bioquimica: acidos grasos (medicina)

7/24/2019 Bioquimica: Acidos Grasos (Medicina)

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6TA CLASE DE BIOQUMICA.

cidos grasos

La glucosa no es la nica fuente de energa; tambin utilizamos los lpidos y las

protenas.

Los lpidos son aquellas estructuras que tienen una cola aliftica y una cabezapolar.

Los cidos grasos son cidos carboxlicos de cadena carbonada larga.Sus molculas comprenden dos zonas muy diferentes la cadena carbonada denaturaleza apolar y la cabeza polar. Sus colas alifticas les dan la caracterstica deser hidrofbicos porque estn constituidas por carbono e hidrgeno y no tienen lacapacidad de interactuar con las molculas de agua, no se ionizan.

Las molculas son solubles porque establecen enlaces. Se disociancompletamente y establecen enlaces.

Clasificacin de los cidos grasos:

cidos grasos saturados: Son cidos grasos que contienen cadenascarbonadas con solo simples enlaces entre carbonos.Los cidos grasos saturados ms abundantes en los mamferos son de cadenalarga el palmtico (16C) y el esterico (18C).


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cidos grasos insaturados: Son cidos grasos que contienen cadenascarbonadas con enlaces dobles entre algunos de sus carbonos. Pueden sermonoinsaturados con un solo enlace doble en su estructura carbonada. Losenlaces dobles pueden ser nicos o pueden ser varios en la cadena. Cuandoes uno solo son monoinsaturados y cuando son ms son poliinsaturados.

cidos grasos poliinsaturados: Contienen en su cadena carbonada dos o msdobles enlaces.En este grupo tenemos algunos esenciales como el linolico (2=) y el linolnico(3=). Otro cido graso de importancia en este grupo es el araquidnico (20C,4=) que es precursor de prostaglandinas y leucotrienos.

Funciones de los cidos grasos

1. Tienen funcin estructural en las membranas.

2. Son fuente de energa.Lpidos

Clasificacin de los lpidos


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Lpidos simples: Terpenoides, derivados del isopreno. Por condensacin devarias unidades de isopreno activos se pueden formar diferentes lpidosisoprenoides. Ejemplos de estos son:

El limoneno, contenido en el limn y el alcanfor. Le da el olor caracterstico allimn.

La vitamina A1 (retinol) y la A2 (deshidro-3-retinol) son diterpenos parcialmenteciclados.

Vitamina E (-tocoferol), vitamina K y ubiquinonas (forman parte de los enlacespara que puedan transferirse electrones a lo largo de los complejos en lacadena transportadora de electrones; funciona como un puente que enlaza loselectrones desde un complejo para que pueda pasar al complejo siguiente).

Carotenoides, derivados poli-isoprnicos. Que dan pigmentacin a frutosamarillos aqu conseguimos los carotenos y las xantfilas. Se conocen como lavitamina A (beta caroteno, que es de naturaleza lipdica).

Esteroides, se denominan as todos los compuestos portadores del ncleociclopentanoperhidrofenantreno (es el ncleo grandote que se ve en la imagendel colesterol, segn la profe, y est compuesto por diferentes enlaces ydiferentes molculas). Los esteroides que contienen uno o ms grupos OH sedenominan esteroles. Dentro de los esteroides vamos a ubicar molculas deimportancia metablica, por ejemplo:1. Colesterol y sus derivados (estanoles en heces, colecalciferol o vitamina

D3, cidos y sales biliares y diversas hormonas [esteroideas: las sexualeslo son]). El colesterol forma parte de la estructura de las membranascelulares, forma parte de las lipoprotenas y el colesterol no es malo en s,

lo que hace dao son los niveles elevados de este.2. Las hormonas de naturaleza lipdica forman parte de los procesos

metablicos, ellas funcionan como un punto de control. Dirigen lasrespuestas celulares. Ingresan a las clulas y tienen accin dentro de laclula.

