Lípidos

Universidad Industrial de SantanderMicrobiología y BioanálisisFisiología MicrobianaBucaramanga, 2013

Integrantes

Mayra Alejandra Coronado Villamizar

Camilo Andrés Céspedes Garrido

Francy Julieth Atuesta Hernández

Manuel Enrique Núñez Duarte

Verónica Gabriela Flórez Hernández

Yeinner Mauricio Tarazona

Manuel Fernando Vásquez Orejarena

Juan Pablo Orduz Villarreal

Edinson Giovanni Espinosa Nieto

Introducción

Los microorganismos generalmente están constituidos por cuatro biomoléculas básicamente, los carbohidratos, los lípidos las proteínas y los ácidos nucleicos; Los lípidos son moléculas de vital importancia para el subsistir de los microorganismos ya que juegan un papel transcendental en diversos ámbitos fisiológicos de los mismos.

Los lípidos son componentes estructurales de vital importancia de la membrana celular de los microorganismos, proveyendo a la misma resistencia y selectividad, características de transcendental importancia para supervivencia de los mismos.

Todos los microorganismos necesitan de fuentes de energía para realizar sus funciones vitales, ésta energía la obtienen de distintos nutrientes como carbohidratos, lípidos y proteínas, y escogen catabolizar los nutrientes de acuerdo a la disponibilidad de los mismos, los primeros en ser catabolizados son los carbohidratos, pero en ausencia de éstos el segundo tipo de biomoléculas a ser utilizadas son los lípidos, debido a su alto contenido energético.

En éste trabajo se señalarán las diferentes importancias que juegan los lípidos en el metabolismo de los microorganismos, como también las diferentes vías metabólicas utilizadas por éstos para su oxidación o su síntesis cuando la célula lo demande; también detallaremos la manera en que se interrelacionan éstos procesos junto con el metabolismo de otras biomoléculas.

Contenido

1. Generalidades1.1 . Estructura1.2 . Función e Importancia biológica 1.3 . Clasificación según su composición química

2. Ingreso de los lípidos a la célula2.1 . Vía ingreso de lípidos a través de la membrana

3. Catabolismo de los lípidos3.1 . Glicerol3.2 . Ácidos grasos

- Activación de ácidos grasos3.3 . β-Oxidación - Energética de la β- oxidación

4. Anabolismo de los lípidos4.1 . Síntesis de triacilgliceridos4.2 . Síntesis de fosfolípidos4.3 . Síntesis de esfingolípidos

5. Condiciones exógenas y endógenas 6. Integración 7. Conclusiones 8. Bibliografía9. Actividad de refuerzo

1. Generalidades

Lípidos

Compuestos por: C, H, O; en algunos

casos P, N y S

Biomolécula mas

energética

Naturaleza hidrofóbica

1.1 Estructura

Estructural

Energética

Reguladora del metabolismo

Confiere fluidez a la membrana y resistencia ante la degradación por cambios de pH, temperatura entre otros.

Aportan altas cantidades de energía cuando, cuando la célula carece de carbohidratos como fuente de energía principal.

De esta forma pueden acelerar o inhibir un proceso metabólico.

1.2 Importancia Biológica

Lípidos

ComplejosSimples

C, H y O C,H y O + N, P o glúcidos

Ácidos grasosAcilglicéridos Ceras

Saturados

Insaturados

GlucolípidosFosfolípidosEsfingolípido

s

Monoglicéridos

Diglicéridos

Triglicéridos

1.3 Clasificación estructural

2. Ingreso de los lípidos a la célula

LípidoEnzimas

Glicerol

Ácidos Grasos

①

②

1. Desdoblamiento

2. Transporte (Difusión simple)

2.1 Vía de ingreso de lípidos a través de la membrana

1. Desdoblamiento:

Ruptura de enlaces éster y tioéster.

2. Difusión simple:

La capacidad de los lípidos para atravesar la matriz lipídica es dada por dos características:

Tamaño.

Afinidad de la molécula.

Las pequeñas moléculas y los lípidos atraviesan la membrana en ambos sentidos sin gasto de energía por transporte pasivo simple (difusión).

Lípidos

Ácidos grasos

Glicerol

Exterior

Interior

Acetil-coA

Ciclo de

Krebs

3. Catabolismo lipídicoLípidos

GlicerolÁcidos grasos

3.1 Glicerol

Es un alcohol con tres grupos hidroxilos (–OH). Se trata de uno de los principales productos de la degradación de los lípidos, paso previo para el ciclo de Krebs.

Es metabolizado por una vía conectada con el metabolismo de los carbohidratos

Glicerol

Dihidroxiacetona fosfato

Gliceraldehido 3-fosfato

Glucólisis

Acido Pirúvico

Acetil CoA

3.2 Ácidos grasos

Saturados

Insaturados

Los ácidos grasos insaturados tienen en su estructuras dobles o triples enlaces.

Los ácidos grasos saturados son sustancias que no presentan dobles ni triples enlaces.

