glicéridos glicolípidos lípidos fosfolípidos lipoproteínas Grupo prostético esteroides

Transcripción

1 LIPIDOS

2 glicolípidos glicéridos lipoproteínas lípidos fosfolípidos Grupo prostético esteroides

3 GLICOLÍPIDOS 1,2-di-O-acilgliceroles que se encuentran en la naturaleza se unen en el oxígeno de la posición 1 por medio de un enlace glicosídico a un carbohidrato (es usual que sea un mono-, un di- o bien un trisacárido). R = H o glicosilo

4 LIPOPROTEÍNAS Las lipoproteínas son complejos macromoleculares compuestos por proteínas y lípidos que transportan masivamente las grasas por todo el organismo. Una apolipoproteína es, una proteína que contiene y transporta lípidos en la sangre Son esféricas, hidrosolubles, formados por un núcleo de lípidos apolares (colesterol esterificado y triglicéridos) cubiertos con una capa externa polar de 2 nm formada por apoproteínas, fosfolípidos y colesterol libre. Muchas enzimas, antígenos y toxinas son lipoproteínas

5 GRUPO PROSTÉTICO La porción que no esta constituida por aminoácidos de una proteína conjugada. Grupo hemo COFACTORES como las flavinas o citocromos también como los lípidos y los polisacáridos, los cuales son los grupos prostéticos de las lipoproteínas y de las glicoproteínas, respectivamente

6 Hemo Una porfirina

7 GLICÉRIDOS Son los ésteres del glicerol (1,2,3-propanotriol) con ácidos grasos, que se encuentran ampliamente distribuídos en la naturaleza. Un triglicérido

8 FOSFOLÍPIDOS Son lípidos que contienen ácido fosfórico como los mono- o diésteres, incluyendo a los ácidos fosfatídicos y a los fosfoglicéridos

9 FOSFOLÍPIDOS Son los componentes principales de las membranas celulares. Se caracterizan por formar bicapas de lípidos. La mayoría de los fosfolípidos contienen un diglicérido, un grupo fosfato y una molécula simple como la colina. Una excepción a esto es la esfingomielina la cual se deriva de la esfingosina en lugar de la glicina

10 FOSFOLÍPIDOS El grupo polar de la molécula marcado con rojo. La U indica la porción hidrofóbica no cargada de la molécula, marcada en azul

11 FOSFOLÍPIDOS La fosfatidilcolina es el componente principal de la lecitina. También es la fuente de colina en la síntesis de la acetilcolina en las neuronas colinérgicas

12 ACIDOS GRASOS En química un ácido graso es un ácido carboxílico, con frecuencia de una cadena alifática sin ramificar, la cual puede ser saturada o insaturada. Los ácidos grasos más abundantes tienen un número par de átomos de carbono debido a que su biosíntesis involucra a la acetil-coa, una coenzima que acarrea a un grupo con dos átomos de carbono

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16 ÁCIDOS CARBOXÍLICOS QUE SE ENCUENTRAN EN LA NATURALEZA. La glucosa es hidrolizada para formar el ácido pirúvico. El ácido láctico es el responsable de la sensación de calor que se siente en los músculos durante el ejercicio anaeróbico. La espinaca y otros vegetales de hoja verde son ricos en ácido oxálico. El ácido succínico y el ácido cítrico son intermediarios en el ciclo del ácido cítrico Ácido pirúvico Ácido (S)-(+)-láctico Ácido oxálico Ácido succínico Ácido cítrico

17 Carl Wilhelm Scheele Aisló el ácido málico de la sidra por primera vez en el año 1785 (del latín Malus domestica que significa manzana) Ácido (S)-(-)-málico

18 Hidrólisis de grasas y aceites Los ácidos grasos de producen por medio de la hidrólisis de las uniones ester en un aceite o en una grasa (las cuales son formalmente triglicéridos), y los cuales al ser hidrolizados liberan glicerol y el ácido graso Hidrólisis Grasa o aceite Glicerol Sales de ácidos grasos Jabón

19 ÁCIDOS GRASOS INSATURADOS Los ácidos grasoso insaturados son ácidos grasos de forma similar a los ácidos grasos saturados, con la excepción que tienen uno o mas grupos alquenilo a lo largo de la cadena, con cada alqueno sustituyendo a un enlace sencillo "-CH 2 -CH 2 -" de la cadena, por un doble enlace "-CH=CH- En la cadena, los dos siguientes carbonos al doble enlace pueden estar en la configuración cis o en la trans Ácido oleíco (trans) Ácido oleíco (cis)

20 ACIDOS GRASOS CON LA CONFIGURACIÓN cis Una configuración cis significa que los átomos de hidrógeno adyacentes al doble enlace están del mismo lado. Lo rígido del doble enlace congela su conformación Conforme más dobles enlaces cis tenga la cadena, presentará una menor flexibilidad, y la cadena llegará a curvarse Ácido araquidónico Ácido linoleíco Ácido linolenico

21 Ácido araquídico Ácido esteárico Ácido erúcico Ácido oleíco Ácido palmítico Ácido araquídónico Ácido linoléico Ácido linolénico

