Embed Size (px)
Citation preview
1
METABOLISMO DE LIPIDOS
CAPITULO 12
From McKee and McKee, Biochemistry, 5th Edition, © 2011 Oxford University Press
12.1 Ácidos grasos, trigliceroles y la
ruta de las lipoproteínas
Los lípidos producen grandes cantidades
de energía cuando son oxidados.
La molécula mas importante en el
metabolismo de los lípidos es acetil-CoA.
Cuando los lípidos son sintetizados
ocurre una forma de almacenar energía
química.
2
Catabolismo de lípidos
Digestión
Ocurre en ambiente acuoso del intestino y
utiliza enzimas solubles en agua (lipasas)
que hidrolizan las grasas.
Sales biliares
Quilomicrones
From McKee and McKee, Biochemistry, 5th Edition, © 2011 Oxford University Press
3
TRANSPORTE
Ocurre en la sangre y en fluídos
intracelulares.
Lipoproteínas
Albúmina de suero
Cuerpos cetónicos
4
12.2 Ciclo de triacilgliceroles
Regula los niveles
de FA disponibles
para la producción
de energía.
From McKee and McKee, Biochemistry, 5th Edition, © 2011 Oxford University Press
ALMACENAMIENTO
Principal forma de almacenar energía en
animales.
Tejido adiposo: triglicéridos
Mobilización de grasas: lipasas y
fosfolipasas
Hígado graso: mobilización de ácidos grasos
al hígado, tejido no funcional.
5
DEGRADACION DE GLICEROL
Hidrólisis de grasas para dar ácidos
grasos libres y glicerol.
Glicerol se degrada en el citosol.
Entra en ruta de glicólisis.
Los ácidos grasas según las
necesidades:
Se convierten en triglicéridos.
Se degradan para producir energía.
Se utilizan en la síntesis de las
membranas.
6
From McKee and McKee, Biochemistry, 5th Edition, © 2011 Oxford University Press
Gliceroneogenesis
Se refiere a la sintesis de glicerol-3-
fosfatado a partir de precursores que no
son glucosa ni glicerol.
Ocurre en los adipocitos.
7
From McKee and McKee, Biochemistry, 5th Edition, © 2011 Oxford University Press
Lipólisis
Se refiere a la degradación de
triglicéridos cuando las reservas de
energía esta bajas.
La grasa almacenada es movilizada:
Ayuno, ejercicio extenuante y respuesta a
estrés.
Los ácidos grasos son transportados
enlazados a proteínas.
8
From McKee and McKee, Biochemistry, 5th Edition, © 2011 Oxford University Press
9
Oxidación β de Acidos Grasos
Dos carbonos son removidos como acetilCoA.
Todos los intermedios en la secuencia de reacciones están enlazados a coenzima A.
Comienzo de la degradación necesita la hidrólisis de ATP.
Reacciones de la oxidación β
Activación de ácidos grasos: ácido graso
+ ATP produce adenilato del ácido graso
y finalmente lo transfiere a CoA.
Ácido graso + ATP + CoA ácido
graso-CoA + AMP + PPi
10
Reacciones de la oxidación β
Sistema de carnitina
1. Activación del ácido graso en el citosol para
dar ácido graso-CoA.
2. Paso de ácido graso-CoA a través membrana
externa al espacio intermembranal. El ácido
graso se transfiere a carnitina produciendo
acilcarnitina.
3. Paso a través membrana interna a la matriz. El
ácido graso se transfiere a CoA y libera carnitina
al espacio intermembranal.
11
From McKee and McKee, Biochemistry, 5th Edition, © 2011 Oxford University Press
12
Reacciones de la oxidación β
Reacciones del ciclo:
1. Activación: tioquinasa
2. Dehidrogenación: acil CoA
dehidrogenasa
3. Hidratación: enoil CoA hidratasa
4. Dehidrogenación: L-3-hidroxiacil CoA
dehidrogenasa
5. Rompimiento: tiolasa
From McKee and McKee, Biochemistry, 5th Edition, © 2011 Oxford University Press
13
ATPs que se producen:
Número de carbonos 2 = número acetil-CoA
Número de FADH2 y de NADH = número de
acetil-CoA – 1
Ejemplo: ácido palmítico (16C)
8 acetil-CoA
7 FADH2
7 NADH
Se utiliza energía equivalente a dos ATP en la
activación del ácido graso.