Los ácidos grasos son ácidos orgánicos, que se encuentran presentes en las membranas de los microorganismos, son biomoléculas generalmente de cadena lineal y con diferente número de átomos de carbono en su estructura.

Activación de ácidos grasos

Conversión de los ácidos en tioésteres de la coenzima A.

Ácido Graso(Forma inactiva)

Ácido Graso(Forma Activa)

3.3 β-oxidación

La oxidación de ácidos grasos se da mediante cuatro reacciones consecutivas en la β-oxidación, donde al final se libera una molécula de acetil-CoA y se cortan de la ácido graso dos átomos de carboono.

Oxidación por FAD

Hidratación

Oxidación por NAD +

Tiólisis

Hidratación.

Oxidación por FAD

Tiólisis

Oxidación por NAD +

Rendimiento energético

Rendimiento energético del ácido palmítico

Molécula Número Equivalencia de moléculas de ATP

Ciclo metabólico Total ATP

NADH 7 2,5 β – oxidación 17,5

FADH2 7 1,5 β – oxidación 10,5

Acetil- coA 8 10 Ciclo de Krebs 80

Activación del ácido graso -2

Total 106

Biomolécula Rendimiento energético

Ácido palmítico 106 ATP

Glucosa 36 ATP

4. Anabolismo

4.1 Síntesis de ácidos grasos

Biosíntesis de ácidos grasos·La síntesis de ácidos grasos es catalizada por el complejo acido graso sintasa, con acetil-coA y malonil-coA como sustratos y NADPH como donador de electrones. El malonil-coA se deriva de la carboxilación del Acetil-coA, impulsado por ATP.

Para el triacilglicerol: 1. Dihidroxiacetona fosfato se reduce a Glicerol 3 Fosfato2. El Glicerol 3 Fosfato

se esterifica con dos ácidos grasos, formando ACIDO FOSFATÍDICO

3. Un fosfato del último se hidroliza dando lugar al DIACILGLICEROL

4. Se añade un tercer ácido graso dando lugar finalmente al TRIACILGLICEROL

4.2 Síntesis de triacilgliceroles

Para el fosfolípido:Generalmente su síntesis también discurre a través del ácido fosfatídico.Pasos:1. Citidina Difosfato (CDP)

reacciona con serina formando fosfatidilcerina.

2. La última se descarboxila creando fosfatidiletanolamina

Complejo lipídico de la membrana a partir de productos de glicólisis, ácidos grasos y aminoácidos

Prescott. 2001.

Síntesis de fosfolípidos

Se forman a partir de ceramida (Ésta se forma en el retículo endoplasmático).

PASOS:1. Síntesis del alcohol

esfinganina a partir de palmotoil CoA y serina.

2. Unión del ácido graso mediante enlace amida

Síntesis de esfingolípidos

PASO 3: Desaturación para formar ceramida

PASO 4: Adición de carbohidrato o fosfatidilcolina al hidroxilo

5. Condiciones exógenas y endógenas

Actividad de agua

Temperatura

pH

Oxigeno molecular (O2 )

6. Integración

7. Conclusiones

En la actualidad se investigan diferentes materias primas para ser utilizadas como fuentes de energía como los aceites vegetales, algunos microorganismos acumulan altas cantidades de lípidos en forma de triglicéridos, uno de los componentes principales de éstos aceites, lo que señala que éstos microorganismos podrían utilizarse en el proceso de producción de aceites a nivel industrial.

Existen diferentes tipos de lipopeptidos biosurfactantes, producidos por microorganismos como Pseudomonas, que al reducir la tensión superficial entre dos líquidos inmiscibles, pueden ser usados en procesos de bioremediacion de contaminantes oleosos, procesos de alimentos y en formulaciones farmaceuticas.

Es importante considerar a diferentes tipos de microorganismos oleaginosos como las microalgas, por el alto contenido lipídico de sus membranas, además examinar la viabilidad económica de la extracción de éstos aceites a nivel industrial, para la producción de biodiesel en nuestra región, siendo una factible alternativa para disminuir la dependencia a los combustibles fósiles.

Las investigación actual está enfocada en la búsqueda o creación de cepas que produzcan aceites vegetales de alta pureza como algunos hongos, actinomicetos y bacterias, con una alta producción de biomasa, para poder ser utilizar sus propiedades en la producción de biocombustibles o cualquier utilidad usufructuable.

8. Bibliografía

“Biodiesel a partir de microalgas”, Biotechnologia Vol. 13 No 3, 2009. Adriana Garibay Hernandez, Rafael Vazquez-Duhalt, M. dem Pilar Sanchez Saavedra, Leobardo Serrano Carreron, Alfredo Martinez Jimenez.

“Procesos de Producción de Biodiesel: Uso de Materias Primas Alternativas y de Alta Acidez”. Autores: Bruno O. Dalla Costa, Maria L. Pisarello, Carlos A. Querini