1- biosíntesis de los ácidos grasos de cadena · pdf fileagregaron 1...
TRANSCRIPT
UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA
FACULTAD DE CIENCIAS MÉDICAS FASE I,
UNIDAD DIDÁCTICA: BIOQUÍMICA MÉDICA
2º AÑO CICLO ACADÉMICO 2,012
1- BIOSÍNTESIS DE LOS ÁCIDOS
GRASOS
DE CADENA LARGA
Dr. Mynor A. Leiva Enríquez
BIOSÍNTESIS EXTRAMITOCONDRIAL
DE LOS ÁCIDOS GRASOS
Es indicio de ABUNDANCIA
Se inicia cuando la producción de
ATP ha satisfecho las necesidades
energéticas celulares.
AcetilCoA, y
Oxalacetato
AcetilCoA, y
Oxalacetato
Es una vía completamente anabólica.
funciona unicamente cuando ingerimos
alimentos principalmente ricos en CHO.
La glucosa al oxidarse provee 2 piruvato.
El piruvato ingresa a la mitocondria y da
origen a la Acetil CoA que se une al
oxalacetato para formar citrato
Al haber suficiente ATP, este citrato es
transportado al citosol, en donde es sustrato
de la enzima “ATP citrato liasa”, que lo
convierte en sus componentes:
El citrato mitocondrial sale al citoplasma.
La enzima ATP-Citrato-Liasa forma
Acetil-CoA + Oxalacetato
en el citoplasma.
La enzima Acetil-CoA Carboxilasa convierte
la Acetil-CoA en Malonil-CoA.
BIOSÍNTESIS EXTRAMITOCONDRIAL
DE LOS ÁCIDOS GRASOS
Se forma Oxalacetato que es
convertido a malato, el cual puede
intercambiarse por citrato en el
transportador de tricarboxilato de la
membrana mitocondrial.
La Enzima Málica puede convertir el
malato en Piruvato con la producción
de NADPH + H+
BIOSÍNTESIS EXTRAMITOCONDRIAL
DE LOS ÁCIDOS GRASOS
Fuente: Fundamentos de Bioquímica 2ª. Ed. Voet, Voet, Pratt. Editorial Panamericana
Se sintetizan a partir de la
Acetil CoA en el citosol,
por un sistema
multienzimático conocido
como “SINTASA DE
ÁCIDOS GRASOS” ubicado
en el sistema Microsomal.
BIOSÍNTESIS EXTRAMITOCONDRIAL
DE LOS ÁCIDOS GRASOS
La enzima está constituida por 2
sub-unidades (polipéptidicas);
en la primera contiene un residuo
cisteína con su grupo SH y
en la segunda sub-unidad se
encuentra la ACP con su grupo SH,
en donde se van uniendo unidades
de 2 átomos de carbono.
Tiene la capacidad de formar 2
ácidos grasos a la vez (cabeza-
cola). Ver figura # 1.
BIOSÍNTESIS EXTRAMITOCONDRIAL
DE LOS ÁCIDOS GRASOS
Las enzimas REDUCTASAS que participan en este proceso,
requiere NADPH + H+ como fuente de hidrógenos.
El NADPH + H+ es provisto por
La vía de los fosfatos de pentosa
La actividad de la enzima
málica y
La actividad de la enzima
Isocitrato deshidrogenasa
del citoplasma.
BIOSÍNTESIS EXTRAMITOCONDRIAL
DE LOS ÁCIDOS GRASOS
LA ACETIL COA ES LA FUENTE PARA LA
FORMACIÓN DEL MALONIL COA
O
CH3 – C ˜ CoA
Acetil CoA
Carboxilasa
Biotina
O
OOC - CH2 – C ˜ CoA
Acetil - CoA
(HCO3 ) CO2
Malonil - CoA
Fuente: Fundamentos de Bioquímica 2ª. Ed. Voet, Voet, Pratt. Editorial Panamericana
LA ACETIL COA ES LA FUENTE PARA LA
FORMACIÓN DEL MALONIL COA
Fuente: Fundamentos de Bioquímica 2ª. Ed. Voet, Voet, Pratt. Editorial Panamericana
LA ACETIL COA ES LA FUENTE PARA LA
FORMACIÓN DEL MALONIL COA
O
CH3 – C ˜ CoA
Acetil CoA
Carboxilasa
Biotina
O
OOC - CH2 – C ˜ CoA
Acetil - CoA
(HCO3 ) CO2
Malonil - CoA
Fuente: Fundamentos de Bioquímica 2ª. Ed. Voet, Voet, Pratt. Editorial Panamericana
La Acetil CoA activa (ceba) a la
sintetasa de ácidos grasos
saturados.
La ACP une al Acetil CoA y Malonil
CoA a cada uno de los monómeros.
LA ACETIL COA ES LA FUENTE PARA LA
FORMACIÓN DEL MALONIL COA
Fuente: Bioquímica Médica 3ª. Ed. Baynes, Dominiczak Editorial Elsevier
A B
1
2
3
4
A
B
1
2 3
4
A
Para iniciar la
actividad del
complejo , en la
posición 1 se une
una molécula de
ACETIL-CoA y en la
posición 2 una
molécula de
MALONIL-CoA.
