125817831 catabolismo de lipidos pdf
TRANSCRIPT
-
1
METABOLISMO DE LIPIDOS
CAPITULO 12
From McKee and McKee, Biochemistry, 5th Edition, 2011 Oxford University Press
12.1 cidos grasos, trigliceroles y la
ruta de las lipoprotenas
Los lpidos producen grandes cantidades
de energa cuando son oxidados.
La molcula mas importante en el
metabolismo de los lpidos es acetil-CoA.
Cuando los lpidos son sintetizados
ocurre una forma de almacenar energa
qumica.
-
2
Catabolismo de lpidos
Digestin
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 fludos
intracelulares.
Lipoprotenas
Albmina de suero
Cuerpos cetnicos
-
4
12.2 Ciclo de triacilgliceroles
Regula los niveles
de FA disponibles
para la produccin
de energa.
From McKee and McKee, Biochemistry, 5th Edition, 2011 Oxford University Press
ALMACENAMIENTO
Principal forma de almacenar energa en
animales.
Tejido adiposo: triglicridos
Mobilizacin de grasas: lipasas y
fosfolipasas
Hgado graso: mobilizacin de cidos grasos
al hgado, tejido no funcional.
-
5
DEGRADACION DE GLICEROL
Hidrlisis de grasas para dar cidos
grasos libres y glicerol.
Glicerol se degrada en el citosol.
Entra en ruta de gliclisis.
Los cidos grasas segn las
necesidades:
Se convierten en triglicridos.
Se degradan para producir energa.
Se utilizan en la sntesis 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
Liplisis
Se refiere a la degradacin de
triglicridos cuando las reservas de
energa esta bajas.
La grasa almacenada es movilizada:
Ayuno, ejercicio extenuante y respuesta a
estrs.
Los cidos grasos son transportados
enlazados a protenas.
-
8
From McKee and McKee, Biochemistry, 5th Edition, 2011 Oxford University Press
-
9
Oxidacin de Acidos Grasos
Dos carbonos son removidos como acetilCoA.
Todos los intermedios en la secuencia de reacciones estn enlazados a coenzima A.
Comienzo de la degradacin necesita la hidrlisis de ATP.
Reacciones de la oxidacin
Activacin de cidos grasos: cido graso
+ ATP produce adenilato del cido graso
y finalmente lo transfiere a CoA.
cido graso + ATP + CoA cido graso-CoA + AMP + PPi
-
10
Reacciones de la oxidacin
Sistema de carnitina
1. Activacin del cido graso en el citosol para
dar cido graso-CoA.
2. Paso de cido graso-CoA a travs membrana
externa al espacio intermembranal. El cido
graso se transfiere a carnitina produciendo
acilcarnitina.
3. Paso a travs membrana interna a la matriz. El
cido 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 oxidacin
Reacciones del ciclo:
1. Activacin: tioquinasa
2. Dehidrogenacin: acil CoA
dehidrogenasa
3. Hidratacin: enoil CoA hidratasa
4. Dehidrogenacin: L-3-hidroxiacil CoA
dehidrogenasa
5. Rompimiento: tiolasa
From McKee and McKee, Biochemistry, 5th Edition, 2011 Oxford University Press
-
13
ATPs que se producen:
Nmero de carbonos 2 = nmero acetil-CoA
Nmero de FADH2 y de NADH = nmero de
acetil-CoA 1
Ejemplo: cido palmtico (16C)
8 acetil-CoA
7 FADH2
7 NADH
Se utiliza energa equivalente a dos ATP en la
activacin del cido graso.
Se producen 108 ATP.
-oxidacin en los peroxisomas
Se degradan cidos grasos de cadena
larga en cidos grasos medianos sin que
ocurra la sntesis de ATP.
Los cidos grasos de cadena mediana
son degradados en la mitocondria.
-
14
CUERPOS CETONICOS
Son compuestos de bajo peso
molecular, solubles en agua, sirven de
energa para el msculo y cerebro en
condiciones de inanicin, son la fuente
principal de energa para el corazn.
