c:\fakepath\metabolismo de lípidos y proteínas

$: C:\Fakepath\Metabolismo De LíPidos Y ProteíNas$
D I P L O M A

EN CIENCIAS DE LA ACTIVIDAD FISICA

UNIVERSIDAD DE CHILE

Prof. B Q J orge Soto L abbé

2010

Lipólisis: hidrólisis de triacilgliceroles

y β-oxidación de ácidos grasos

Biosíntesis y utilización de cuerpos cetónicos

Biosíntesis de ácidos grasos y triacilgliceroles

Biosíntesis del colesterol y su regulación

Oxidación de aminoácidos

Ciclo de la urea

Reserva Energética de Individuo de 70 Kg de Peso

TIPO DE RESERVA ENERGÉTICA

MASA (KGS)TIEMPO DE

DURACIÓN DE LA RESERVA

2.- Glucógeno

Hepático

Muscular

1.- Triacilgliceroles

Tejido adiposo

ENERGÍA (CAL)

3000.075

0.350

15 141.000

12 horas

12 semanas

3.- Proteínas

(principalmente músculos)

6 24.000

Hígado

Estómago

Páncreas

Vesícula biliar

Tejido adiposo (Almacenamiento

de TAG)

Músculo Hígado Corazón

CO2 H2O

ATP

VLDL Quilomicrones

Acidos grasos unidos a albúmina

Digestión

Absorción

Almacenamiento

Movilización

Utilización

PQ-A (poco activa)

PQ-A

(activa)

TAG LIPASA (poco activa)

TAG LIPASA (activa)

P

ATP

ADP

GDPα

βγ

GTP GDP + γ β

GTPα

AC

ATP AMPc (C)(R)

(R)

TAG DAG

AG

MAG

AG AG

Glicerol

H2O

Pi

fosfoproteína fosfatasa

R C

O

S CoASHCoA

R C

O

Carnitina

Carnitina

SHCoA

Carnitina

R C

O

S CoA

Espacio intermembrana Matriz mitocondrial

CAT I

CAT II

H3C-(CH2)14-COO- ( palmitato)

H3C-(CH2)12-CH2-CH2-CO-CoA

ATP

CoA

AMPPPi

H3C-(CH2)12-CH2-CH2-CO-Carnitina

H3C-(CH2)12-CH2-CH2-CO-CarnitinaH3C-(CH2)12-CH2-CH2-CO-CoA

H3C-(CH2)12-CH=CH-CO-CoA

H3C-(CH2)12-CHOH-CH2-CO-CoA

H3C-(CH2)12-CO-CH2-CO-CoA

H3C-(CH2)10-CH2-CH2-CO-CoA CH3-CO-CoA

(Etapa limitante)

Nuevo ciclo

Acil-CoA

sintetasa

TranslocasaCarnitina aciltransferasa

II

Acil-CoA deshidrogenasa

Enoil-CoA hidratasa

β-hidroxiacil-CoA deshidrogenasa

Tiolasa

Carnitina

aciltransferasa I

Carnitina

FADH2

FAD

H2O

NADH

NAD+

CoA

CoA

2CO2

CICLO DE KREBS

CoA

CH3-(CH2)n-CH2-CO-CoA

CH3-CO-S-CoA

CH3-CO-CH2-CO-S-CoA

CH3-CHOH-CH2-CO-S-CoA

CH2-COO-

CH3-CO-CH2-COO- + CH3-CO-S-CoA

CH3-CO-CH3

β-oxidación

tiolasa

HMG-CoA sintasa

HMG-CoA liasa

β -hidroxibutirato deshidrogenasa

acetoacetato descarboxilasa

+ CH3-CO-S-CoA

+ CH3-CO-S-CoA

acil-CoA

acetil-CoA

acetoacetil-CoA

3-hidroxi-3-metil-glutaril-CoA

acetoacetato

β-hidroxibutirato acetona

CoA-SH

CoA-SH

H2O

NADH

NAD+

CH3-CHOH-CH2-COO-

β-hidroxibutirato deshidrogenasa

extrahepáticos el acetil-CoA es oxidado en el ciclo de Krebs.

