Facultad de Medicina Universidad de Chile

Prof. Leonardo Gaete G.

Biosntesis de cidos grasos

Biosntesis de TAGs

Biosntesis de colesterol

KINESIOLOGA 2014

Alimento % carbohidratos % grasas % protenasHarina de trigo 70% 1% 11%Pan 52% 1% 8%Legumbres 52% 2% 24%Papas 20% 0% 2%Frutas 10% 0% 1%Repollo 7% 0% 2%Leche de vaca 5% 4% 3%Carne grasa 1% 37% 15%Carne magra 1% 2% 20%Huevos 0% 12% 13%

La ingesta diaria incluye alrededor de 60 a 150 g de triacilgliceroles (TAG), 200 a 500 mg de colesterol (libre y esterificado) y 2 a 3 g de fosfolpidos

Biomolculas orgnicas formadas bsicamente por carbono e hidrgeno y generalmente tambin oxgeno. Adems pueden contener tambin fsforo, nitrgeno y azufre. Son generalmente insolubles en agua y solubles en disolventes orgnicos, como ter, cloroformo y benceno.

FUNCIONES

Reserva. Son la principal reserva energtica del organismo. Un gramo de grasa produce 9,4 kilocaloras/gr.

Estructural. Forman las bicapas lipdicas de las membranas. Recubren rganos y le dan consistencia, o protegen mecnicamente como el tejido adiposo de pies y manos.

Biocatalisis. Favorecen o facilitan las reacciones qumicas que se producen en los seres vivos. Cumplen esta funcin las vitaminas lipdicas, las hormonas esteroideas y las prostaglandinas.

Transporte. El tranporte de lpidos desde el intestino hasta su lugar de destino se raliza mediante su emulsin gracias a los cidos biliares y a los proteolpidos.

1. Lpidos saponificables (contienen cidos grasos) A. Simples: Formados tan slo por C, H y O.

Acilglicridos: Formados por lpidos simples unidos a Glicerol (glicerina), pueden ser mono (MAG), di (DAG) o triglicridos (TAG). Los TAG, a diferencia de las protenas y glcidos, son las nicas molculas almacenadas en clulas especializadas, los adipocitos, que constituyen el tejido adiposo, ampliamente distribudo en todo el organismo. Ceras: cidos grasos de cadena larga unidos a alcoholes tambin de cadena larga. Son slidos totalmente insolubles en agua.

B. Complejos: adems de carbono, hidrgeno y oxgeno poseen tambin nitrgeno, fsforo, azufre o un glcido. Son las principales molculas constitutivas de la doble capa lipdica de la membrana, por lo que tambin se llaman lpidos de membrana.

Fosfolpidos: Se caracterizan por presentar un cido ortofosfrico en su zona polar. Son las molculas ms abundantes de la membrana citoplasmtica. Glicolpidos: se caracterizan por poseer un glcido. Se encuentran formando parte de las bicapas lipdicas de las membranas de todas las clulas, especialmente de las neuronas. Se sitan en la cara externa de la membrana celular, en donde realizan una funcin como receptores de molculas externas que darn lugar a respuestas celulares.

2. Lpidos insaponificables (no poseen cidos grasos) A. Terpenos: molculas lineales o cclicas que cumplen funciones como esencias vegetales (ej. Mentol, limoneno, alcanfor, eucaliptol, vainillina), vitaminas (ej. A,E,K) y pigmentos vegetales (ej. carotina y xantfila). B. Esteroides: derivan del esterano y pueden ser esteroles (ej. colesterol y vitamina D) u hormonas esteroideas como las hormonas suprarrenales y las hormonas sexuales. C. Prostaglandinas: estn constitudas por 20 tomos de carbono que forman un anillo ciclopentano y dos cadenas alifticas. Participan en la produccin de sustancias que regulan la coagulacin de la sangre y cierre de las heridas, la aparicin de la fiebre como defensa de las infecciones, la reduccin de la secrecin de jugos gstricos. Funcionan como hormonas locales.

Molculas anfipticas formadas por una larga cadena hidrocarbonada lineal (hidrofbica) con par de tomos de carbono y un grupo carboxilo (hidroflico). Son solubles tanto en solventes polares como apolares.

