curs nr. 10 - metabolism lipide - anabolism (1)

Upload: adina-larisa

Post on 30-Oct-2015

51 views

Category:

Documents


5 download

TRANSCRIPT

  • 1

    METABOLISMUL LIPIDELOR n toate organismele lipidele au n primul rnd un rol

    plastic, structural

    1g de lipide produce 9,3 Kcal, dublu fa de glucide i proteine

    Deosebit de important este rolul energetic al

    lipidelor, deoarece ele constituie pentru organism un

    depozit concentrat de energie

    Gliceridele reprezint lipidele de rezerv care sunt depozitate n cea mai mare parte n diferite esuturi i organe Cursuri BIOCHIMIE semestrul II

    Universitatea Vasile Alecsandri din BACU

    Cadru didactic: ef lucrri dr. ing. ALEXA Irina-Claudia

  • 2

    METABOLISMUL GLICERIDELOR

    GLICERIDELE se sintetizeaz din glicerol i acizi grai

    sunt formate n general din acizi grai cu numr par de atomi de carbon

    reprezint elementul variabil i se consum prima dat n procesele metabolice

    GLICERIDELE

    BIOSINTEZA GLICERIDELOR

    ambele componente se formeaz n organism n procesele de metabolism sub o form activ -glicero-fosfat

    acil-CoA

  • 3

    METABOLISMUL GLICERIDELOR

    Glicerolul se formez n cantitate mare din aldehida 3-fosfogliceric care rezult din glicoliz sau, la plante i prin fotosintez

    BIOSINTEZA GLICERIDELOR

    este un proces de reducere n prezen de NADH+H+ i gliceroaldehiddehidrogenaz

    BIOSINTEZA GLICEROLULUI

    CH

    CH OH

    CH2-O-PO

    3H

    2

    O CH2

    CH OH

    CH2-O-PO

    3H

    2

    OH CH2

    CH OH

    CH2-OH

    OH

    gliceraldehid-3-fosfat (aldehida 3-fosfoglicerica)

    gliceroaldehiddehidrogenaza

    3-fosfo-glicerat (glicerofosfat)

    NAD+NADH + H+glicero-fosfataza

    - H3PO4

    glicerol

  • 4

    METABOLISMUL GLICERIDELOR

    substana de baz din care se sintetizez acizii grai este acetil-CoA

    BIOSINTEZA GLICERIDELOR

    acetil-CoA provine att ca urmare a decarboxilrii oxidative a acidului piruvic, ct i a oxidrii acizilor grai

    BIOSINTEZA ACIZILOR GRAI

    Biosinteza acizilor grai se realizeaz pe dou ci:

    a) calea malonil-CoA care are loc n citoplasm (de aceea se mai numete i calea citoplasmatic)

    b) calea elongaiei care are loc la nivelul mitocondriilor (de aceea se mai numete i calea mitocondrial)

  • 5

    METABOLISMUL GLICERIDELOR

    aceast cale reprezint principala cale de formare a acestor substane

    BIOSINTEZA GLICERIDELOR

    membrana mitocondrial este impermeabil pentru acetil-CoA

    Biosinteza acizilor grai pe calea malonil-CoA

    transportul acestui compus din interiorul mitocondriilor

    n citoplasm se face prin intermediul acidului citric

  • 6

    METABOLISMUL GLICERIDELOR

    Pentru biosinteza acizilor grai saturai alturi de acetil-CoA este necesar prezena n lichidul citoplasmatic a urmtorilor compui:

