Extenso grupo de biomoléculas. Su característica principal es su insolubilidad en agua y solubilidad en solventes orgánicos (Apolares e hidrofóbicos).

Transcripción

1 METABOLISMO DE LIPIDOS

2 LIPIDOS Extenso grupo de biomoléculas químicamente distintas. Su característica principal es su insolubilidad en agua y solubilidad en solventes orgánicos (Apolares e hidrofóbicos).

3 Tipos de lípidos Ácidos grasos Triglicéridos: Esteres del glicerol con ácidos grasos (aceites y grasas) Fosfolípidos Glicolípidos Ceras: esteres de un alcohol de cadena larga con un ácido graso decadena larga Otros lípidos: Esteroles, Terpenos, Vitaminas liposolubles, Pigmentos liposolubles

4 Funciones de los lípidos fuente de energía (almacenaje) componentes estructurales de membranas fuente de ácidos grasos esenciales fuente de vitaminas liposolubles formación de hormonas pigmentos y mensajeros intracelulares

5 Catabolismo de los lípidos Un mamífero contiene entre un 5% y un 25%, o más, de su peso corporal en forma de lípidos. Hasta un 90% de estos lípidos están en forma de triacilgliceroles. En los sistemas animales, la grasa se almacena en unas células especializadas, los adipocitos.

6

7 A.- Digestión y absorción de las grasas Los triacilgliceroles provienen de : la alimentación las reservas en los adipocitos y la biosíntesis

8 Alimentación: La mayor parte de la digestión de los lípidos provenientes de la alimentación se produce por la acción de la lipasa pancreática. Lipasa pancreática es una enzima que requiere calcio y que cataliza una reacción en una interfase aceite-agua. (Micelas).

9

10 Los productos de la digestión son el glicerol y ácidos grasos libres Estos productos absorbidos por la mucosa intestinal se recombinan en triacilgliceroles, los cuales se combinan con apoproteínas p para formar lipoproteínas Estos complejos son los encargados del transporte a los tejidos, ya sea para el almacenamiento de energía o para su oxidación.

11 Adipocitos:

12 El primer paso, la degradación de la grasa a glicerol l y áid ácidos grasos, se regula hormonalmente. El glucagón g (durante el ayuno) o la adrenalina (en situaciones de estrés), activan la adenilato ciclasa, la que a su vez activa la proteína quinasa.

13 La proteína quinasa, activa por fosforilación a la enzima triacilglicerol lipasa, quien cataliza la hidrólisis. Los productos de la hidrólisis salen del adipocito por difusión pasiva y llegan al plasma sanguíneo, en donde los ácidos grasos se unen a la albúmina. Finalmente se liberan de la albúmina y se captan por los tejidos también a través de difusión.

14 B. - Oxidación de los ácidos grasos. 1. Activación de los ácidos grasos, es decir grupo carbonilo (membrana externa de la mitocondria). 2. Transporte de los ácidos grasos al interior de la mitocondria. i 3. β - oxidación, es decir la oxidación escalonada de la cadena carbonada : - Oxidación (FAD) - Hidratación - Oxidación (NAD + ) - Lisis

15

16 1.- Activación de los ácidos grasos Activación del grupo carbonilo por el ATP para producir un acil adenilato, con la liberación simultánea de pirofosfato. A continuación, el grupo carbonilo activado es atacado por el grupo tiol de la CoA, con lo que desplaza al AMP y forma el derivado acil-coa

17

18 Es importante señalar transforma en AMP y PPi. que el ATP se El pirofosfato f de hidroliza a 2Pi. La hidrólisis de dos enlaces fosfato de alta energía suministra energía para la activación del ácido graso y equivale al uso de dos ATP.

19

20 2.- Transporte en la membrana Las acil-coa se forman en la membrana mitocondrial externa. Debe desplazarse a través de la membrana mitocondrial interna para oxidarse. La transferencia la realiza un transportador denominado carnitina. Lareacciónlacatalizalacarnitina aciltransferasa I, y su resultado es un derivado, acil carnitina, que puede atravesar la membrana interna.

21 La enzima carnitina aciltransferasa II,, situada en el lado de la matriz de la membrana interna, completa el proceso de transferencia intercambiando acil carnitina por carnitina libre.

22

23 3.- Ruta de la β-oxidaciónβ Una vez en el interior de la matriz mitocondrial, las acil- CoA se oxidan, iniciándose en el carbono β y una serie de pasos en los que se libera cada vez un fragmento de dos carbonos en forma de acetil-coa, del ácido graso que está siendo oxidado. La ruta es cíclica, por cuanto cada paso, que contempla cuatro reacciones, termina con la formación de una acil-coa acortada en dos carbonos, que experimenta el mismo proceso en el paso siguiente o ciclo. Dado que cada paso se inicia con la oxidación del carbono β, esta ruta se denomina β- oxidación.

24 Desde el punto de vista del mecanismo, cada ciclo de oxidación de una acil-coa saturada comporta las siguientes reacciones: 1. Deshidrogenación para dar un derivado enoil. 2. Hidratación del doble enlace resultante, de tal manera que el carbono β sufre una hidroxilación, 3. Deshidrogenacón del grupo hidroxiloil y 4. Fragmentación mediante el ataque de una segunda molécula de coenzima A sobre el carbono β, para liberar acetil-coa y una acil-coa dos carbonos más corta que el sustrato original.

