Větvené estery mastných kyselin (FAHFA)

Bílá tuková tkáň (WAT) je komplexní endokrinní orgán a subklinický zánět této tkáně během obezity přispívá s rozvoji metabolických onemocnění. V roce 2014 byla objevena nová třída lipidových mediátorů pocházejících z WAT – větvené estery oxidovaných mastných kyselin (FAHFA). FAHFA jsou endogenní lipidy s protizánětlivými a antidiabetickými vlastnostmi, včetně zvýšení glukózové tolerance a sekrece inzulínu a glukagonu podobného peptidu 1 (GLP-1) při současném snížení zánětlivých odpovědí [1-5].

Větvené estery mastných kyselin (FAHFA) - fahfa intro animo

Jsou tvořeny mastnou kyselinou (například kyselinou palmitovou, PA), esterifikovanou na hydroxylovou skupinu hydroxy-mastné kyseliny (například kyseliny hydroxystearové, HSA), zkráceně PAHSA. Poloha větvení na uhlíku definuje regioizomer (například 5-PAHSA). Existuje několik skupin regioizomerů odvozených z palmitové, palmitoleové, stearové, olejové, linolové a docosahexaenové kyseliny doposud detekovaných ve tkáních [1-4, 6, 7]. Tuková tkáň představuje hlavní místo syntézy FAHFA [1, 2], ale příslušné biosyntetické enzymy nejsou známy. Serinová hydroláza [8] a threoninové hydrolázy [9] byly identifikovány jako enzymy metabolizující FAHFA. U lidí byly FAHFA detekovány v séru, mateřském mléce, mekoniu a tukové tkáni [1, 2, 10].

Grafická reprezentace FAHFA rodin rozdělené podle hydroxy mastné kyseliny a obarvená podle esterifikované kyseliny [11] (click for full image).

Větvené estery mastných kyselin (FAHFA) - fahfa network

Dle naší hypotézy existují u myší i lidí nové FAHFA s protizánětlivými účinky odvozené od omega-3 PUFA , které mohou pozitivně ovlivnit metabolismus WAT při obezitě, obzvláště subklinický zánět. Díky experimentům na buněčných kulturách, myších a lidech budeme zkoumat struktury, efekty na zánět WAT, glukozovou toleranci WAT a molekulární mechanismu signalizace těchto nových lipidů. Naše výsledky přispějí k poznání mechanismů propojujících zánět, metabolismus a typ lipidů ve výživě.

Granty

S podporou:

  • GAČR projekt č. 20-00317S (2020-2022, PI: Ondřej Kuda)
  • MŠMT projekt č. LTAUSA18104 (2019-2022, PI: Ondřej Kuda)
  • GAČR projekt č. 17-10088Y (2017-2019, PI: Ondřej Kuda)
  • MŠMT projekt č. LTAUSA17173 (2017-2019, PI: Ondřej Kuda)
  • MŠMT projekt č.. LH14040 (2014-2016, PI: Ondřej Kuda)

Refs:

Naše publikace:

 

► Veronika Paluchova, Tomas Cajka, Thierry Durand, Claire Vigor, Chandra Dodia, Shampa Chatterjee, Aron B. Fisher, Ondrej Kuda
The role of peroxiredoxin 6 in biosynthesis of FAHFAs
Free Radical Biology and Medicine, Volume 193, Part 2, 20 November 2022, Pages 787-794, DOI https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2022.11.015

Peroxiredoxin 6 (Prdx6) is a multifunctional enzyme, a unique member …..

  • Loss or mutation of Prdx6 alters subcutaneous adipose tissue lipidome in mice.
  • Peroxiredoxin 6 Cys47 is important for the unsaturated FAHFA synthesis pathway.
  • Prdx6 deletion affects position-specific FAHFA regioisomer abundance.
  • Prdx6 and Gpx4 are possibly involved in hydroxy-fatty acid synthesis for FAHFAs.
  • Prdx6 protein model supports phospholipid binding over two monomers.
  • Free fulltext version link valid before Jan 12, 2023

Větvené estery mastných kyselin (FAHFA) - prdx6 fahfa twitter


 

► Kristyna Brejchova, Veronika Paluchova, Marie Brezinova, Tomas Cajka, Laurence Balas, Thierry Durand, Marcela Krizova, Zbynek Stranak, Ondrej Kuda
Triacylglycerols containing branched palmitic acid ester of hydroxystearic acid (PAHSA) are present in the breast milk and hydrolyzed by carboxyl ester lipase
Food Chemistry, Volume 388, 15 September 2022, 132983. DOI https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2022.132983

Breast milk is a complex mixture containing underexplored bioactive lipids…..

