eläimen maksan proteiinissa on tyypillinen PTSE, peroxisomiin kohdentava signaalisekvenssi (RLQIVLGHL) , mikä johtaa proteiinia peroxisomeihin. Samanlaisia PTS2-sekvenssejä havaittiin myöhemmin fytanoyyli-CoA2-hydroksylaaseissa (-arginiini, leusiini, glutamiini, isoleusiini, valiini, leusiini, glysiini, histidiini, leusiini-)

Alfaoksidaation kolmas askel. 2-OH fytanoyyli pilkkoutuu pristanaaliksi.

Jatkoentsyymi tässä tiessä on 2-HPCL (2-hydroxyphytanoyl-CoA lyase)/HACL (hydroxyacyl-CoA lyase).
Foul et al. löysivät tämän lyaasin ja se näyttäytyi olevan TPP:stä riippuva entsyymi (tiamiinipyrofosfaatista, B1 vitamiinista riippuva) ja siinä oli tyypillinen PTS1 signaali. Tämä entsyymi hyväksyy 2-OH-asyyli-CoA muotoisia substraatteja, joten se on mahdollisesti tärkeä monessa avainosassa 2-hydroxy-rasvahappojen oksidaatiosssa.

Alfa-oksidaation neljäs askel: Aldehydistä tulee vastaava happo. Pristanaalin oksidaatio pristaanihapoksi

Neljättä askelta katalysoi vielä identifioimaton aldehydidehydrogenaasi. Varhaiset tutkimukset viittasivat siihen, että pristanaalin oksidaatio pristaanihapoksi voisi tapahtua endoplasmisen retikulumin kalvossa (ER) mikrosomaalisen FALDH entsyymin katalysoimana. (fatty aldehyde dehydrogenase) ja sitä koodaa ALDH3A2.

FALDH puutteisista Sjögren-Larsson potilaiden fibroblasteista tehtiin tämä päätös. Heillä oli FALDH:ta koodaavassa rakenteellisessa geenissä ALDH3A2 mutaatioita.

Jatkotutkimukset, joita Jansen ja Croes tekivät, johtivat erillisen pristanaalidehydrogenaasin löytymiseen peroksisomeista. Tämä voi viitata siihen, että fytanoyyli CoA- oksidaatio voi edistyä täydellisesti peroksisomien sisällä.
Tämän peroksisomaalisen entsyymin tarkempi luonnehdinta ei ole vielä valmis , vaikka FALDH on palannut takaisin tälle areenalle.

Ashibe et al. sanovat, että eras ALDH3A2 variantti, nimeltä FALDH-V, kohdistuu erityisesti peroksisomeihin ja saattaa katalysoida aldehydejä (pristanaali joukossa) muuttumaan vastaaviksi hapoiksi.

Tekijät ehdottavat, että FALDH-V, jolla on C-terminaalissa 27 aminohappopätkän pidennys (verrattuna FALDH-N muotoon, joka on vain ER- kalvossa sijaitseva) , olisi kohdentunut peroksisomeihin siinä olevan C-terminaalisen tripeptidin SKH- avulla, mikä eroaa PTS1 sekvenssin konsensuksesta tietyssä sekvenssissä. (S/A/C-K/R/H-L/M) kuitenkin. .

Ashibe et al. mukaan FALDH-V on integraalinen membraaniproteiini peroksisomeissa ja ER- kalvoissa, kun taas pristanaalidehydrogenaasiaktiivisuus ( Jansen et al mukaan) peroksisomeissa katalysoituu liukoisella peroksisomaalisella dehydrogenaasilla.
Yhteenvetona: mikä entsyymi itse asiassa katalysoi pristanaalin oksidoitumista pristaanihapoksi ei ole lopullisesti ratkaistu seikka.

Seuraava askel tässä tiessä

Pristaanihapon aktivoituminen pristanyyliCoA muotoon ei sekään ole täysin selvitetty. Varhaiset tutkimukset: Aiemmin on osoitettu, että ”mitokondria, peroxisomit ja mikrosomit sisältävät pristanyyli-CoA syntetaasiaktiivisuutta”, mutta ikävä kyllä näissä entisissä tutkimuksissa ei otettu esille sitä, mihin suuntaan katalyyttinen kohta asettui, sytosoliin päinkö vai peroxisomaaliseen matrixiin.

Äskettäin Steinberg et al. kloonasivat humaanin ortologin geenistä, joka koodaa rotan maksan VLCS ( very long chain acyl CoA synhetase) entsyymiä, minkä taas Hashimoto et al ovat puhdistaneet ja kloonanneet – ja he osoittivat, etät tämä entsyymi on lokalisoituneena peroxisomeihin ja ER verkostoon. Tämä entsyymi on nyt nimeltään FATP2/ACSVL1 ja topografisesti se on orientoitunut kohti matrixia ja reagoi laajan rasvahappokirjon kanssa ja näihin kuuluu pristaanihappo ja fytaanihappo.

Pristanyyli CoA- molekyylin jatkometabolia on suhteellisen hyvin kartoitettu

Verhoeven et al. toimesta. He osoittivat että pristanoyyli CoA käy läpi kolme beeta-oksidaatiosykliä peroxisomeissa ja sen jälkeen tuotteet (2,6-dimethylnonanoyl-CoA, propionyl-CoA, acetyl-CoA) sukkuloituvat mitokondriaan täyttä oksidoitumista varten ja ne muuttuvat hiilidioksidiksi ja vedeksi. ( Propionyl CoA vaatii B12 vitamiinia jatkoaineenvaihduntaansa mitokondriassa).

Periaatteessa on kaksi eri tapaa, millä CoA-esterit siirtyilevät mitokondriaan.

Ensimmäinen tapa on
4,8-dimethylnonanoyl-CoA, propionyl-CoA ja acetyl-CoA molekyylien konvertoituminen vastaaviksi karnitiiniestereiksi vastaavilla entsyymeillä
CROT (carnitine O-octanoyltransferase)
CRAT (carnitine acetyltransferase).

Sitten ne kulkeutuvat mitokondrian sisäpuolelle vastaavalla spesifisellä kuljettajalla CARRIER.
CACT (carnitine/acylcarnitine translocase). Translokaasin avulla salliutuu acyl-karnitiinien talteen otto sytosolin puolelta mitokondrian puolelle ja vaihdossa vapautuu karnitiinia.

Toinen tapa
käsittää eri CoA-estereitten hydrolyyttisen pilkkoutumisen ACOT entsyymeillä
(acyl-CoA thioesterases), joilloin seuraa vapaita rasvahappoja. Niitä voidaan ottaa mitokondriaan oksidoitumaan, mutta niillä voi olla muitakin kohtaloita.

Saattaa olla että näiden kahden tien osuudet eri kudoksissa ja eri solutyypeissä vaihtelevat
Fibroblasteissa on osoitettu, että prioritoitu reitti on karnitiinista riippuva tie 4,8- metyyli -nonanoyylin jatko-oksidaatiossa, kun taas maksasoluissa ainakin acetyl-CoA valitsee mieluiten tioesteraasista riippuvan tien

Jos sitten nuo peroxisomeissa syntyneet tietyt acyl-CoA- lajit siirretään peroxisomien sisätiloista ( intraperoxisomaalisesta lumenista) karnitiinista riippuvalla tavalla tai jos ne sitten siirretään tioesteraasista riippuvalla tavalla, se lie fysiologisesti ottaen tärkeämerkityksinen asia.

Tämä on varsinkin acetyl-CoA:n suhteen selvä asia. Todellakin jos asetyyliCoA seuraa karnitiinista riippuvaa reittiä , asetyylikarnitiini on silloin peroxisomin tuottama ja sitten transportoitu sytosolin puolelle.
Sytosolisella asetyylikarnitiinilla on vain yksi tie eteenpäin ja se on mitokondriaan ottaminen ja sitä seuraa retrokonversio asetyyli CoA- muotoon mitokondriaalisen CRAT-. entsyymin avulla ja se oksidoituu sitten hiilidioksidiksi ja vedeksi.

Kuitenkin jos Acyl-CoA on alunperin peroksisomissa syntynyttä ja seuraa jatkossa tioesteraasista riippuvaa reitti, tuottuu asetaattia (etikkahappoa) , mikä mahdollisesti jättää peroksisominkin etikkahappona ( kolmas ketoaine) ja pääty sytosoliin, jossa sillä taas on monta eri reittiä valittavana.

Esim
(1) se voidaan vapauttaa solusta ulos kuten Leighton et al osoittivat;
(2) se voidaan ottaa mitokondrioon, jolloin se sitten aktivoituu jälleen AsetyyliCoA muotoon ja sitten oksidoituu hiilidioksidiksi ja vedeksi
tai (3) se voidaan aktivoida Acetyl-CoA muotoon sytosolissa, jolloin sillä on paljon erilaisia mahdollisuuksia , esim se voi integroitua kolesterolin biosynteesiin
Jos Acetyl-CoA yksikkö karboksyloituu mitokondrian ulkopuolella malonyyli CoA- molekyyliksi malonyyliCoA karboksylaasin avulla, voi tästä alunperin peroksisomissa pilkotusta rasvahappopätkästä lähteä alkuun uuden rasvahapon synteesiä tai(eetteri)fosfolipidien biosynteesiä.