Se producen 108 ATP.
β-oxidación en los peroxisomas
Se degradan ácidos grasos de cadena
larga en ácidos grasos medianos sin que
ocurra la síntesis de ATP.
Los ácidos grasos de cadena mediana
son degradados en la mitocondria.
14
CUERPOS CETONICOS
Son compuestos de bajo peso
molecular, solubles en agua, sirven de
energía para el músculo y cerebro en
condiciones de inanición, son la fuente
principal de energía para el corazón.
Incluyen: acetona, acetoacetato y beta
hidroxibutarato.
CETOGENESIS
Es la síntesis de cuerpos cetónicos.
Ocurre en el hígado (mitocondria).
Reacciones: Dos moléculas de acetil-CoA se unen para dar
acetoacetil-CoA (tiolasa).
El acetoacetil-CoA se condensa con otro acetil-CoA para dar βhidroxi-β-metilglutaril CoA (sintasa de HMG-CoA).
HMG-CoA se degrada para dar acetoacetato y acetil CoA (liasa de HMG-CoA).
15
CETOGENESIS
Reacciones de acetoacetato:
Se reduce para dar β-hidroxibutarato por la dehidrogenasa de β-hidroxibutarato; NADH se oxida.
Puede decarboxilarse para dar acetona y CO2.
Cuando acetoacetato se produce más rápido de lo que se metaboliza, ocurre la condición de cetosis (diabetes: cetonuria y cetoacidemia).
From McKee and McKee, Biochemistry, 5th Edition, © 2011 Oxford University Press
16
From McKee and McKee, Biochemistry, 5th Edition, © 2011 Oxford University Press
CUERPOS CETONICOS
El hígado libera acetoacetato e
hidroxibutarato:
Son transportados al tejido periferal para
ser usados como combustible.
Se convierten en dos acetil-CoA.
17
Ácidos grasos insaturados
Cambio de cis a trans: isomerasa de
enoil CoA
Eliminar enlace doble para convertir la
molécula en mejor sustrato: reductasa
de dienoil CoA
En mamíferos se necesita una enzima
adicional: 3,2-enoil CoA isomerasa.
From McKee and McKee, Biochemistry, 5th Edition, © 2011 Oxford University Press
18
Ácidos grasos con número impar de carbonos
Producto final : acetil CoA + propionil
CoA
Propionil CoA se convierte en succinil
CoA
carboxilasa de propionil CoA
racemasa de metilmalonil CoA
mutasa de metilmalonil Coa
From McKee and McKee, Biochemistry, 5th Edition, © 2011 Oxford University Press
19
α-oxidación
Mecanismo para degradar ácidos grasos
ramificados.
Acido fitánico presente en los fitoles de los
vegetales verdes.
Son oxidados en los peroxisomas.
El producto activado es acido pristánico, el
cual es oxidado mediante la oxidación beta.
From McKee and McKee, Biochemistry, 5th Edition, © 2011 Oxford University Press
20
DESTINO DE ACETIL-CoA
Representa la forma en que carbohidratos, lípidos y algunos amino ácidos entran al ciclo de Krebs.
Provee los carbonos para la síntesis de colesterol.
Precursor de la síntesis de ácidos grasos.
Precursor de la síntesis de cuerpos cetónicos.
SINTESIS DE ACIDOS GRASOS
Ocurre en el citoplasma de casi todas
las células pero principalmente en el
hígado.
Cuando la dieta es baja en grasas o alta en
carbohidratos o proteínas.
Utiliza NADPH.
21
From McKee and McKee, Biochemistry, 5th Edition, © 2011 Oxford University Press
SINTESIS DE ACIDOS GRASOS
Carboxilasa de acetil-CoA
Cataliza el paso comprometedor de la
síntesis.
Usa: biotina, ATP y CO2.
La reacción ocurre en dos pasos: activación
de CO2 seguido de una carboxilación.
Acetil-CoA se convierte en malonil-CoA.