Existen alrededor de 70 cidos grasos que se pueden clasificar en dos

grupos :

Los cidos grasos saturados slo tienen enlaces simples entre los tomos de carbono. Son ejemplos de este tipo de cidos el mirstico (14C); el palmtico (16C) y el esterico (18C) . Los cidos grasos insaturados tienen uno o varios enlaces dobles en su cadena y sus molculas presentan codos, con cambios de direccin en los lugares dnde aparece un doble enlace. Son ejemplos el olico (18C, un doble enlace) y el linoleco (18C y dos dobles enlaces).

Lignocrico

N de Carbonos

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26

Actico

Butrico

Caproico

Caprlico

Cprico

Lurico

Mirstico

Palmtico

Esterico

Araqudico

Behnico

Certico

C H H H O O H C

H H C

H H C

H H C

H H C

H H C

H H C

H H C

H H C

H H C

H H C

H H C

H H C

H H C

H H C

H H C

H H C C H

H H O O H C

H H C

H H C

H H C

H H C

H H C

H H C

H H C

H H C

H H C

H H C

H H C

H H C

H H C

H H C

H H C

H H C

Los cidos esterico (18:0) y palmtico (16:0) son los cidos grasos saturados ms comunes en la naturaleza.

cidos grasos saturados

3 2 1

H3C

(CH2)nCH2

CH2CO

OH3C

(CH2)nCH2

CH2CO

H3C(CH2)n

CH2CH2

CO

OH3C

(CH2)nCH2

CH2CO

OH

O

cidos grasos

OH

O OH

O

OH

O

cido octadecanoico C18:0

cido cis-9-octadecenoico C18:1(cis-9)

cido trans-9-octadecenoico C18:1(trans-9)

cido cis-9,12,15-octadecatrienoico C18:3 (cis-9,12,15)

cido cis-9,12-octadecadienoico C18:2 (cis-9,12)

cido esterico

cido oleico

cido elidico

cido -linolnico

cido linoleico

OH

O

9

9

6

3

CIDOS GRASOS CIS Y TRANS

cidos grasos

CIS - CIS

TRANS - TRANS

CIS - TRANS

insaturados

COOH

COOH

COOH

COOH

9

6

3

6

Oleico

Linoleico

Linolnico

Araquidnico

Piruvato NAD+ + CoA

Oxaloacetato

Citrato Acetil-CoA

Citrato sintasa

NADH + CO2

T

T

Acetil-CoA

Carbohidratos dietarios Piruvato

Gluclisis

Citrato

ATP + CoA + H2O ADP + Pi + oxaloacetato

Citrato liasa

CITOPLASMA

MITOCONDRIA

HEPATOCITO

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

Protena transportadora de Biotina (B7)

Biotina carboxilasa

HCO3-

Transcarboxilasa

Acetil-CoA

O C O-

CH2

O C S-CoA

Malonil-CoA

O C O-

Acetil-CoA

Malonil-CoA

8Acetil-CoA Palmitato + 8CoA

7ATP

7ADP + 7Pi

14NADPH + 14H+

14NADP+ 6H2O

Acetil-CoA carboxilasa cido graso sintasa

7Malonil-CoA

Acetil-CoA

Protena portadora de

acilo PPA Acetil-CoA-ACP

transacetilasa AT

AT PPA

CS MT

CR

HD ER

-Cetoacil-ACP reductasa CR

Malonil-CoA-ACP transferasa MT

-Cetoacil-ACP sintasa CS

-Hidroxiacil-ACP deshidratasa HD

Enoil-ACP reductasa ER

Protena portadora de acilos (PPA) Acetil-CoA-ACP transacetilasa (AT) -Cetoacil-ACP sintasa (CS) Malonil-CoA-ACP transferasa (MT) -Cetoacil-ACP reductasa (CR) -Hidroxiacil-ACP deshidratasa (HD) Enoil-ACP reductasa (ER)