Fytaanihapon alfa-oksidaatio ja metaboliittien kuljetus peroksisomikalvojen läpi.

Eräs toinen aspekti oksidaatiosysteemistä, joka on ollut ratkaisematon ainakin osaltaan, käsittää substraattien ja tuotteitten kuljetusta peroxisomaalisen kalvon läpi.

PMP34

Mitokondriaalisen perheen liukoisten kuljettajien eräs jäsen on PMP34 (34 kDa peroxisomal membrane protein) ja se on yksinomaan vain peroxisomaalinen ja on osoitettu, että se pystyy katalysoimaan ATP:n kuljetusta mahdollisesti vaihtamalla sitä AMP:n kanssa ( osoitettu hiivan PMP34 ortologilla Ant1p)

Oxoglutaraatin- meripihkahapon vaihto

Äskettäin on myös kuvattu peroxisomaalista kuljetusaktiivisuutta olevan olemassa 2-oxoglutaraatille , mitä vaaditaan hydroxylaasireaktioon. Koska peroxisomeilta puuttuu se entsyymikoneisto, joka pystyy muuttamaan meripihkahapon (succinate) takaisin 2-oxo-glutaraatiksi, voisi loogiseen mekanismiin kuulua 1:1 suhteessa vaihtumista 2-oxoglutaraatin ja meripihkahapon kesken.

”Redox shuttle ” LDH teoria

Kun on tutkittu NADPH:n uudelleen oksidoitumista peroksisomin sisällä, hiivatutkimukset ovat selvästi osoittaneet ” redox-shuttle” osuutta ja sitä on välittämässä sytosoliset ja peroxisomaaliset malaattidehydrogenaasin isoformit. Ihmisen peroxisomit eivät sisällä spesifisiä malaattidehydrogenaaseja kuitenkaan, joten malaattidehydrogenaasiin perustuva redox shuttle on epätodennäköinen . Baumgart et al. on ehdottanut, että olisi olemassa sellainen ”redox- shuttle”, joka käsittäisi sytosolisia ja peroxisomaalisia laktaattidehydrogenaasin (LDH) muotoja.

Fytaanihapon w-oksidaatio, alternatiivinen mekanismi, jolla fytaanihappo hajoaa.

Varhaiset tutkimukset osoittavat, että fytaanihappoa voidaan hajoittaa myös toisella mekanismilla, w-oksidaatiolla. Greter et al. sekä Wierzbicki et al. ovat osoittaneet että tämä tie saattaa olla operatiivinen myös keho-oloissa.

Hydroxy-fytaanihappo ja CYP450

Nyt on alettu ratkaista tätä mekanismia, ja ensiksi keskitytty identifioimaan tämän reitin alkuaskelta, mikä on fytaanihapon hydroksylaatio molekyylin w-päädyssä.
Koe-eläimen ja ihmisen maksasta tehtyjen tutkimusten mukaan fytaanihappo hydrolysoituu helposti w-hydroksifytaanihapoksi ja yksi tai useampi sytokromi CYP450 entsyymien superperheestä katalysoi tätä reaktiota.

PPARa ja fibraatit

Kun on inkuboitu supersomeja ( ihmisen rekombinantti CYPs) sisältävien mikrosomien kanssa on todettu multippeleita 4 luokan perheen CYP entsyymejä , jotka pystyvät hydroksyloimaan w-fytaanihappoa tietyssä paremmuusjärjestyksessä CYP4F3A>CYP4F3B>CYP4F2>CYP4A11. Ideana on koettaa löytää keinot, miten voisi lisätä w-oksidaatiosysteemin kapasiteettia. Tässä suhteessa on tärkeää mainita, että PPARa kontrolloi CYP4 A11 ilmenemistä. Tästä taas saa viitteen, että jokin tunnettu PPARa ligandi ( kuten fibraatit, fenofibraatit ja bezafibraatti) voisi indusoida CYP4A11 expressoitumista
Mielenkiintoista on myös, että eristetyissä hiiren mikrosomeissa, kun hiiri oli saanut 0.1% (w/w)WY14643 supplementoitua dieettiä, mikä on tunnettu PPARa ligandi, tapahtui fytaanin w-oksidaation huomattava (kahdeksan kertainen) indusoituminen.

SREBP ja statiinit

Aivan äskettäin Hsu et al. ovat osoittaneet, että CYP4F2 expressiota kontrolloi steroleita säätävää elementtiä sitova proteiini SREB. Tästä löydöstä taas aukenee uusi polku tuleville tutkimuksille, joissa tullaan hyödyntämään statiineja, koska ne ovat SREBP tien tunnettuja aktivaattoreita.

ARB malli kehitetty

Äskettäin on myös saatu kehitettyä hiiressä ARB taudin malli, Refsumin taudin malli ja tästä tulee mahdollisuuksia testauksiin.

VIITE
Euroopan unioni on ollut tukemassa töitä
Peroxisomes in health and disease’,
‘Refsum disease’
Princes Beatrix Fonds kannattaa seuraavaa tutkimusta
‘Adult Refsum disease and the search for pathological mechanisms, induced by phytanic acid, using a newly generated ARD mouse modeL').
http://www.biochemsoctrans.org/bst/035/0865/bst0350865.htm

Isovalerihappo (BCFA) ja aminohappo leusiini (BCAA)

2010-03-13T02:14:00.000-08:00

LÄHDE: Shaw V, Lawson M. Isovaleric acidemia page
In: Clinical paediatric Dietetics. 2001

ISOVALERIHAPPO, leusiinin katabolian välituote
Isovalerihappoemiaa (IVA) aiheuttaa isovaleryl-CoA dehydrogenase-entsyymin puute, mikä blokeeraa leusiini-aminohapon katabolian tasoon isovaleryyli-CoA ja aiheuttaa, että tätä välituotetta alkaa akkumuloitua.

Tätä tilaa saattaa esiintyy vastasyntyneillä akuutissa muodossa tai isommilla lapsilla kroonisessa intermittoivassa muodossa. Ensimmäisestä muodosta kehittyy jälkimmäinen muoto.

Remission aikana suurin osa isovaleryyli-CoA molekyyleistä konjugoituu glysiiniin ja muodostaa isovaleryyliglysiiniä, joka on myrkytöntä ja erittyy suurissa määrissä virtsaan.
Isovaleryyli-CoA pystyy konjugoitumaan myös karnitiinin kanssa ja muodostaa isovaleryyli-karnitiinia, joka myöskin erittyy virtsaan.
Mutta akuuttien sairausepisodien aikana luonnollinen detoksikoimiskyky ei toimi ja isovaleryyli-CoA deasyloituu ja muodostaa suuret määrät toksista isovalerihappoa, joka aiheuttaa taudin oireet.

Isovalerihappoemia voi johtaa erilaisiin myöhäistuloksiin: toiset lapset kehittyvät psykomotorisesti normaalisti ja jotkut voivat tulla vaikeasti kehitysvammaisiksi.

DIEETTIHOITO

Dieettihoidon tarkoituksena on rajoittaa leusiinin saanti ja minimoida isovalerihapon muodostus.
Kutienkin on annettava riittävästi leusiinia, essentielliä aminohappoa, että kasvu ei haittaannu.
Leusiini ei kerry plasmaan, joten sen määrittämisellä ei voida arvioida proteiinin saantia.

Isovalerihappoemian hoitoon riittää kohtalainen proteiininrajoitus:
vauvoilla ja pienillä lapsilla 2 g/ painokilo/ päivä
ja iäkkäämmille 1.5- 1 g / kg / päivä.

Tämä kombinoidaan riittävään energiansaantiin.
Jotkut näistä potilaista voivat sietää korkeampaakin proteiinin saantia.

Tarvittavien mineraalien ja vitamiinien saanti tulee myös tarkistaa, vaikka kyseessä ei olekaan hyvin tiukka proteiinin rajoitus.
Useimmilla lapsilla tässä taudissa on kuitenkin kohtalaisen hyvä ruokahalu.

Dieetin lisäksi annetaan glysiiniä 250 mg/ kg/ päivä ja karnitiinia 100 mg/ kg / päiovä, jotta saadaan normaali detoksikoiminen , konjugaatiot, lisääntymään ja täten voidaan vähentää isoleusiinin pitoisuuksia varsinkin metabolisten insuffisienssitilojen aikana.