El equilibrio entre β-hidroxibutirato y acetoacetato es controlado por

la razón NADH/NAD+ mitocondrial. Posteriormente en los tejidos

a) Transformación de β-hidroxibutirato en acetoacetato

β-hidroxibutirato + NAD+ acetoacetato + NADH

b) Activación del acetoacetato

acetoacetato + succinil-CoA acetoacetil-CoA + succinato

β-cetoacil CoA transferasa

b) Conversión del acetoacetil-CoA en acetil-CoA

acetoacetil-CoA + 2 CoA-SH 2 acetil-CoAtiolasa

de transporte de grupos acetilo en forma soluble.

La síntesis de CC ocurre en la mitocondria del hepatocito y

Los CC son una fuente de rápida disposición de energía en

tejidos extrahepáticos, debido a que constituyen un modo

aumenta cuando baja la disponibilidad de glucosa y por

lo tanto, la lipolisis en el tejido adiposo y el nivel de ácidos

grasos plasmáticos están aumentados.

Los precursores de los CC son el acetil-CoA y el acetoacetil-CoA

PiruvatoNAD++ CoA

Oxaloacetato

CitratoAcetil-CoA

Citrato sintasa

NADH + CO2

T

T

Acetil-CoA

CarbohidratosdietariosPiruvato

Glucólisis

Citrato

ATP + CoA + H2O ADP + Pi + oxaloacetato

Citrato liasa

CITOPLASMA

MITOCONDRIA

Acetil-CoA + HCO3- + ATP Malonil-CoA + ADP + PiHCO3-

- OO

C

Biotina carboxilasa

Proteína transportadora de

Biotina (B7)

Acetil-CoA

O C

O-

O C

O-

CH2

O

C S-CoA Transcarboxilasa

Malonil-CoA

carbohidratos de la dieta

GLUCOLISISpiruvato

citrato

acetil-CoA

citrato liasa

ATP CoA

acetil-CoAacetil-CoA carboxilasa

ATP HCO3-

malonil-CoA

SH

SH

ACP

CH3-CO-S

SHacetil-CoA-ACP transacetilasa

CH3-CO-S

-OOC-CH2-CO-S

Malonil-CoA-ACP transferasa

1

2

3

H3C-CO-CH2-CO-S

SH

β-ceto-ACP sintasa

4

H3C-CHOH-CH2-CO-S

SH NADPH

NADP+

β-cetoacil-ACP

reductasa

5

H3C-CH=CH-CO-S

SH

β-hidroxiacil-ACP deshidratasa

H2O

H3C-CH2-CH2-CO-S

SH

6

Enoil-ACP reductasa

NADP+

NADPH7

H3C-CH2-CH2-CO-S

SH

CO2

acetil-CoA-ACP

transacetilasa

T

CAT I CAT II

carnitina

acil-carnitina

acil-CoA

CoA

acil-carnitina

carnitina

CoA

acil-CoA

MATRIZ MITOCONDRIALESPACIO INTERMEMBRANA MEMBRANA INTERNA

acetil-CoA + CO2 + ATP

acetil-CoA carboxilasa

malonil-CoAácido graso sintasa

AG

INSULINA

GLUCAGÓN

+

T

HIPERGLICEMIA

oxidación, regulando concertadamente ambos procesos.

La insulina activa la acetil-CoA carboxilasa, estimulando laproducción de malonil-CoA, inhibidor alostérico de la

carnitina acil transferasa I (CAT I). aumenta la biosíntesis de ácidos grasos e inhibe su

HIPOGLICEMIA

El glucagón inhibe la acetil-CoA carboxilasa, disminuyendo laproducción de malonil-CoA, lo que aumenta la β-oxidación.

