tema 8- catabolismo ii- catabolismo de los lipidos y … · principales rutas del metabolismo....
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I- LÍPIDOS1. INTRODUCCIÓN2. CATABOLISMO DE LOS ÁCIDOS GRASOS3. RENDIMIENTO
II- PROTEÍNAS1. INTRODUCCIÓN2. CATABOLISMO DE LOS ÁMINOACIDOS
III- VISIÓN GLOBAL DEL CATABOLISMO
PRINCIPALES RUTAS DEL METABOLISMO
Principales vías que convergen en el ciclo de Krebs
CATABOLISMO DE LOS ÁCIDOS GRASOS
¿EN QUE COMPARTIMIENTO CELULAR OCURRE LA OXIDACION DE LOS
LIPIDOS?
En la MITOCONDRIA
CATABOLISMO DE LOS ÁCIDOS GRASOS
1. ACTIVACIÓN DE ÁCIDOS GRASOS
2. TRANSPORTE DE LOS ACIDOS GRASOS A LA MATRIZ MITOCONDRIAL
3. β OXIDACIÓN DE LOS ÁCIDOS GRASOS
4. INCORPORACIÓN DEL ACETIL COA AL CICLO DE KREBS
5. TRANSPORTE ELECTRÓNICO Y FOSFORILACIÓN OXIDATIVA
6. RENDIMIENTO ENERGÉTICO
MECANISMO
ETAPAS DE LA OXIDACIÓN DE ÁCIDOS GRASOS
1. ACTIVACIÓN DE ÁCIDOS GRASOS
OOC
ACIDO GRASO LIBRE
ACIL~ADENILATO
AD E�OSI� A- P ~OC
PP ~
ATP
∆G'o = + 10,45 kJ/mol H2O
2 Pi
�G'o = - 20,9 kJ/mol
COENZIMA-A-S~OC
CoA~SH
AMP
ACIL~CoASINTETASAS (3)
∆G'o = - 8,36 kJ/mol
ACIL~COENZIMA-A
Lugar: citosol
� 12 carbonos o menos: ingreso directo a lamitocondria
� 14 o más carbonos: transporte mediado porCARNITINA
2. TRANSPORTE DE LOS ACIDOS GRASOS A LA MATRIZ MITOCONDRIAL
Para ver esta película, debedisponer de QuickTime™ y de
un descompresor TIFF (sin comprimir).
2. ENTRADA DE ÁCIDOS GRASOS ACTIVADOS A LA MITOCONDRIA
ESPACIO INTERMEMBRANAS
MATRIZ
CO ~ S - CoA
CARNITINA
CARNITINA - ACILTRANSFERASA - I
CARNITINA - ACILTRANSFERASA - II
PERMEASA
ACIL ~ CARNITINA
CH2- N - CH2 - CH- CH2 - COO
CH3
CH3 O
-+
ACIL ~CARNITINA
OC
+ CoA - SH
² G'o - O~
~
CARNITINACO ~ S - CoA
+CoA - SH
• • • CH2 CH2 CO~S-CoACH2αααα
2 1CH2 C
ββββ
4 3OH
HL-3-HIDROXIACIL~CoA
H2O
3. ββββ-OXIDACIÓN DE ÁCIDOS GRASOS• • • CH2 CH2 CO~S-CoACH2 CH2 CH2
4 3 2 1
ββββ αααα
ACIL~CoA
• • • CH2 CH2 CO~S-CoACH2 CH CHββββ αααα
4 3 2 1
TRANS ² 2 ENOIL~CoA
ACIL~CoADESHIDROGENASA (4 )
FTECoQ
(1,5 ATP)
ENOIL~CoAHIDRATASA
• • • CH2 CH2 CO~S-CoACH2 C CH2ββββ αααα
4 3 2 1O
3-CETOACIL~CoA
NAD+
H++NADH(2,5 ATP)
L-3-HIDROXIACIL~CoADESHIDROGENASA
ββββ-CETOTIOLASA (2)
CoA~SH
CO~S-CoACH3
2 1
ACETIL~CoA
(10 ATP)• • • CH2 CH2 CO~S-CoACH2ββββ
4 3
ACIL~CoA
Etapas:
- Deshidrogenación
- Hidratación
- Oxidación
- Tiolisis
Enzimas:
- Acil CoA DH (flavoproteína, FAD)