INFEKTIOIDEN AIKANA

Toistuvien infektioiden aikana proteiinikatabolia lisääntyy kovasti ja silloin tuottuu isovalerihappoa paljon ja potilaat ovat riskissä kehittää asidoosin.
Tätä estämään on luotu standardi kriisihoito-ohje ja siihen kuuluu tiheät korkeahiilihydraattipitoiset juomat päivisin ja öisin.
Proteiinin otossa pidetään taukoa tilapäisesti ja se asetetaan takaisin varhain 1-3 päivän sisällä, 1-4 päivän jakson aikana kliinisestä tilasta riippuen.
Glysiiniä ja karnitiinia annetaan edelleen sekä suun kautta että laskimo suoneen kriisihoito-ohjeen mukaan ja tilapäisesti voidaan annoksia nostaa.

Mykolihapot, ( β-OH -α-alkyyli BCFA)

2009-02-26T14:25:00.000-08:00

BCFA(5) Branched Chain fatty Acids in Nature

Tässä kappaleessa kerrotaan, miten luonnon mikro-organismi käyttää suojastrategianaan haaroittuneista rasvahapoista kehiteltyä kilpeä, joka pystyy selviämään ihmiskunnan puolustusjärjstelmeistä. Ollaan haponkestävissä bakteereissa, mykobakteereissa. Jo vuosia sitten olen katsellut kaavakuvia TBC-bakteerin rakenteesta ja se on todella hyvin varustautunut tätä maanpäällistä elämäänsä varten, eikä ole mahdotonta, että se riehahtaa jossain vaiheessa uudestaan. Sen varsinainen rakenne ei ole voitettu asia ja tulee ottaa huomioon, että se ei kärsi niistä tilanteista, kun ihmiskunta voi huonosti. Se kehrää ihmisen aineenvaihdunnasta aineet näihin omiin kuoriinsa.

www.molbio.uoregon.edu/facres/labs/Parthasarathy/mycobacteria-and-supported-.png

MYKOLIHAPOT, Mycolic Acids

Mycobakteerit ja sen sukuiset lajit omaavat lipidiensä pääkomponenttina mycolihappoja.

Ne ovat beeta-OH-alfa alkyyli-haaroittuneita korkeamolekulaarisia rakenteita, joissa on hiiliä 60-88 tai vielä enemmän. (β-hydroxy-α-alkyl branched structures of high molecular weight).

Lajista riippuen nämä voivat sisältää joukon funktionaalisia ryhmiä, joihin kuuluu kaksoissidoksia sekä cis- että trans-configuraatioilla ( mutta jos on trans-konfiguraatio, niillä on myös lähellä metyyli-haara) ja syklopropaanirenkaita, jotka nekin voivat olla cis -tai trans-konfiguraatiossa. Lisäksi ne voivat sisältää metoxy, epoxy- tai ketoryhmiä, jotka ovat myöskin normaalisti lähellä metyylihaaraa. Joitain edustavia rakenteita on kuvattu tekstissä.

www.lipidlibrary.co.uk/Lipids/fa_branc/image012.gif

alfa-mycolic acid, epoxymycolic acid, keto-mycolic acid

Tällaisten rasvahappojen rakenteen analyysi on paljon vaikeampaa kuin konventionaalisten rasvahappojen analyysit. Ensimmäisessä vaiheessa tehdään yleensä pyrolyysi, joka tuottaa alfa-haaroittuneen rasvahapon ja mero-aldehydin, jotka sitten analysoidaan erikseen. www.lipidlibrary.co.uk/Lipids/fa_branc/image014.gif

Nämä kaksi komponenttia syntetisoidaan myös erikseen eri entsyymisysteemeillä ja eri mikro-organismeilla, ennen kuin ne kondensoidaan muodostamaan tyypillinen mycolihappo.

MYCOBAKTEERIEN kalvojen rakenteen avainkomponettina ovat nämä mycolihapot.

/gsbs.utmb.edu/microbook/images/fig33_1.JPG

Niillä näyttää olevan erityisiä ominaisuuksia, kuten matala permeabiliteetti hydrofobisille yhdisteille ( ne pystyvät siis kestämään rasvaliukoisia läpitunkeutujia), kuivumisen kestävyyttä ja kykyä pysyä elossa ihmisen puolustusjärjestelmän syöttösolujen, makrofagien muodostamassa vihollismiljöössä.

Beeta-hydroksyyliryhmät (OH ryhmät) ovat erityisen tärkeitä, koska arvellaan niiden moduloivan sekä faasitransitio lämpötilaa ja molekulaarista pakkautumista kalvon sisäpuolella, esim. tuberkkelibakteerin (Mycobacterium tuberculosis) soluvaipassa on erityinen lipidirakenne, joka assosioituu sen virulenssiin, patogeenisyyteen tuberkuloosi-infektiossa. Tämän takia lipidimykolaatit ovat tärkeitä rakennekomponentteja soluseinämässä. Siis solun ulkokerroksissa on näitä lipidejä tavattoman paksu kerros, mikä suojelee tuberkkelibasillia isännän immuunisysteemiltä.

Mykolihapot ovat tämän ulkokerroksen olennainen osatekijä erityisten lipidien komponenttina: Niissä on arabinogalaktaanimykolaattia kovalentisti linkkiytyneenä soluseinämän peptidoglykaaniin fosfodiesterisidoksen , fenoli-ftiocerolia, ftioceroli-dimykocerosaatteja ja trehaloosimykolaattiestereitä, joihin kuuluu sulfatideja ja di-poly-asyylitrehalooseja. Mykolihapon syklopropaanirenkaat antavat rakenteellista integriteettiä soluseinämäkompleksille ja suojaavat bakteeria oksidatiiviselta stressiltä.

Jos kokeellisesti indusoidaan muutoksia mykolihapon struktuuriin, menettää bakteeri virulenssiaan.Tähän perustuu antituberkuloosilääkitys.

Moni yksityiskohta mykolihapon biosynteesissä pitää vielä kokeellisesti määritellä. Mutta kuitenkin uskotaan nykyisin, että M.TBC:ssä eräs rasvahapposyntetaasi I tuottaa aktivoitua C20-S-CoA muotoa rasvahapposyntetaasi II-systeemille ( kts. saturated fatty acids).

Sitten cis- kaksoissidoksia johdetaan rakenteeseen kasvavassa mero-hapossa sen kahdessa kohdassa ja niin saadaan kolmea muotoa cis, cis-di-tyydyttämätöntä rasvahappovälituotetta, mikä konvertoidaan sitten metyyli-, syklopropaani-metoxy-ja keto-merohapoiksi. Lopuksi kypsät mero-hapot ja C26-S-acyylikuljettaja proteiini suorittavat Claisen tyyppisen kondensaation, jota katalysoi polypeptidisyntaasi ja niin muodostuu mycolihappoja.

Mycobakteerit siis sisältävät multi-metyyli-BCFA ( C14- C32). Usein nämä metyylihaarat sijaitsevat kohdissa 2,4,6, ja 8

Joskus on OH-ryhmä asemassa 3 ja ketju esiintyy pidemmän hapon kanssa ( C36- C47) Silloin niitä nimitetaan mykobakteerihapoiksi, jotka ovat rakenteellisesti mykolihapon sukuisia ja sisältävät syklopropyylirenkaita, kaksoissiltoja ( trans ja cis) ja/tai oxygenoituja funktioita.

www.lipidlibrary.co.uk/Lipids/fa_branc/image018.gif

Viimemainittu on muodostunut mykolihaposta pilkkoutumalla hiili 3 ja 4 välistä . mykobakteerihapot esiintyvät vain TG- fraktiossa esteröityneenä yhteen glyserolin kolmesta OH-ryhmästä.

Asian liite 1.

Mitä tubilääkkeillä koetetaan saada aikaan?

Veziris N, Cambau E, Sougakoff W, Robert J, Jarlier V.[Resistance to antituberculous drugs] Arch Pediatr. 2005 Aug;12 Suppl 2:S102-9.

Tässä on kolmen vuoden takaa eras artikkeli, joka kertoo, miten tbc-basillit alkavat sietää antituberkuloosilääkkeitä. Tavallisia mykobakteereja tässä yhteydessä oli mainittuna mm. M. tuberculosis, M. bovis ja M. africanum. Näihin tehoaa vain hyvin harva lääkeaine. Heti kun näitä lääkkeitä alettiin käyttää ihmisellä, ne kaikki alkoivat aiheuttaa selektiivistä vastustuskyvyn kohoamista mykobakteereja kohtaan. Kun tutkittiin, millä geneettisellä mekanismilla mykobakteerit pystyivät hankkimaan itselleen vastustuskykyä, saatiin enemmän käsitystä siitä millä tavalla antituberkuloosilääkkeet vaikuttavat.

Antibiootit ISONIAZIDI, PYRAZINAMIDI, ETIONAMIDI ja ETAMBUTOLI ovat mykobakteerispesifisiä, koska ne pystyvät estämään mykolihappojen synteesiä, mikä rasvahappo taas on aivan olennainen tubibakteerin seinämän rakenneosa.