De esta forma, la insulina

H2C-O- P

H2C-OH

HO-CH

H2C-OH

C=O

H2C-O- P

H2C-O-CO-R1

HO-CH

H2C-O- P

H2C-O-CO-R1

R2 -CO-O-CH

H2C-O- P

H2C-O-CO-R1

R2 -CO-O-CH

H2C-OH

H2C-O-CO-R1

R2 -CO-O-CH

H2C-O-CO-R3

H2C-OH

R2-CO-O-CH

H2C-OH

GLUCOLISIS

NADHNAD+

ATP ADP

Acil-CoA

CoA

CoA

Acil-CoA

H2O PiAcil-CoA CoA

Acil-CoA

CoA

glicerolquinasa glicerol-3P-deshidrogenasa

1-acilglicerol-3P-aciltransferasa

glicerol-3P-aciltransferasa

fosfatidato fosfohidrolasa

Monoacilglicerol aciltransferasa

diacilglicerol aciltransferasa

GLUT- 4glucosa sanguínea

glucosa

glucosa-6-P

dihidroxiacetona-P

piruvato

acetil-CoA

malonil-CoA

ácidos grasos

quilomicrones TAG (dieta)

VLDL TAG (hígado)

lipoproteína lipasa

CoA

acil-CoA

glicerol-3-P

TAG

+

+

++

NADH

NAD+

Glicerol-P

deshidrogenasa

piruvato deshidrogenasa

acetil-CoA carboxilasa

glucógeno

tejido adiposo, intestino delgado y glándula mamaria).

Regulada por citrato y niveles de insulina y glucagón.

La lipogénesis incluye la biosíntesis de ácidos grasos y suesterificación con glicerol-3-P para formar TAG (hígado,

glucosa en exceso

glucosa-6-P PEP piruvato acetil-CoA malonil-CoA

palmitoil-CoA

otros ácidos grasos

piruvato quinasa

1

1

piruvato deshidrogenasa2

2

acetil-CoA carboxilasa3

3

ácido graso sintasa4

4

ácido palmítico

2CH3-CO-SCoA CH3-CO-CH2-CO-SCoA + CH3-CO-SCoA -OOC-CH2-COH-CH2-CO-SCoA

CH3

-OOC-CH2-COH-CH2- CH2-OH

CH3

CH2=C-CH2- CH2-O-PO3-P03-

CH3

2NADPH

2NADP+

CoA-SH

3ATP

3ADP + Pi

Acetil CoA Acetoacetil CoA HMGCoA

Colesterol

Ester de Colesterol

Escualeno

Isopreno

Mevalonato

Tiolasa

HMGCoA sintasa

HMGCoA reductasa

acil-CoA-colesterol acil transferasa

OH

CH3-(CH3 )7 -CH=CH-(CH3 )7 -CO- O

CoA-SH

CO2

SRE

DNA

Retículo endoplásmico

liso

NÚCLEOCITOSOL

mRNA

transcripción

mRNA

traducción

HMG-CoA reductasa (activa)

HMG-CoA reductasa (inactiva)

H2O Pifosfoproteína fosfatasa

ATPADP

proteína quinasa

+AMP

HMG-CoA Ácido mevalónico

Colesterol

SREBP

ruptura proteolítica

SREBP

P

COLESTEROL

PROTEINAS

AMINOACIDOS NUCLEOTIDOS

NH4+

EXCRECION(UREA)

α-CETOACIDOS

INT. KREBSPIRUVATO

GLUCOSA o

CO2 + H2O

ACETIL-COA

CUERPOSCETONICOS

o CO2 + H2O

Aminoácidos Glucogénicos CetogénicosGlucogénicos y cetogénicos

No esenciales

Esenciales Leucina

Tirosina

Fenilalanina

Triptofano

Lisina

Histidina

Metionina

Treonina

Valina

Alanina

Arginina

Aspartato

Cisteína

Glutamato

Glutamina

Glicina

Prolina

Serina

Asparragina

Isoleucina

+H3N - CH - CH2- CH2- COO-

COO-

O= C - CH2- CH2- COO-

COO-

+H3N - C - CH2- COO-

COO-

O= C - CH3

COO-

+H3N - CH - CH3

COO-


COO-


COO-

O= C - CH2- COO-

COO-

Alanina aminotransferasa

Aspartato aminotransferasa

(GPT)

