BIOQUÍMICA GENERAL. MSc. Dania Martín

Transcripción

1 BIQUÍMICA GENERAL MSc. Dania Martín

2 UNIDAD VI: METABLISM DE BIMLÉCULAS CLASE#20

3 DIGESTIÓN Los lípidos se digieren en la parte superior del intestino delgado, participando algunos jugos segregados por los órganos especializados y que contiene algunas enzimas digestivas especializadas en la hidrólisis de los lípidos.

4 La digestión de lípidos ocurre en Intestino Enzimas involucradas ENZIMAS LIPASA LCALIZACIÓN Páncreas ISMERASA Intestino CLESTERLASA Páncreas FSFLIPASA A 2 Páncreas

5 Lipasa H 2 C HC C C R R H 2 C C R TAG Cataliza la hidrólisis de uniones éster en los carbonos primarios (a y a ) del glicerol de las grasas neutras (Triacilgliceroles) H 2 C HC H 2 C LIPASA H C C R R + H C R 1,2-DAG AG LIPASA H 2 C H HC H 2 C H C R + H C R 2-MAG AG

6 Isomerasa H 2 C HC H C R Para la hidrólisis de 2-MAG es necesaria la presencia de esta enzima que traslada el grupo acilo de la posición 2 (ó b) a la posición 1(ó a). Luego la hidrólisis del monoacilglicerol (MAG) se completa por acción de la Lipasa. H 2 C H 2-MAG ISMERASA H 2 C C R HC H H 2 C H 1-MAG

7 Colesterolasa Cataliza la hidrólisis de ésteres de colesterol con ácidos grasos. R C CLESTERLASA H ESTER DE CLESTERL CLESTERL AG R C H Fosfolipasa A 2 Cataliza la hidrólisis del enlace éster que une el ácido graso al hidroxilo del carbono 2 del glicerol en los Glicerofosfolípidos. Se forma un ácido graso y lisofosfolípido R 2 H 2 C C R 1 C CH H 2 C P X FSFLIPASA A 2 H H 2 C H 2 C CH C P R 1 + X R 2 C H

8 ABSRCIÓN Proceso mediante el cuál las sustancias resultantes de la digestión ingresan a la sangre a través de membranas permeables (sustancias de bajo peso molecular) o por medio de transporte selectivo. Transporte de Lípidos en la sangre Quilomicrones Lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL) Lipoproteínas de baja densidad (LDL) Lipoproteínas de alta densidad (HDL)

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10 DIGESTIÓN Y ABSRCIÓN DE LÍPIDS EN LA DIETA 1) Las sales biliares emulsionan las Grasas formando micelas. 2) Lipasas intestinales degradan los Triglicéridos. 3) Los Ácidos Grasos y otros productos de la digestión son tomados por la mucosa intestinal y convertidos en TAG. 4) Los TAG son incorporados con colesterol y Apolipoproteínas en los QUILMICRNES. 5) Los QUILMICRNES viajan por el Sistema Linfático y el torrente sanguíneo hacia los tejidos. 6) La Lipoproteínlipasa activada por apo-c en los capilares convierten los TAG en AG y Glicerol. 7) Los AG entran a la célula. 8) Los AG son xidados como combustible o re-esterificados para almacenamiento.

11 METABLISM DE LAS GRASAS Los TAG deben ser hidrolizados antes de su utilización por los tejidos mediante LIPASAS intracelulares. Los productos formados (glicerol y ácidos grasos) se liberan a la sangre. El glicerol del plasma es tomado por las células que pueden utilizarlo. Los ácidos grasos son oxidados en los tejidos.

12 Metabolismo del Glicerol 1) ACTIVACIÓN Solo ocurre en tejidos que tienen la enzima Gliceroquinasa: (Hígado, riñón, intestino y glándula mamaria lactante) H 2 C H HC H H 2 C H GLICERL GLICERQUINASA Mg ++ ATP ADP H 2 C H H C H 2 C H P GLICERL-3-P - 2) Luego es transformado en Dihidroxiacetona Fosfato. H 2 C HC H H GLICERLFSFAT DESHIDRGENASA H 2 C C H H 2 C P - NAD + NADH + H + H 2 C P - GLICERL-3-FSFAT DIHIDRXIACETNA FSFAT

13 3) Formación de Gliceraldehído-3-Fosfato. H 2 C C H FSFTRISA ISMERASA C HC H H H 2 C P - H 2 C P - DIHIDRXIACETNA FSFAT GLICERALDEHÍD 3-FSFAT La posibilidad del glicerol de formar intermediarios de la Glucólisis ofrece un camino para su degradación total. Contribuye con el 5% de la energía proveniente de los TAG (el 95% restante proviene de los ácidos grasos)