Näille lääkkeille kehittyvän resistenssin taustalla olevat geenimutaatiot koskevat niitä geenejä, jotka koodaavat aktivaattorientsyymeitä (katg geenimutaatio liittyy isoniatsiiniresitenssiin ja pncA geenimutaatio etambutoliresistenssiin) tai sitten niitä geenejä, jotka koodaavat aktivaattorientsyymien kohdetta (inhA isoniatsiinin/etionamidin suhteen, ambB etambutolin suhteen)..
Mitä tulee rifamysiiniin, aminosideihin ja kinoloneihin niiden aktiomekanismi ja resistenssi ovat samoja mykobakteerin suhteen kuin ei-mykobakteeri-organismeissakin.

M. tuberkuloosille ei ole kuvattu mitään plasmidia tai resistenssitransposonia. Nykyään voidaan testata nopeasti rifampisiiniresistenssi. Mutta tulevaisuudessa voitaneen DNA-chipseillä havaita multiresistenssi samaan aikaan( kirjoitettiin 2005). Kun on monitoroitu TBC-lääkkeitä Ranskassa on todettu multiresisitenssin prevalenssi 0.5% ( sekä INH että rifampisinille) , primäärinen resistenssi( ennen hoitoa) 9% ja sekundäärinen resistenssi( hoidon jälkeen) 16?.

Asian liite 2:

Mitä WHO sanoo tuberkuloosista?

Terveellä ihmisellä tuberkuloosibakteeri ei anna mitään oireita, koska henkilön immuunisysteemi voittaa bakteerin.

(Kommentti: Suomi oli erityisesti TBC- maa aiemmin ja vielä II maailmansodansodan jälkeen. maitotuotteiden käytön korostus ja muu terveellinen ravinto, auringonotto, kalanmaksaöljy, C-vitamiini, kouluruokajärjestelmän kehitys - ja asuntotilanteen parantaminen, keuhkojen pienoisröntenkuvaukset ja Mantoux, calmetterokotus, olivat siellä strategia).

Mutta aktiivissa tuberkuloosissa on keuhkoista oireena yskää, ysköksiä tai verta, rintakipuja, uupumusta, painon laskua, kuumetta ja öisiä hikoilutuksia. Tuberkuloosi hoidetaan 6 kuukauden antibioottikuurilla, missä antibiootit ovat antituberkuloosilääkkeitä.

www.who.int/topics/tuberculosis/en/

Vuonna 2006 WHO:n taholta aloitettiin uusi projekti tubin nujertamiseksi maailmassa.

The Stop TB Strategy, the Global Plan to Stop TB, 2006–2015 and targets for TB control

Tyydyttämättömät metyylihaaraiset rasvahapot

2009-02-26T14:14:00.000-08:00

BFCA(4) Branched Chain fatty Acids in Nature

Entä tyydyttämättömät metyylihaaraiset rasvahapot? (Unsaturated Methyl-Branched Fatty Acids)

MUFA-metyyli-BCFA happoja on löydetty bakteereista ja meri-eläimistä. Usein haarana on iso/anteiso-aseman haara, mutta haara voi olla alifaattisessa ketjussa myös keskisemmin sijaitseva.

Esim. Mola mola ocean sunfish. Tästä kalasta löydettiin ensimmäinen tätä sarjaa oleva rasvahappo: ( 7-methyl-7-hexadecenoic acid).

Merisienistä löydettiin myös näitä lajeja: 7-metyyli-6-hexadeceenihappo ja 7-metyyli-8-hexadeceenihappo (7-methyl-6- and 7-methyl-8-hexadecenoic acids).

Myös löytyi meren organismeista iso-/anteiso-methyl ryhmiä, mutta nämä olivat ilmeisesti bakteeriperäisiä (Bacillus cereus ja Desulfovibrio desulfuricans):
13-metyyli-tetradec(4)eeni happo (13-methyltetradec-4-enoic),
14-metyyli-hexadec(6)eenihappo (14-methylhexadec-6-enoic)
14- metyylipentadec(6)eenihappo (14-methylpentadec-6-enoic)
17- metylioktadec(8)eenihappo (17-methyloctadec-8-enoic acids) ( ja monia muita!)

Erikseen mainitaan eräs alkeellisten sienieläinten muodostama rasvahappojen ryhmä, demospongiinihapot ( demospongic acids, bis-metyleenin keskeyttämiä kaksoissidoksia on siinä tavallisesti 5,9- asemassa.
www.lipidlibrary.co.uk/Lipids/fa_conj+/image008.gif

Sitten on spongihappoja, joissa on iso-ja ante-isoasemissa metyyliryhmiä- (sponge fatty acids).
Lisäksi vastaavanlaisia sienihappoja on kuvattu metyylihaara sentraalisempana rungossa esim:
17-methyl-5,9-24:2,
21-methyl-5,9-26:2
22-methyl-5,9-28:2.

Israelissa tehtiin löytö eräästä organismista limasieni ( slime mold, Myxomycetes ). Niistä löydettiin epätavallisia monihaaraisia hyvin pitkiä PUFA happoja ja myös makeitten vesien sienissä oli näitä. http://fi.wikipedia.org/wiki/Limasienet
Mainitaan seuraavaa seitsemästä eri myxomycetes- lajista
encyclopedia.farlex.com/Myxomycetes

(2E,4E,7S,8E10E12E14S)-7,9,13,17-tetramethyl-7,14-dihydroxy-2,4,8,10,12,16-octadecahexaenoic acid .

Tämän lajin BCFAs ovat epätavallisia kasveissa, mutta pieniä määriä 16- metyyli-cis-9-octadecanoic happoa ja 16- metyyli-cis-9, cis-12-octadeadienoic happoa on löydetty puusta ja Gymnosperma-lajien siemenistä.

16-methyl-cis-9-octadecenoic
16-methyl-cis-9,cis-12-octadecadienoic acids

www.lipidlibrary.co.uk/Lipids/fa_conj+/image010.gif

26/02/2009 13:49

Isoprenoidit rasvahapot

2009-02-26T13:58:00.000-08:00

BCFA(3) branched Chain fatty Acids in Nature

ISOPRENOIDIRAKENTEISET RASVAHAPOT
Isoprenoid Fatty Acids

Isopreenirakenteisia rasvahappoja esiintyy luonnossa koko joukko animaalisissa kudoksissa. (Kommentti: Nämä isoprenoidit ovat ihmiskehossa tunnettuja ja paljon puhuttuja asioita. Niitä muodostuu endogeenista tietä (mevalonaattitietä) kuten kolesterolia ja sterolejakin.

Tämä isopreenisynteesi on kehon järjestelmä tehdä esim K2-vitamiineille sopivia kestävämpiä muotoja eri kudoksiin muokaamalla sen sivuketjuja kudostarpeen mukaan.

ISOPREENIRAKENNE on rasvahappojen synteesissä kuin lego-osa. Ubikinoni saa tällä järjestelmällä myös oman ankkurisivuketjunsa, jolla se on kiinni mitokondrian seinämässä. Koska tällaiset sivuketjut ovat lipidiliukoisia ja haarallisia ne saavat pidettyä kiinni vitamiinia solukalvoissa kuin ankkureilla asettamalla tämän isoprenoidinsa solun kolesterolikerrokseen membraanin kaksoislehden väliin, rasvaliukoiseen kerrokseen.

Ravinnossa ihminen saa monenlaisia fytokemikaaleja joissa on isopreenimuotoja.
Niitä tulee mm. johdannaisina klorofyllin alifaattisen alkoholiyksikön fytolin metaboliasta käsin. Klorofylli omaa porfyriinirenkaan, joka muistuttaa vähän ihmisen veren hemoglobiinin hemirengasta. Vastaavaan rakenteeseen on kasveissa kiinnittynyt pitkä sivuketju, kuten fytoli. Kasvit tapaavat omata magnesiumin (Mg) porfyriinirenkaan keskellä eikä rautaa (Fe) kuten ihmisen porfyriini tai kobolttia (Co) kuten B12- vitamiinin rengas. Klorofylli sisältää myös vähän K1-vitamiinia, joka on fyllokinonirakenne.

www.genome.ad.jp/kegg/pathway/map/map00860.gif

Tällainen porfyriinisukutaulukin löytyy internetistä, mutta kasvissa porfyriini tarvitse pitkän rasvahapposivuketjun

www.bio.umass.edu/biology/conn.river/misc_images/photosyn2.jpg

Klorofyllillä on FYTOLI-niminen sivuketju.
Fytoli on 3,7,11,15-tetrametyyli-hexadec-trans-2-en-1-oli. Siis siinä on yksi kaksoissidos sivuketjussa.
Engl. phytol (3,7,11,15-tetramethylhexadec-trans-2-en-1-ol).

Fytaanihappoa muodostuu animaalisessa kudoksessa, kun ravintoperäinen FYTOLI (phytol) oksidoituu fyteenihapoksi (phytenic acid) ja sitten redusoituu fytaanihapoksi.