22 Ejemplos de ácidos grasos insaturados Nombre Común Estructura química Δ x C:D n x Ácido miristoleíco CH3(CH2)3CH=CH(CH2)7COOH cis-δ 9 14:1 n 5 Ácido palmitoleíco CH3(CH2)5CH=CH(CH2)7COOH cis-δ 9 16:1 n 7 Acido sapiénico CH 3 (CH 2 ) 8 CH=CH(CH 2 ) 4 COOH cis-δ 6 16:1 n 10 Ácido oleíco CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH cis-δ 9 18:1 n 9

23 Ejemplos de ácidos grasos insaturados Nombre común Ácido linoleíco CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH cis,cis-δ 9,Δ 12 18:2 n 6 Ácido α-linolenico Ácido Araquidónico Estructura química Δ x C:D n x CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH cis,cis,cis-δ 9,Δ 12,Δ 15 18:3 n 3 CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH2)3COOH NIST CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH(CH 2)3COOH cis,cis,cis,cis-δ 5 Δ 8,Δ 11,Δ 14 20:4 n 6 Ácido Eicosapentaenoíco cis,cis,cis,cis,cis- 20:5 n 3 Δ 5,Δ 8,Δ 11,Δ 14,Δ 17 Ácido Erúcico CH3(CH2)7CH=CH(CH2)11COOH cis-δ 13 22:1 n 9 Ácido Docosa hexaenoíco CH3CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CHCH2 CH=CH(CH2)2COOH cis,cis,cis,cis,cis,cis- 22:6 n 3 Δ 4,Δ 7,Δ 10,Δ 13,Δ 16,Δ 19

24 Nombre común Nombre químico y fuente natural de algunos ácidos grasos comunes Atomos Carbono Dobles enlaces Nombre sistemático (IUPAC) Fuente Ácido butìrico 4 0 ácido butanoìco grasa mantequilla Ácido caproíco 6 0 ácido hexanoìco grasa mantequilla Ácido caprílico 8 0 ácido octanoíco aceite de coco Ácido cáprico 10 0 ácido decanoíco aceite de coco Ácido laúrico 12 0 ácido dodecanoíco aceite de coco Ácido mirístico 14 0 ácido tetradecanoíco aceite de almendra o palma Ácido palmítico 16 0 ácido hexadecanoíco aceite de palma Ácido palmitoleíco 16 1 ácido 9-hexadecenoíco grasas animales Ácido esteárico 18 0 ácido octadecanoíco grasas animales Ácido oleíco 18 1 ácido 9-octadecenoíco aceite de oliva Ácido ricinoleíco 18 1 ácido 12-hidroxi-9-octadecenoíco aceite de castor Ácido vacénico 18 1 ácido 11-octadecenoíco grasa mantequilla Ácido linoleíco 18 2 ácido 9,12-octadecadienoíco aceite semila uva Ácido α-linolenico (ALA) 18 3 ácido 9,12,15-octadecatrienoíco aceite de linasa

25 Nombre común Ácido -Linolénico (GLA) Nombre químico y fuente natural de algunos ácidos grasos comunes Atomos Carbono Dobles enlaces Nombre sistemático (IUPAC) Fuente 18 3 ácido 6,9,12-octadecatrienoíco aceite de borraja Ácido araquídico 20 0 Ácido eicosanoíco Ácido Gadoleíco 20 1 ácido 9-eicosenoíco Ácido araquidónico (AA) 20 4 EPA 20 5 ácido 5,8,11,14- eicosatetraenoíco ácido 5,8,11,14,17- eicosapentaenoíco aceite de cacahuate, aceite de pescado aceite de pescado grasas del hígado aceite de pescado Ácido behénico 22 0 ácido docosanoíco aceite de colza Ácido Erúcico 22 1 ácido 13-docosenoíco aceite de colza Ácido docosahexaenoíco (DHA) 22 6 ácido 4,7,10,13,16,19- docosahexaenoíco Ácido Lignocérico 24 0 ácido tetracosanoíco aceite de pescado en pequeñas cantidades en la mayoría de las grasas

26 ÁCIDO DOCOSAHEXAENOÍCO (DHA) ácido graso -3 Es un. Tienen una cadena con 22 carbonos y seis dobles enlaces con la configuración cis, el primero de ellos en el tercer carbono del extremo. Sui nombre trivial es ácido cervónico. La mayor parte del DHA en el pescado y en organismos más complejos se origina en las microalgas fotosintéticas y heterotrópicas, ÁCIDO LINOLEICO ácido graso -6

27 Nombre común Nombre del lípido Nombre químico Ácido alfalinolénico (ALA) 18:3 (n-3) octadeca-9,12,15- trienoico Ácido docosahexaenoico (DHA) 22:6 (n-3) docosa-4,7,10,13,16,19- hexaenoico Ácido docosapentaenoico (DPA) 22:5 (n-3) docosa-7,10,13,16,19- pentaenoico Ácido eicosapentaenoico (EPA) 20:5 (n-3) eicosa-5,8,11,14,17- pentaenoico Ácido eicosatetraenoico (ETA) Ácido estearidónico (SDA) 20:4 (n-3) 18:4 (n-3) eicosa-8,11,14,17- tetraenoico insercion-6,9,12,15- tetraenoico

