Lípidos

Degradación y Biosíntesis

Triacilglicéridos

importante

Papel energía animales

40% necesidades energéticas

mitad órganos hígado corazón músculos esqueléticos

Animales en hibernación y aves emigrantes

95% energía disponible biologicamente

a partir

Triacilglicéridos

Glicerina contribuye 5%

Ácidos grasos

oxidan y activan mitocondrias

Dioxido de carbonoyAgua

Tejidos animales

Ácidos grasos

n° par de átomos de C

Sintetizan Degradan

adición o subtración

fragmentos de 2-Carbonos

Albert Lehninger

ATP restablece la capacidad de los homogeneizados de hígado paraoxidar los ácidos grasos

ATP cebar o activar ácido acético graso en su grupo carboxilo mediantereacción enzimática

Oxidación de ácidos grasos

a partir de

Homogeneizados hepáticos

origina

Fragmentos de 2-carbonos activos

incorporan

Ciclo del ácido cítrico

Mitocondrias de lasCélulas hepáticas

Ácidos grasos penetran en la mitocondria mediante un proceso de transporte

3 etapas

Ácidos Grasos

por la sangre unidos seroalbumina

se liberan y atraviesan membrana celular y llegan al citosol

por hidrólisis Triacilglicéridos de la célula por acción LIPASAS

Llegan al citosol

Citosol

no pueden atravesar las membranas mitocondriales

deben experimentar

3 reacciones enzimáticas para poder penetrar en la matriz mitocondrial

1° etapa es catalizada por enzimas presentes en la membranamitocondrial externa

R-COOH + ATP CoA-SH R-C-S-CoA + AMP + PPi

O

Acilo graso-CoA

Acetil-CoA

hidrolisa para formar

Ácido graso libre

Y

CoA-SH alrededor G° = - 7.5 kcal/mol

Intermediario de esta reacción

Anhidrido del ácido grasoyGrupo fosfato del AMP

se forman sobre el sitio activo de enzima

dondereacciona CoA-SH libre y libera acilograso-CoA y AMP

Pirofosfato + H2O 2-fosfato G° = - 6.9 kcal/mol

Hidrólisis del pirofosfato

células intactas

reacción completa

impulsiona

reacción de activación procedente

fuertemente

para la formación del acilo graso-CoA

Reacción global

Ácido graso + ATP + CoA-SH acilo graso-S-CoA + AMP + 2Pi

G° = - 7.1 kcal/mol

Esteres acilo graso-CoA no pueden atravesar la membrana mitocondrial interna

Ciclo de carnitina, para el transporte de lípido a la mitocondria

Presencia de carnitina aciltransferasa I

Acilograso-SCoA + Carnitina Acilograso-carnitina + CoA

Presente en la mayor parte de los tejidosanimales y plantas

Humanos y vertebrados sintetizan carnitina a partir de lisina

Proceso de oxidación de ácidos grasos en la mitocondria tiene 2 etapas

1° eliminación de fragmentos de 2 carbonos

2° oxidación del ácido graso

Primera

Ácidos grasos experimentan

eliminación de 2C inicia extremo carboxilo de la cadena de ácido graso mediante série repetida de pases

Unidad acetilo 2-C en forma acetil-CoA

Ácido palmítico (ácido graso de 16 C) sufre 7 pases

Cada pase se separa la unidad de 2C y forma acetil-CoA

Fin de 7 pases queda la última unidad de 2C procedente del ácido palmítico

Formando 8 fragmentos de 2C

que aparecenForma de grupos acetil-CoA

Segunda Fase de la oxidación de ácido graso

Acetilo de acetil-CoA oxidan CO2 y H2O

8 fragmentos 2C

Acetil-CoA

Fase 1Fase 2

Primera fase de la oxidación de ácidos grasos saturados se desarrolla en 4 etapas

