Ciclo del acido glioxilico y anabolismo de lipidos
Anuncio
CICLO DEL ÁCIDO GLIOXILICO SÍNTESIS DE ÁCIDOS GRASOS SÍNTESIS DE TRIACILGLICÉRIDOS Ciclo del ácido glioxílico Generalidades Germinación de la semillas de plantas oleaginosas Rodeo de las reacciones de descarboxilación. 5 reacciones Modificación del ciclo de Krebs. Plantas y microrganismos. Ciclo del ácido glioxílico En plantas se lleva a cabo en los glioxisomas. Utilización de los ácidos grasos o del acetato para la síntesis de glúcidos Ciclo del ácido glioxílico Los glioxisomas Los glioxisomas son una variedad particular de los peroxisoma que se encuentran únicamente en las plantas. Contiene enzimas que catalizan la conversión de ácidos grasos en azúcares . Ciclo del ácido glioxílico 5 reacciones enzimáticas β Oxidación Acetil Coa E: Citrato sintasa Oxalacetato Citrato E: Malato Deshidrogenasa Malato Ciclo del ácido glioxílico E: Aconitasa Isocitrato E: Malato sintetasa E: Isocitrato liasa β Oxidación Glioxilato Succinato Ciclo del ácido glioxílico Reacciones específicas 1-. Reacción de Escisión: enzima isocitrato liasa COOH l l COOH l l HOCH l HC - COOH CH2 CH2 CH2 COOH COOH l CHO + l COOH l Ácido isocítrico Ácido succínico Ácido glioxílico 2-. Reacción de condensación: enzima malato sintetasa COOH CH3 l C=O l + CHO l COOH S - CoA Acetil CoA l l CH2 HCOH l COOH Ácido glioxílico Ácido málico + CoA-SH Ciclo del ácido glioxílico Biosintesis de glucosa a partir de ácido grasos Integración del ciclo de ácido glioxílico y el ciclo de krebs Sale del glioxisoma Entra a la mitocondria Visión general del anabolismo de ácidos grasos y triacilgliceridos Aminoácidos Lípidos (Triacilgliceridos) Acetil CoA Carbohidratos Fosfodihidroxiacetona Glicerol Síntesis De Novo Ácido graso (Ac. Palmítico) 3 Ac. Grasos Glicerol 3 P Lipogénesis Ácidos grasos de cadena larga saturados o insaturados Triacilgliceridos Síntesis de ácidos grasos: Síntesis de Novo Precursor S í n t e s i s d e Producto Ubicación Acetil CoA 8 Ácido palmítico (16C) 1 Acetil CoA Cebador o iniciador 7 Acetil CoA 7 Malonil CoA Alargamiento y desaturación Animal Citosol Vegetal Cloroplastos Ácidos grasos de cadena larga Sat. e insaturados Célula Difiere significativamente de la β Oxidación A . G No comparten reacciones comunes. Acetil CoA Carboxilasa Complejos enzimáticos Ácido graso sintasa Síntesis de ácidos grasos: Definición y etapas Procesos Biosintético que ocurre en la célula por medio del cual se obtiene ácido palmítico (u otros ácidos grasos saturados o insaturados) a partir del Acetil Coa. Etapas Mitocondria 1-.Transporte del Acetil CoA al citosol Acetil CoA 2-.Formación del malonil CoA Acetil CoA 3-.Reacción cebadora Acetil CoA Carboxilasa 4-.Transferencia del malonilo Malonil CoA Reacciones 5-. Condensación 6-. Reducción 7-. Deshidratación 8-. Reducción del doble enlace Ciclos de Alargamiento Ácido graso sintasa Ac. Palmítico Síntesis de ácidos grasos: Mecanismo 1-. Transporte del acetil CoA desde la mitocondria al citosol Sistemas de transporte del Acetil Mecanismo de la Carnitina Sistema de transporte de los ácidos tricarboxílico Sistema de transporte de los ácidos tricarboxílico mitocondria Acetil CoA Citrato Citosol Citrato ATP citrato liasa ADP + Pi ATP + CoA Oxalacetato + Acetil CoA Oxalacetato malato Piruvato malato Piruvato NADH + H+ NAD+ NADP+ NADPH + H+ CO2 Síntesis de ácidos grasos: Mecanismo 2-. Formación del malonil CoA: Carboxilación CH3 C Acetil CoA Carboxilasa SCoA + HCO-3 + ATP O = = O HOOC CH2 C Acetil CoA SCoA Malonil CoA Características de la reacción Es irreversible Es una etapa reguladora de la biosíntesis de los ácidos grasos El Acetil CoA Carboxilasa es una enzima alostérica. Activa en presencia de citrato o isocitrato Inactiva en ausencia de citrato o isocitrato ADP + Pi Síntesis de ácidos grasos: Mecanismo 3-.Reacción cebadora En esta etapa emplea un Acetil CoA para cebar el complejo enzimático ácido graso sintasa. Características 7 funciones especificas “Maquinaria” Ensamblar Siete polipeptidos distintos Ácido graso Bacterias y plantas 6 funciones Catalíticas Dos polipeptidos distintos Levaduras Un solo polipetido Vertebrados Una función de soporte del acido graso en crecimiento Síntesis de ácidos grasos: Mecanismo Funciones especificas de las proteínas del ácido graso de E. Coli Componente Función Proteína portadora de acilo (ACP) Transportar grupos acilos en enlace Tioéster Acetil-CoA-ACP-transacetilasa (AT) Transfiere grupos acilo desde la CoA a un residuo de Cys de KS Beta-Cetoacil-ACP sintasa (KS) Condensa los grupos acilo y malonilo. Malonil-CoA-ACP- transferasa (MT) Transfiere el grupo malonilo desde el CoA a la ACP Beta-Cetoacil-ACP reductasa (KR) Reduce el grupo beta-ceto a grupo beta-hidroxilo. Beta-hidroxiacil-ACP deshidrogenasa (HD) Elimina agua del beta-hidroxiacil-ACP formando un doble enlace Enoil-ACP-reductasa (ER) Reduce el doble enlace formado acil-ACP saturado. SH Residuo de cisteina Recibe el acetil SH Residuo del grupo prostetico 4-fospanteteína Recibe el malonil Soporte de la cadena en crecimiento Síntesis de ácidos grasos: Mecanismo Mecanismo de acción de la reacción cebadora Se activa la enzima Acetil-CoA-ACP-Transacetilasa (AT), y transfiere el grupo acilo desde el Acetil CoA hasta el resto de cisteína de la enzima beta-cetoacil-sintasa (KS) SCoA Enlace Tioéster CH3 O C = = CH3 O C S + CoA-SH Se activa la Acetil transacetilasa (AT) Se usa el único Acetil-CoA que no se transforma a malonil CoA Síntesis de ácidos grasos: Mecanismo 4-.Reacción de transferencia del malonilo: El malonil-CoA formado en la reacción 2, se transfiere al grupo sulfhidrilo (-SH) de la proteina transportadora de acilos (ACP) + CoA-SH Se activa la malonil Transferasa (MT) Síntesis de ácidos grasos: Secuencia de reacciones En el complejo enzimático se van a llevar a cabo 4 reacciones fundamentales que permiten que la cadena crezca en 2 unidades de carbono por cada vuelta, 7 malonil CoA Condensación CO2 Reducción NADPH + NADPH + H+ NADP+ Reducción H+ NADP+ Deshidratación H2O Complejo ácido graso sintasa Ácido Palmítico Síntesis de ácidos grasos Ecuaciones generales Ecuación para la síntesis ácido palmítico a partir de acetil CoA y malonil CoA Acetil CoA 7 Malonil CoA 14 NADPH 14 H ácido palmítico 7CO2 14 NADP 8CoA 6 H 2O Ecuación globlal para la síntesis ácido palmítico a partir de acetil CoA 8 Acetil CoA 7 ATP 14 NADPH 14 H ácido palmítico 14 NADP 8CoA 6H 2O 7 ADP 7 Pi Consideraciones energéticas 8 Acetil CoA 7 ATP Síntesis de Novo 14 NADPH Ácido palmítico Alargamiento de ácidos grasos saturados Generalidades Alargamiento de ácidos grasos Retículo endoplasmático Ácido palmítico Localización Matriz mitocondrial Precursor Ácido palmítico Malonil CoA Dador de acilos Acetil CoA NAPDH Potenciales de reducción NAPDH y NADH Secuencia de reacciones 1-. Condensación. 