14 CATABLISM DE LS ÁCIDS GRASS β-xidación de Ácidos Grasos curre en tejidos como: Hígado, músculo esquelético, corazón, riñón, tejido adiposo, etc. Comprende la oxidación del carbono β del ácido graso. curre en las MITCNDRIAS. Antes debe ocurrir: 1. Activación del ácido graso (requiere energía en forma de ATP) 2. Transporte al interior de la mitocondria

15 1. Activación del ácido graso R CH 2 CH 2 C H curre en el Citosol. + La reacción es catalizada por la TIQUINASA. CoA SH ATP El pirofosfato es hidrolizado por una PIRFSFATASA (esto hace que la reacción sea irreversible) TIQUINASA Mg ++ AMP + PP i Pirofosfatasa 2 Pi R CH 2 CH 2 C Acil CoA S CoA

16 2. Transporte de Acil-CoA al interior de la mitocondria

17 β- xidación de Ácidos Grasos Después de la activación, los ésteres de ac. Grasos con CoA entran a la mitocondria para ser procesados. Los ácidos grasos son procesados por las mismas 5 etapas cíclicas. Se remueven 2 carbonos por ciclo. Se produce una molécula de Acetil-CoA en cada ciclo. El acetil-coa producido entra en el ciclo de Krebs para producir energía. 17

18 Porqué se llama β-xidación? En este proceso el carbono β del ác. Graso se oxida a una cetona y luego a un tioéster.

19 Se obtienen 5 ATP por ciclo de b-xidación

20 En cada ciclo se pierden 2 átomos de C en forma de Acetil-CoA. Para degradar completamente un ácido. graso de 16 C hacen faltan 7 ciclos de β-xidación. Nº de ciclos = (nº de C) 1 En cada ciclo se produce 1 molécula de FADH 2 y otra de NADH: 2 FADH 2 = 2ATP NADH= 3ATP

21 INTERRELACIÓN CN EL CICL DE KREBS Los acetilos formados en la b- XIDACIÓN ingresan al CICL DE KREBS para su oxidación total a C 2. Los NADH y FADH 2 producidos en el CICL DE KREBS forman ATP en la mitocondria (FSFRILACIÓN XIDATIVA).

22 Balance neto de Energía Cantidad de ciclos Consumo para activación inicial ATP producidos en la β-xidación (5/ ciclo) ATP producidos en Ciclo de Krebs (12/ acetil CoA) ATP Totales Ácido Caprilico (8 carbonos) Ácido Palmítico (16 carbonos)

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24 FRMACIÓN DE CUERPS CETÓNICS (CETGÉNESIS) Después de la degradación de los ac. Grasos, el Acetil-CoA es oxidado en el Ciclo de Krebs. Para esto es necesaria la presencia de oxalacetato (1er intermediario del ciclo de Krebs). Si la cantidad de éste es insuficiente, las unidades de acetil-coa son utilizadas mediante una vía alternativa en la que se producen Cuerpos Cetónicos Estos compuestos se forman principalmente en el hígado, a partir de acetil-coa mediante una serie de etapas. H H 3 C C CH 3 H 3 C C CH 2 C - H 3 C CH CH 2 C - acetona acetoacetato 3-H-butirato

25 CETGÉNESIS: curre en HÍGAD 1. El 1er paso es la inversa de la última etapa de la b-oxidación. 2. El acetoacetatil-coa se condensa con otro acetil-coa para dar HMG-CoA. 3. El HMG-CoA se rompe formando acetoacetato y Ac-CoA. 4. El Acetoacetato puede originar los otros cuerpos cetónicos.

26 UTILIZACIÓN DE LS CUERPS CETÓNICS El Hígado es el principal productor ya que posee todas las enzimas necesarias. Es incapaz de usarlos como combustible. Los órganos que los usan son: cerebro, músculo esquelético, corazón y otros. Solo se usan como fuente de energía en situaciones metabólicas especiales. Ej: Diabetes, ayuno prolongado. El aumento de estos provoca Acidosis Metabólica.

27 UTILIZACIÓN DE LS CUERPS CETÓNICS curre en tejidos EXTRAHEPÁTICS Los tejidos extrahepáticos utilizan cuerpos cetónicos como fuente de energía. El acetil CoA dentro de la célula, ingresa al ciclo de Krebs para obtener energía.