Etapa de deshidrogenación

Etapa de hidratación

Etapa de deshidrogenación

Etapa de ruptura

La reacción global

Palmitoil-SCoA+7CoA-SH + 7FAD + 7 NAD + 7 H2O

8 Acetil-S-CoA + 7 NADH + 7 FADH2 + 7H

cede 1 par de electrones a ubiquinonade la cadena respiratoria

Reacción global de la oxidación de ácidos grasos

Palmitoil-S-CoA + 23 O2 + 131 Pi + 131 ADP

CoA-SH + 131 ATP + 16 CO2 + 146 H2O

Oxidación de ácido graso no saturado

Ciclo de la oxidación de ácido graso insaturado

Isomerasa (enoil-CoA isomerasa)

Epimerasa (enoilCoA hidratasa o epimerasa)

Acción de enzimas

Ácido oleico (18 carbonos)

Oleil-CoA

transportado

Membrana mitocondrial

forma

Oleil-carnitina

Oxidación de ácido graso de numero impar de átomos de C

Ácidos grasos de numero impar de átomos de C

son encontrados

Plantas y algunos organismos marinos

Ácido propionico 3C

fermentación

carbohidratos

Propionato asi formado es absorbido pasa hígadoSangre oxida otros tejidos

Proviene de Oxidación de ácidos grasos de n° imparDegradación por oxidación

metionina valina isoleucina

Humanos

Diversos desórdenes genéticos en el metabolismo del metilmalonil-CoA niños

Alteración hereditaria por la deficiencia mutasa de metilmalonil-CoA

imposibilita

METILMALONIL-CoA

No puede metabolizarse y aparece en altos nivelesen la sangre y orinadisminución de pH

Alteración causa acidemia

inyección

Vitamina B12

disminuyendo la reacción enzimática

Enfermedad metabólica endémica (Jamaica) causada por Bligbia sapida

caracterizada

hipoglicemia bajos niveles de azúcar en la sangreyalteraciones en el metabolismo de los ácidos grasos

Principio tóxico de Bligbia sapida

Hipoglicina A

Metilen ciclopropilacetato

Metilen ciclopropil acetil-CoA Inhibidor de laOxidación butiroil-CoA

Consecuencia

Provoca disminución del azúcar en la sangre

Formación de cuerpos cetonicos en el hígado y su oxidación en otros órganos

Humanos y otros mamíferos

metabolismo posterior del acetil-CoA

puede proceder a través

2 rutas en el hígado

vía del ciclo del ácido cítricoRuta que conduce al acetoacetato D-β-hidroxibutirato

Acetoacetato

D-β-hidroxibutirato

no se oxidan en el higado son transportados por la sangre

hasta los tejidos perifericos donde se oxidan ciclo del ácido cítrico

Cuerpos cetonicos1° etapa de formación acetoacetato en el hígado

Condensación de 2 moléculas de acetil-CoA

Hidroximetilglutaril-CoA sintetasa

Hidroximetilglutaril-CoA liasa

Compuesto volatil

Presente en cantidad significativa en la sangre de diabéticos

Olor dulce característico de su alimentocon frecuencia se confunde con aroma delalcohol

Acetato libre y β-hidroxibutirato

se difunden

Desde células del hígado a la sangre y alcanzan los tejidos

Objetivo formación de cuerpos cetonicos

desviar

acetil-CoA (formado durante la oxidación de ácidos grasos) (hígado)

y enviarlos

en forma de cuerpos cetonicos a otros tejidos para su oxidación hasta CO2 y agua

Concentración cuerpos cetonicos baja en la sangre

durante ayuno o diabetes mellitus pueden alcanzar niveles extremadamente altos

Cetosis velocidad de formación de cuerpos cetonicos por elhígado es superior a la capacidad de los tejidos periféricos

Diabetes incapacidad de los tejidos para emplear glucosa de la sangre

consecuencia hígado compensa quemando ácidos grasos y esto provoca

super producción de cuerpos cetonicos por el hígado

Regulación de la oxidación del ácido graso y formación de cuerpos cetonicos

Tejidos perifericos

D-β-hidroxibutirato + NAD acetoacetato + NADH + H+

Transfiere el CoA para succinil

Succinil-CoA + acetoacetato Succinato + Acetoacetil-CoA

transferasa 3-cetoacetil-CoA

CoA-SH 2 acetil-S-CoA

Ciclo de ácido cítrico para su oxidacióncompleta en los tejidos

Regulación de la oxidación del ácido graso y formación de cuerpos cetonicos

Acilograso formado citosol de las células hepáticas

rutas

1 2

Oxidación en la mitocondria Conversión en triacilglicéridos o fosfolípidos

A la que se incorporan depende de la velocidadde transferencia de los acilos grasos de cadena larga CoA al interior de la mitocondria