(Sitaatti: Phytanic acid is formed in animal tissues by oxidation of phytol to phytenic acid (only encountered in tissues under artificial feeding conditions), followed by reduction).

Lyhyempiketjuiset isopreenihapot pilkkoutuvat tästä alfa- ja/tai beeta oksidaatioreaktioilla .

www.lipidlibrary.co.uk/Lipids/fa_branc/image010.gif

Näitä isopreenisiä on iso kirjo alkaen 2,6-dimetyyliheptanoic rakenteesta
5,9,13,17-tetrametyyli-octadecanoic happorakenteeseen.

Mutta fytaanihappo oikeastaan on niistä useimmin mainittu (3,7,11,15-tetramethylhexadecanoic; phytanic acid )
sekä sen alfa-oksidaation tuote pristaanihappo ( 2,6,10,14-tetramethylpentadecanoic (pristanic) acids.

Kaloissa ja muissa meriorganismeissa on erityisen yleinen trimetyylidecanoic –happo. ( 4,8,12-Trimethyltridecanoic acid).

Luonnollisessa phytaanihapossa (phytanic acid) jokaiselta metyyliryhmältä odotetaan D- configuraatiota, mutta kemiallisessa fytolin dehydrogenaatiossa 3-metyyli-ryhmä oli raseeminen ( D,L) ( D= ”kiertää oikealle” ja L-”kiertää vasemmalle”) eräissä tutkimuksissa, Nämä seikat antavat ominaisuuksia molekyylille. Tällaiset ominaisuudet vaikuttavat myös entsyymien mahdollisuuksiin käsitellä molekyyliä.

Normaalisti näitä rasvahappoja esiintyy vain matalia pitoisuuksia kudoksissa ja konsentraatio on korkeampi herbivora-lajeissa, kasvissyöjäeläimillä, kuten maitokarjalla.

Esim. fytaanihappoa esiintyy normaalisti jopa 1% maitorasvoissa ja naudan rasvakudoksessa. Mutta paljon korkeampiakin pitoisuuksia voidaan joskus todeta.
Esim. naudan plasmassa voi olla jopa 20% triasyyliglyserolien (TG) rasvahapoista tätä fytaanihappoa, koska 3-aseman metyyli-haara estää lipoproteiinilipaasi(LPL)-entsyymin aktiivisuutta: LPL:n tehtävä olisi puhdistaa triasyyliglyseroleja plasmasta.

Ihmisten useissa perinnöllisissa metabolisissa häiriöissä voi olla yksi tai useampi fytaanihapon tai pristaanihapon hajoittamisvajavuus ja silloin niitä happoja alkaa kertyä kehoon kudoksiin ja kehon nesteisiin.

On olemassa eräitä kliinisiä ilmentymismuotoja näille häiriöille, ja jotkut niistä voivat olla fataaleja. Tunnetuin niistä on Refsumin tauti.

Koska fytaanihapossa on 3-asemassa metyyliryhmä, sen oksidaatio beeta-oksidaatiolla on mahdoton. Sensijaan fytaanihappo oksidoituu alfa-oksidaatiolla peroxisomeissa ja tuottaa pristaanihappoa, joka taas voi lähteä beeta-oksidaatio sykliin ja antaa lopputuotteena 4,8-dimetyyli-nonanoyyli-CoA- rasvahappoa ( 4,8- Dimetyyli-C9:0). Tämä kuljetetaan mitokondriaan ja siellä tapahtuu täysoksidaatio hiilidioksidiksi ja vedeksi.

Refsumin taudissa on vaje yhdessä tai useammassa alfa-oksidaation vaiheessa, mutta pääasiallisimmin entsyymissä, nimeltä phytanyyli-CoA-2-hydroksylaasi ( phytanoyl-CoA 2-hydroxylase) ja siitä tulee sen taudin kliiniset oireet.

Isoprenoidiset haaroittuneet rasvahappot kuten FYTAANI ja PRISTAANI-happo näyttävät olevan signaalimolekyylejä, jotka toimivat säätelemällä niitten geenien ilmenemistä, jotka koskevat animaalisissa kudoksissa tapahtuvaa lipidien kataboliaa. Näita happoja kuljetetaan tumaan (nucleus) sitomalla ne maksaperäiseen rasvahappoa sitovaan proteiiniin ja ne antavat tehonsa sitoutumalla peroxisomia kasvattavilla (=proliferoivilla) tekijöillä aktivoituvaan a-reseptoriin PPAR-a ja sellainen indusoi niiden entsyymien transkription, joiden tehtävänä on rasvahappojen hajoittaminen beeta- ja alfaoksidaatiolla.

Itse asiassa nämä kaksi ongelma-rasvahappoa olisivat täten oman hajoittamisensa säätelijöitä tumateitse. ( TAI sen lisäksi ne toimivat modulina, joka pitää yllä alfaoksidaation mahdollisuutta myös niille molekyyleille, joita ei tiede vielä kehon kataboliasta varsinkaan aivojen osalta vielä tunne, eräänlainen Mestaritonttu- järjestelmä. )

Fytaanihappo toimii kaiketi myös glukoosin ja retiinihapon aineenvaihdunnan eräiden aspektien säätelijänä.
Samalla tavalla retiinihappo, joka on A-vitamiinista johtunut isoprenoidi happo, on vahva geenien säätelijä, joka vaikuttaa solujen kasvuun ja erilaistumiseen tiettyjen kuljetusproteiinien ja tumareseptorien kautta.

Refsumtaudin ongelman uusinta tietoa PubMed Lähteessä:
Tässä puhutaan myös omega-oksidaatiotiestä tämän hapon yhteydessä, joka tulevaisuudessa saattaa antaa uuden terapiamahdollisuuden Refsumin tautiin, kun on parempaa tuntemusta ravintoperäisistä haarallisista rasvahapoista, jotka vaativat alfa-oksidaation.

Viite: Wanders RJ, Komen JC Peroxisomes, Refsum's disease and the alpha- and omega-oxidation of phytanic acid. Biochem Soc Trans. 2007 Nov;35(Pt 5):865-9.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17956234

Fytaani ja pristaanihapon signaalivälitystehtävä on minusta aika uusi ajatus, joten siteeraan sen tähän. En ole löytänyt tästä toista mainintaa. Sinänsä aika radikaali ajatus.

Isoprenoid branched-chain fatty acids, such as phytanic and pristanic acids, appear to be signalling molecules that function by regulating the expression of those genes that affect the catabolism of lipids in animal tissues. They are transported to the nucleus by binding to a liver-type fatty acid binding protein, and they exert their effects by binding to the α subtype of the peroxisome proliferator-activated receptors (PPAR), which induces the transcription of enzymes involved in fatty acid degradation by β- and ω-oxidation. In a sense, they are regulators of their own degradation.

Phytanic acid is also a regulator of aspects of glucose and retinoic acid metabolism. Similarly, the retinoic acids, isoprenoid acids derived from vitamin A, are potent regulators of genes involved in cell growth and differentiation, via distinct transport proteins and nuclear receptors.

26/02/2009 12:30

Metyylihaara ketjun keskivaiheilla

2009-02-26T13:29:00.000-08:00

(2) Tyydytetyn rasvahappo ketjun keskivaiheella sijaitsee haaroittuma.

(Saturated Mid-Chain Methyl-Branched Fatty Acids)

Bakteerilipidien rasvahappokilvestä

Tuberkulosteariinihapoksi sanotaan rakennetta: 10-R-Methyloctadecanoic acid ( tuberculostearic acid). Ja mikäs muu sellaista kehkeyttää, kuin tuberkkelibasilli ja sen sukuiset bakteerit. Se on eräs pääkomponentti TBC basillin lipideissä. TBC diagnosoinnissa sitä käytetään hyödyksi, koska sitä tulee TBC-taudin ysköksiin ja soluviljelmiin.Mutta sitä löytyy myös Corynebacterium lajilla ja monilla muillakin. (http://en.wikipedia.org/wiki/Corynebacterium). Viiteessä mainittu artikkeli antaa kuvan tuberculosteariinihaposta: Metyloitu 18-hiilinen happo, jolla on tämä yhden hiilen haara hiilessä numero 10. (octadeca- = 18, kahdeksantoista)
www.lipidlibrary.co.uk/Lipids/fa_branc/image006.gif

Joukko tämän tyyppisiä rasvahappoja, joilla on yksittäinen metyyli rungon keskivaiheilla on eristetty spesifisistä bakteereista.

Esim. bakteereissa tavallisia ovat rasvahapot: 10-methylhexadecanoic (hexadeca-= 16, kuusitoista)
Suhteellisen tavallisia ovat 11-methyloctadecanoic acids .
Halogeeneja, suolanmuodostajia kestäviltä bakteereilta tavataan seuraavia rasvahappoja : 12-methylhexadecanoic acid ja 14-methyloctadecanoic acid . (Esim: Halotolerant bacterium Rubrobacter radiotolerans; aquatic bacterium Rhodococcus equi ).