28 Nombre común Ácido estearidónico (SDA) Ácido eicosatetraenoico (ETA) Ácido eicosapentaenoico (EPA) Ácido docosapentaenoico (DPA) Ácido docosahexaenoico (DHA) Nombre del lípido 18:4 (n-3) 20:4 (n-3) 20:5 (n-3) 22:5 (n-3) 22:6 (n-3) Nombre químico insercion-6,9,12,15- tetraenoico eicosa-8,11,14,17- tetraenoico eicosa-5,8,11,14,17- pentaenoico docosa-7,10,13,16,19- pentaenoico docosa-4,7,10,13,16,19- hexaenoico Ácido alfa-linolénico (ALA) 18:3 (n-3) octadeca-9,12,15-trienoico

29 ÁCIDOS GRASOS OMEGA-3 Ácido alfa-linolénico (ALA), un ácido graso esencial n 3, (18:3Δ9c,12c,15c, el cual tiene una cadena de 18 carbonos con 3 dobles enlaces en los carbonos numerados 9, 12 y 15). No obstante que los químicos numeran a partir del grupo carbonilo, (numeración azul), los fisiologos cuentan a partir del carbono n (ω) (numeración en rojo). Acido eicosapentaenoíco (EPA). Ácido docosahexaenoíco (DHA).

30 Nombre común Nomenclatura Nombre químico Ácido linoleico Ácido γ-linolénico 18:2 (n-6) 18:3 (n-6) Ácido 9,12- octadecadienoico Ácido 6,9,12- octadecatrienoico Ácido eicosadienoico 20:2 (n-6) Ácido 11,14-eicosadienoico Ácido dihomo-gammalinolénico Ácido araquidónico Ácido docosadienoico Ácido adrénico Ácido docosapentaenoico Ácido caléndico 20:3 (n-6) 20:4 (n-6) 22:2 (n-6) 22:4 (n-6) 22:5 (n-6) 18:3 (n-6) Ácido 8,11,14- eicosatrienoico Ácido 5,8,11,14- eicosatetraenoico Ácido 13,16- docosadienoico Ácido 7,10,13,16- docosatetraenoico Ácido 4,7,10,13,16- docosapentaenoico Ácido 8E,10E,12Zoctadecatrienoico

31 La cadena alimenticia marina Se va incrementando la concentración de DHA en los organismos conforme éste se va moviendo en la cadena alimenticia. mamíferos Peces grandes Peces pequeños fitoplancton zooplancton

32 LÍPIDOS

33 Los lipidos son solubles en disolventes orgánicos no polares Tienen una gran variedad de estructuras y grupos funcionales PGE 1 UN VASODILATADOR CORTISONA UNA HORMONA VITAMINA A UNA VITAMINA LIMONENO ACEITES DE NARANJA Y LIMÓN TRIESTEARINA UNA GRASA

34 Los lípidos complejos contienen grupos funcionales éster, los cuales se pueden hidrolizar para formar ácidos y alcoholes. Los lípidos simples no se pueden hidrolizar con facilidad EJEMPLOS DE LÍPIDOS COMPLEJOS EJEMPLOS DE LÍPIDOS SIMPLES TRIESTEARINA, UNA GRASA COLESTEROL, UN ESTEROIDE PALMITATO DE CETILO, UNA CERA α-pineno, UN TERPENO

35 Los ácidos grasos saturados tienen puntos de fusión que se incrementa gradualmente con respecto al peso molecular Nombre Carbonos Estructura Ácidos saturados Ácido laúrico Ácido mirístico Punto de fusión ( C) Ácido palmítico Ácido esteárico Ácido araquídico Ácidos insaturados Ácido oleíco Ácido linoleíco Ácido linolenico Ácido eleosteárico Ácido araquidónico

36 El doble enlace cis en el ácido oleíco disminuye el punto de fusión por 66 C Ácido esteárico, pf 70 C Ácido oleíco, pf 4 C El menor punto de fusión que se observa en los ácidos saturados resulta del dobles que se presenta en la posición del doble enlace. En un sólido, las moléculas con dicho dobles no se pueden empacar tan firmemente como las cadenas uniformes en zigzag de los ácidos saturados

37 Los triglicéridos insaturados tienen menores puntos de fusión debido a que sus ácidos grasos insaturados no se empacan bien en una red cristalina La trioleína tiene el mismo número de átomos de carbono en la triestearina, pero la trioleína tienen tres dobles enlaces cis, en los que las conformaciones dobladas evitan un empaquetamiento óptimo en el sólido Triestearina, pf 72 C Trioleína, pf -4 C

38 El mapa de potencial electrostático de una molécula de jabón muestra una zonacon alta densidad electrónica con carga negativa en la cabeza (carboxilato, zona roja) y una con una densidad electrónica media (en verde) zona con densidad electrónica media en la cola (hidrocarburo) Cabeza (parte ionica) agua Frontera de agua en la estructura Cola (hidrocarburo)

39 En una solución jabonosa, la grasa es emulsificada por la formación de miscelas que es cubierta por los grupos carboxilato presentes en el jabón agua grasa agua

40 Los detergentes sintéticos pueden ser aniónicos, catiónicos, o con grupos funcionales hidrofílicos no ionicos. De estos detergentes, solo el Gardol es una sal de carboxilatp y forma un precipitado con el agua dura Un detergente alquilbencensulfonato No precipíta Ejemplos de otros tipos detergentes Cloruro de bencilacetildimetilamonio (cloruro de benzalconio) Nonoxinol, Ortho Pharmaceuticals Sulfato de lauril sodio Sulfato de dodecil sodio Sal de sodio de la N-lauroil-N-metilglicina Gardol, Colgate-Palmolive Co.