Lpidos compuestos

Acilglicridos, steres de glicerol con cidos grasos (como los que se

almacenan en los adipocitos que son los triacilgliceroles pero existen tambinlos diacilglicridos y acilglicridos), son muy abundantes en la naturaleza yconstituyen la forma de almacenaje de cidos grasos para fines energticos.Los triglicridos funcionan como fuente energtica cuando hay carenciaalimentaria. Ej: necesitamos del glucgeno almacenado, necesitamos vasgluconeognicas para mantener las concentraciones de glucosa, pero tambinutilizamos todas nuestras reservas. Los diabticos oxidan cidos grasos para


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obtener su energa de all porque sus clulas no reconocen la glucosa y nopueden obtener energa con ella.

Fosfoglicridos, tpicos lpidos de membrana, tambin se encuentran enplasma como integrantes de las lipoprotenas.

Ceras, steres de cidos grasos con alcoholes de elevado peso molecular, sonpor naturaleza excelentes sustancias para proteccin y aislamiento.

Esfingolpidos, contienen en su molcula un alcohol aminado (esfingosina) y uncido graso unidos por un enlace amida y esta estructura bsica se conocecomo ceramida.

Siempre la estructura principal ser una ceramida y a ella se une el grupo

fosfato del que habla en el cuadro y forman un esfingofosfolpido. Esfingo porsu ncleo conformado por ceramida y fosfo por su grupo fosfato.En el caso de los esfinglucolpidos, estn combinados con carbohidratos ydependiendo de estos tienen funciones diversas en el metabolismo.Investigar cules son los esfingoglucolpidos que determinan los grupossanguneos. Por qu un grupo recibe de otro en especfico?


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El cido graso unido a la molcula de esfingosina conforma la molcula deceramida.

Nomenclatura de los lpidos

Hay varias formas de hacerlo. Existe un nombre sistemtico, uno comn y unanomenclatura resumida que representa el esqueleto carbonado y los enlaces quepueda presentar.


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La nomenclatura resumida representa tambin la posicin de las insaturaciones.El primer nmero es el nmero de carbonos y el segundo es el nmero deinsaturaciones. Entre parntesis est el lugar en donde se ubica.

El cido linolico y el linolnico son cidos grasos esenciales, que van a dar

origen a ecosanoides, los cuales son importantes en el proceso inflamatorio yrespuestas alrgicas.

Lipognesis

Va metablica constituida por una serie de reacciones cclicas en las que sesintetiza una molcula de cido graso mediante la adicin secuencial de dosunidades de carbono derivadas de acetil CoA a una cadena de cido graso encrecimiento.

Este sistema est presente en muchos tejidos, que incluyen el hgado, rion,

encfalo, pulmn, glndula mamaria y tejido adiposo.

Sus requerimientos de cofactores incluyen: NADPH, ATP, biotina y HCO3- (comofuente de CO2). El bicarbonato se utiliza para generar malonil coenzima A.

Acetil-CoA es el sustrato inmediato y el palmitato (c. graso de 18 carbonos) librees el producto final.

Las molculas de malonil coenzima A son las molculas de 2 carbonos que seunen con mayor frecuencia a la sntesis de un cido graso.

Compartimientos celulares que participan en la lipognesis

Citoplasma: Aqu se realiza la sntesis de cidos grasos, isoprenoides yesteroles. Hay una elevada proporcin NADPH/NADP+. All ocurren todas lasreacciones de la lipognesis.

Mitocondrias: oxidacin de cidos grasos (contrario a la lipognesis porque enla lipognesis se aaden pares de carbono para ir elongando la cadena delcido graso, pero en la betaoxidacin de cidos grasos tenemos un c. grasode cadena larga que queda fragmentado en pares de carbono para generarmolculas de acetil coA) produccin de acetil CoA, sntesis de cuerpos

cetnicos y elongacin de cidos grasos (alargamiento posterior a lalipognesis que complementa la estructura).