  • Effect of preterm birth (PB) or caesarean section (CS) on milk metabolome.
  • Colostrum levels of 5-PAHSA were negatively affected by PB and CS.
  • FAHFA-containing triacylglycerols are substrates of carboxyl ester lipase in milk.
  • 5-PAHSA-containing lipids are resistant to carboxyl ester lipase hydrolysis.

Větvené estery mastných kyselin (FAHFA) - milk lipidomics banner 01


 

► Martin Riecan, Veronika Paluchova, Magno Lopes, Kristyna Brejchova and Ondrej Kuda
Branched and linear fatty acid esters of hydroxy fatty acids (FAHFAs) relevant to human health
Pharmacology & Therapeutics, 2022 Mar;231:107972. DOI https://doi.org/10.1016/j.pharmthera.2021.107972

Fatty acid esters of hydroxy fatty acids (FAHFAs) represent a complex lipid class…..

Free fulltext till October 23, 2021

  • Two structurally and functionally distinct FAHFA superfamilies are recognized based on the position of the estolide bond: omega-FAHFAs and in-chain branched FAHFAs.
  • We propose a theoretical involvement of cytochrome P450 enzymes in the generation and degradation of saturated HFA backbones.
  • And present an overview of small-molecule inhibitors used in FAHFA research

Větvené estery mastných kyselin (FAHFA) - riecan pat fahfas 01


 

► Kristyna Brejchova, Franz Peter Walter Radner, Laurence Balas, Veronika Paluchova, Tomas Cajka, Hana Chodounska, Eva Kudova, Margarita Schratter, Renate Schreiber, Thierry Durand, Rudolf Zechner, and Ondrej Kuda
Distinct roles of adipose triglyceride lipase and hormone-sensitive lipase in the catabolism of triacylglycerol estolides
PNAS January 12, 2021 118 (2) e2020999118. DOI https://doi.org/10.1073/pnas.2020999118

Branched esters of palmitic acid and hydroxy stearic acid are antiinflammatory and antidiabetic lipokines that belong to a family ……

  • Fat mass is controlled by the balance of triacylglycerol (TAG) degradation and synthesis. Adipose triglyceride lipase (ATGL) and hormone-sensitive lipase (HSL) are key players in TAG catabolism providing fatty acids (FAs) as energy substrates and metabolic intermediates.
  • Here, we show that ATGL and HSL metabolize TAGs containing antidiabetic lipid mediators (FA esters of hydroxy FAs), distinctly controlling the release of bioactive lipids.
  • Our paper connects lipolysis-mediated TAG metabolism with the regulation of antidiabetic signaling lipids.
  • Mass spectra of TAG estolide standards are available from MassBank of North America (MoNA)

Větvené estery mastných kyselin (FAHFA) - tag estolides atgl hsl


 

► Kristyna Brejchova, Laurence Balas, Veronika Paluchova, Marie Brezinova, Thierry Durand, Ondrej Kuda
Understanding FAHFAs: From Structure to Metabolic Regulation
Progress in Lipid Research, Volume 79, July 2020, 101053. DOI https://doi.org/10.1016/j.plipres.2020.101053 fulltext PDF link

The discovery of branched fatty acid esters of hydroxy fatty acids (FAHFAs) in humans draw attention of many……

  • Review of total syntheses of FAHFAs
  • FAHFA nomenclature & analytical procedures
  • Metabolism – synthesis and degradation
  • Biological effects on target organs
  • FAHFA-ome in human adipose tissue – network of 583 FAHFAs from 21 families

Větvené estery mastných kyselin (FAHFA) - brejchova review banner 01


 

► Veronika Paluchova, Anders Vik, Tomas Cajka, Marie Brezinova, Kristyna Brejchova, Viktor Bugajev, Lubica Draberova, Petr Draber, Jana Buresova, Petra Kroupova, Kristina Bardova, Martin Rossmeisl, Jan Kopecky, Trond Vidar Hansen, Ondrej Kuda
Triacylglycerol-rich oils of marine origin are optimal nutrients for induction of polyunsaturated docosahexaenoic acid ester of hydroxy linoleic acid (13-DHAHLA) with anti-inflammatory properties in mice.
Molecular Nutrition and Food Research, in press DOI https://doi.org/10.1002/mnfr.201901238

Scope Docosahexaenoic acid ester of hydroxy linoleic acid (DHAHLA) is a bioactive ……

  • 13-DHAHLA is an anti-inflammatory lipid mediator.
  • The authors investigate DHA-rich marine oils as potential nutritional sources of 13-DHAHLA precursors and explore anti-inflammatory properties of the bioactive lipid.
  • The results suggest that triacylglycerol-based marine oils are superior to marine phospholipids and wax esters in the ability to increase levels of 13-DHAHLA in circulation.
  • Both 13(S)- and 13(R)-DHAHLA inhibited antigen and PGE2-induced chemotaxis and degranulation of mast cells.