41 Los Fosfoglicéridos se pueden agregar en una membrana bicapa con sus cabezas polares expuestas a la solución acuosa y las colas de hidrocarburos protegiendo la parte interna Superficie hidrofílica expuesta al agua alargada Interior hidrofóbico Superficie hidrofílica

42 LIPOSOMA MISCELA BICAPA

43 ESTEROIDES

44 ESTEROIDES Los compuestos que se encuentran en forma natural así como sus analogos sintéticos, que se basan en el esqueleto del ciclopentano[a)fenantreno, parcial o completamente hidrogenado; es usual que tengan grupos metilo en las posiciones C-10 y C-13, con fecuencia en C-17. Por extensión, pueden haber ocurrido una o más rupturas de enlaces, expansiones de anillo y/o contracciones de del esqueleto. Los esteroides naturales derivan biogenéticamente a partir de los triterpenoides

45 Isómeros Cis-trans de la decalina Un hidrógeno arriba Trans-decalina Un hidrógeno abajo Dos hidrógenos arriba Cis-decalina

46 Los esteroides comunes pueden ser cis o trans en la fusión de los anillos A-B. Los otros anilos normalmente tienen la fusión trans. Un esteroide con la fusión A-B trans Un esteroide con la fusión A-B cis

47 El Cortisol es la hormona natural principal de la corteza adrenal. El acetónido de la Fluocinolona es el más potente para tratar la inflamación y la beclometasona es más potente para tratar el asma Cortisol Acetónido de la Fluocinolona Beclometasona

48 El Colesterol es un triterpenoide que ha perdido tres átomos de carbono de las seis unidades de isopreno presentes en el escualeno ESCUALENO INTERMEDIARIO Pérdida de 3 carbonos COLESTEROL

49 Los ácidos grasos con ácidos carboxílicos con cadenas hidrocarbonadas Número de carbonos Nombre común Nombre sistemático Estructura Punto de fusión ( C) saturados Ácido laurico ácido dodecanoíco Ácido mirístico ácido tetradecanoíco Ácido palmítico ácido hexadecanoíco Ácido esteárico ácido octadecanoíco Ácido araquídico ácido eicosanoíco

50 Los ácidos grasos con ácidos carboxílicos con cadenas hidrocarbonadas Número de carbonos Nombre común Nombre sistemático Estructura Punto de fusión ( C) insaturados Ácido palmitoleíco ácido (9Z)-hexadecenoíco Ácido oleíco ácido (9Z)-octadecenoíco Ácido linoleíco Ácido linolenico Ácido araquidónico EPA ácido (9Z, 12Z)- octadecadienoíco ácido (9Z, 12Z, 15Z)- octadecatrienoíco ácido (5Z, 8Z, 11Z, 14Z)- eicosatetraenoíco ácido (5Z, 8Z, 11Z, 14Z, 17 Z)- eicosapentanoíco

51 ÁCIDOS GRASOS Ácidos grasos, es uno de los principales grupos de los lípidos, son ácidos carboxílicos con una cadena larga de hidrocarburos Los ácidos grasos poliinsaturados tienen más de un doble enlace dentro de su estructura La configuración de los dobles enlaces en los ácidos grasos que se encuentran en forma natural, es CIS Los dobles enlaces en los ácidos grasos que se encuentran en forma natural están separados por un grupo metileno

52 Los ácidos grasos insaturados tienen un punto de fusión más bajo que los ácidos grasos saturados Ácido esteárico Un ácido graso de 16 carbonos, sin dobles enlaces Ácido oleíco Un ácido graso de 16 carbonos, con un doble enlace Ácido linolénico Un ácido graso de 16 carbonos, con tres dobles enlaces Ácido linoleíco Un ácido graso de 16 carbonos, con dos dobles enlaces

53 Las ceras son ésteres con pesos moleculares altos Uno de los componentes principales de la cera de las abejas Material estructural de las colmenas Uno de los componentes principales de la cera de carnauba Material que se encuentra en las hojas de la palma de Brasil Uno de los componentes principales de la cera de esperma de ballena Material que se encuentra en cabezas de esperma de las ballenas

54 Grasas y aceites glicerol Ácidos grasos Un triacilglicerol Una grasa o aceite Los tres grupos OH del glicerol se esterifican con ácidos grasos Un triacilglicerol simple tiene los tres ácidos grasos idénticos Un triacilglicerol mixto tiene como componentes 2 o 3 ácidos grasos diferentes

55 Las grasas son triacilgliceroles que existen en estado sólido o semisólido a temperatura ambiente Una grasa

56 Los aceites son triacilgliceroles que se encuentran en estado líquido Un aceite

57 Algunos de todos los dobles enlaces de los aceites poli-insaturados se puede reducir por medio de una hidrogenación catalítica