Proceso de transporte en la membrana

3 etapas

Acil-CoA citosolico matriz mitocondrial

vía Carnitina

Etapa determinante de lavelocidad de oxidación ácido-graso

Acetil-CoA oxidación ácidos grasos2 rutas

Oxidarse hastaCO2Ciclo del ácido cítrico

Constituir cuerpos cetonicos

Parati

Estadio Maracana

Ipanema

Ipanema

Angra dos Reis

Pão de Açucar

Vistas panoramicas desde Pão de açucar

Morro da Babilonia

Praia Vermelha, Copacabana, Leme

Palacio de cristal en Petropolis

Niteroi

Cabo Frio

Buzios

Recreio dos bandeirantes

Saquarema

Mangaratiba

Biosíntesis de Lipidos

Biosintesis Triacilglicéridos proceso activo para almacenar triglicéridos

Humanos pueden almacenar unos pocos centanares de gramos de

glucógeno en hígado y músculos (necesidades energéticas ± 12 horas

triacilgliceridos ± 12 kg (necesidades energéticas 8 semanas)

Plantas sintetizan triacilgliceridos para almacenar combustible rico en energía

Biosintesis de ácidos grasos

Ácidos grasos lipidos tejidos animales poseen numero par de átomos de Carbono

Oxidación de ácidos grasos

se produz

eliminación sucesiva

grupos acetilo acetil-CoA

Biosintesis de ácidos grasos

transcurre por ruta diferente

catalizada por enzimas diferentes (sistema de sintetasa del ácido graso)

Acetil-CoA + 7 malonil-S-CoA + 14 NADPH + 20 H+

CH3 (CH2)14 COO + 7 CO2 + 8 CoA-SH + 14 NADP + 6 H2O

para construir cadena de ácido palmítico

Malonil-CoA se forma a partir acetil-CoA

Malonil-CoA precursor inmediato

mayor parte

grupos 2-carbonos

incorporan

biosíntesis de ácido graso

forma

acetil-CoA en el citosol

procede

acetil-CoA intramitocondrial

Acetil-CoA empleado al metabolismo

se forma en la mitocondria para

Oxidación del piruvato de ácido graso

Degradación de aminoácidos

Lanzadera del grupo acetilo para la transferencia de grupos acetilo desde acetilo desde acetil-CoA mitocondrial al citosol para la síntesis del ácido graso

En tejidos animales 7 enzimas intervienen en la biosíntesis de los ácidos grasos

Sistema de sintetasa del ácido graso

PM 400 kDa

complejo esta localizado en citosol de la célula

compuesto por 7 enzimas que están organizadas de modo a facilitar etapas sucesivas en ciclo de síntesis del ácido graso

El centro del sistema ACP proteína portadora de acilo

unen por covalencia a los intermediarios acilo

molécula pequeña termoestable PM 9 kDa

Transferasa malonilo Transferasa acetilo

Reductasa enoil-ACP

Deshidratasa 3-hidroxiacil-ACPReductasa 3-cetoacilACP

Sintetasa 3-cetoAcil-ACP ACP

Adición de cada unidad de 2-carbonos se efectúa en 4 etapas

1° etapa elongación de cadena ácido graso

2° etapa de reducción del 3-ceto

3° etapa de deshidratación

4° etapa de saturación

Biosíntesis del ácido palmítico se diferencia de la oxidación enzimática

1. En su localización intracelular

2. En naturaleza del transportador del grupo acilo

3. Forma que se incorporan o separan las unidades de 2-C

4. Configuración estereoisomera del β-hidroxiacilo intermediario

5. Nucleótido de piridina empleado en etapas redox

6. Participación de CO2

Diferencias entre la biosíntesis y la oxidación enzimáticas del ácido Palmítico

Biosíntesis Oxidación

Localización intracelular citosol mitocondria

Transportador del grupo acilo ACP CoA

Forma en la que participan las unidades de 2-C

Malonil-CoA Acetil-CoA

Forma estereisómera del grupo 3-hidroxiacilo

D L

Dador o aceptor de electrones NADPH FAD, NAD

Participación de CO2 Si No

Ácido Palmítico precursor de otros ácidos grasos de cadena larga

Ácido Palmítico (C16)