2-. Reducción 3-. Deshidratación 4-. Reducción Alargamiento de ácidos grasos saturados Síntesis del ácido Esteárico (C-18) en la mitocondria CH 3 (CH 2 )14 C SCoA O + Condensación CH 3 (CH 2 )14 C CH 2 C SCoA COOH CH 2 C SCoA Malonil CoA CO2 O = = O = Palmitoil CoA = O + HSCoA NADPH + H+ Reducción NADP+ O = OH l CH 3 (CH 2 )14 CH CH 2 C SCoA H2O Deshidratación = O CH 3 (CH 2 )14 CH CH C SCoA NADPH + H+ Reducción O = Estearil CoA NADP+ CH 3 (CH 2 )14 CH 2 CH 2 C SCoA Ácido estearico Síntesis de ácidos grasos insaturados Retículo endoplasmático Ácido palmitoleico Ácido oleico Productos Alargamiento Desaturación Localización Ácido palmítico Ácido estearico Precursor Generalidades Proceso enzima Acil graso-CoA desaturasa Oxidasa de función mixta Acido graso y el NADH o NADPH Diferentes de acuerdo al organismo Aeróbico o anaeróbico Síntesis de ácidos grasos insaturados Palmitato (16:0) E s q u e m a g e n e r a l Desaturación Alargamiento Palmitoleato 16:1(∆9) Estearato (18:0) Desaturación Oleato 18:1 (∆9) Alargamiento Ácidos grasos sat. De cadena largas. Desaturación (solo en plantas) Desaturación (solo en plantas) α Linolenato 18:3 (∆9,12,15) Otros ácidos grasos poliinsaturados Linoleato 18:2 (∆9,12) Desaturación Linolenato 18:3 (∆6,9,12) Alargamiento Icosatrienoato 20:3 (∆8,11,14) Síntesis de Triacilgliceridos: Lipogénesis Generalidades Fosfato de Dihidroxicetona Glicerol Fosforilación Reducción Glicerol 3 P Triacilgliceridos Acetil CoA Producto Precursores activos Lipogénesis Etapas Activación Ensamblaje Almacenamiento Tejido adiposo y hepático Animales Semillas y frutos plantas Síntesis de Triacilgliceridos Mecanismo de acción Fosfato de Dihidroxicetona Glicerol Glicerol 3 P NADH + H+ Gliceril 3 P deshidrogenasa Reducción Fosforilación Gliceril quinasa ADP NAD+ Acilación ATP 2HSCoA Acetil Transferasa Ácido fosfatídico (Diacilgliceril fosfato) Síntesis de Triacilgliceridos Ácido fosfatídico (Diacilgliceril fosfato) H2O Hidrólisis Fosfatasa Pi Diacilglicerido Acilación Acetil Transferasa SHCoA Triacilglicerido GRACIAS ANEXOS Síntesis de ácidos grasos: Mecanismo Características de la enzima Acetil CoA Carboxilasa Enzima de origen BC Bacteriano Tres unidades polipeptidicas con actividades diferentes. Animal Un solo polipeptido con tres actividades diferentes. Biotina Carboxilasa (BC) Contiene ambas Biotina como grupo prostético Proteína transportadora de Biotina (PTB) Carboxilo Transferasa (CT) Vegetal Biotina PTB CT Síntesis de ácidos grasos: Mecanismo Mecanismo de acción de la enzima Acetil CoA Sintasa HCO-3 Consume energía ATP ADP + Pi = O Biotina Carboxilasa BC BC O C Biotina PTB PTB Biotina CT Carboxilo Transferasa CT Malonil CoA Acetil CoA Síntesis de ácidos grasos: Mecanismo Reacciones 5-. Condensación 6-. Reducción 7-. Deshidratación 8-. Reducción del doble enlace Traslocación del butirilo Enzima: Acetil transacetilasa (AT) 5-. Condensación Butiril-ACP Enzima: cetoacil sintasa (KS) cetobutiril-ACP La que fue introducida como HCO-3 trans 2 Butenoil ACP 8-. Reducción del doble enlace Enzima: Enoil reductasa(ER) Enzima: cetoacil reductasa (KR) 7-. Deshidratación 6-. Reducción del grupo carbonilo. Hidroxibutiril-ACP Enzima: Hidroxiacil deshidratasa(HD) Síntesis de ácidos grasos: Mecanismo Cada vuelta se le van adicionando dos átomos de carbono a la cadena pre existente transferencia del malonilo Traslocación Enzima: malonil Transferasa (MT) 5-.Condensación Después de 7 ciclos 8-.Reducción Palmitoil-ACP Palmitoil tioesterasa Enzima: cetoacil sintasa (KS) 7-. Deshidratacion 6-. Reducción AcidoPalmítico