Retculo endoplasmtico: sntesis de fosfolpidos y esteroles, elongacin ydesaturacin de cidos grasos, la cual ocurre para generar la formacin dedobles enlaces en la estructura del cido graso.


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La glucosa va a la va glucoltica y va a generar piruvato. El piruvato ingresa alciclo de Krebs como acetil coA. La va glucoltica da origen a la va de laspentosas fosfato y esa genera ribosa fosfato (destinada a la sntesis denucletidos) y NADPH.

El acetil coA se est generando dentro de la mitocondria pero los cidos grasos sesintetizan en el citosol. Existen lanzaderas de citrato pero no de acetil coA paragarantizar que est confinado a la mitocondria. Despus que el piruvato estransformado en acetil coA, condensado con oxalacetato y haya generado citrato,esas concentraciones de citrato van a permitir la salida del mismo hasta el citosola travs de las lanzaderas. El citosol tiene una enzima llamada citrato liasa la cualva a separar nuevamente lo que se haba condensado, que era una molcula deacetil coenzima A y una molcula de oxalacetato para generar acetil coenzima Aque va a estar disponible en el citosol. El oxalacetato puede retornar al ciclo deKrebs y el acetil coA va a estar dirigido a la sntesis de cidos grasos. Cmo?: en

inicio necesitamos acetil coA pero la mayor parte de las molculas que se van aaadir son de malonil coA. La sntesis de cidos grasos va a ser inhibida por lasntesis o concentraciones de palmitoyl coA, el cual es el cido graso que segenera por la lipognesis, previo a posibles desaturaciones. La sntesis de cidosgrasos va a ser estimulada por las concentraciones de citrato, porque el aumentode este permite que existan las concentraciones de sustrato necesarias. Va a serinhibida por glucagn, epinefrina y palmitoyl coA. La glucagn y la epinefrina sonhormonas que actan para el catabolismo y para la movilizacin de materiales dereserva. Si hay secrecin de glucagn y epinefrina, lo que se estimula es la

degradacin de lpidos, es decir, a betaoxidacin de cidos grasos, y movilizacin.No se estimula la lipognesis, pues ella est estimulada por la insulina. Por qu?Porque es una va de sntesis y una vez que se cubre el requerimiento energtico,la insulina permite que ocurra la sntesis de cidos grasos.

La sntesis de palmitoyl coA hasta acilcarritina, que es el transportador, va a estarinhibida por malonil coA tambin.

Tenemos entonces un proceso de retroinhibicin.

Fases de la lipognesis

Fase 1: sntesis de malonil coA que ocurre gracias a la actividad de acetil coAcarboxilasa.

1. Formacin de AcetilCoA a partir de piruvato en la mitocondria. A partir delcomplejo piruvato deshidrogenasa.


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2. Transporte del AcetilCoA al citosol a travs de la lanzadera de citrato. Porqueno tiene transportadores de acetil coA. El citrato es trasformado nuevamenteen acetil coA una vez est en el citosol por una citrato liasa.

3. Carboxilacin del AcetilCoA a malonilCoA por la AcetilCoA carboxilasa.

Explicacin de la imagen:

El acetil coA es transformado en citrato por la citrato sintasa y luego se condensacon el oxalacetato. Dependiendo de las concentraciones de citrato, y de la sealhormonal, va a utilizar los transportadores de citrato para ubicarse nuevamente enel citosol. En el citosol la citrato liasa se encarga de separar el citrato en acetil coA+ oxalacetato. El primero va a estar destinado, en el citosol, a la sntesis de cidosgrasos y el oxalacetato va a ser reciclado para volver a ingresar al ciclo de Krebs.


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No hay transportadores de oxalacetato en la membrana pero s de malato, por loque el oxalacetato es transformado en malato.