- Enoil CoA hidratasa
- Hidroxiacil CoA DH (NAD)
- Acil-CoA acetiltransferasa (tiolasa)
Es una secuencia de cuatro reacciones que ocurren en la matriz mitocondrial
3. ββββ-OXIDACIÓN DE ÁCIDOS GRASOS
3. ß - OXIDACIÓN DE ÁCIDOS GRASOS MONOINSATURADOS
C~S-CoAenoil~CoA
cis-² 9
18 16 14 12 10 9 7 5 3 1
ββββ-OXIDACIÓN(tres ciclos)
C~S-CoA
O4 3
enoil~CoAhidratasa
isomerasaenoil~CoA
C~S-CoA
O4 2
O
enoil~CoA
cis-² 3
enoil~CoA
trans ² 2
H2O
3 a c etil~C o A
6 ac e til~C oA
ββββ-OXIDACIÓN(cinco ciclos)
C~S-CoA
O4 2
OH
Hidroxiacil~CoA
6. BALANCE ENERGÉTICO DE LA OXIDACIÓN TOTAL DEL PALMITATO
CoA~SH
CARNITINA
ACIL~CARNITINA
MEMBRANA MITOCONDRIAL INTERNA
ACIL~CoA
CoA~SH
CARNITINA
MATRIZMITOCONDRIAL
FADH2 X 7 CICLOS
NADH X 7 CICLOS
H2O
CoA~SH
8 ACETIL~CoAACIL~CoA
β-OXIDACIÓN
+7 FADH2+7 NADH+H+ CADENA
RESPIRATORIA
ADP + Pi ATP
2H++1/2 O2H2O
+8 FADH2+24 NADH+H+
CICLO DE KREBS
+8 GTP
+10,5 ATP+17,5 ATP
+12,0 ATP+60,0 ATP
ACIDO GRASOATP
ACIL~ADENILATO
ACIL~CoA
CoA~SH
ATP -2,0 ATP
+8,0 ATP
TOTAL: 106 ATP
CATABOLISMO DE PROTEÍNAS
� Las proteínas son demasiado grandes para atravesar las membranas. Las proteasas hidrolizan las proteínas a péptidos.
PeptidasasProteínas Péptidos Aminoácidos
Proteasas
VISION GLOBAL CATABOLISMO DE AMINOÁCIDOS
AMINOÁCIDOS
CATABOLISMO DE PROTEÍNAS
� Los aa que sobrepasan las necesidades metabólicas para sintetizar proteínas y otras moléculas, no pueden almacenarse, como ocurre con los AG y azúcares.
� Por ello, se utilizan como combustible metabólico.
� El grupo amino se separa del aa. y el esqueleto carbonadoda lugar a intermediarios metabólitos importantes.
CH
COO-NH3+
R
+ EnzimaC=O
COO-
R
+ –NH2Enzima
La reacciLa reacciLa reacciLa reaccióóóón de n de n de n de aminotransferasasaminotransferasasaminotransferasasaminotransferasas ocurre en dos pasos:ocurre en dos pasos:ocurre en dos pasos:ocurre en dos pasos:1) 1) 1) 1) El grupo amino de un aminoEl grupo amino de un aminoEl grupo amino de un aminoEl grupo amino de un aminoáááácido es transferido a la enzima, produciendo el cido es transferido a la enzima, produciendo el cido es transferido a la enzima, produciendo el cido es transferido a la enzima, produciendo el correspondiente correspondiente correspondiente correspondiente αααα----cetocetocetocetoáááácidocidocidocido y la enzima y la enzima y la enzima y la enzima aminadaaminadaaminadaaminada....