Větvené estery mastných kyselin (FAHFA) - gavages abstract web 01 1

 


 

► Melha Benlebna, Laurence Balas, Béatrice Bonafos, Laurence Pessemesse, Gilles Fouret, Claire Vigor, Sylvie Gaillet, Jacques Grober, Florence Bernex, Jean François Landrier, Ondrej Kuda, Thierry Durand, Charles Coudray, François Casas, Christine Feillet-Coudray
Long-term intake of 9-PAHPA or 9-OAHPA modulates favorably the basal metabolism and exerts an insulin sensitizing effect in obesogenic diet-fed mice.
European Journal of Nutrition, 2020 in press DOI https://doi.org/10.1007/s00394-020-02391-1

Purpose Fatty acid esters of hydroxy fatty acids (FAHFAs) are a large family of ….

  • 9-PAHPA and 9-OAHPA increased insulin sensitivity in C57Bl/6J obese mice.
  • 9-PAHPA and 9-OAHPA did not affect liver metabolism.

Větvené estery mastných kyselin (FAHFA) - banner benlebna2020

 


 

► Melha Benlebna, Laurence Balas, Beatrice Bonafos, Laurence Pessemesse, Claire Vigor, Jacques Grober, Florence Bernex, Gilles Fouret, Veronika Paluchova, Sylvie Gaillet, Jean Francois Landrier, Ondrej Kuda, Thierry Durand, Charles Coudray, François Casas, Christine Feillet-Coudray
Long-term high dietary intake of 9-PAHPA or 9-OAHPA increases basal metabolism and insulin sensitivity but disrupts liver homeostasis in healthy mice.
Journal of Nutritional Biochemistry, Volume 79, May 2020, 108361 DOI https://doi.org/10.1016/j.jnutbio.2020.108361

Branched fatty acid esters of hydroxy fatty acids (FAHFAs) are …..

  • 9-PAHPA and 9-OAHPA are two branched fatty acid esters of hydroxy fatty acids (FAHFAs)
  • These both FAHFAs increased basal metabolism in C57Bl/6J healthy mice
  • 9-PAHPA and 9-OAHPA increased insulin sensitivity in C57Bl/6J healthy mice
  • 9-PAHPA and 9-OAHPA induced hepatic steatosis and fibrosis in some C57Bl/6J mice

Větvené estery mastných kyselin (FAHFA) - banner benlebna 02

 


 

► Veronika Paluchova, Marina Oseeva, Marie Brezinova, Tomas Cajka, Kristina Bardova, Katerina Adamcova, Petr Zacek, Kristyna Brejchova, Laurence Balas, Hana Chodounska, Eva Kudova, Renate Schreiber, Rudolf Zechner, Thierry Durand, Martin Rossmeisl, Nada A. Abumrad, Jan Kopecky, Ondrej Kuda
Lipokine 5-PAHSA is Regulated by Adipose Triglyceride Lipase and Primes Adipocytes for de novo Lipogenesis in Mice.
Diabetes. 2020 Mar;69(3):300-312. DOI https://doi.org/10.2337/db19-0494

Branched esters of palmitic acid and hydroxy-stearic acid (PAHSA) are anti-inflammatory …….

Větvené estery mastných kyselin (FAHFA) - 5 pahsa de novo lipogenesis

 


 

 

► Marie Brezinova, Tomas Cajka, Marina Oseeva, Marek Stepan, Klara Dadova, Lenka Rossmeislova, Milos Matous, Michaela Siklova, Martin Rossmeisl, Ondrej Kuda
Exercise training induces insulin-sensitizing PAHSAs in adipose tissue of elderly women.
Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – Molecular and Cell Biology of Lipids, 1865 (2020) 158576; online 16 November 2019; DOI https://doi.org/10.1016/j.bbalip.2019.158576

  • Exercise training stimulates beneficial changes in adipose tissue of elderly women.
  • Exercise stimulates production of insulin-sensitizing lipid mediators PAHSAs.
  • Insulin sensitivity is associated with short chain TAGs in adipose tissue.
  • Ether lipids and TAG estolides were detected in serum and adipose tissue samples.

Větvené estery mastných kyselin (FAHFA) - brezinova exodya bba 2019

 


 

► Anders Vik, Trond Vidar Hansen, Ondrej Kuda
Synthesis of both enantiomers of the docosahexaenoic acid ester of 13-hydroxyoctadecadienoic acid (13-DHAHLA).
Tetrahedron Letters 60 (2019), 1 November 2019, 151331; DOI https://doi.org/10.1016/j.tetlet.2019.151331

Organic synthesis of 13(S)-DHAHLA and 13(R)-DHAHLA

Větvené estery mastných kyselin (FAHFA) - 1 s20 s0040403919311189 ga1

 


 

Kuda O, Brezinova M, Rombaldova M, Slavikova B, Posta M, Beier P, Janovska P, Veleba J, Kopecky J Jr, Kudova E, Pelikanova T, Kopecky J. Docosahexaenoic acid-derived fatty acid esters of hydroxy fatty acids (FAHFAs) with anti-inflammatory properties.

http://diabetes.diabetesjournals.org/content/65/9/2580

http://diabetes.diabetesjournals.org/content/65/11/3516.2 erratum – an incorrect version of the Supplementary Data was erroneously posted online and has been replaced with the correct version.

