Grupo 2: Gran Trabajo de Investigación

METABOLISMO DE LÍPIDOS

Metabolismo Catabólico Microbiano

Utilización de Lípidos presentes en un Medio de Cultivo

Las bacterias toman los lípidos para su metabolismo del medio externo.

Lípidos se descomponen en sus monómeros constituyentes para usarlos como recurso de energía.

Enzima fosfolipasa que son específicas para sus sustratos y rompe enlaces ésteres específicos.

Enzima lipasa rompe los enlaces principales de las grasas (enlaces ésteres).

Degradación de Lípidos

Triglicérido

Fosfolípido

Degradación de Triglicéridos

La lipasa cataliza la hidrólisis de las uniones ésteres en los carbonos primarios (a y a’) del glicerol correspondiente a las grasas neutras (triglicéridos).

Degradación de TriglicéridosPara la hidrólisis del carbono secundario restante, es necesaria la presencia de la enzima isomerasa que va a trasladar el grupo acilo del Carbono-2 (carbono b) al Carbono-1 (carbono a).

La hidrólisis del monoacilgicerol se completará por la acción de la lipasa.

Degradación de Fosfolípidos

Fosfolipasa A2: Enlace éster de la posición 2.Fosfolipasa A1: Enlace éster de la posición 1.Fosfolipasa C: Enlace entre el glicerol y el fosfato.Fosfolipasa D: Enlace entre el fosfato y la colina.

Se les asigna una letra según el enlace éster que rompen

Fosfolipasa A2 cataliza la hidrólisis

del enlace éster que une al ácido

graso insaturado del C-2 del

glicerol en los grlicerolfosfolípidos

Activación de Ácidos GrasosLos ácidos grasos son activados en el citosol mediante su conversión a tioésteres de coenzima A catalizada por Acil-CoA Sintetasa (tiocinasa), en una reacción que consume 2 ATP.

La reacción global es impulsada hacia la formación de Acil-CoA por la hidrólisis del pirofosfato mediante una pirofosfatasa que hará que la reacción sea irreversible.

Activación de Ácidos Grasos1) El ácido graso reacciona con ATP para formar un Acil-Adenilato, anhídrido mixto donde el grupo carboxilo del ácido graso está enlazado al grupo fosforilo del AMP, y pirofosfato. Esta molécula permanece fuertemente unida a la enzima.2) El grupo sulfhidrilo de la Coenzima A ataca al carbono del grupo acilo del Acil-Adenilato para formar un compuesto tioéster ácido graso de CoA (Acil-CoA) y AMP.

Activación de Ácidos Grasos

β-OxidaciónLa β-Oxidación es el proceso por el cual el Acil-CoA es degradado por la acción secuencial de cuatro enzimas en ciclos sucesivos para formar Acetil-CoA. Su nombre se debe a que permite la oxidación del carbono en posición β.

1er Paso.- Oxidación por FAD

2da Paso.- Hidratación

β -Oxidación de Ácidos Grasos Saturados Pares

3er Paso.- Oxidación por NAD+

4to Paso.- Tiólisis

β-Oxidación de Ácidos Grasos Saturados Pares

β-Oxidación de Ácidos Grasos Saturados Impares

β-Oxidación de Ácidos Grasos Insaturados

β-Oxidación de Ácidos Grasos Insaturados

Balance de Energía de la β-Oxidación

En cada ciclo de oxidación un acil-CoA se acorta en 2 carbonos, según la siguiente reacción:

Por ejemplo, el palmitil-CoA (posee 16 C) requiere 7 ciclos de oxidación y dará lugar a:

Cn-acil-CoA + FAD + NAD+ + H20 + CoA C⟶ n-2-acil-CoA + FADH2 + NADH + acetil-CoA + H+