    BIOSINTEZA GLICERIDELOR

    Biosinteza acizilor grai pe calea malonil-CoA

    CO2

    ATP

    Mg2+, Mn2+

    NADPH+H+

    biotin

    acid citric

  • 7

    METABOLISMUL GLICERIDELOR

    procesul ncepe cu formarea malonil-CoA ca urmare a

    unei reacii dintre acetil-CoA i CO2

    BIOSINTEZA GLICERIDELOR

    Biosinteza acizilor grai pe calea malonil-CoA

    CH3-CO~SCoA + CO2 + ATP

    acetil-CoA carboxilaza

    HOOC-CH2-CO~SCoA

    acetil-CoA malonil-CoA- AMP; - PPi

  • 8

    METABOLISMUL GLICERIDELOR

    n etapa urmtoare, acetil-CoA i malonil-CoA reacionez cu proteinele transportoare de grupri acil PTA-SH

    BIOSINTEZA GLICERIDELOR

    Biosinteza acizilor grai pe calea malonil-CoA

    CH3-CO~SCoA + PTA-SH

    acetil-transacilaza

    HOOC-CH2-CO~SCoA + PTA-SH

    acetil-CoA acetil-S-PTA

    malonil-CoA malonil-S-PTA

    malonil-transacilaza

    CH3-CO~S-PTA + CoA-SH

    HOOC-CH2-CO~S-PTA + CoA-SH

    gruprile acil ale acetil-CoA i malonil-CoA trec pe gruprile SH ale PTA-SH

  • 9

    METABOLISMUL GLICERIDELOR

    n continuare are loc iniierea lanului atomilor de carbon prin condensarea malonil-S-PTA cu acetil-S-PTA

    BIOSINTEZA GLICERIDELOR

    Biosinteza acizilor grai pe calea malonil-CoA

    CH2

    COOH

    CO CH

    COOH

    CH3

    CH3

    acetil-S-PTA acetil-malonil-S-PTAmalonil-S-PTA

    enzima de condensare

    CO~S-PTACO~S-PTA

    +

    - HS-PTA

    CO~S-PTA

    se formeaz acetil-malonil-S-PTA, ca urmare a transferrii restului acetil pe malonil

  • 10

    METABOLISMUL GLICERIDELOR

    BIOSINTEZA GLICERIDELOR

    Biosinteza acizilor grai pe calea malonil-CoA

    CO CH

    2

    CH3

    CO CH

    COOH

    CH3

    acetoacetil-S-PTA

    malonil-decarboxilaza

    - CO2

    CO~S-PTA

    acetil-malonil-S-PTA

    CO~S-PTA

    acetil-malonil-S-PTA sufer o decarboxilare i se transform n acetoacetil-S-PTA

    reacia are loc sub aciunea malonil-decarboxilazei

  • 11

    METABOLISMUL GLICERIDELOR

    BIOSINTEZA GLICERIDELOR

    Biosinteza acizilor grai pe calea malonil-CoA

    CH

    CH

    2OH

    CH3

    CO CH

    2

    CH3

    hidroxibutiril-S-PTA

    PTA reductaza

    CO~S-PTACO~S-PTA

    acetoacetil-S-PTA

    NADP+NADPH + H+

    n etapa urmtoare, acetoacetil-S-PTA se reduce sub aciunea NADPH+H+ i se formeaz -hidroxibutiril-S-PTA