Jäkälöityneistä sienistä löytyy 6- ja 9-Methyltetradecanoic acids ( tetradeca= 14)

Mycobacterium phlei sisältää koko joukon metyyli-BCFA happoja ja niissä esiintyvät 8- ja10-methylhexadecanoate, 9-methylheptadecanoate (heptadeca= 17, seitsemäntoista), 11-methylnonadecanoate (nonadeca= 19, yhdeksäntoista), 12-methyleicosanoate´(eicosa= 20, 14-methyldocosanoate (docosa= 22, kaksikymmentä) ja 16-methyltetracosanoate (tetracosa= 24, kaksikymmentäneljä) .

Hyvin monia erilaisia tämän tyyppisiä BCFA happoja löytyy mikrobipopulaatioitten sekafloorasta, kuten maaperästä eristetyissä tai muista miljööperäisistä näytteistä.

Merisienten runsaat molekyylikirjot sisältävät metyyli-BCFA, jotka ovat alunperin mikro-organismeista peräisin ja tulleet niiden ravintoketjuun tai johtuvat symbioottisesta elintavasta.

Esim. kirjailija kertoo sienieläimestä Verongia aerophoba, Gold-Sponge, (/dragonja.mbss.org/DebeliRtic/slike/Drtic_09.jpg) , joista tavattiin lukuisten iso-metyyli ja anteisometyyli-BCFA happojen lisäksi seuraavia:
10-methyl-16:0, 11-methyl-18:0, 14-methyl-20:0, 18-methyl-24:0 and 20-methyl-26:0 rasvahappoja sen lipidien joukossa.
Tämä merisienilaji lie Verapamil-lääkkeen molekyylin taustalla. Tämä on laaja tutkimusalue, sillä meriorganismeissa on lukematon määrä tuntemattomiakin molekyylivaikutuksia. Lääkevaikutuksia koetetaan aina löytää lisää. Aihepiirinä on tällöin: Search for Biologically Active Substances from Marine Sponges.
//cat.inist.fr/?aModele=afficheN&cpsidt=14425374

Tämäntapaisten BCFA- synteesi käsittää fosfolipidikomponentin öljyhapon (C18:1) metylaation, kun metyylin antajana (donorina) toimii SAM ( S-adenosyyli-metioniini). Sitten tulokseksi muodostunut 10-metyyleeni-octadecanoyyli-tähde (10-methyleneoctadecanoyl residue) redusoituu 10-metyyli-yhdisteeksi NADPH cofaktorin toimesta.

Saman sukuinen mekanismi on bakteereilla syklopropaani-rasvahappojen biosynteesille. 10- metyleeni-octadecanoic-acid välituotetta on eristetetty Corynebacteriumista. Aktivoidun metioniinin avustama reaktiosarja on kuvattu seuraavassa lähteessä.

www.lipidlibrary.co.uk/Lipids/fa_branc/image008.gif

Lintujen sulkavaha

Laaja kirjo mono-metyyli-BCFA , yhden metyylihaaran omaavia rasvahappoja, löytyy muutamissa lämminverisistä lajeista. Kuitenkin ehkä tunnetuin on lintujen vaharauhanen , jonka eritettä lintu käyttää sulkiensukimisvoiteena (Engl. preen, uropygiaalinen rauhanen). Se joka erittää vahaista materiaalia, mikä antaa sulille vedenpitävyyttä.Tämän vahan tarkka sisältö vaihtelee lajista toiseen, mutta kaikille on luonteenomaista korkea haaroittuneitten rasvahappojen pitoisuus ja alkoholimolekyylit. Tavallisesti haaroittuma on yhden hiilen on metyyli (C), mutta etyyli (CC) ja propyyli (CCC)-haaroja pon myös havaittu. Näitten asettumat eri hiiliin ja ketjujen pituudet kattavat laajan kirjon, mutta monometyyli-rasvahapoissa haaroittumispiste on usein asemassa 2 tai 6. Di-, tri ja tetrametyyli-BCFA-tyypit esiintyvät .

(Huom.terminologiasta: Mono= 1: Di- = 2; Tri= 3, Tetra= 4; penta =5, Hexa= 6, hepta= 7; octa = 8, Nona = 9, Deca= 10, Cosa = 20.)

Tavalliset mallit löytyvät aivan sarjoina: 2,4-, 2,6-, 2,8-dimetyyli BCFA jne; 2,4,6-, 2,4,8-, 2,6,8- trimetyyli-BCFA jne ja 2,4,6,8-tetrametyyli- BCFA. Joissain lajeissa näitä on 90% kaikista rasvahapoista. Mutta eräällä pöllölajilla tämä sulansukimisrauhanen sisältää 3-metyyli BCFA ja 3,5-, 3,7-, 3,9-, 3,13- ja 3,15- dimetyyli-BCFA lajeja.

Esimerkiksi myrskylinnulta (Fulmar) on nämä sulkarasvat jopa luokiteltu taulukossa.

Näiden rasvahappojen biosynteesin mekanismista on vielä paljon tutkittavaa, mutta on ilmeistä, että suuri osa ainakin syntetisoituisi konventionaalista tietä rasvahapposyntaasilla hyödyntäen metyyli-malonyyli-CoA-molekyyliä metyyliryhmän kiinnittämiseen ( Vert rasvahapposynteesin tavallista alkumolekyyliä: malonyl CoA).

Kasvissyöjäkarjan subcutaanista rasvasta

Nämä sisältävät myös paljon BCFA-komponetteja, varsinkin jos niitä ruokitaan hiilihydraattipitoisella ravinnolla, jolloin n 9% subkutaanirasvasta ( nahkan alaisesta rasvasta) käsittää haaroittuneita rasvahappoja. Niissä tuottuu suhteellisen korkea osuus propionihappoa (C3:0) (päinvastoin kuin etikkahappoa (C2:0 tai voihappoa C4:0) suolistossa ja tämä johtuu mikro-organismien vaikutuksesta ja sitten muodostunut propionihappo konvertoituu aktivoiduksi metyylimalonyylihapoksi ( metyylimalonihappo-CoA) ja se taas pystyy inkorporoitumaan rasvahappoihin rasvahapposyntaasilla. Seurauksena tästä mekanismista on, että metyyliryhmät sijaitsevat tasalukuisissa asemissa ja ovat sattumanomaisesti jakaantuneina eri pituisiin rasvahappoketjuihin. Itse asiassa on yli 120 erilaista mono-, di-ja tri-metyyli-rasvahappoa identifioitu märehtijöitten rasvoista. Lisäksi joitain etyyli-haaraisiakin BCFA-happoja. ( Etyylissä on kaksi hiiltä).

Vastasyntyneitten vernix caseosa, lapsivaha.

Lapsivahassa on suuri osa iso-/anteiso-metyyli-BCFA happoja ja lisäksi lähes 10% on C11- C18 pituisia ketjuja, joissa on metyyliryhmiä tasavälein 2-12 asemissa ja ne oletetaan syntyneen metyylimalonaattia substraattina käyttäen, (Oma kommenttini: -Tämä sinänsä on detoksikaatiotie metylmalonaatille MMA, joka olisi solun sisällä tai aivoissa toksinen molekyyli, eikä ihmisellä pilkkoudu ilman biotiinin ja B12 vitamiinin apua sitruunahappoketjussa. Tässä voisi tosiaan kysyä miksi B12-puute on niin toksinen aikuisella, ja miksi ei metyylimalonit siirry rasvasynteesiin enää aikuisella tarpeeksi, ja sitten rasvojen teitä myöten vasta turn over vaiheessa - vai tekeekö ne sen normaalisti terveillä? Siis yksi mahdollisuus on että B12 tarve tulee vasta kataboliavaiheessa , jos on "tungosta" sitruunahapposykliin ja että metyylimalonia menisi esim spesiaalivahojen muodostukseen jossain paikoin kehoa, esim korvassa ja muissa vahoja tarvitsevissa kohdissa tai kehon vahvoissa aivokalvoissa. Tässä täytyy sanoa että tietoni on toistaiseksi rajallinen enkä voi sanoa tästä synteesitiestä muuta kuin että se saisi substraattia haarallisista aminohapoista suoraan ja sitten sitruunahapposyklistä. B12 tarve tältä kannalta voi olla arvioitua suurempi, sillä silloi turn over olisi tehokkaampi. Kysyisinko vielä, miten aivokalvot ovat rakentuneet?).

Nonisoprenoidiset kaksi tai useampihaaraiset rasvahapot

Non-isoprenoidisia dimetyyli- BCFA-happoja löytyy usein bakteereista.