Más adelante,
queda libre el sitio 1
y la cadena que se
ha formado en la
posición 2 (uniendo
los carbonos en una
sola cadena), recibe
el efecto de las
demás enzimas del
complejo.
Para el inicio del
siguiente ciclo
enzimático, la
cadena que creció
en la posición 2
(acil-CoA de 4
carbonos), es
movida a la
posición 1, para
que una molécula
nueva de malonil-
CoA sea colocada
en la posición 2.
Para la siguiente
vuelta, se forma
una sola cadena
de 7 carbonos en
la posición 2 y
todo será repetido
6 veces más.
- Cis – SH 1
2 - Pan – SH
MAT MAT
Acetil CoA
Malonil CoA
CoA SH
CoA SH
1
O
- Cis – S - C - CH3
2
O
_
- Pan – S - C - CH2 - COO
Acetil – Malonil - Enzima
B – Ceto Acil
ACP - Sintasa
B – Ceto Acil
ACP - Sintasa CO2
NADP H+H
1 - Cis – SH
2
O O
- Pan – S - C - CH2 – C - CH3
Aceto Acetil ACP
B – Ceto Acil ACP -
Reductasa
B – Ceto Acil ACP -
Reductasa
NADP + Fuente: Fundamentos de Bioquímica 2ª. Ed. Voet, Voet, Pratt. Editorial Panamericana
- Cis – SH 1
2 - Pan – SH
MAT MAT
Acetil CoA
Malonil CoA
CoA SH
CoA SH
1
O
- Cis – S - C - CH3
2
O
_
- Pan – S - C - CH2 - COO
Acetil – Malonil - Enzima
B – Ceto Acil
ACP - Sintasa
B – Ceto Acil
ACP - Sintasa
CO2
NADP H+H
1 - Cis – SH
2
O O
- Pan – S - C - CH2 – C - CH3
Aceto Acetil ACP
B – Ceto Acil ACP -
Reductasa
B – Ceto Acil ACP -
Reductasa
NADP + Fuente: Fundamentos de Bioquímica 2ª. Ed. Voet, Voet, Pratt. Editorial Panamericana
- Cis – SH 1
2 - Pan – SH
MAT MAT
Acetil CoA
Malonil CoA
CoA SH
CoA SH
1
O
- Cis – S - C - CH3
2
O
_
- Pan – S - C - CH2 - COO
Acetil – Malonil - Enzima
B – Ceto Acil
ACP - Sintasa
B – Ceto Acil
ACP - Sintasa CO2
NADP H+H
1 - Cis – SH
2
O O
- Pan – S - C - CH2 – C - CH3
Aceto Acetil ACP
B – Ceto Acil ACP -
Reductasa
B – Ceto Acil ACP -
Reductasa
NADP + Fuente: Fundamentos de Bioquímica 2ª. Ed. Voet, Voet, Pratt. Editorial Panamericana
- Cis – SH 1
2
D (-) B – HIDROXI Butiril - ACP
B – Hidroxi
Acil ACP
Deshidrasa
B – Hidroxi
Acil ACP
Deshidrasa
NADP H+H
1
2
α – β – Trans - Butenoil ACP
Enoil – ACP Reductasa Enoil – ACP Reductasa
NADP +
OH O
- Pan – S - CH - CH2 – C - CH3
H2O
- Cis – SH
O
- Pan – S - C – CH = CH - CH3
Fuente: Fundamentos de Bioquímica 2ª. Ed. Voet, Voet, Pratt. Editorial Panamericana
1 - Cis – SH
2
O
- Pan – S - C - CH2 – CH2 - CH3
Butiril – ACP (Acil - ACP)
Fuente: Fundamentos de Bioquímica 2ª. Ed. Voet, Voet, Pratt. Editorial Panamericana
BIOSÍNTESIS DE ÁCIDOS GRASOS.
A: En el complejo enzimático,
la enzima Acetilo transacilasa
coloca una molécula de Acetil-
CoA en la posición 1-Cis-SH.
B: En el complejo enzimático, la
enzima Malonilo transacilasa
coloca una molécula de
Malonil-CoA en la posición 2-
Pan-SH.
Se cumplen 7 ciclos de las
etapas 1 a 4 hasta completar
16 carbonos en la cadena
C: La tioesterasa libera al
ácido palmítico.
A
B
1
2
3
4
C
Fuente: Fundamentos de Bioquímica 2ª. Ed. Voet, Voet, Pratt. Editorial Panamericana
BIOSÍNTESIS DE ÁCIDOS GRASOS.
A: En el complejo enzimático,
la enzima Acetilo transacilasa
coloca una molécula de Acetil-
CoA en la posición 1-Cis-SH.
B: En el complejo enzimático, la
enzima Malonilo transacilasa
coloca una molécula de
Malonil-CoA en la posición 2-
Pan-SH.