Incluyen: acetona, acetoacetato y beta
hidroxibutarato.
CETOGENESIS
Es la sntesis de cuerpos cetnicos.
Ocurre en el hgado (mitocondria).
Reacciones: Dos molculas de acetil-CoA se unen para dar
acetoacetil-CoA (tiolasa).
El acetoacetil-CoA se condensa con otro acetil-CoA para dar hidroxi--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 -hidroxibutarato por la dehidrogenasa de -hidroxibutarato; NADH se oxida.
Puede decarboxilarse para dar acetona y CO2.
Cuando acetoacetato se produce ms rpido de lo que se metaboliza, ocurre la condicin 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 hgado libera acetoacetato e
hidroxibutarato:
Son transportados al tejido periferal para
ser usados como combustible.
Se convierten en dos acetil-CoA.
-
17
cidos grasos insaturados
Cambio de cis a trans: isomerasa de
enoil CoA
Eliminar enlace doble para convertir la
molcula en mejor sustrato: reductasa
de dienoil CoA
En mamferos se necesita una enzima
adicional: 3,2-enoil CoA isomerasa.
From McKee and McKee, Biochemistry, 5th Edition, 2011 Oxford University Press
-
18
cidos grasos con nmero 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
-oxidacin
Mecanismo para degradar cidos grasos
ramificados.
Acido fitnico presente en los fitoles de los
vegetales verdes.
Son oxidados en los peroxisomas.
El producto activado es acido pristnico, el
cual es oxidado mediante la oxidacin beta.
From McKee and McKee, Biochemistry, 5th Edition, 2011 Oxford University Press
-
20
DESTINO DE ACETIL-CoA
Representa la forma en que carbohidratos, lpidos y algunos amino cidos entran al ciclo de Krebs.
Provee los carbonos para la sntesis de colesterol.
Precursor de la sntesis de cidos grasos.
Precursor de la sntesis de cuerpos cetnicos.
SINTESIS DE ACIDOS GRASOS
Ocurre en el citoplasma de casi todas
las clulas pero principalmente en el
hgado.
Cuando la dieta es baja en grasas o alta en
carbohidratos o protenas.
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
sntesis.
Usa: biotina, ATP y CO2.
La reaccin ocurre en dos pasos: activacin
de CO2 seguido de una carboxilacin.
Acetil-CoA se convierte en malonil-CoA.
-
22
From McKee and McKee, Biochemistry, 5th Edition, 2011 Oxford University Press
Regulacin de acetil-CoA
carboxilasa I
Fosforilacin 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 idnticas.
Se llevan a cabo siete reacciones
enzimticas.
La cadena creciente de cido graso est
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 travs de un residuo de cistena.
Loading: malonil-CoA se transfiere a ACP.
Condensacin (acetil activado + grupo malonil; sintasa))
Reduccin (grupo carbonilo; reductasa; usa NADPH)
Deshidratacin (del C-2 y C-3 produce un doble enlace; dehidratasa)
Reduccin (del doble enlace; reductasa, usa NADPH).
Liberacin del cido graso (tioesterasa)
-
25
Sntesis de cidos grasos a partir de
cido palmtico
Sistema de crecimiento: Elongasas
Presente en el retculo endoplsmico y en
la mitocondria.
Ocurre por donacin de dos carbonos
(malonil-CoA) seguido por reduccin,
deshidratacin y reduccin para producir un
cido graso de 18C.
-
26
cidos grasos pueden ser desaturados
Aadir dobles enlaces a cido palmtico y a cido esterico para dar palmitoleico y oleico.
Enzima: desaturasas
Los mamferos no pueden aadir enlaces dobles adicionales:
Linoleico y linolnico son cidos 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 alostricos, modificacin
covalente y hormonas.
Regulacion a largo plazo:
Alteraciones en la expresin gentica.
-
28
From McKee and McKee, Biochemistry, 5th Edition, 2011 Oxford University Press
Modificacin covalente
Niveles elevados de AMP activan AMPK (AMP-activated protein kinase) la
cual favorece la fosforilacin. Se detienen las rutas de sntesis y se activan
las de degradacin.