58 OXIDACIONES CON OXÍGENO TIEMPO DE VIDA MEDIA LARGO

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60 R- : k3 (M -1 seg -1 ) 7 x x x 10 4

61 Oxidación de grasas y aceites poliinsaturados por O 2 iniciación Contribuyen al hibrido de resonancia con dobles enlaces (aislados) Contribuyen al hibrido de resonancia con dobles enlaces conjugados propagación Un radical peroxilo propagación Un hidroperóxido de alquilo Y otros ácidos carboxílicos de cadena corta

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63 DESCOMPOSICIÓN DE LOS HIDROPERÓXIDOS FORMADOS

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67 FORMACIÓN DE COMPUESTOS 1,2-DICARBONÍLICOS Y ÁCIDOS CARBOXÍLICOS

68 FORMACIÓN DE COMPUESTOS 1,2-DICARBONÍLICOS

69 PROSTAGLANDINAS

70 Ácido araquídónico

71 Las prostaglandinas son un conjunto de sustancias que pertenecen a los ácidos grasos de 20 carbonos (eicosanoides), Intervienen en la respuesta inflamatoria: vasodilatación, aumento de la permeabilidad de los tejidos permitiendo el paso de los leucicitos, antiagregabtes de plaquetas, estímulo de las terminaciones nerviosas del dolor. Provocan la contracción del músculo liso. Regulan la presión sanguínea. Prostaglandina A 2 Prostaglandina F 2a

72 La biosíntesis de prostaglandinas comienza con una enzima que cataliza la ciclización oxidativa del ácido araquidónico enzima Ácido araquidónico reducción

73 Prostaglandinas Las Prostaglandinas se sintetizan a partir del ácido araquidónico Son responsables de regular una gran variedad de respuestas fisiológicas Se clasifican usando la fórmula PGX, donde X designa los grupos funcionales del anillo de 5 átomos Esqueleto de las prostaglandinas

74 Prostaglandina E1 Prostaglandina F2a Contracción de útero Broncoconstricción Prostaglandina E2 Secreción del ácido gástrico (disminuye) Secreción de la mucosa gastrica (incrementa) Contracción del útero (embarazo) Contracción del tracto del músculo liso Respuesta de la plaquetas a sus agonistas

75 La prostaglandina endoperoxido sintasa cataliza la conversión del ácido araquidónico a PGH 2 ARAQUINODATO PROTAGLANDINA H SINTASA: ACTIVIDAD COMO CICLOOXIGENASA PROSTAGLANDINA G 2 Es inhibida por la aspirina Hay dos formas en las que esta enzima se manifiesta: producción bajo una condición fisiológica normal y en respuesta a una inflamación Araquinidato lipoxigenasa 5-Hidroperoxi-D 6,8,11,14 -eicosatetraenoato PROTAGLANDINA H SINTASA: ACTIVIDAD COMO HIDROPEROXIDASA PROSTAGLANDINA H 2 La enzima tiene actividad como ciclooxigenasa y como hidroperoxidasa dehidrasa LEUCOTRIENO A 4 PROSTACICLINA OTRAS PROSTAGLANDINAS TROMBOXANO A 2

76 Biosíntesis de prostaglandinas, tromboxanos y protaciclinas Ácido araquidónico ciclooxigenasa Un radical peroxi 2. Donador de átomos de hidrógeno Varios pasos hidroperoxidasa Un tromboxano Varios pasos PGH 2 Una prostaciclina PGE 2 UNA PROSTAGLANDINA

77 La Aspirina (ácido acetilsalicílico) inhibe la actividad de la ciclooxigenasa Grupo acetilo Grupo hidroxilo de la serina Ácido acetilsalicílico Aspirina ciclooxigenasa Enzima activa Ciclooxigenasa acetilada Enzima inactiva

78 Otras drogas anti-inflamatorias también compiten con el ácido araquidónico o el radical peroxi, por el sitio de enlace de la enzima Ibuprofeno Naproxeno Aspirina

79 Fosfoacilgliceroles Son los principles componenetes de las membranas celulares El grupo OH terminal del glicerol es esterificado con ácido fosfórico Configuración R Un éster de ácido fosfórico Un ácido fosfatídico Ácido fosfórico

80 Los fosfoacilgliceroles más comúnes en las membranas son los fosfodiésteres Los alcoholes que se usan más comúnmente para formar el segundo grupo éster son la are etanolamina, la colina, y la serina FOSFOACILGLICÉRIDOS Uniones éster fosfato Una fosfatidiletanolamina una cefalina Una fosfatidilcolina una lecitina Una fosfatidilserina

81 Los fosfoacilgliceroles forman membranas por un arreglo de ellos mismos en una bicapa de lípidos Cabeza polar Molécula de colesterol Una bicapa de lípidos Cadenas no polares de ácidos grasos Imagen agrandada de un fosfoacilglicerol Los ácidos grasos saturados disminuyen la fluidez de la membrana debido a que sus cadenas hidrocarbonadas se empacan de una forma compacta entre ellas mismas Los ácidos grasos insaturados tienen el efecto opuesto