  • 12

    METABOLISMUL GLICERIDELOR

    BIOSINTEZA GLICERIDELOR

    Biosinteza acizilor grai pe calea malonil-CoA

    CH

    CH

    2OH

    CH3 C

    HCH

    CH3

    hidroxibutiril-S-PTA

    crotonazaCO~S-PTA

    crotonil-S-PTA

    - H2O

    CO~S-PTA

    procesul continu cu dehidratarea -hidroxibutiril-S-PTA sub aciunea crotonazei

    are loc formarea compusului nesaturat crotonil-S-PTA cu

    dubla legtur n poziia -

  • 13

    METABOLISMUL GLICERIDELOR

    BIOSINTEZA GLICERIDELOR

    Biosinteza acizilor grai pe calea malonil-CoA

    CH

    2

    CH

    2

    CH3

    CH

    CH

    CH3

    crotonil-PTA- reductaza

    butiril-S-PTA

    CO~S-PTA

    crotonil-S-PTA

    CO~S-PTA

    NADP+NADPH + H+

    n sfrit, are loc reducerea compusului nesaturat i formarea butiril-S-PTA

    lanul atomilor de carbon este cu 2 atomi de carbon mai lung dect compusul iniial

  • 14

    METABOLISMUL GLICERIDELOR

    BIOSINTEZA GLICERIDELOR

    Biosinteza acizilor grai pe calea malonil-CoA

    dup formarea butiril-S-PTA, procesul continu prin legarea la aceasta a unei noi molecule de malonil-S-PTA

    n felul acesta, biosinteza acizilor grai are loc printr-un proces n spiral

    ciclurile de reacii se reiau de 7 ori pn la formarea palmitil-S-PTA

  • 15

    METABOLISMUL GLICERIDELOR

    BIOSINTEZA GLICERIDELOR

    Biosinteza acizilor grai pe calea malonil-CoA

    CH3

    (CH2)14 COOH

    CH3

    (CH2)14

    palmitil-tioesteraza

    palmitil-S-PTA

    CO~S-PTA

    acid palmitic

    + PTA-SH

    dup ce a avut loc biosinteza moleculei integrale de acid palmitic sub form de palmitil-S-PTA are loc eliberarea moleculei de acid palmitic

    enzimele care intervin n ntregul proces de biosintez sunt situate n jurul HS-PTA

    ntregul complex de enzime alctuit din PTA-SH nconjurat de enzimele ce intervin n biosintez sistem multienzimatic = acid gras sintetaza

  • 16

    METABOLISMUL GLICERIDELOR

    BIOSINTEZA GLICERIDELOR

    Biosinteza acizilor grai pe calea elongaiei

    acidul palmitic sau acizii cu 12 pn la 16 atomi de carbon i pot alungi molecula printr-o sintez intramitocondrial

    alungirea catenei se face cu participarea acetil-CoA i nu a malonil-CoA

    Biosinteza acizilor grai nesaturai

    Acidul palmitic i acidul stearic se pot transforma n acizii nesaturai corespunztori: acid palmitoleic i acidul oleic

  • 17

    METABOLISMUL GLICERIDELOR

    BIOSINTEZA GLICERIDELOR

    Biosinteza acizilor grai nesaturai

    Procesul de dehidrogenare are loc la nivelul microzomilor n

    prezena unui sistem enzimatic care necesit oxigen i NADPH+H+

    Oxigenaza care determin dehidrogenarea acizilor grai saturai, are o aciune specific i determin formarea dublei legturi la carbonii C9-C10, fa de gruparea carboxilic

    CH3

    (CH2)14 COOH

    CH3

    (CH2)16 COOH

    oxigenaza

    acid palmitic

    acid stearic

    NADP+NADPH + H+

    oxigenaza

    NADP+NADPH + H+

    CH3-(CH2)5-CH=CH-(CH2)7-COOH

    acid palmitoleic

    CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COOH

    acid oleic

    Acizii grai polinesaturai n general nu pot fi sintetizai n organismul animal, din care cauz sunt denumii acizi grai eseniali

    n plante ns, exist sisteme enzimatice care pot transforma acizii grai superiori cu o dubl legtur n acizii grai polienici

  • 18

    METABOLISMUL GLICERIDELOR

    BIOSINTEZA GLICERIDELOR

    Biosinteza trigliceridelor

    biosinteza trigliceridelor este deosebit de activ n ficat i esutul adipos al mamiferelor

    acest proces se bazeaz pe reacia dintre glicerin i acizii grai n forma lor activ: -glicerofosfat i acil-CoA

    cantiti importante de acil-CoA (palmitil-CoA, stearil-CoA, oleil-CoA) rezult fie din procesele de biosintez, fie prin procesele de activare a acizilor grai

    acil-derivat al coenzimei A

    R-COOH + CoA-SH + ATP R-CO~SCoA + AMP + PPi

  • 19

    METABOLISMUL GLICERIDELOR

    BIOSINTEZA GLICERIDELOR

    Biosinteza trigliceridelor din acil-CoA i -glicerofosfat rezult ntr-o prim etap un acid fosfatidic CH2