La iniciacin de la biosntesis de cidos grasos requiere, Acetil-CoA y Malonil-CoA,la enzima cido graso sintasa con posterior formacin de Acetoacetil-ACP y una

posterior secuencia de reacciones para fabricar un cido graso saturado.

El complejo cido graso sintasa est constituido por 6 enzimas + la protenaacarreadora de acilos que es la que se encarga de aadir los pares de carbonopara que pueda elongarse el cido graso.

Sntesis de Malonil coA

La sntesis de malonil coA es determinante para la sntesis de un cido graso.

Es una carboxilacin que requiere HCO3- (bicarbonato) como fuente de CO2 para

generar la molcula de malonil. La enzima que cataliza dicha reaccin es la acetilcoA carboxilasa (usa biotina como coenzima)

Es el principal sitio de regulacin de la sntesis de cidos grasos ya que esta esuna reaccin irreversible. Es regulador en la va lipognica; una vez que se hasintetizado es dispuesto para sintetizar cidos grasos.

La Acetil-CoA carboxilasa tiene tres regiones funcionales:

Protena portadora de Biotina: garantiza que se pueda fijar el CO2 para quepueda carboxilarse el acetil coA.

Biotina carboxilasa: activa el CO2 unindolo a un nitrgeno del anillo de labiotina en una reaccin dependiente de ATP. El ATP se activa para que puedaser transportado hasta la molcula de acetil coA. Biotin carboxilasa es la

enzima. Transcarboxilasa: transfiere el CO2 activado desde la biotina hasta el Acetil

CoA, produciendo Malonil CoA.El bicarbonato es quien cede el dixido de carbono.


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La protena transportadora de biotina permanece igual, dispuesta a recibir ms

bicarbonato para activar el CO2 y transferirlo a otra molcula de acetil coA. Laprotena lo que hace es facilitar la unin al CO2.

Fase 21. La AGS (cido graso sintasa: es un complejo multienzimtico) cataliza la unin

secuencial de otras unidades de 2C de malonilCoA a la cadena de cido grasoen crecimiento. En inicio este cido graso en crecimiento requiere de acetilcoA, pero a partir de la primera molcula de acetil coA que se une, lo que seune posteriormente es malonil coA; Por qu? Porque es una reaccinirreversible y lo que se genera de malonil debe estar destinado a la sntesis de

cidos grasos. En inicio solo se necesita 1 molcula de acetil coA. Existenotras enzimas que pueden realizar posteriores elongaciones o desaturacionescon esa estructura que se ha generado como producto final de la lipognesis.En la lipognesis ese carbohidrato va a tener 16 tomos de carbono, es decir,se van a unir 8 pares de carbono.

2. La elongacin catalizada por AGS se detienen en palmitato.3. Otras enzimas catalizan elongaciones posteriores y desaturaciones.

Los restos de acetil-CoA provenientes de la -oxidacin y de la degradacin deglucosa o de las cadenas carbonadas de algunos aminocidos, pueden utilizarse

para sintetizar nuevos cidos grasos y estos se incorporan al glicerol para seralmacenados como grasa de depsito.

La sntesis de ac. Grasos de hasta 16 C ocurre en el citoplasma y se conoce comoSINTESIS DE NOVO.

La elongacin de ac. grasos preexistentes se realiza en el RE y las mitocondrias.


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Complejo cido graso sintasa

Cataliza la sntesis de ac. Grasos de hasta 16 C

Formada por 3 dominios.

Dominio 1: ingreso de sustratos y unidad de condensacin.

Contiene 3 enzimas:

Acetil transferasa (AT). Malonil transferasa (MT).

Enzima condensante (KS) con resto de Cys.

Dominio 2: unidad de reduccin. Contiene 3 enzimas y la protena acarreadorade acilos: las enzimas participan en la reduccin del producto que se ha

generado para permitir la sntesis de un cido graso que es de tipo saturado(no posee dobles enlaces).