82 Esfingolípidos Estos compuestos contienen un amino alcohol que se conoce como esfingosina en lugar del glicerol Configuración S esfingosina También se encuentran en las membranas Son los componentes principales de los lípidos de las vainas de mielina en las fibras nerviosas

83 Dos de los tipos más comunes de esfingolípidos Una esfingomielina Un gluococerebrósido

84 TERPENOS

85 Los terpenos se encuentran ampliamente distribuídos en la naturaleza, principalmente en las plantas como constituyentes de los aceites esenciales. Muchos terpenos son derivados de las resinas de coníferas, como este pino

86 Muchos terpenos son hidrocarburos, en los que también se encuentran compuestos conteniendo oxígeno como alcoholes, aldehídos o cetonas (terpenoides). Su bloque de construcción es el hidrocarburo isopreno Las unidades de isopreno se unen entre sí de acuerdo a la regla isoprénica, Wallach Los terpenos hidrocarburos tienen fórmulas moleculares (C 5 H 8 ) n, y se clasifican de acuerdo con el número de unidades de isopreno monoterpenos 2 sesquiterpenos 3 diterpenos 4 triterpenos 6 tetraterpenos 8 Número de unidades de isopreno

87 Cinerina, un piretroide (E)-b-Farneseno un sesquiterpeno Geraniol, un monoterpeno (E)-Nerolidol, un sesquiterpeno (E,E)-farnesol, un sesquiterpeno (E)-b-Cariofileno, un sesquiterpeno (+)-Estrigol, un apocarotenoide

88 Esqueleto padre de los sesquiterpenos de drimano Poligodial, un sesquiterpeno del drimano Calotropina, un cardenólido (S)-Linalool, un monoterpeno Avenacosido B, una saponina Crisomelidial, un monoterpeno iridoide Caulerpenino, un sesquiterpeno

89 Ejemplos de monoterpenos: nerol citral a-pineno β-pineno Alcanfor Limoneno

90 Ejemplos de sesquiterpenos farnesol. Farnesol Ejemplos de triterpenos: escualeno y el β-caroteno (provitamina A 1 ) β-caroteno fitol

91 SESQUITERPENOs (15 CARBONOS) Periplanona B es el atrayente sexual de la hembra de una especie de cucarachas Gosipol que se aísla de las semillas de las plantas de algodón. En China se ha usado como un contraceptivo para mujeres

92 FORBOL Estrella Federal o Poinsetia (Euphorbia pulcherrima): Es levemente tóxica, su principio activo son los ésteres del forbol, triterpenos.

93 Santonina se encuentra en el ajenjo y es un fotosensibilizador El ajenjo, ajorizo, artemisia amarga o hierba santa (Artemisia absinthium L., en latín medieval aloxinus) es una planta herbácea medicinal de la familia de las asteráceas. Era conocida por los egipcios, transmitida después a los griegos, esta hierba ha sido denominada la "madre de todas las hierbas" en la obra "Tesoro de los pobres" dadas sus múltiples aplicaciones curativas. Se utiliza como tónico, febrífugo y antihelmíntico, así como en la elaboración de la absenta. Artemisia absinthium (ajenjo)

94 TERPENOS Los terpenos contienen átomos de carbono en multiplos de cinco Los terpenos se forman uniendo entre sí unidades de isopreno de 5-carbonos Los terpenos que contienen oxígeno algunas veces se conocen como terpenoides Estos compuestos son una clase muy diversa de los lípidos

95 LA REGLA ISOPRENICA cola cola cabeza cabeza El esqueleto de las dos unidades de isopreno con un enlace entre la cola de una unidad con la cabeza de la otra unidad

96 cabeza cola CARVONA Aceite esencial de menta verde UN MONOTERPENO

97 Muchas fragrancias y saborizantes que se encuentran en las plantas son monoterpenos y sesquiterpenos cabeza cabeza cola cola a-farneseno Un sesquiterpeno que se encuentra en la cubierta ceroza de la piel de las manzanas

98 Escualeno, un triterpeno, es un precursor de las moléculas de los esteroides escualeno

99 TERPENOS ESTRUCTURA Y BIOSÍNTESIS Los terpenos son derivados biosintéticos de unidades de isopreno, el cual tiene la formula molecular C 5 H 8 y la siguiente formula estructural:

100 La formula molecular básica de los terpenos son múltiplos del isopreno (C 5 H 8 ) n donde n es el número de unidades de isopreno unidas entre sí. Esta es la regla isoprénica o la regla C5. Las unidades de isopreno se pueden unir entre sí cabeza con cola para formar cadenas lineales o bien puede arreglarse para formar anillos. Se puede considerar a la unidad de isopreno como el bloque de construcción más común Átomos de carbono Clasificación 10 Monoterpenos 15 Sesquiterpenos 20 Diterpenos 25 Sesterterpenos 30 Triterpenos 40 Tetraterpenos