22
From McKee and McKee, Biochemistry, 5th Edition, © 2011 Oxford University Press
Regulación de acetil-CoA
carboxilasa I
Fosforilación inactiva
la enzima y vice-versa.
From McKee and McKee, Biochemistry, 5th Edition, © 2011 Oxford University Press
23
SINTESIS DE ACIDOS GRASOS
Sintasa de Acidos Grasos
Enzima multifuncional que consiste de dos
cadenas idénticas.
Se llevan a cabo siete reacciones
enzimáticas.
La cadena creciente de ácido graso está
enlazada a ACP (acyl-carrier protein).
From McKee and McKee, Biochemistry, 5th Edition, © 2011 Oxford University Press
24
SINTESIS DE ACIDOS GRASOS
Reacciones: Priming: acetil-CoA se transfiere a ACP y a la enzima
a través de un residuo de cisteína.
Loading: malonil-CoA se transfiere a ACP.
Condensación (acetil activado + grupo malonil; sintasa))
Reducción (grupo carbonilo; reductasa; usa NADPH)
Deshidratación (del C-2 y C-3 produce un doble enlace; dehidratasa)
Reducción (del doble enlace; reductasa, usa NADPH).
Liberación del ácido graso (tioesterasa)
25
Síntesis de ácidos grasos a partir de
ácido palmítico
Sistema de crecimiento: Elongasas
Presente en el retículo endoplásmico y en
la mitocondria.
Ocurre por donación de dos carbonos
(malonil-CoA) seguido por reducción,
deshidratación y reducción para producir un
ácido graso de 18C.
26
Ácidos grasos pueden ser desaturados
Añadir dobles enlaces a ácido palmítico y a ácido esteárico para dar palmitoleico y oleico.
Enzima: desaturasas
Los mamíferos no pueden añadir enlaces dobles adicionales:
Linoleico y linolénico son ácidos grasos esenciales.
From McKee and McKee, Biochemistry, 5th Edition, © 2011 Oxford University Press
27
From McKee and McKee, Biochemistry, 5th Edition, © 2011 Oxford University Press
Regulacion del metabolismo
Regulacion a corto plazo:
Efectores alostéricos, modificación
covalente y hormonas.
Regulacion a largo plazo:
Alteraciones en la expresión genética.
28
From McKee and McKee, Biochemistry, 5th Edition, © 2011 Oxford University Press
Modificación covalente
Niveles elevados de AMP activan AMPK (AMP-activated protein kinase) la
cual favorece la fosforilación. Se detienen las rutas de síntesis y se activan
las de degradación.
From McKee and McKee, Biochemistry, 5th Edition, © 2011 Oxford University Press
29
Metabolismo de lipoproteínas
Ruta endógena del organismo.
Transporta los lípidos sintetizados a través
del cuerpo.
Comienza en el hígado con VLDL y termina
con la liberación de colesterol en las células
del LDL.
12.3 Metabolismo de otros lípidos
Triglicéridos
Se sintetizan a partir de glicerol-3-fosfatado.
Fosfolípidos
Se sintetizan a partir de ácido fosafatídico.
Esfingolípidos:
Se sintetizan a partir de ceramide.
30
From McKee and McKee, Biochemistry, 5th Edition, © 2011 Oxford University Press
From McKee and McKee, Biochemistry, 5th Edition, © 2011 Oxford University Press
31
Síntesis de isoprenoides
From McKee and McKee, Biochemistry, 5th Edition, © 2011 Oxford University Press
METABOLISMO DE COLESTEROL
Constituyente vital de la membrana celular y precursor de hormonas esteroidales y sales biliares.
Es esencial para la vida pero cuando se deposita se asocia con problemas cardiovasculares e infartos.
En un individuo saludable hay un equilibrio entre síntesis, la utilización y el transporte.
Su síntesis se estimula cuando la dieta es baja en colesterol.
32
COLESTEROL: SINTESIS
Síntesis de mevalonato a partir de acetato.
Mevalonato se convierte en unidades isoprénicas activadas.
Se condensan seis unidades isoprénicas activadas para formar escualeno.
Escualeno forma una estructura cíclica (4 anillos) y produce lanosterol el cual se convierte en colesterol.