SH SH

acetil-CoA malonil-CoA

SH SH

PPA

CH3-CO-S

SH acetil-CoA-ACP transacetilasa

CH3-CO-S

-OOC-CH2-CO-S

Malonil-CoA-ACP transferasa

1

2

H3C-CO-CH2-CO-S

SH

-ceto-ACP sintasa

3

H3C-CHOH-CH2-CO-S

SH 4

H3C-CH=CH-CO-S

SH

-hidroxiacil-ACP deshidratasa

H2O

H3C-CH2-CH2-CO-S

SH

5

Enoil-ACP reductasa

NADP+

NADPH + H+ 6

H3C-CH2-CH2-CO-S

SH

CO2

T

CAT I CAT II

carnitina

acil-carnitina

acil-CoA

CoA

acil-carnitina

carnitina

CoA

acil-CoA

MATRIZ MITOCONDRIAL ESPACIO INTERMEMBRANA MEMBRANA INTERNA

acetil-CoA + CO2 + ATP

acetil-CoA carboxilasa

malonil-CoA cido graso sintasa

AG

INSULINA

GLUCAGN

+

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

NADH NAD+ ATP ADP

Acil-CoA

CoA

CoA

Acil-CoA

H2O Pi Acil-CoA CoA

Acil-CoA

CoA

glicerolquinasa glicerol-3P-deshidrogenasa

1-acilglicerol-3P-aciltransferasa

glicerol-3P-aciltransferasa

fosfatidato fosfohidrolasa

Monoacilglicerol aciltransferasa

diacilglicerol aciltransferasa

P

ATP ADP

quinasa

fosfoprotena fosfatasa

ENZIMA FOSFORILADA ENZIMA DESFOSFORILADA (Mayor actividad) (Menor actividad)

piruvato quinasa piruvato deshidrogenasa acetil-CoA carboxilasa

Pi H2O

INSULINA

GLUT- 4 glucosa sangunea

glucosa

glucosa-6-P

dihidroxiacetona-P

piruvato

acetil-CoA

malonil-CoA

cidos grasos

quilomicrones TAG (dieta)

VLDL TAG (hgado)

lipoprotena lipasa

CoA

acil-CoA

glicerol-3-P

TAG

+

+

+ +

NADH

NAD+ piruvato

deshidrogenasa

acetil-CoA carboxilasa

+

HIPERGLICEMIA

oxidacin, regulando concertadamente ambos procesos.

La insulina activa la acetil-CoA carboxilasa, estimulando la produccin de malonil-CoA, inhibidor alostrico de la carnitina acil transferasa I (CAT I). aumenta la biosntesis de cidos grasos e inhibe su

HIPOGLICEMIA El glucagn inhibe la acetil-CoA carboxilasa, disminuyendo la produccin de malonil-CoA, lo que aumenta la -oxidacin.

De esta forma, la insulina

LIPOGNESIS EN EL HGADO

glucgeno

tejido adiposo, intestino delgado y glndula mamaria).

Regulada por citrato y niveles de insulina y glucagn.

La lipognesis incluye la biosntesis de cidos grasos y su esterificacin con glicerol-3-P para formar TAG (hgado,

glucosa en exceso

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

cido palmtico

otros cidos grasos

piruvato quinasa 1

1

piruvato deshidrogenasa 2

2

acetil-CoA carboxilasa 3

3

cidos grasos sintasa 4

4

Condicin Insulina/Glucagn Lipognesis Lipolisis Cetognesis

Alimentado

Ayunado

Diabtico

(>insulina)

(> glucagn)

(< insulina)

Aumentada

(-)

(-)

(-)

Aumentada

Muy aumentada

Aumentada

Muy aumentada

Fisiolgica

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

Retculo endoplsmico

liso

NCLEO CITOSOL

mRNA

transcripcin

mRNA

traduccin

HMG-CoA reductasa (activa)

HMG-CoA reductasa (inactiva)

H2O Pi fosfoprotena fosfatasa

ATP ADP

protena quinasa

+ HMG-CoA cido mevalnico

Colesterol

SREBP

ruptura proteoltica

SREBP

P

COLESTEROL

SREBP (Sterol Regulatory Element Binding Protein)

GLUCAGN

INSULINA

+