101 TERPENOS Monoterpenos Representativos a-felandreno (eucalipto) Mentol (menta) Citral (hierba de limón)

102 TERPENOS Monoterpenos Representativos a-felandreno (eucalipto) Mentol (menta) Citral (hierba de limón)

103 TERPENOS Monoterpenos Representativos a-felandreno (eucalipto) Mentol (menta) Citral (hierba de limón)

104 TERPENOS Sesquiterpenos Representativos a-selineno (apio)

105 TERPENOS Sesquiterpenos Representativos a-selineno (apio)

106 TERPENOS Sesquiterpenos Representativos a-selineno (apio)

107 TERPENOS Diterpenos Representativos Vitamina A

108 TERPENOS Diterpenos Representativos Vitamina A

109 TERPENOS Diterpenos Representativos Vitamina A

110 El isopreno por si mismo no experimenta el proceso de construcción sino más bien sus formas activadas: Hay dos derivados del isopreno: (a) El pirofosfato de isopentenilo (IPP o también pirofosfato de isopentenilo): PIROFOSFATO DE ISOPENTENILO (b) El pirofosfato de dimetilalilo (DMAPP o difosfato de dimetilalilo)q PIROFOSFATO DE DIMETILALILO

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113 El pirofosfato de isopentenilo (IPP o también pirofosfato de isopentenilo) se forma a partir de la acetil-coa a través del ácido mevalónico como intermediario en la ruta metabólica HMG-CoA El Mevalonato es fosforilado por dos transferencias secuenciales de fosfato por el ATP, dando como resultado un derivado pirofosfato. La pirofosfomevolanato descarboxilasa cataliza una dewscarboxilación dependiente del ATP junto con una deshidratación para formar el pirofosfato de isopentenilo MEVALONATO (2 PASOS) 5-PIROFOSFOMEVALONATO PIROFOSFATO DE ISOPENTENILO

114 La isomerasa pirofosfato de Isopentenilo interconvierte al pirofosfato de isopentenilo y al pirofosfato de dimetilalilo. El mecanismo involucra una protonación seguida de una desprotonación PIROFOSFATO DE ISOPENTENILO PIROFOSFATO DE DIMETILALILO

115 La prenil transferasa cataliza una serie de reacciones de condensación cabeza con cola. El pirofosfato de dimetilalilo reacciona con el pirofosfato de isopentenilo para formar el pirofosfato de geranilo. La condensación con otra molécula de pirofosfato de isopentenilo da lugar al pirofosfato de farnesilo PIROFOSFATO DE DIMETILALILO PIROFOSFATO DE ISOPENTENILO PIROFOSFATO DE GERANILO PIROFOSFATO DE ISOPENTENILO PIROFOSFATO DE FARNESILO

116 PIROFOSFATO DE DIMETILALILO PIROFOSFATO DE ISOPENTENILO PIROFOSFATO DE GERANILO PIROFOSFATO DE GERANILO PIROFOSFATO DE ISOPENTENILO Pirofosfato de 2-farnesilo

117 La escualeno sintasa cataliza la condensación cabeza-cabeza de 2 moléculas de pirofosfato de farnesilo, con la reducción por NADPH, para formar escualeno. Pirofosfato de 2-farnesilo escualeno 2,3-óxido de escualeno lanosterol

118 La escualeno epoxidasa cataliza la oxidación del escualeno para formar el 2,3- óxido de escualeno. Esta función mezclada requiere NADPH como agente reductor y al O 2 como agente oxidante. Un átomo de oxígeno es incorporado en el sustrato (como el epóxido) y el otro átomo de oxígeno es reducido y forma agua La escualeno óxidociclasa cataliza una serie de desplazamientos de electrones, iniciados por la protonación del epóxido, que da como resultado una ciclización. Los estudios estructurales de enzimas de bacterias han confirmado que el sustrato se une en el sitio activo en una conformación que permite la ciclización solo con pequeñas cargas en la posoición en la que procede la reacción. El producto de la reacción de cilcización es el esterol que se llama lanosterol

119 La conversión del lanosterol en colesterol involucra 19 reacciones, catalizadas por enzimas asociadas con las membranas del retículo endoplasmico 19 pasos lanosterol colesterol

120 El licopeno y el b-caroteno son tetraterpenos que se conocen como carotenoides licopeno b-caroteno

121 La vitamina A es un terpeno La química de la visión Doble enlace cis Doble enlace trans Retinol Vitamina A oxidación isomerización (11 Z)-Retinal opsina

122 Doble enlace trans opsina Luz visible isomerización Doble enlace cis Rodopsina activada Rodopsina opsina opsina (11 E)-Retinal

123 Los cinco átomos de carbono que se necesitan para la biosíntesis de los terpenos es el pirofosfato de isopentenilo Condensación de Claisen Acetil-CoA Malonil-CoA Acetoacetil-CoA Fosfato de mevalonilo Ácido mevalónico hidroximetilglutaril-coa Pirofosfato de mevalonilo Pirofosfato de isopentenilo Pirofosfato de isopentenilo

124 La conversión del ácido mevalónico en el fosfato de mevalonilo adenosina Ácido mevalónico Una reacción S N 2 adenosina Una segunda S N 2 adenosina adenosina Pirofosfato de mevalonilo

125 Se necesitan tanto el pirofosfato de isopentilo como el pirofosfato de dimetilalilo para la biosíntesis de terpenos Pirofosfato de isopentenilo Pirofosfato de dimetilalilo

126 BIOSÍNTESIS DE TERPENOS Formación del pirofosfato de geranilo Pirofosfato de dimetilalilo Pirofosfato de isopentenilo Pirofosfato de geranilo Pirofosfato

