Metabolismo de Lípidos Tema...
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Metabolismo de Lípidos
Tema 11
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06
)Resumen del Tema
• Transporte de lípidos ymetabolismo delipoproteínas
• Movilización de lípidosde reserva
• Degradación de ácidosgrasos y su regulación
• Cuerpos cetónicos
• Síntesis de ácidosgrasos y su regulación
• Fijación del nitrógeno
• Síntesis y degradaciónde aminoácidos
• Eliminación del amonio
• Integración delmetabolismo
– Ejemplos deadaptacionesmetabólicas
2 tipos de rutas dependiendo de finalidadCatabólicas (degradación) liberan energíaAnabólicas (síntesis) consumen energía
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)Rutas Principales del Metabolismo de Lípidos
El acetil-CoA es un intermediario clave en el metabolismo de los lípidos y los hidratos de carbono
Triglicéridos
VIA DEL CITRATO
Colesterol
Fosfolípidos
Mathews mod
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)Digestión y Absorción de los Lípidos de la Dieta
1
Vesícula biliar
Emulsión delas grasas
2Degradación TG porlipasa pancreática
3Absorción deproductos por célulasmucosa intestinal, yresíntesis (ATP) Formación de lipoproteínas,
Quilomicrones (Apo CII)
Mucosa intestinal5
Quilomicrones sistemalinfático sangre
6
Lipoproteína lipasa(ApoC-II ) liberaácidos grasos y glicerol
Lipoproteína lipasa
Miocito o adipocito
7 El ácido grasoentra en la célula
Capilar
4
Quilomicrón
8Los ácidos grasos sonoxidados o reesterificados
Intestino
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)Lipoproteínas
Apoproteínas
Fosfolípidos
TriacilglicerolesColesterol
QUILOMICRÓN
FosfolípidosB-100
Apoproteína
Triacilgliceroles Colesterol
Ésteres de colesterol
VLDL
Lehninger
Los lípidos no son solubles en agua, se transportan en complejos(lipoproteínas) formados por proteínas (apoproteínas) y lípidos(fosfolípidos y colesterol en exterior; triacilgliceroles y ésteres decolesterol en interior)
transporte lípidos exógenos(TG/C, intestino tejidosperiféricos)
transporte lípidos endógenos(TG/C, hígado tejidosperiféricos)
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)Transporte de Lípidos y Metabolismo de Lipoproteínas
MathewsEster de colesterol
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)Movilización de Lípidos de Reserva
En respuesta a señales hormonales (epinefrina y glucagón), lostriacilgliceroles del tejido adiposo se convierten en ácidos grasos libresque se liberan a la sangre (albúmina actúa como transportador)
Stryer
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)Triacilglicerol Lipasa
También se denomina lipasa sensible a hormona (LSH), presente en adipocito
Glicerol es un precursor gluconeogénico, pasa a la sangre y es captado por el hígado
Ácido grasoÁcido graso Glicerol
GluconeogénesisGlucosa
Glicerol Glicerol
3-fosfatoDihidroxiacetona
fosfato
Gliceraldehido
3-fosfato
Triacilglicerol DiacillicerolDiacilglicerol Monoacilglicerol
Lipasa LSH Lipasa LSH
Glicerol
quinasa
Glicerol fosfato
deshidrogenasa
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)Degradación de los Acidos Grasos
Los ácidos grasos se activan enel citosol de la célula,transformándose en acil-CoA(consumo ATP)
Pasan al interior de lamitocondria donde se lleva cabosu degradación oxidativa. Eltransporte a través demembrana se efectúa mediantela carnitina
En la mitocondria los acil-CoA seoxidan mediante la ruta que seconoce como -oxidación(carbono CH2 C=O)
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)Etapas en la Oxidación de Acidos Grasos
Etapa 1-oxidación produce unidades
activadas de dos carbonos,acetil-CoA
Etapa 2
Cada molécula de acetil-CoA seoxida en el ciclo del ácido cítricoproduciéndose NADH, FADH2, yalgunas moléculas de GTP (oATP)
Etapa 3
Los coenzimas reducidos sereoxidan en la cadenarespiratoria produciendo grancantidad de ATP
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)Activación del Acido Graso
Ácido graso
Acil-CoA
Acil-adenilato
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Los ácidos grasos seunen al CoA antes deoxidarse
El acil-CoA no puedeatravesar la membranainterna mitocondrial
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)Lanzadera de la Carnitina
malonil-CoA
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La carnitina y un transportador facilitan la entradadel acilo en la mitocondria
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)-oxidación
(C16) acil-CoApalmitoil-CoA
trans- 2-enoil-CoA
L- -hidroxi-acil-CoA
-cetoacil-CoA
acil-CoAdeshidrogenasa
enoil-CoAhidratasa
-hidroxiacil-CoAdeshidrogenasa
acil-CoAacetiltransferasa
(tiolasa)
(C14) acil-CoAmiristoil-CoA acetil-CoA
2
1
3
4
5
6
7
(pase anterior)
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Palmitoil-CoA + 7CoA + 7FAD + 7NAD+ + 7H2O
8Acetil-CoA + 7FADH2 + 7NADH +7H+