33
Paso comprometedor
34
From McKee and McKee, Biochemistry, 5th Edition, © 2011 Oxford University Press
35
From McKee and McKee, Biochemistry, 5th Edition, © 2011 Oxford University Press
Degradación de colesterol
No puede convertirse en moléculas mas
simples; se elimina como:
Sales biliares
Transformación en hormonas
Excreción
36
From McKee and McKee, Biochemistry, 5th Edition, © 2011 Oxford University Press
37
Regulacion del metabolismo
Síntesis de colesterol
Actividad de los receptores de LDL
Síntesis de sales biliares
HMGR
(hidroximetilglu
taril CoA
reductasa):
Modificación
covalente:
glucagon y
epinefrina
inactivan e
insulina activa.
From McKee and McKee, Biochemistry, 5th Edition, © 2011 Oxford University Press
38
Regulacion expresión genética
Proteína SREBP2
Regula la síntesis de colesterol: estimula la
expresión de los genes de la síntesis.
Regula actividad receptor LDL
Síntesis de NADPH
Posee un factor de transcripción en el N-
terminal que se libera cuando hay niveles
bajos de colesterol.
Niveles bajos de colesterol permiten
que SREBP2 viaje del RE al aparato
de Golgi, donde se libera el factor de
transcripción activo.
From McKee and McKee, Biochemistry, 5th Edition, © 2011 Oxford University Press
39
Niveles elevados de colesterol
Dirigen la enzima HGMR a ubiquitina
para ser degradada.
En el hígado aumentan la síntesis de las
sales biliares.
Tratamiento
Estatinas: inhiben la HMG reductasa.
Interfieren en adición con la Coenzima Q.
40
Colesterol libre controla:
La actividad de HMG-CoA reductasa: inhibe síntesis y actividad de HMG-CoA reductasa (feedback).
Velocidad de la síntesis de los receptores de LDL: inhibe la síntesis de receptores de LDL.
Velocidad de la esterificación mediante ACAT (acyl-CoA:cholesterol acyltransferase): producción de esteres de colesterol ocurre por ACAT y colesterol libre aumenta la actividad de la enzima.
41
Colesterol y las enfermedades del
corazón
Arterosclerosis: bloqueo arterias debido a depósitos de colesterol.
Dieta y genética.
Lipoproteínas
Quilomicrones
VLDL
LDL
IDL
HDL
42
Destino de colesterol
LDL contiene colesterol y se enlaza a la célula.
LDL son degradadas en la célula.
Las partículas entran a la célula por endocitosis. Receptor regresa a la superficie.
LDL son degradadas por lisosomas. Proteína se convierte en amino ácidos.
Esteres de colesterol se hidrolizan para dar colesterol y ácidos grasos.
Colesterol es usado por la membrana.
Colesterol libre: Colesterol no utilizado se convierte en esteres y se
almacena.
La producción de los esteres es catalizada por ACAT (acyl-CoA:cholesterol acyltransferase). Colesterol libre aumenta la actividad de esta enzima.
Colesterol inhibe la síntesis y la actividad de HMG-CoA reductasa. Colesterol en la dieta detiene síntesis.
Se inhibe la síntesis de los receptores de LDL. Se inhibe el “uptake” de colesterol, aumenta el LDL en
sangre y se depositan las placas de colesterol.
43
Hipercolesterolemia
Ocurre por sobreproducción y/o baja
utilización de LDL
Hipercolesterolemia familiar
Dieta elevada en colesterol
Formas de disminuir los niveles de colesterol
Dieta baja en colesterol.
Ingerir resinas que enlazan sales biliares: eliminación de resinas enlazadas a colesterol en heces fecales. Convierte colesterol a sales biliares (sólo disminuye niveles de colesterol en un 15-20%).
Tratamiento con inhibidores de HMG-CoA reductasa: compactin and lovastatin, pravastatin and simvastatin.
![[Resumo]Bioquim - Catabolismo de Proteinas](https://img.pdfslide.tips/doc/110x75/577d34631a28ab3a6b8dd57a/resumobioquim-catabolismo-de-proteinas.jpg)
