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Catabolismo degli acidi
grassi
Università di Roma TOR VERGATACL in Medicina
Biochimica (Prof L. Avigliano)
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GLUCOSIOcitoplasma
CH3CO~SCoA
PIRUVATO ACIDIGRASSI
CORPICHETONICI
CICLO DI KREBS
COLESTEROLO
via malonilCoA
ACIDI GRASSI
mitocondrio
produzione di NADH ed ATP
utilizzo di NADPH ed ATP
PIRUVATO
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STRYER
glucagone
ADIPOCITA
albumina-acidi grassi
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CATABOLISMO DEGLI ACIDI GRASSI
ATTIVAZIONE (citoplasma)richiede - ATP - Coenzima A CoASH (vitamina: acido pantotenico)
palmitato + ATP palmitoil ~ AMP + CoASH palmitoil~CoA
TRASPORTO NEL MITOCONDRIO carnitina
lisina. metionina
-OSSIDAZIONE (matrice mitocondriale)
CH3 – N+ – CH2 – CH – CH2 – COO–
CH3 OH esteri di acidi grassi acil~carnitina
CH3
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Carnitina PalmitoilTransferasi I - CPT I
membrana esterna
carnitina-palmitoil translocasi
membrana interna
Carnitina PalmitoilTransferasi II -CPT II
palmitoil~CoA CoASH
-ossidazione
matrice mitocondriale
citoplasmapalmitoil~CoA CoASH
carnitina palmitoilcarnitina
CPT1. punto di controllo
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CH3-CH2-CH2-CO ~CoA
CH3-CH=CH -CO ~CoA doppio legame trans
CH3-CH-CH2-CO ~CoA) I OH
CH3-C-CH2-CO ~CoA
2 CH3-CO ~CoA
FAD acil ~CoA deidrogenasi
+ H2O 3-trans enoil idratasi
NAD+ -idrossiacil ~ CoA deidrogenasi
CoA ~SH - chetotiolasiIIO
*
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NON funziona come pompaprotonica (Eo’ = 0,029V)
ETF flavoproteina di trasferimento degli elettroni
coinvolge flavoproteine
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attivazione -2 ATP
7 FADH x 1,5 ATP = 10,57 NADH x 2,5 ATP = 17,5 tot = 28
+ 8 Ciclo di Krebs 80 ATP
PALMITATO 8 ACETIL-CoA 8 cicli di Krebs 80 ATP
GLUCOSIO 2 PIRUVATO 2 ACETIL-CoA
2 NADH 5 ATP
2 NADH 5 ATP
2 ATP
3 NADH + H+
1 FADH2
1 GTP2 x 2 x
7,5 ATP1,5 ATP1 ATP
20 ATP
TOT 32 ATP
10 ATP1 ciclo di Krebs
TOT 106 ATP
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I GRASSI FORNISCONO
- ENERGIA
- CALORE
- ACQUA METABOLICA
Sopravvivenza per animali che non mangiano e bevono per lunghi periodi
Es cammelli, orsi in letargo,..
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Metabolismo degli acidi grassi a catena dispari
e Vitamina B12
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• Acidi grassi a C dispari • Val, Ile, Met, Thr
COO–
I
HC-CH3 + vit B12 I CO~SCoA
COO–
ICH2
ICH2
ICO~SCoA
COO–
I
CH2 + HCO3– + BIOTINA
I CO~SCoA
propionil ~CoA metilmalonil~CoA
succinil~CoA
• Ciclo di Krebs• Metabolismo corpi chetonici• Biosintesi dell’eme
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FUNZIONEFUNZIONE VIT B12VIT B12 BatteriBatteri - in molte reazioni Animali - note solo 2 reazioni
metil malonil-CoA mutasi (coenzima: adenosil Cbl)
matrice mitocondriale metil malonil~CoA succinil~CoA
Metionina sintasi (coenzima: metil Cbl) citoplasma
5 metil TH Folato + omocisteina metionina
Funzioni della metionina- sintesi proteica - donatore di metili ( sotto forma di S-adenosil-metionina
SAM)- precursore cisteina
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metionina + ATP SAM + 3 molecole fosfato
Carenza dell’enzima metionina adenosil transferasi causa persistenti alti livelli di metionina con danni neurologici
SH
ATP P~P + P
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CH3 – N+ – CH2 – CH2OH
CH3
CH3
COLINAetanolamminametionina
CH3 – N+ – CH2 – CH – CH2 – COO–
CH3 OH esteri di acidi grassi acil~carnitina
CH3lisina, metionina
CARNITINA
CREATINA O = P NH – C – N – CH2 – COO–
O– NH2+
O– CH3
argininaglicina metionina
ADRENALINAMETILAZIONE di CITOSINA ed ISTONI
Alcuni esempi di utilizzo del metile
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OMOCISTEINA METIONINA + ATP SAM
metionina sintasi B12
5- metil(-CH3 ) THF
serina + THF 5,10-metilene (-CH2-)THF TIMIDILATO glicina
istidina
+ THF 5,10- metenile (-CH=)THFglutammato
colina + THF 10-formil (-CHO) THF C2, C8 PURINE
THF = TETRAIDROFOLATO forma coenzimatica del folato
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metionina S-adenosilmetionina
S-adenosilomocisteina
omocisteina
ATP Pi + P~P
Metiltransferasi
X
metil-X
vit B12metionina
sintasi
N5-metilF
F
cistationina
cisteina
vit B6
vit B6
adenosina
serina
glicina
TRANSULFURAZIONE
TRANSMETILAZIONE
RIMETILAZIONE
vit B6
F= tetraidrofolato
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CORPI CHETONICI
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CORPI CHETONICI metaboliti idrosolubili degli acidi grassi
ACETOACETATO CH3-CO-CH2-COO-
-IDROSSIBITIRRATO maggior componente CH3-CHOH-CH2-COO-
Interconvertibili ad opera di deidrogenasi composti acidi pK~4
decarbossilazione lenta e spontanea dà acetone CH3-CO-CH3
FORMAZIONE EPATICA (matrice mitocondriale)velocità di formazione direttamente proporzionale alla velocità della -
ossidazione
soltanto UTILIZZO EXTRAEPATICO ossidati a CO2 e H2Osistema nervoso centralemuscolo cardiacomuscoloscheletrico
N.B: il fegato manca dell’enzima succinil~CoA-3chetoacido transferasi che serve per l’attivazione dell’acetoacetato ad acetoacetilCoA
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LIVELLO EMATICO corpi chetonici 0,1 mM dopo il digiuno notturno2 mM dopo tre giorni di digiuno5 mM digiuno prolungato
LIVELLO EMATICO glucosio 5,5 mM a digiuno notturno3,5 mM nel digiuno prolungato
acidi grassi-albumina 0,5 mM2 mM nel digiuno
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DIGIUNO PROLUNGATO
DIETA RICCA IN PROTEINE E/O GRASSI E PRIVA DI CARBOIDRATI (DIETA CHETOGENICA)
ESERCIZIO PROLUNGATO
STATO PATOLOGICO per Carenza di insulinaChetosi diabetica - diabete insulino-dipendente