Palmitil-CoA + 7FAD + 7NAD+ + 7H20 + 7CoA 8-acetil-CoA + 7FADH⟶ 2 + 7NADH + 7H+

Balance de Energía de la β-oxidaciónNúmero de acetil-CoA

16 Carbonos del ácido graso/2 = 8 acetil-Coa

(Número de acetil-CoA) – 1 = 7 vueltas

Número de vueltas en β-oxidación

Número de ATPs en β-oxidación

(Número de vueltas) x 4 = 28 ATPs

Total de ATPs en β-oxidación

(Número de ATPs) -2 = 26 ATPs

• 2,5 ATP a partir de NADH + H+

• 1,5 ATP a partir de FADH2

Rutas a nivel de Procariontes y Eucariontes Microbianos

Las diferentes rutas para usar a los lípidos como recurso de energía se llevan a cabo en la matriz mitocondrial en los eucariontes y en el caso de los procariontes en la membrana citoplasmática.

EucariotaProcariota

Transporte de Acil-CoA Graso al interior de las mitocondrias

Para poder ingresar a la matriz mitocondrial el ácido graso activado debe pasar por algunas reacciones:

La enzima Carnitina Aciltransferasa I elimina el CoA del acil-CoA y a la vez lo une a la carnitina en el espacio intermembranal.

La acil-cartinina es transportada hacia la membrana mitocondrial interna mediante la translocasa y paralelamente la Carnitina Aciltransferasa II regenera el acil-CoA.La cartinina que se separa, regresa al espacio intermembranal por la translocasa y reacciobna con otro acil-CoA y se repite el ciclo.

Destino del Glicerol- Glucólisis

La 3-fosfo dihidroxiacetona (3 P DHA) formada, entra a la vía glucolítica y se oxida finalmente hasta piruvato que luego pasa a Acetil -CoA.

El glicerol es absorbido y rápidamente sufre las siguientes transformaciones:

Destino del Glicerol- Glucólisis

Destino del Acetil CoA – Ciclo de Krebs

Los Acetil-CoA que se produjeron en la β-oxidación ingresaron al Ciclo Krebs.

Balance de Energía neta de la β-Oxidación

Condiciones

Endógenas PH

Actividad de agua

Exógenas

temperatura

Oxigeno

Condiciones Endógenas y Exógenas

Aeróbica

Aw=0.86

Próximo a su neutralidad

Rutas 7,8 y 45,6°C

Incubación35 a 37 °C.

Agar MantequillaAGAR PCA (gramos por litro)

• Peptona de caseína 5 grEs una buena fuente de nitrógeno y carbono.• Extracto de levaduras 2.5 grAporta vitaminas del complejo B.• D(+) Glucosa 1 grFuente de carbono.• Agar agar 14 gr• Agua destilada (50 ml)

Mantequilla: 0.1%Indicador• Rojo de metilo

BAIRD PARKERIngredientes:• Peptona de caseína 10.0 g• Extracto de carne 5.0 g• Extracto de levadura 1.0 g• Piruvato de Sodico 10.0 g• Glicina 12.0 g• Cloruro de litio 5.0 g• Agar-agar 15.0 g Aditivos: Emulsión de yema de huevo telurito 50 ml

Resultados

Ácido

Básico

INDICADOR: Rojo de metilo

• Rojo pH: 4.4• Amarillo pH: 6.8

Janny Coca, Odette Hernández, Rachel Berrio, Sonia Martínez, Ernesto Díaz, Julio Dustet.

Producción y Caracterización de las Lipasas de Aspergillus Niger y A.

Fumigatus

PAPER

• Se determinó la influencia de la temperatura y el pH sobre la actividad enzimática.

Hongos mejores productores de lipasas.

A niger

A fumigatus

Influencia de la fuente de carbono en la síntesis de lipasas en cultivos de hongos

Glicerol

Almidón/glucosa

Se determinó la influencia de la temperatura y el pH sobre la actividad enzimática.

Hongos mejores productores de lipasas.

A niger

A fumigatus

Influencia de la fuente de carbono en la síntesis de lipasas en cultivos de hongos

Glicerol

Almidón/glucosa

Objetivo: Encontrar el mejor productor de lipasas en cierto determinado grupo de microorganismos.

Se determinó la influencia de la temperatura y el pH sobre la actividad enzimática.

A. fumigatus A. niger.

pH= 7 T= 80

pH= 6