Cetoacil reductasa (KR).

Hidroxiacil deshidratasa (HD).

Enoil reductasa (ER) Posee la porcin transportadora de acilos ACP.Ocurren dos reducciones y una deshidratacin.

Dominio 3: liberacin de cidos grasos. Posee la enzima: Deacilasa (libera loscidos grasos).

De esos dominios va a depender la sntesis de un cido graso de 16 carbonos.

Sntesis de cidos grasos. Primer paso de la segunda fase, propiamente de lacido graso sintasa.

1. Transferencia de acetato: Una molcula de acetil-CoA ingresa y la acetiltransferasa (AT) transfiere el resto acetilo al sitio activo de la enzimacondensante (KS), la cual ir uniendo las molculas para generar laelongacin del cido graso.

2. Transferencia de malonilo: El malonil-CoA formado por accin de acetil coA

carboxilasa ingresa y se une al residuo de Fosfopantetena de la ProtenaTransportadora de Acilos (ACP: permite la unin de la molcula de malonil)por accin de la malonil transferasa (MT: lleva al malonil al sitio activo de laprotena acarreadora de acilos para que puedan condensarse la molcula demalonil con la de acetil).


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3. Condensacin de acetilo con malonilo: El carboxilo libre del malonilo se separacomo CO2. Decimos entonces que cuando se condensan ocurre unadescarboxilacin.Se produce la unin de acetilo y malonilo catalizada por la enzima

condensante (KS) para formar ceto-acil ACP (est constituido por el par de

carbonos aportados por el malonil, el par de carbonos del acetil, y est unido ala protena acarreadora de acilos) Por qu ceto-acil ACP? Porque una vezque ha sido condensado, el residuo acetil es liberado de la enzimacondensante y queda unido al sitio activo de la protena acarreadora de acilos;la cadena en crecimiento queda entonces unida a esa protena.Se libera el acetilo de la enzima condensante.

4. Primera reduccin (grupo ceto): El ceto-acil ACP formado se reduce a hidroxi-acil ACP por accin de la ceto-acil reductasa (KR). Ocurre a expensas delNADPH que se ha generado en la va de las penosas fosfato. El NADPH cede

electrones para que pueda reducirse esa estructura que se ha generado.5. Deshidratacin: Se pierde una molcula de agua, reaccin catalizada por lahidroxi acil deshidratasa (HD). Para eliminar el OH porque no forma parte de lacadena de un cido graso normal; est all porque forma parte de la estructuradel acetil. Es removido como una molcula de H2O.

6. Segunda reduccin (saturacin del enlace C-C): El compuesto insaturado eshidrogenado por accin de la enoil reductasa (ER). Aqu hay una insaturacinque qued de las otras fases y debe ser eliminada porque por vas lipognicassolo se sintetizan cidos grasos saturados (sin insaturaciones). Para que seelimine debe ocurrir esa segunda reduccin a expensas tambin del NADPH

que se haba generado, el cual garantiza que ese producto de 4 carbonos (sellama butiril ACP y an se mantiene unido a la protena acarreadora de acilos)se encuentre saturado (solo enlaces simples). Catalizado por enoil reductasa.

Hasta ahora se han generado 4 carbonos; El fin de la lipognesis es hasta 16carbonos o 18 carbonos mximo, pero el fin general es una molcula de palmitatoo palmitoil, que es lo que genera 16 carbonos. Luego de todo esto, se repitedesde el paso 2 en adelante, desde que ingresa el malonil.

Despus que se sintetiza esa molcula de 4 carbonos, ocurre el ingreso de otra

molcula de malonil coA, esa molcula de malonil coA va a ser transferida pormalonil transferasa, se va a ubicar en el sitio activo de la enzima condensante, ahocurre condensacin con la molcula de 4 carbonos que ya est formada y serepiten todos los pasos nuevamente.


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