(GOT)

GLUTAMATOPIRUVATOα-CETOGLUTARATOALANINA

GLUTAMATOα-CETOGLUTARATOASPARTATO OXALOACETATO

+

+ +

+

H3N+ – C – H

COO-

R1

C = O

COO-

R2

H3N+ – C – H

COO-

R2

C = O

COO-

R1

+ +

aminoácido 1 aminoácido 2α-cetoácido 2 α-cetoácido 1

aminotransferasa

GLUTAMATOα-cetoglutarato

aa1-NH3+

aa2-NH3+

aa3-NH3+

aa4-NH3+

proteínas

glutamina

NH4+ urea (hígado)

α-cetoglutarato C. Krebs

nucleótidos

riñón

glutatión

N-acetilglutamato


COO-


COO-

Deshidrogenasa glutámica

+ H2O + NAD(P) + NH4 + + NAD(P)H

GLUTAMATO α-CETOGLUTARATO

ácido úrico amonio urea

Glutamina

Aminoácidos

α-cetoglutarato Glutamato

α-cetoácidos

Glutaminasa

Alanina Piruvato

NH4+G Gln

Glu DH

NH4++

TA

citrulina

argininosuccinato arginina

ornitina

citrulina

carbamoil-fosfatoNH4+glutamato

aspartato

ornitina

H2O

UREA

fumarato

aspartato

ATP

AMP + PPi

glutamato deshidrogenasa

carbamoil-P sintetasa I

ornitina transcarbamilasa

argininosuccinato sintetasa

argininosuccinato liasa

arginasa

HCO3-

2ATP

2ADP + Pi

1

2

3

4

5

NH 4 +

HCO 3-

2 ATP

1

H2N - CO - O - P - O -

O

O -

+H3N - CH - CH 2- CH 2- CH 2 - NH3+

COO -

+H3N - CH - CH2- CH 2- CH 2 - NH - CO - NH2

COO -

+H3N - CH - CH 2- CH2- CH 2 - NH - C - NH - CH - CH2 - COO -

COO -

NH2 COO -

+H3N - CH - CH 2- CH 2- CH 2 - NH - C - NH 2

COO -

NH2+

Carbamoil fosfato sintetasa I1

2

2 Ornitina transcarbamoilasa

+H3N - CH - CH2- COO -

COO -

3

3 Argininosuccinato sintetasa

4

CH = CH 2 - COO -

COO -

4 Argininosuccinato liasa

5

5 Arginasa

O = C - NH2

NH2

H2O

ATP

AMP + PPi

Pi

2 ADP

Pi

NH 4 +

HCO 3-

2 ATP

11

H2N - CO - O - P - O -

O

O -

H2N - CO - O - P - O -

O

O -

+H3N - CH - CH 2- CH 2- CH 2 - NH3+

COO -

+H3N - CH - CH 2- CH 2- CH 2 - NH3+

COO -


COO -


COO -


COO -

NH2 COO -


COO -

NH2 COO -


COO -

NH2+


COO -

NH2+


22



COO -


COO -

33


44

CH = CH 2 - COO -

COO -

CH = CH 2 - COO -

COO -


55

55 Arginasa

O = C - NH2

NH2

O = C - NH2

NH2

H2O

ATP

AMP + PPi

Pi

2 ADP

Pi

urea

carbamoil-fosfato

NH 4 +

HCO 3-

2 ATP

1

H2N - CO - O - P - O -

O

O -

+H3N - CH - CH 2- CH 2- CH 2 - NH3+

COO -


COO -


COO -

NH2 COO -


COO -

NH2+


2



COO -

3


4

CH = CH 2 - COO -

COO -


5

5 Arginasa

O = C - NH2

NH2

H2O

ATP

AMP + PPi

Pi