127 Muchos monoterpenos se pueden sintetizar a partir del pirofosfato de geranilo reducción oxidación Pirofosfato de geranilo Geraniol En los aceites de rosas y de geranio Citronelol En los aceites de rosas y de geranio Citronelol En el aceite del limón Hidrato de terpino Constituyente común en los medicamentos para la tos a-terpineol En el aceite del enebro oxidación reducción limoneno En el aceite de las naranjas y limones mentol En el aceite de la menta

128 Aceite esencial del enebro El aceite esencial del enebro (Juniperus communis)

129 Formación del fosfato de farnesilo Pirofosfato de geranilo Pirofosfato de isopentenilo Pirofosfato de farnesilo

130 Formación del escualeno, El precursor del colesterol Pirofosfato de farnesilo Pirofosfato de farnesilo Escualeno sintasa cola-cola escualeno

131 Formación enlace Carbono-Carbono OPP + OPP El paso clave implica al doble enlace del pirofosfato de isopentenilo, el cual actúa como nucleófilo sobre el carbono alílico del pirofosfato de dimetilalilo

132 Formación enlace Carbono-Carbono OPP + OPP OPP + OPP

133 Después de la formación del enlace Carbono-Carbono El carbocatión puede perder un protón para formar un doble enlace + OPP

134 Después de la formación del enlace Carbono-Carbono OPP El carbocatión puede perder un protón para formar un doble enlace H + + OPP

135 Después de la formación del enlace Carbono-Carbono OPP Este compuesto se conoce como pirofosfato de geranilo. Si se hidroliza este pirofosfato se obtiene el geraniol (aceite de rosa)

136 Después de la formación del enlace Carbono-Carbono OPP H 2 O Geraniol OH

137 Terpenos O O O P O P O O O Isopentenyl pyrophosphate Pirofosfato de isopentenilo Isoprene Isopreno isoprenilo (C 5 ) --> geranilo (C 10 ) geranilo (C 10 ) --> farnesilo (C 15 ) farnesilo (C 15 ) --> esqualeno (C 30 ) Genérico: C 10 monoterpenos, C 15 sesquiterpenos, C 20 diterpenos, C 30 triterpenos, C 40 tetraterpenos

138 De 10 a 15 Carbonos OPP + OPP Pirofosfato de Geranilo + OPP

139 De 10 a 15 Carbonos OPP H + + OPP

140 De 10 a 15 Carbonos OPP Este compuesto es el pirofosfato de farnesilo. La hidrólisis de este éster pirofosfato da el farnesol

141 De 10 a 15 Carbonos OPP OPP Si se adiciona otra unidad de isopreno se extiende el pirofosfato de Farnesilo a través de la reacción con pirofosfato de isopentenilo

142 Ciclización Los anillos se generan a través de la formación intramolecular de un enlace carbono-carbono + OPP OPP doble enlace E doble enlace Z

143 Limoneno H + + OH H 2 O a-terpineol

144 Terpenos Bicíclicos a-pineno b-pineno

145 Esteroides Los esteroides son compuestos no-polares y son lípidos Las hormonas son mensajeros químicos Muchas hormonas son esteroides Los esteroides contienen un sistema anular tetracíclico

146 Características estructurales de los esteroides Anillo base esteroidal ciclopentanoperhidrofenantreno

147 Anillo con la fusión trans Más estable Anillo con la fusión cis Menosestable

148 En los esteroides, los anillos B, C, y D rings tienen la fusión trans Grupos CH 3 angulares CH 3 y H son trans CH 3 y H son cis Los grupos metilo en C-10 y C-13 se llaman grupos metilo angulares

149 Los anillos A y B también presentan una fusión trans en la mayoría de los esteroides naturales CH 3 y H son trans CH 3 y H son cis Los anillos A y B presentan una fusión trans Los anillos A y B presentan una fusión cis Los sustituyentes en el mismo lado del anillo esteroidal como el metilo angular, son sustituyentes -b Aquelos que se encuenran en el lado opuesto del plano del anillo son sustituyentes-a

150 El colesterol es un esteroide COLESTEROL Es el miembro más abundante de la familia de los esteroides en los animales Es el precursor de todos los otros esteroides Dentro de los lípidos presentes en las membranas, es el lípido más rigido

151 Ejemplos de esteroides CORTISONA ALDOSTERONA

152 BIOSÍNTESIS DEL LANOSTEROL Y DEL COLESTEROL ESCUALENO EPOXIDASA O 2 ESCUALENO ÓXIDO DE ESCUALENO APERTURA DEL EPÓXIDO CATALIZADA CON ÁCIDOESCUALENO EL PROTÓN C-9 LANOSTEROL CATIÓN PROTOSTEROL 19 PASOS

153 Ejemplos de esteroides sintéticos ESTANOZOLOL DIANABOL NORETINDRONA RU 486

154 Benjamin Sinclair "Ben" Johnson Johnson batió en dos ocasiones el récord del mundo de los 100 metros, en el Campeonato Mundial de Atletismo de 1987 y en la final olímpica de 1988 pero junto con su descalificación por dopaje, perdió el oro y los dos récords ESTANOZOLOL