Aminoácido + Enzima ––––> αααα-cetoácido + Enzima-�H2
CH
COO-NH3+
R
+ EnzimaC=O
COO-
R
+ –NH2Enzima
2) 2) 2) 2) El grupo amino es transferido al El grupo amino es transferido al El grupo amino es transferido al El grupo amino es transferido al αααα----cetoglutaratocetoglutaratocetoglutaratocetoglutarato formando el producto formando el producto formando el producto formando el producto aminoaminoaminoaminoáááácido (glutamato) y regenerando la enzima.cido (glutamato) y regenerando la enzima.cido (glutamato) y regenerando la enzima.cido (glutamato) y regenerando la enzima.
αααα----cetoglutarato + Enzima-�H2––––> Glutamato + Enzima
OCO -
C=O
CH2
COO-
CH2
++++ –NH2EnzimaCH
COO-NH3+
CH2
CH2
COO-
+ Enzima
TRANSAMINACIÓN
DESAMINACIÓN OXIDATIVA
αααα - CETOGLUTARATOGLUTAMATO
H2 O
GLUTAMATO DESHIDROGENASA
CH
CH2
CH2
COO-
COO-NH3+
NADH
NAD+NH4
+
C=O
CH2
CH2
COO-
COO-
� La mayoría de los grupos áminos se convierten en urea, mientras que los esqueletos se transforman en acetil CoA, acelacetil CoA, piruvato o en algún intermediario del Ciclo de Krebs.
CATABOLISMO DE AMINOÁCIDOS
UTILIZACIÓN DE AMINOÁCIDOS
NH4+2 e-
AlaninaAspartatoLeucina,etc
PiruvatoOxalacetatoαααα-Cetoisocaproato, etc
AMI�OÁCIDOS αααα-CETOÁCIDO
TRA�SAMI�ACIÓ�
αααα-CETOGLUTARATO GLUTAMATO
DESAMI�ACIÓ�OXIDATIVA
ALANINAGLICINA
CISTEINASERINA
TREONINATRIPTOFANO
PIRUVATO
ACETIL CoA
ISOLEUCINALEUCINA
TRIPTOFANO
ACETOACETIL CoA
LEUCINALISINA
FENILALANINATIROSINA
TRIPTOFANO
OXALACETATO
FUMARATO
SUCCINIL CoAαααα-CETO-
GLUTARATO
CITRATO
GLUTAMATOGLUTAMINAHISTIDINAPROLINA
ARGININA
FOSFOENOLPIRUVATO
GLUCOSA
ASPARRAGINAASPARTATO
TIROSINAFENILALANINA
ASPARTATO
ISOLEUCINAMETIONINA
VALINA
DESTINO DE LOS ESQUELETOS CARBONADOS DE LOS AMINOÁCIDOS
DEGRADACIÓN DE AMINOÁCIDOS
1
ALACYSGLYSER(THR)4TRP
PIRUVATO
2
GLUGLNPROHISARG
αααα-CETO-GLUTARATO
3
ASPASN
OXAL-ACETATO
4
METTREVAL
(ILE)6
SUCCINIL-CoA
5
(PHE)6(TYR)6
FUMARATO
(ILE)4(PHE)5(TYR)5(TRP)1
LEULYS
ACETIL-CoA
6
GLUCOGÉNICOS
PUEDEN DAR LUGAR A LA PRODUCCIÓN NETA DE
GLUCOSA. (AUNQUE SI ES NECESARIO TAMBIÉN PUEDEN PRODUCIR
CUERPOS CETÓNICOS)
GLUCOGÉNICOS Y CETOGÉNICOS
PARTE DE LA MOLECULA PUEDE DAR LUGAR A LA
PRODUCCION DE GLUCOSA, PERO OTRA PARTE SOLO
PUEDE PRODUCIR CUERPOS CETONICOS
CETOGÉNICOS
NO PUEDEN DAR GLUCOSA, SOLO CUERPOS
CETÓNICOS
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