Esim 4,9-dimetyyli-C10:0, 4,10- ja 4,11-dimetyyli-12:0 ja 4,13- dimetyyli-14:0 hapot sekä 2,13- ja 2,12-dimetyyli-14:0 hapot ovat identifioitu halofiilisestä Bacillus lajista.

http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/np000494d

Tietyissä Mykobakteereissa on havaittu monihaaraisia, multi- haarallisia rasvahappoja -BCFA, joissa metyylihaarat ovat asemissa 2-, 4-, 6-ja 8.

Sienieläimistä on raportoitu dimetyyli-BCFA joskus ja ne katsotaan olevan ravintoketjusta ja mikrobiaalisia alunperin tai symbioottisia: Esim 9,13- ja 10,13-dimetyyli-14:0, 8,10-dimetyyli-16:0 ja 3,13-dimetyyli -14:0.

Kasvivahoissa ja bakteereissa on tavattu joskus dimetyyli ( diabolisia) happoja kuten
14,15-dimethyltriacontanedioic acid.

http://www.rsc.org/Publishing/Journals/C3/article.asp?doi=C39920001533

http://www.cyberlipid.org/images/pict551.jpg

(Kasvisvahoista enemmän toisessa lähteessä.

In plants the outer covering consists of an hydroxy fatty acid polymer called cutin. The underground parts and healed wound surfaces of plants are covered with an analogous substance, suberin. These substances are frequently mixed with other lipids and form a complex mixture called epicuticular wax).

26/02/2009 10:12

ISO-metyyli ja ANTEISO-metyyli BCFA

2009-02-26T12:52:00.000-08:00

Nyt siirryn haaroittuneitten rasvahappojen (BCFA) mielenkiintoiseen maailmaan.

Löydän mikrobien strategian tarkemman kuvauksen, sillä ihmistä vastaan taistelevat mikrobit tekevät kuoriinsa näistä haarallisista rasvahapoista vahvisteita, eikä ihmiset pysty tuhoamaan sellaisia kuoria pelkällä ruoansulatuksella eikä edes immuunivasteen soluilla tai järjestelmillä eräissä tapauksissa.

Mutta ihmisen omatkin suojarakenteet käyttävät näitä haarallisia rasvahapporakenteita. Tästä asiasta löytyy lähteeksi tuore päivitetty artikkeli, joka on asetettu nettiin 17.2.2009. www.lipidlibrary.co.uk/Lipids/fa_branc/index.htm

Mitkään elintarvike ja ravintoainetaulukot joihin olemme tottuneet, eivät ole mitanneet haarallisten rasvahappojen pitoisuuksia kaikissa elintarvikkeissa, vaan ne annetaan muutamissa harvoissa tapuksissa erikseen arviotaulukkoina niille, joiden tulee välttää haarallisia hiiliketjuja jostain syystä.

Mutta mikäs myös tulee tällä alueella lopulta vastaan?
Tubibakteeri itse: Sillä on mahtava kuori, todellinen alan taideteos mielestäni. Jaan aiheen viiten artikkeleihin, joita kokoan ja suomennan.

Haaraketjuinen lyhennetään englanniksi BC ( branched Chain). Sana on tuttua aminohapoistakin. Niissä on muutama BCAA Branched Chain Amino Acid
www.biomedcentral.com/content/figures/1471-2164-8-325-6-l.jpg

Mutta nyt ollaan menossa haaraketjuisten rasvahappojen puolelle.

Tässä on syytä mainita, että juuri ne kolme rakenneaminohappoa, leusiini (L, Leu) , isoleusiini (I, Ile) ja valiini (V, Val) ovat ihmiselle essentiellejä tuoden näitä tiettyjä haaroja kehon rakenteitten käyttöön.

Täsmällisiä haararakenteita keho tarvitsee esim aorttatupen tekemiseen, tuollaisiin oikein tehokkaisiin puolielastisiin nahkamaisiin putkipintoihin tai aivokalvoihin, jotka myös ovat hyvin pätevä rakenne. Niistä hiiliketjujen haarallisuuksista tulee jotain aivan korvaamatonta ominaisuutta, esim aortan elastinen pulsaation kestävyys ja samalla matala permeabiliteetti.

Tällaisia haarallisia aminohappoja saa varsinkin kalaruoasta ja papuruoasta. Aminohapot antavat tuomiaan haaroja myös membraanilipidien valmistukseen, mutta tästä ei ole erityisemmin minulla tietoa, onko niiden tuomat haarat proteiinirakenteille vai solukalvorakenteille, fosfolipideille olennaiset esim juuri aivokalvojen tai aortan ominaisuuksissa. Siksi koetan lukea tämän nettiartikkelin tarkasti, jos se antaisi valoa.

Myös eräissä vitamiineissa on haarallisia isopreenisiä sivuketjuja, joitten avulla ne aivan kuin ankkuroituvat kalvojen keskeiseen samankaltaiseen vyöhykkeesen, joissa on muita isoprenoideja, tai muuten kolesterolilinjan molekyylejä, ubikinonin pitkää vartta, muiden rasvaliukoisten antioksidanttien pitkää vartta, dolikoleja, jotka ovat fluiditeettitekijöitä. ja kolesterolin työpareja tässä vesitiiveyden ja fluiditeetin tasapainossa. On todennäköistä, että haaraketjuiset rakenteet mielellään menevät sellaisiin paikkoihin, missä on muita haaraketjuisia rakenteita.

Jos rakenne on haitallisella tavalla haaraketjuinen, arveltavasti sen haittaavuus tulee esiin oksidoitumisen vaiheessa, sillä kaikkien lipidirakenteiden täytyy suorittaa eräänlaista turn over vaihtuvuutta jatkuvasti tietyllä hitaalla tahdillaan. Haaraketjuisistahan ei sinänsä pitäisi olla normaalikehossa mitään haittaa, koska ne lopulta muuttuvat energiaksi alfa, beeta ja omega oksidaatioilla ja ne ovat siten puhdasta energia-ainetta, esim vitamiinien hiilipitoiset sivuketjut oksidoituvat, kun vitamiini, esim menakinoni (K2)-laji alkaa olla vanha ja virttynyt ja oksidaatiovuorossa: sivuketjut menevät energiatiehen ja vain metyl-naftokinonituma lopulta eritetään xenobioottina.

Mutta alfa ja beeta-oksidaation heikkoustiloissa nämä lajit haarallisia hiiliketjuja on erikseen otettava huomioon. Koska taas hiiliketjujen pitoisuudet ovat mitä erilaisimpia, asia on mitä laajinta entsyymipanelia koskeva ja siten voi heikkoutta olla hyvin monen eri asteista. Pahin aste tietysti on jos oksidaatiolaitteisto on epäkunnossa: itse mitokondria tai peroxisomi.

Toisaalta myös synteesit ovat olennaisia: jos ei keho muodosta välttämättömiä rakenteellisia rasvojaan ja vahojaan, immuunipuolustus kärsii ja kehon voi silloin purkaa mikrobit omilla synteesikoneistoillaan sillä niillä on ehkä kehon kudoksia vahvemmat rasvahapontekijäjärjestelmät ja ne voivat valjastaa solun rasvahapposynteesilaitteiston tekemään niille kovat kilvet mukanaan tuomilla lisäentsyymeillä. Tbc bakteeri on tästä selkein esimerkki.

Nyt "päivän tekstiin", joka on suomennosta.

HAAROITTUNEIDEN RASVAHAPPOJEN RAKENNE, ESIINTYMINEN ja BIOSYNTEESI

Haaraketjulliset rasvahapot ovat tavallisia bakteerilipidejä ja eläinlipidejä, mutta sen sijaan ne ovat harvinaisia evoluutioasteikon kehittyneiden kasvien kalvolipideinä .

Aika tavallista ja normaalia on, että haarallinen rasvahappo on tyydytetty ketju ja haaran muodostaa yhden hiilen ryhmä: metyyliryhmä (-CH3), mutta meri-eläimissä on havaittu tyydyttämättömiä haaroittuneita rasvahappoja. Mikrobeissa taas haaroittuneitten rasvahappojen haarat voivat olla muitakin kuin metyyliryhmiä.

Kaikkein tavallisimmat haaroittuneet rasvahapot (BCFA) ovat monometyyli-haaraisia, mutta dimetyyli- ja polymetyylihaaraisiakin tunnetaan. Arvellaan että niiden tehtävänä olisi lisätä kalvolipidien fluiditeettiominaisuutta ja ne toimivat ikäänkuin kaksoissidosten asemasta, joka kuitenkin olisivat paljon alttiimpia oksidoitumiselle.

ISO-metyyli-BCFA ja ANTEISO- metyyli-BCFA

(Tyydytetyt-iso-metyyli-haaraiset rasvahapot ja ante-isometyylihaaraiset rasvahapot).

Kirjoittaja mainitsee iso-metyyli-BCAA hapolle tyypilliseksi sellaisen haaraantumiskohdan, joka on hiiliketjun metyylipäädyssä ( siis ketjun toiseksi viimeisessä hiilessä: (penultimate carbon), kun taas anteiso-metyyli-BCFA omaa haaraa muodostavan metyylin siinä hiilessä, joka on kolmanneksi viimeinen päädystä.