2 ADP

Pi

NH 4 +

HCO 3-

2 ATP

11

H2N - CO - O - P - O -

O

O -

H2N - CO - O - P - O -

O

O -

+H3N - CH - CH 2- CH 2- CH 2 - NH3+

COO -

+H3N - CH - CH 2- CH 2- CH 2 - NH3+

COO -


COO -


COO -


COO -

NH2 COO -


COO -

NH2 COO -


COO -

NH2+


COO -

NH2+


22



COO -


COO -

33


44

CH = CH 2 - COO -

COO -

CH = CH 2 - COO -

COO -


55

55 Arginasa

O = C - NH2

NH2

O = C - NH2

NH2

H2O

ATP

AMP + PPi

Pi

2 ADP

Pi

ornitina

arginina

citrulina

argininosuccinato

fumarato

NH 4 +

HCO 3-

2 ATP

1

H2N - CO - O - P - O -

O

O -

+H3N - CH - CH 2- CH 2- CH 2 - NH3+

COO -


COO -


COO -

NH2 COO -


COO -

NH2+


2



COO -

3


4

CH = CH 2 - COO -

COO -


5

5 Arginasa

O = C - NH2

NH2

H2O

ATP

AMP + PPi

Pi

2 ADP

Pi

NH 4 +

HCO 3-

2 ATP

11

H2N - CO - O - P - O -

O

O -

H2N - CO - O - P - O -

O

O -

+H3N - CH - CH 2- CH 2- CH 2 - NH3+

COO -

+H3N - CH - CH 2- CH 2- CH 2 - NH3+

COO -


COO -


COO -


COO -

NH2 COO -


COO -

NH2 COO -


COO -

NH2+


COO -

NH2+


22



COO -


COO -

33


44

CH = CH 2 - COO -

COO -

CH = CH 2 - COO -

COO -


55

55 Arginasa

O = C - NH2

NH2

O = C - NH2

NH2

H2O

ATP

AMP + PPi

Pi

2 ADP

Pi

NH 4 +

HCO 3-

2 ATP

1

H2N - CO - O - P - O -

O

O -

+H3N - CH - CH 2- CH 2- CH 2 - NH3+

COO -


COO -


COO -

NH2 COO -


COO -

NH2+


2



COO -

NH 4 +

HCO 3-

2 ATP

1

H2N - CO - O - P - O -

O

O -

+H3N - CH - CH 2- CH 2- CH 2 - NH3+

COO -


COO -


COO -

NH2 COO -


COO -

NH2+


2



COO -

3


4

CH = CH 2 - COO -

COO -


5

5 Arginasa

O = C - NH2

NH2

H2O

ATP

AMP + PPi

Pi

2 ADP

Pi

NH 4 +

HCO 3-

2 ATP

11

H2N - CO - O - P - O -

O

O -

H2N - CO - O - P - O -

O

O -

+H3N - CH - CH 2- CH 2- CH 2 - NH3+

COO -

+H3N - CH - CH 2- CH 2- CH 2 - NH3+

COO -

+H3N - CH - CH2

3


4

CH = CH 2 - COO -

COO -


5

5 Arginasa

O = C - NH2

NH2

H2O

ATP

AMP + PPi

Pi

2 ADP

Pi

NH 4 +

HCO 3-

2 ATP

11

H2N - CO - O - P - O -

O

O -

H2N - CO - O - P - O -

O

O -

+H3N - CH - CH 2- CH 2- CH 2 - NH3+

COO -

+H3N - CH - CH 2- CH 2- CH 2 - NH3+

COO -


COO -


COO -


COO -

NH2 COO -


COO -

NH2 COO -


COO -

NH2+


COO -

NH2+

- CH 2- CH 2 - NH - CO - NH2

COO -


COO -


COO -

NH2 COO -


COO -

NH2 COO -


COO -

NH2+


COO -

NH2+


22



COO -