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)Balance de ATP
Cada pase por la -oxidación
1 FADH2 = 1.5 ATP1 NADH = 2.5 ATP
4 ATP
Cada acetil-CoA
3 NADH = 7.5 ATP1 FADH2 = 1.5 ATP1 GTP = 1 ATP
10 ATP
Oxidación completa de palmitoil-CoA (C16)
7 pases x 4 ATP + 8 Acetil-CoA X 10 ATP
- 2 (ATP, PPi) en activación = 106 ATP
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)Oxidación de Acidos Grasos con Número Impar de Carbonos
Se oxidarán de la misma manera, pero en la última vuelta seformará acetil-CoA y propionil-CoAEl propionil-CoA se convierte en succinil-CoA para incorporarseal ciclo del ácido cítrico (CAC)
Propionil-CoAcarboxilasa
(biotina)
Metilmalonil-CoAepimerasa
Metilmalonil-CoAmutasa
CAC
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)Oxidación de Acidos Grasos Insaturados
Necesitan la ayuda de enzimasadicionales
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Isomerasa convierte enlaces cis (nosustrato de hidratasa) en transmoviéndolos una posición
Reductasa dependiente de NADPHelimina un doble enlace cuando haydos contiguos
Isomerasa convierte enlaces cisen trans moviéndolos unaposición
cis
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)Regulación de la Oxidación de Acidos Grasos
1. Disponibilidad de sustratos
Concentración de ácidos grasos en sangre, regulada por lavelocidad de hidrólisis de TG en el tejido adiposo (LSH)
2. Regulación alostérica
El malonil-CoA es un inhibidor de la carnitina aciltransferasa ,regulando la entrada de acil-CoAs a la mitocondria
3. Un balance energético positivo también inhibe la-oxidación:
- -hidroxiacil-CoA deshidrogenasa se inhibe por NADHelevada
- Tiolasa se inhibe por acetil-CoA elevada
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)Cetogénesis
En mamíferos el acetil-CoA nopuede contribuir a la formación dehidratos de carbono
En condiciones de ayuno el hígadoforma cuerpos cetónicos (matrizmitocondrial) a partir del acetil-CoAformado en oxidación de ácidosgrasos
Permite la liberación de CoA-SHpara que continúe la -oxidación
Los cuerpos cetónicos setransportan por la sangre a otrostejidos que los oxidarán paraproducir energía (CAC)
Un exceso de cuerpos cetónicos ensangre causa acidosis (diabetes)
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)Síntesis de los Acidos Grasos
Oxidación Biosíntesis
Transcurre en la mitocondria Transcurre en el citoplasma
CoA es el portadordel grupo acilo
ACP es el portadordel grupo acilo
FAD es el aceptorde electrones
NADPH es el dadorde electrones
Grupo L- -hidroxiacilo
GrupoD- -hidroxiacilo
NAD+ es el aceptorde electrones
NADPH es el dadorde electrones
El producto C2es el Acetil-CoA
El dador de C2 esel Malonil-CoA
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)Via del Citrato
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Proporciona acetil-CoAy NADPH
Ruta pentosasproporciona NADPH
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)Acetil-CoA carboxilasa
brazo debiotina
brazo deLys
biotinacarboxilasa
transcarboxilasasa
acetil-CoA malonil-CoA
proteínaportadorade biotina
Lehningertransportador temporalde CO2
La reacción de la acetil-CoA carboxilasa es el punto de control de lasíntesis de ácidos grasos
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)Regulación de la Acetil-CoA Carboxilasa
glucagón, adrenalina
insulina
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Filamentosde acetil-CoA
carboxilasa
Lehninger
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Modificación covalenteinducida por hormonas
La enzima defosforilada polimeriza en presencia de citratopasando a la forma activa
Regulación alostérica
Polímero Monómero
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)Estrategia del Proceso de Síntesis
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Acido grasosintasa
Cisteínade KS
Fosfopanteteína deproteína portadorade acilo ACP
AT
MT
KS
KR
HD
ER
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06
)Síntesis de Palmitato
El primer ciclo incorpora 4C, cada ciclo restanteincorpora 2C, para sintetizar un palmitato (C16) senecesitan 7 ciclos de extensión
12
3
4 5 6 7
Lehninger
8 acetil-CoA + 7 ATP + 14 NADPH + 6 H+
Palmitato + 14 NADP+ + 8 CoA + 6 H2O + 7 ADP + 7 Pi
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)Organización de la Acido Graso Sintasa
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La ácido graso sintasa esun complejomultienzimático(bacterias, plantas) omultifuncional(vertebrados)
Proteína portadora de acilo
Enoil-ACP reductasa
Acetil-CoA-ACP transacetilasa
-cetoacil-ACP sintasa Malonil-CoA-ACP transacetilasa
-cetoacil-ACP reductasa
-hidroxiacil-ACP reductasa
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06
)Regulación Integrada del Metabolismo de Lípidos
Voet
Albúmina sérica humanaacomplejada a 7 moléculasde ácido palmítico