28 Formación y exportación de cuerpos cetónicos (hígado) Gotas de lípidos Hepatocito Los cuerpos cetónicos se forman y exportan desde el Hígado Acetoacetato y b- hidroxibutirato exportados como energía para: corazón, músculo, riñón y cerebro. En condiciones energéticamente desfavorables, el oxalacetato se deriva hacia la Gluconeogénesis, para liberar glucosa a la sangre. Glucosa exportada como combustible para cerebro y otros tejidos.

29 BISÍNTESIS DE ÁCIDS GRASS Cuando la ingesta supera las necesidades energéticas, el exceso se almacena como reserva en forma de grasas. Los restos de acetil-coa provenientes de la β-oxidación y de la degradación de glucosa o de las cadenas carbonadas de algunos aa, pueden utilizarse para sintetizar nuevos ácidos grasos. Estos se incorporan al glicerol para ser almacenados como grasa de depósito. La síntesis de ácidos grasos de hasta 16 Carbonos ocurre en el citoplasma y se conoce como SÍNTESIS DE NV. La elongación de ácidos grasos preexistentes se realiza en las mitocondrias.

30 SÍNTESIS DE NV (SÍNTESIS CITPLASMÁTICA DE ÁCIDS GRASS) Los ácidos grasos se sintetizan en el citosol a partir de acetil-coa que se produce en la mitocondria por lo tanto es necesario que estos últimos sean transportados afuera de las mitocondrias. La membrana mitocondrial interna es impermeable a acetil-coa. La manera en que salen es como citrato mediante un transportador de tricarboxilatos. Se usa NADPH como fuente de H para las reducciones.

31 SALIDA DE ACETILS DE LA MITCNDRIA AL CITSL

32 ETAPAS DE LA SÍNTESIS DE ÁCIDS GRASS 1. Formación de malonil-coa Es una carboxilación que requiere HC - 3 C 2. como fuente de Cataliza: acetil-coa carboxilasa que usa biotina (vitamina B 7 ) como coenzima. Es el principal sitio de regulación de la síntesis de ácidos grasos. H 3 C C acetil-coa acetil-coa carboxilasa H 2 C S CoA + C 2 ATP ADP + P i C - C S CoA malonil-coa 32

33 2. Reacciones de la ácido graso sintetasa Cataliza la síntesis de ácidos grasos de hasta 16 carbonos. Formada por 2 subunidades, cada una con 3 dominios: Dominio 1: ingreso de sustratos y unidad de condensación. Contiene 3 enzimas: Acetil transferasa (AT) Malonil transferasa (MT) Enzima condensante (KS) con resto de cisteina. Una subunidad de Ácido Graso Sintetasa. Dominio 2: unidad de reducción. Contiene 3 enzimas: Cetoacil reductasa (KR) Hidroxiacil deshidratasa (HD) Enoil reductasa (ER) Posee la porción transportadora de acilos ACP. Dominio 3: liberación de ácidos grasos. Posee la enzima: Deacilasa.

34 1)Transferencia de acetato. Una molécula de acetil-coa ingresa y la acetil transferasa (AT) transfiere el resto acetilo al sitio activo de la enzima condensante (KS).

35 2)Transferencia de malonilo. El malonil-coa formado ingresa y se une al residuo de Fosfopanteteína de la Proteína Transportadora de Acilos (ACP) por acción de la malonil transferasa (MT).

36 3)Condensación de acetilo con malonilo El carboxilo libre del malonilo se separa como C 2. Se produce la unión de acetilo y malonilo catalizada por la enzima condensante (KS) para formar ceto-acil ACP. Se libera el acetilo de la enzima condensante.

37 4) Primera reducción( reducción del grupo ceto) El ceto-acil ACP formado se reduce a hidroxi-acil ACP por acción de la cetoacil reductasa (KR).

38 5)Deshidratación Se pierde una molécula de agua, reacción catalizada por la hidroxi acil deshidratasa (HD).

39 6)Segunda reducción (Saturación del enlace C-C) El compuesto insaturado es hidrogenado por acción de la enoil reductasa (ER).

40 La cadena en elongación unida al grupo fosfopanteteína de la ACP es translocada al residuo de cisteína de la enzima condensante (KS). Translocación El grupo fosfopanteteína queda libre para la unión a malonilo comenzando un nuevo ciclo. El ciclo se repite hasta llegar a Ácidos Grasos de 16 C. Los H necesarios para las reducciones provienen de NADPH que se obtiene en la vía de las pentosas y en menor cantidad por la enzima málica que convierte el piruvato en malato para su salida al citosol (transporte de acetilos)

41 RESUMEN: Pasos de la biosíntesis de Ácidos Grasos