25

26

27 Luego de 1 vuelta: 1 Acetil Co A 1 NADH 1 FADH 2

28 Acido graso 10C CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 C S -CoA Acetil-CoA 1 NADH 1 NADH 1 NADH 1 NADH 1 FADH 2 1 FADH 2 1 FADH 2 1 FADH 2 1 Acetil-CoA 1 Acetil-CoA 1 Acetil-CoA 1 Acetil-CoA Acido graso 10 C 4 NADH 4 FADH 2 5 Acetil-CoA A

29 La acetil-coa procedente de la β-oxidación entra en el ciclo del ácido cítrico, donde se oxida a CO 2, de la misma forma que la acetil-coa procedente de la oxidación del piruvato. Como el ciclo del ácido cítrico, la β-oxidación genera transportadores electrónicos reducidos, cuya reoxidación en las mitocondrias genera ATP a través de la fosforilación oxidativa del ADP.

30 β-oxidación DE ÁCIDOS GRASOS

31 Ejemplo: Determine el rendimiento energético total de la oxidación del ácido palmítico. (16 carbonos).

32

33 Control de la oxidación de los ácidos grasos Control hormonal: la adrenalina y el glucagón son mensajeros extracelulares, que regulan la degradación y la liberación de grasas. Esto se debe a la actividad de la triacilglicerol lipasa que se regula mediante cascadas reguladoras iniciadas por intervenciones hormonales, en las que interviene el AMP cíclico.

34

35 Concentración malonil-coa: en el hígado, la malonil-coa es un inhibidor de la carnitina aciltransferasa I, impidiendo el transporte de los ácidos grasos a las mitocondrias.

36 BIOSÍNTESIS DE ÁCIDOS GRASO La biosíntesis de los ácidos grasos saturados a partir de su precursor primordial, el acetil-coa, tiene efecto en todos los organismos, pero es especialmente importante en el hígado, en los tejidos adiposos y en las glándulas mamarias.

37 Ocurre en el citoplasma de la célula Son reacciones de reducción Son reacciones endergónicas (gastan ATP) Involucra la oxidación de NADPH

38 Transporte El acetil-coa no puede pasar tal cual desde las mitocondrias al citosol para su uso en la síntesis de los ácidos grasos. Sin embargo su grupo acetilo se transfiere a través de la membrana, en otras formas químicas. Para esto seutiliza un sistema de lanzadera donde interviene el citrato.

39 Cuando el citrato está en exceso respecto a la cantidad que se necesita para la oxidación en el ciclo, se transporta a través de la membrana mitocondrial hasta el citosol. Luego el citrato t por la acción de la citrato t liasa se convierte en acetil-coa y oxalacetato t

40

41 RESUMEN DEL PROCESO La síntesis de ácidos grasos se produce a partir de dos moléculas Acetil Co-A Malonil Co-A 1º Etapa Síntesis del malonil Co-A 2º Etapa Unión de la proteína transportadora de acilos (ACP) 3º Etapa Ciclos de elongación - Condensación - Reducción - Deshidratación - Reducción

42 Primer paso: síntesis del intermediario malonil-coa reacción irreversible (etapa limitante) Enzima acetil-coa carboxilasa Proteína biotin carboxilasa Proteína transportadora de biotina Proteína transcarboxilasa

43 acetil-coa carboxilasa

44 Segundo paso: Unión de la proteína transportadora de acilos (ACP) Antes de comenzar con la etapa de elongación acetyl CoA + ACP acetyl ACP + CoA malonyl CoA + ACP malonyl ACP + CoA

45 Tercer paso: Elongación de la cadena del ácido graso Complejo enzimático ácido graso sintasa Mecanismo: cuatro pasos repetitivos condensación reducción con NADPH deshidratación reducción con NADPH Extensión de 2 carbonos / ciclo Terminación ió del ciclo

46 1.- CONDENSACIÓN 2C ß-ketoacyl- ACP synthase 3C 4C acetyl-acp + malonyl-acp acetoacetyl ACP +ACP + CO 2

47 2.- REDUCCIÓN ACP ß-ketoacyl ACP reductase ACP NADPH NADP + Acetoacetyl t ACP D-3-hydroxybutyryl ACP

48 3.- DESHIDRATACIÓN 3-hydroxyacyl ACP dehydratase D-3-hydroxybutyryl ACP H 2 O 2 Crotonyl ACP

49 4.- REDUCCIÓN enoyl ACP reductase Crotonyl ACP NADPH NADP + Butyryl ACP

50

51 16 C

52 SÍNTESIS DE PALMITATO (16C) Parte 1: 7 acetyl CoA + 7 CO ATP 7malonyl CoA + 7 AMP + 7 P i Parte 2: Acetyl CoA + 7 malonyl CoA + 14 NADPH + 14 H + palmitate + 7 CO CoA + 14 NADP H 2 0 General: 8 Acetyl CoA + 14 NADPH + 14 H ATP palmitate + 8 CoA + 6 H ADP + 7 P i + 14 NADP +

53 Regulación de la biosíntesis de ácidos grasos glucosa

54 METABOLISMO DE LOS LÍPIDOS

55 BIOSINTESIS DE TRIGLICERIDOS

56 Dos precursores - Acil-CoA - Glicerol 3-fosfato: glucólisis degradación de ácidos grasos

57

58

59 Regulación de la síntesis de triglicéridos