Palmitoleico (C16)

denaturación

Ácido esteárico (C18)

elongación

denaturación

Ácido Oleico (C18) Solo ocurre en plantas

Linoleico (C18)

elongación

Eicosatrienoico (C20)

Araquidónico (C20)

desaturación

Prostaglandina G1

Prostaglandinas E2, F2, G2

Regulación de la biosíntesis

Citrato

Mitocondria se difunde hacía el citosol por medio de lanzadera

Citosol constituye señal que el ciclo de ácido cítrico halla abastecidosuficientemente con un combustible y exceso de acetil-CoA

Se une al sítio alostérico carboxilasa del acetil-CoA y aumenta la velocidad de transformación de acetil-CoA a malonil-CoA

Biosíntesis de triacilglicéridos y fosfato de glicerilo

Triacilglicéridos y fosfolipidos

FosfatidiletanolaminaFosfatidilcolina

Precursores comunes de acilograso-CoA3-fosfato de glicerilo

Es regulada por hormonas Insulina diabetes mellitus grave emplea la glucosa para sintetizar ácidos grasos y triacilglicéridos

Oxidación de grasa rinde suficiente energía y libera gran cantidad de agua

Reservas de grasa durante hibernación o sueño invernal

Degradación de Triacilglicéridos

libera glicerina que se convierte en glucosa sanguínea

como consecuencia

Fosforilación enzimática hasta Fosfato glicerilo

Biosíntesis Fosfoglicéridos

Fosfoglicérido, Fosfatidiletanolamina, Fosfatidilcolina

Componentes principales de lípidos de membrana

Glicerina

3-fosfato de glicerilo

L-fosfatidato

Diacilglicérido

Fosfatidilcolina

2 acilo graso CoA

2 CoA

ATP

ADP

H2O

Pi

CDP-colina

CMP

Ruta de recuperación

CDP-etanolamina

CMP Fosfatiletanolamina

Ruta de nuevo

Lípidos de membrana principales en células animales

Fosfatidilcolina

Fosfatidiletanolamina

Fosfatidilserina

Fosfatidilinositol

Cardiolipina

Esfingomielina

Cerebrósidos

Gangliósidos

Metabolismo de lípidos

La velocidad de su síntesis está contrarreatada por una velocidadigual de degradación

Controlada por enzimas hidrolíticas capaces de hidrolizar enlacecovalente específico

Metabolismo Esfingolípidos

Esfingomielina, Cerebrósidos, Ganglioósidos propenso a los defectos genéticos

Esfingolípidos o sus productos de degradación acumulan en tejidos en

grandes cantidades. Donde el ritmo de su síntesis es normal pero su

degradación se interrumpe

Anormalidad genética conocida por Enfermedad Niemann-Pick

se acumula esfingomielina por la falta de la enzima esfingomielinasa

cérebro bazo hígado

Enfermedad de Tay-Sachs poco frecuente (1 cada 300000 nacimientos)

acumula

Cérebro gangliósido específicoBazo

ausencia N-acetilhexosaminidasa

enzima lisosómica, degradativa que hidrolizaenlace específico

N-acetil-D-galactosamina y D-galactosa

Enfermedades Lisosómicas

Enfermedad Enzima ausente

Enfermedad de Fabry Trihexosilceramida galactosil hidrolasa

Gangliosidosis Β-galactosidasa

Síndrome de Hurler -L-iduronidasa

Enfermedad de Gaucher Glucocerebrosidasa

Enfermedad de Krabbe Galactosilceramida-β-galactosilhidrolasa

Manosidosis -manosidasa

Enfermedad Niemann-Pick Esfingomielinasa

Enfermedad de Tay-Sachs N-acetil-hexosaminidasa

Nos vemos en la próxima clase