From McKee and McKee, Biochemistry, 5th Edition, 2011 Oxford University Press
-
29
Metabolismo de lipoprotenas
Ruta endgena del organismo.
Transporta los lpidos sintetizados a travs
del cuerpo.
Comienza en el hgado con VLDL y termina
con la liberacin de colesterol en las clulas
del LDL.
12.3 Metabolismo de otros lpidos
Triglicridos
Se sintetizan a partir de glicerol-3-fosfatado.
Fosfolpidos
Se sintetizan a partir de cido fosafatdico.
Esfingolpidos:
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
Sntesis 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 sntesis, la utilizacin y el transporte.
Su sntesis se estimula cuando la dieta es baja en colesterol.
-
32
COLESTEROL: SINTESIS
Sntesis de mevalonato a partir de acetato.
Mevalonato se convierte en unidades isoprnicas activadas.
Se condensan seis unidades isoprnicas activadas para formar escualeno.
Escualeno forma una estructura cclica (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
Degradacin de colesterol
No puede convertirse en molculas mas
simples; se elimina como:
Sales biliares
Transformacin en hormonas
Excrecin
-
36
From McKee and McKee, Biochemistry, 5th Edition, 2011 Oxford University Press
-
37
Regulacion del metabolismo
Sntesis de colesterol
Actividad de los receptores de LDL
Sntesis de sales biliares
HMGR
(hidroximetilglu
taril CoA
reductasa):
Modificacin
covalente:
glucagon y
epinefrina
inactivan e
insulina activa.
From McKee and McKee, Biochemistry, 5th Edition, 2011 Oxford University Press
-
38
Regulacion expresin gentica
Protena SREBP2
Regula la sntesis de colesterol: estimula la
expresin de los genes de la sntesis.
Regula actividad receptor LDL
Sntesis de NADPH
Posee un factor de transcripcin 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
transcripcin 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 hgado aumentan la sntesis de las
sales biliares.
Tratamiento
Estatinas: inhiben la HMG reductasa.
Interfieren en adicin con la Coenzima Q.
-
40
Colesterol libre controla:
La actividad de HMG-CoA reductasa: inhibe sntesis y actividad de HMG-CoA reductasa (feedback).
Velocidad de la sntesis de los receptores de LDL: inhibe la sntesis de receptores de LDL.
Velocidad de la esterificacin mediante ACAT (acyl-CoA:cholesterol acyltransferase): produccin de esteres de colesterol ocurre por ACAT y colesterol libre aumenta la actividad de la enzima.
-
41
Colesterol y las enfermedades del
corazn
Arterosclerosis: bloqueo arterias debido a depsitos de colesterol.
Dieta y gentica.
Lipoprotenas
Quilomicrones
VLDL
LDL
IDL
HDL
-
42
Destino de colesterol
LDL contiene colesterol y se enlaza a la clula.
LDL son degradadas en la clula.
Las partculas entran a la clula por endocitosis. Receptor regresa a la superficie.
LDL son degradadas por lisosomas. Protena se convierte en amino cidos.
Esteres de colesterol se hidrolizan para dar colesterol y cidos grasos.
Colesterol es usado por la membrana.
Colesterol libre: Colesterol no utilizado se convierte en esteres y se
almacena.
La produccin de los esteres es catalizada por ACAT (acyl-CoA:cholesterol acyltransferase). Colesterol libre aumenta la actividad de esta enzima.
Colesterol inhibe la sntesis y la actividad de HMG-CoA reductasa. Colesterol en la dieta detiene sntesis.
Se inhibe la sntesis 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 sobreproduccin y/o baja
utilizacin 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: eliminacin de resinas enlazadas a colesterol en heces fecales. Convierte colesterol a sales biliares (slo disminuye niveles de colesterol en un 15-20%).
Tratamiento con inhibidores de HMG-CoA reductasa: compactin and lovastatin, pravastatin and simvastatin.