COO -

33


44

CH = CH 2 - COO -

COO -

CH = CH 2 - COO -

COO -


55

55 Arginasa

O = C - NH2

NH2

O = C - NH2

NH2

H2O

ATP

AMP + PPi

Pi

2 ADP

Pi

urea

carbamoil-fosfato

NH 4 +

HCO 3-

2 ATP

1

H2N - CO - O - P - O -

O

O -

+H3N - CH - CH 2- CH 2- CH 2 - NH3+

COO -


COO -


COO -

NH2 COO -


COO -

NH2+


2



COO -

3


4

CH = CH 2 - COO -

COO -


5

5 Arginasa

O = C - NH2

NH2

H2O

ATP

AMP + PPi

Pi

2 ADP

Pi

NH 4 +

HCO 3-

2 ATP

11

H2N - CO - O - P - O -

O

O -

H2N - CO - O - P - O -

O

O -

+H3N - CH - CH 2- CH 2- CH 2 - NH3+

COO -

+H3N - CH - CH 2- CH 2- CH 2 - NH3+

COO -


COO -


COO -


COO -

NH2 COO -


COO -

NH2 COO -


COO -

NH2+


COO -

NH2+


22



COO -


COO -

33


44

CH = CH 2 - COO -

COO -

CH = CH 2 - COO -

COO -


55

55 Arginasa

O = C - NH2

NH2

O = C - NH2

NH2

H2O

ATP

AMP + PPi

Pi

2 ADP

Pi

NH 4 +

HCO 3-

2 ATP

1

H2N - CO - O - P - O -

O

O -

+H3N - CH - CH 2- CH 2- CH 2 - NH3+

COO -


COO -


COO -

NH2 COO -


COO -

NH2+


2



COO -

NH 4 +

HCO 3-

2 ATP

1

H2N - CO - O - P - O -

O

O -

+H3N - CH - CH 2- CH 2- CH 2 - NH3+

COO -


COO -


COO -

NH2 COO -


COO -

NH2+


2



COO -

3


4

CH = CH 2 - COO -

COO -


5

5 Arginasa

O = C - NH2

NH2

H2O

ATP

AMP + PPi

Pi

2 ADP

Pi

NH 4 +

HCO 3-

2 ATP

11

H2N - CO - O - P - O -

O

O -

H2N - CO - O - P - O -

O

O -

+H3N - CH - CH 2- CH 2- CH 2 - NH3+

COO -

+H3N - CH - CH 2- CH 2- CH 2 - NH3+

COO -

+H3N - CH - CH2

3


4

CH = CH 2 - COO -

COO -


5

5 Arginasa

O = C - NH2

NH2

H2O

ATP

AMP + PPi

Pi

2 ADP

Pi

NH 4 +

HCO 3-

2 ATP

11

H2N - CO - O - P - O -

O

O -

H2N - CO - O - P - O -

O

O -

+H3N - CH - CH 2- CH 2- CH 2 - NH3+

COO -

+H3N - CH - CH 2- CH 2- CH 2 - NH3+

COO -


COO -


COO -


COO -

NH2 COO -


COO -

NH2 COO -


COO -

NH2+


COO -

NH2+

- CH 2- CH 2 - NH - CO - NH2

COO -


COO -


COO -

NH2 COO -


COO -

NH2 COO -


COO -

NH2+


COO -

NH2+


22



COO -


COO -

33


44

CH = CH 2 - COO -

COO -

CH = CH 2 - COO -

COO -


55

55 Arginasa

O = C - NH2

NH2

O = C - NH2

NH2

H2O

ATP

AMP + PPi

Pi

2 ADP

Pi

ornitina

arginina

citrulina

argininosuccinato

fumarato

c:\fakepath\metabolismo de lípidos y proteínas

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