    CH OH

    CH2-O-PO

    3H

    2

    OH CH2

    CH O

    CH2-O-PO

    3H

    2

    O CO-R

    CO-R

    glicerofosfat

    - 2 CoA-SH

    2 R-CO~SCoA +

    acid fosfatidicacil-CoA

    acidul fosfatidic format se defosforileaz, diacilglicerolul rezultat acilndu-se cu o a treia molecul de acil-CoA

    CH2

    CH O

    CH2-OH

    O CO-R

    CO-R

    CH2

    CH O

    CH2-O-PO

    3H

    2

    O CO-R

    CO-R

    CH2

    CH O

    CH2-O-CO-R'

    O CO-R

    CO-R- H3PO4

    + R'-CO~SCoA

    digliceridaacid fosfatidic

    + H2O

    fosfataza

    triglicerida

    - CoA-SH

  • 20

    METABOLISMUL GLICERIDELOR

    CATABOLISMUL GLICERIDELOR

    prima etap este hidroliza acestora sub aciunea lipazelor intracelulare, cu formare de glicerol i acizi grai

    n organismele vegetale are loc deosebit de intens la

    ncolirea seminelor oleaginoase

    prin urmare, dup scindarea hidrolitic a gliceridelor, catabolismul se continu de fapt cu catabolismul glicerinei i al acizilor grai

    n organismele animale are loc la nivelul esutului adipos

  • 21

    METABOLISMUL GLICERIDELOR

    CATABOLISMUL GLICERIDELOR

    glicerolul se metabolizeaz dup o prelabil fosforilare

    gruparea fosforil este cedat de ATP, iar reacia este catalizat de glicerofosfokinaz

    Oxidarea glicerolului

    CH

    CH OH

    CH2-O-PO

    3H

    2

    OCH2

    CH OH

    CH2-O-PO

    3H

    2

    OHCH2

    CH OH

    CH2-OH

    OH

    aldehida 3-fosfoglicerica

    gliceroaldehiddehidrogenaza

    glicerofosfat

    NAD+ NADH + H+

    glicerofosfo-kinaza

    glicerol

    ADPATP

    aldehida-3-fosfogliceric se poate metaboliza n continuare pe calea EMP pn la acid piruvic

  • 22

    METABOLISMUL GLICERIDELOR

    CATABOLISMUL GLICERIDELOR

    Oxidarea glicerolului

    acidul piruvic prin decarboxilare n condiii aerobe formeaz acetil-CoA

    acetil-CoA rezultat este catabolizat oxidativ pe calea ciclului ATC sau este utilizat n diferite biosinteze

    transformarea acidului piruvic poate avea loc i n condiii anaerobe

  • 23

    METABOLISMUL GLICERIDELOR

    CATABOLISMUL GLICERIDELOR

    Oxidarea acizilor grai saturai

    degradarea acizilor grai se face dup un mecanism cunoscut sub denumirea de -oxidare

    teoria -oxidrii a fost elaborat n 1904 de ctre Knopp, mecanismul enzimatic al degradrii fiind stabilit de Lynen

    conform teoriei -oxidrii catena linear a acidului gras este degradat treptat, prin ruperea succesiv a cte unui fragment din 2 atomi de carbon

    scindarea catenei are loc printr-un proces oxidativ ce se

    petrece la nivelul carbonului fa de gruparea carbonil

  • 24

    METABOLISMUL GLICERIDELOR

    CATABOLISMUL GLICERIDELOR

    Oxidarea acizilor grai saturai - helixul lui Lynen

  • 25