Se cumplen 7 ciclos de las
etapas 1 a 4 hasta completar
16 carbonos en la cadena
C: La tioesterasa libera al
ácido palmítico.
A
B
1
2
3
4
C
Fuente: Bioquímica Médica 3ª. Ed. Baynes, Dominiczak Editorial Elsevier
REACCIONES DE LA BIOSÍNTESIS
DE ÁCIDOS GRASOS
A: En el complejo enzimático, la enzima Acetilo
transacilasa coloca una molécula de Acetil-CoA
en la posición 1-Cis-SH.
B: En el complejo enzimático, la enzima Malonilo
transacilasa coloca una molécula de Malonil-
CoA en la posición 2-Pan-SH.
Se cumplen 7 ciclos de las etapas 1 a 4 hasta
completar 16 carbonos en la cadena
La tioesterasa libera al ácido palmítico.
ETAPA 1: FUNCIÓN CETOACILO SINTASA
El componente en posición 1 (acetil la primera vez
o acil las demás veces) es agregado al
componente en posición 2 (malonil).
Se libera CO2
Queda libre la posición 1, a donde llega el
compuesto resultante al terminar el ciclo de las
enzimas de las etapas 1234 ...1
para reiniciar una próxima vuelta.
Se forma el complejo Enzima 3-cetoacilo
ETAPA 2: FUNCIÓN 3-CETOACILO REDUCTASA
En el complejo Enzima 3-cetoacilo, se
produce “reducción” dependiente de
NADPH + H del grupo cetónico (3-ceto)
Se forma el complejo
Enzima D(-)-3 hidroxiacilo
ETAPA 3: FUNCIÓN HIDRATASA
En el complejo Enzima D(-)-3-
hidroxiacilo se produce extracción
de OH y H de los carbonos 2 y 3,
formando entre ellos un doble
enlace.
Se libera una molécula de Agua.
Se forma el complejo
Enzima acilo 2,3-insaturado.
ETAPA 4: FUNCIÓN ENOILO REDUCTASA
En el complejo insaturado, se produce una segunda
reducción dependiente de NADPH + H, que elimina el
doble enlace.
Se forma el complejo Enzima acilo con la cadena de
carbono enlazada en la posición 2-pan-SH.
Para poder seguir, la cadena de la posición 2 es
trasladada a la posición 1-Cis-SH, reiniciándose el
ciclo en etapa 1, lo cual está representado con el
símbolo A que corresponde al momento en que se
presenta giro… o salto de la posición 2 a 1.
A B
1
2
3
4
FINAL: FUNCIÓN TIOESTERASA
Luego de completar 7 ciclos (en los que se
agregaron 1 molécula de Acetil-CoA y 7
moléculas de Malonil-CoA), la cadena formada
alcanza 16 carbonos.
La enzima Tioesterasa separa la cadena del
ácido graso del complejo enzimático.
El ácido Palmítico así formado está ahora
disponible para la esterificación.
La función del complejo enzimático es doble.
38
A
B
1
2 3
4
A
REACCIONES DE LA BIOSÍNTESIS
DE ÁCIDOS GRASOS
A: En el complejo enzimático, la enzima Acetilo
transacilasa coloca una molécula de Acetil-CoA
en la posición 1-Cis-SH.
B: En el complejo enzimático, la enzima Malonilo
transacilasa coloca una molécula de Malonil-
CoA en la posición 2-Pan-SH.
Se cumplen 7 ciclos de las etapas 1 a 4 hasta
completar 16 carbonos en la cadena
La tioesterasa libera al ácido palmítico.
Palmitoil
Tioesterasa
Fuente: Fundamentos de Bioquímica 2ª. Ed. Voet, Voet, Pratt. Editorial Panamericana
Fuente: Fundamentos de Bioquímica 2ª. Ed. Voet, Voet, Pratt. Editorial Panamericana
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
A B
1
2
3
4
55
REGULACIÓN DE LA SÍNTESIS
Con buena alimentación (alta
proporción de carbohidratos) la
tasa de lipogénesis es alta.
Es baja en ayuno,
descompensación diabética o
exceso de grasas en la dieta.
La forma activa de la Acetil-CoA Carboxilasa
es en estado desfosforilado.
La Acetil-CoA Carboxilasa es activada por CITRATO (efecto alostérico).
Es inactivada por Acil-CoA de cadena larga.
El Glucagón y la Adrenalina provocan la fosforilación de la enzima, disminuyendo su actividad.
La Insulina estimula la lipogénesis e inhibe la lipólisis del tejido adiposo.
REGULACIÓN DE LA SÍNTESIS
Sobre
alimentación
Ayuno o
D. M. Inductor Activador Inhibidor
Enz. Málica h i Insulina
ATP citrato
liasa h i Insulina
Acetil-CoA
Carboxilasa h i Insulina ? Citrato
Insulina
Acil-Coa
c’AMP,
glucagón
Acido Graso
sintasa h i Insulina ?
REGULACIÓN DE LA SÍNTESIS
Gracias. Buen día.