Chronický zánět přispívá ke vzniku cukrovky, stejně jako kardiovaskulárních, střevních i některých mozkových onemocnění. Tuky z mořských ryb napomáhají v prevenci zánětlivých onemocnění.

Větvené estery mastných kyselin (FAHFA) - g7vwbfcz1z6w4uhh0cdc 1

Omega-3 polynenasycené mastné kyseliny (omega-3) z mořských ryb potlačují zánět a mají i některé příznivé metabolické účinky. Omega-3 snižují riziko vzniku kardiovaskulárních chorob, které jsou často spojené s obezitou a diabetem 2. typu, a také zlepšují lipidový metabolismus. Komplexní studium mechanismů působení omega-3 na myších modelech obezity ve Fyziologickém ústavu AV ČR, klinický výzkum na  obézních pacientech s diabetem 2. typu v Institutu klinické a experimentální medicíny a spolupráce s Ústavem organické chemie a biochemie AV ČR, vedly k objasnění struktury nových signálních molekul lipidové povahy – esterů mastných kyselin a hydroxylovaných mastných kyselin (FAHFA) – odvozených od dokosahexaenové kyseliny (DHA): 13-DHAHLA, 9-DHAHLA a 14-DHAHDHA. Tyto molekuly, které jsou syntetizovány tukovými buňkami a působí protizánětlivě, byly přítomny v séru a tukové tkáni obézních myší i diabetických pacientů, kterým byly podávány omega-3 v dietě. Tyto nově objevené látky, jejichž tvorbu lze stimulovat vhodnou dietou, se podílejí na zdraví prospěšných účincích omega-3 a mohou najít široké uplatnění v prevenci a léčbě řady závažných onemocnění.


 

Kuda O. Bioactive metabolites of docosahexaenoic acid. Biochimie. Jan 2017, DOI: 10.1016/j.biochi.2017.01.002

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0300908416302218

Přehled bioaktivních metabolitů DHA. Schema k tisku v JPEG Větvené estery mastných kyselin (FAHFA) - dha bioactive metabolites overview


 


Brezinova M, Kuda O, Hansikova J, Rombaldova M, Balsa L, Bardova K, Durand T, Rossmeisl M, Cerna M, Stranak Z, Kopecky J. Levels of palmitic acid ester of hydroxystearic acid (PAHSA) are reduced in the breast milk of obese mothers. BBA – Molecular and Cell Biology of Lipids 1863 (2018) 126–131; https://doi.org/10.1016/j.bbalip.2017.11.004

Větvené estery mastných kyselin (FAHFA) - bba milk graphical abstract

fulltext share link till 01/08/2018

 


Ondrej Kuda, Marie Brezinova, Jan Silhavy, Vladimir Landa, Vaclav Zidek, Chandra Dodia, Franziska Kreuchwig, Marek Vrbacky, Laurence Balas, Thierry Durand, Norbert Hübner, Aron B. Fisher, Jan Kopecky and Michal Pravenec Nrf2-mediated Antioxidant Defense and Peroxiredoxin 6 are Linked to Biosynthesis of Palmitic Acid Ester of 9-Hydroxystearic Acid. Diabetes 2018 Mar; db171087.; DOI https://doi.org/10.2337/db17-1087

Větvené estery mastných kyselin (FAHFA) - pahsa proposed pathway

Comprehensive lipidomic analysis of rat white adipose tissue samples identified ~160 FAHFA regioisomers and QTL analysis highlighted several positional candidate genes in PAHSA metabolism. The results indicate that the synthesis of PAHSAs via carbohydrate-responsive element-binding protein (ChREBP)-driven de novo lipogenesis is linked to the adaptive antioxidant system and the remodelling of phospholipid hydroperoxides.

fulltext

 


► Ondrej Kuda On the Complexity of PAHSA Research. Cell Metabolism 2018, Sep 20; DOI https://doi.org/10.1016/j.cmet.2018.09.006

Comments on the methodological and conceptual problems when working with FAHFAs.

fulltext at https://www.cell.com/cell-metabolism/pdf/S1550-4131(18)30571-0.pdf

free fulltext link https://authors.elsevier.com/a/1Xq8i5WXUlA-Mk