Tässä artikkelissa käsitellään lähinnä vain sellaisia haaroittuneita rasvahappoja, joissa on yksi yksittäinen haara ja ketju on tyydyttynyt (ilman kaksoissidoksia).
www.lipidlibrary.co.uk/Lipids/fa_branc/image002.gif

Luonnossa löytyy laaja spektri tällaisia haaroittuneita rasvahappoja (C10 – yli C30), mutta ne, joissa hiililuku on C14- C18 ovat tavallisimpia. Bakteereissa niitä on aivan tavallisena rakenteena, mutta muissa mikro-organismeissa ne ovat harvemmin tavattuja. Luonnon ravintoketjussa niitä voi siirtyä animaalisiin kudoksiin; näin on erityisesti meren eläimillä ja märehtijöillä.

Mutta niitä voi myös syntetisoitua myös animaalisessa kudoksessa. Bakteerien suhteen niiden pitoisuutta ja rakennetta voi jopa käyttää taxonomisena merkitsijänäkin. Muutamissa basilleissa saattaa esiintyä vain iso-rakenteisia BCFA happoja ja toisissa taas ante-isorakenteisia.

Näitä haarallisia rasvahappoja tuottuu biosynteesillä bakteereitten tavanomaisin mekanismein, joilla ne tuottavat tyydytettyjä rasvahappojaan , paitsi että primer molekyylin luonne vaihtelee.

Mitä tämä tarkoittaa?

Kun ihmisessä syntetisoituu rasvahappoja, primer molekyyli on asetyyliCoA.

Mutta nyt sen sijasta että tavallinen Acetyl CoA olisi biosynteesin primer-molekyyli, niin 2-metyyli-propanyyli-CoA ( aminohappo valiiniperäinen neljähiilinen molekyyli) toimii primer-molekyylinä iso-BCFA-rasvahappoketjun synteesissä, jossa tulee ketju, joka on paritonlukuinen, mutta kokonaishiilimäärä on parillinen luku.

Aminohaposta leusiini saadaan primer-molekyylinä viisihiilinen molekyyli 3- metyyli-butyryyli-CoA ja siitä muodostuu anteiso-BCFA-happoja, joiden ketju on tasalukuinen, ja kokonaishiilimäärä on pariton luku.

On tavallisempaa löytää iso-metyyli-BCFA rasvahappoja, joiden kokonais-hiililukumäärä on tasaluku (vaikka ketjun pituus on pariton numeroinen), mikä johtaa joskus informatiiviseen sekaannukseen tieteellisissä julkaisuissa, kertoo kirjoittaja. Mutta koska on olemassa iso-metyyli –rasvahappojen alternatiivisiä muodostusreittejä ja alfa-oksidaatio-prosesseja, paritonlukuisia iso-metyyli-happoja ja vieläpä hiilimäärältä tasalukuisia ante-isometyyli-happoja on myös kudoksista löydettävissä.

Animaalisperäisissä kudoksissa näitten rasvahappojen biosynteesi de novo on normaalisti hyvin vähäinen prosessi ja uskotaan sen käsittävän samoja mekanismeja, joita yllä kuvataan. Kuitenkin on tapauksia, että niitä syntyy merkitsevän nopeasti. esimerkiksi lanoliini (lanolin), joka on vahamateriaalia ja jota tuottuu lampaan nahkaa suojaamaan, sisältää suuren osuuden iso- ja anteiso-rasvahappoja hiiliketjupituudeltaan C10- C34 (waxes).

Erästä anteiso-BCFA- rasvahappoa , 18-metyyli-eicosanoidihappoa, on 60% kokonaisrasvahapoista, joita on suoraan esteröitynyt villaan tioli-esterisidoksilla ja sitä on 40% tai enemmänkin samasta lipidistä, mitä kaikkien nisäkkäitten hiuksissa/karvoissa esiintyy.

Merkitsevä osa silmän lähistön Meibomin rauhasten erittämistä lipideistä sisältää iso/anteiso-metyyli-BCFA happoja.

Eräässä valaslajissa ( Beluga whale) esiintyy iso-valerihappoa (3-metyyli-butyraattia) sisältäviä triasyyliglyseroleja (TG), jotka ovat tärkeitä sisältöosia valaanrasvassa ja meloniöljyssä( melon oil). (Meloniöljyssä on aorttaa suojaavia tekijöitä)
www.ispub.com/ostia/index.php?xmlFilePath=journals/ijcvr/vol5n2/melon.xml

Kaniinin harderian rauhasessa on alkyyli-diasyyli-glyserolia, joka sisältää mainittua happoa . Hyvin tutkitussa nematoda-lajissa C. elegans on iso-metyylihapot kehitykselle ja elämälle välttämättömiä.

Joissain ihmisen tauti-tiloissa mainitaan myös BCFA, haaroittuneet rasvahapot.

Kuitenkaan useimmissa nisäkäskudoksissa tämän tyyppiset BCFA rasvahapot ovat harvoin yli 1-2 % totaalista ja mahdollisesti ne ovat pääasiallisimmin peräisin suoliston bakteereista tai maitotuotteiden tai märehtijäeläimen lihatuotteiden ravintokäytöstä.

Samoin kalaöljyt tavallisesti sisältävät 1-2 % iso- ja ante-iso-rasvahappoja, joiden ketjun pituus on kokoa C14- C18, joita oletetaan tulleen kalaan meriperäisistä ravintoketjusta.

Kehittyneemmissä kasveissa esiintyy 14- metyyli- hexadecanoic happoa 0.5- 1.0% siemenöljyissä mäntykasvien Pinaceae heimossa, jossa se on hyödyllinen taxonominen merkitsijä.

Kasvien pintavahoissa on pääkomponenteja iso/anteiso-metyyli-BCFA hapot.

KAKSI METYYLIRYHMÄÄ

Neo-rasvahappoja, joilla on terminaalinen tertiäärinen butyyliryhmä (C4-) tai jossa on kaksi kappaletta iso-metyyli-ryhmiä, on tavattu tietyissä mikro-organismeissa, levissä, kasveissa ja meren selkärangattomissa. Esimerkiksi 13,13-dimetyyli-tetradecanoic acid, ”neopalmitic acid”, neopalmitiinihappo esiintyy pikkukypresseissä Conifera ja muitten kasvien kuoressa ja hartseissa (resiineissä). Sitä on löydetty myös kuoriaiseläimessä, erään rapulaadun (crab) kuoressa, kitiinissä (chitin) ja kitosaanissa (chitosan). http://www.lipidlibrary.co.uk/Lipids/fa_branc/image016.gif

Haaroittuneet rasvahapot (BCFA). MMA . B12 vitamiini

2009-02-26T12:35:00.000-08:00

Suorat rasvahapot merkataan n-FA.

Haaroittuneita nimitetaan englanniksi Branched Chain Fatty Acid. Niitä on luonnossa erittäin paljon, eikä niitä kaikkia varmaan ole edes pystytty tutkimaan.

Ihmiselle on muutamat niistä merkittäviä, koska niiden aineenvaihdunta kehossa poikkeaa jossain kohdissa suorien rasvahappojen aineenvaihdunnasta.

Suorilla rasvahapoilla on kataboliassa beeta-oksidaatio josta tulee lopputuotteena Aktivoitua etikkahappoa C2:0 tai lisäksi parittomista rasvahaposita tulee aktivoitua propionihappoa C3:o. Sen jatko-oksidoitumisessa muodostuu aktiivi metyylimalonihappo (MMA) , joka on nelihiilinen ja sen taas B12 vitamiini auttaa oikaistumaan meripihkahappo-malliin.
Kuitenkin metyylimalonihappo (MMA) voi siirtyä rasvahappojen synteesiin luonnossa (aivan kuin malonihappokin) ja silloin muodostuu haarallisia rasvahappoja luonnossa. Ihmisellä kuitenkin soluun kertyvä MMA on toksinen tuote, joten sen muuttuminen rasvoiksi ei ehkä aikuisilla tapahdu tarpeeksi, mutta lapsivaha (VERNIX) syntyessään on muodostunut tästä synteesitiestä ja sisältää haaroittuneita rasvahappoja.

Tässä on mielestäni tuntematon kohta. Sen takia otan oman blogin pelkästään näille haaroittuneille rasvahapoille. Asia on sikäli tärkeä, koska B12 vitamiinin puute iän mukana on tavallista, sen puutetta on kliinisesti vaikea havaita ajoissa ja puute on neurotoksinen tila.

Toisaalta propionihappo ei ole ihmisellä ainoa metyylimalonilähde, vaan sitä tulee esim aminohapostakin käsin, valiinista.

Leusiinista tulee aktivoitua propionihappoa, joka sitten vaatii muuttumisen aktivoiduksi metyylimalonihapoksi. Näistä voi tietysti tulla rakenteellisia haarallisia rasvahappoja.