206211301 Metabolismul Acizilor Graşi

Metabolismul acizilor graşi

Dr. Gligor Ramona

Beta-oxidarea acizilor graşi

Prima etapă – activarea AG – formarea complexului – AG-CoA (acil-CoA)

Reacţii succesive → acetil-CoA + un acil-CoA mai scurt cu 2C

Β-oxidarea se contiuă secvenţial → acetoacetil-CoA este descompus → 2 molecule de acetil-CoA


Un ciclu al procesului conţine 4 reacţii: 2 dehidrogenări O hidratare O tioliză

Acil-CoA şi acil-carnitina Sinteza acil-CoA – loc in citosol, participă un

acid gras si CoA-SH. Se utilizeză ATP Acidul gras formează un tioester cu CoA-SH,

produs macroergic (palmitil-CoA) Reactia este catalizată de o tiokinază


http://www.rpi.edu/dept/bcbp/molbiochem/MBWeb/mb2/part1/fatcatab.htm


Acil-CoA se sitetizează în citosol, enzimele β-oxidării se găsesc in membrana internă a mitocondriei.

Transportul intramitocondrial al acil-CoA are loc sub actiunea carnitinei

Carnitina preia acilul cu formare de acil-carnitină (carnitin-acil-transferaza)

Acil-carnitina este transportată în mitocondrie de o proteină – translocaza

Aceasta transportă acil-carnitina in mitocondrie şi carnitina in sens invers


In mitocondrie sub actiunea carnitin-acil-transferazei II se eliberează gruparea acil

Acesta se regrupează cu CoA-SH cu formarea acil-CoA, care urmează calea β-oxidării

Carnitina liberă părăseşte mitocondria



Prima reactie – dehidrogenare FAD-dependentă FAD din forma oxidată → FADH2 (redusă) Produsul rezultat = β-enoil-CoA – are dublă

legătură in structură Reacţia a doua – sub actiunea unei

hidrataze (enoil-CoA hidrataza) → β-hidroxi-acil-CoA


Reactia 3-a – are loc o oxidare, prin dehidrogenare, sub actiunea hidroxi-acil-CoA-dehidrogenaza NAD dependentă → cetoacil-CoA.

Reactia 4 – cetoacilul-CoA printr-o reacţie de tioliză cu participarea CoA-SH duce la eliminarea unui fragment de 2C respectiv acetil-CoA şi un acil cu 2C mai scurt

Reacţiile se repetă de 7 ori până când in final se formează 2 molecule de acetil-CoA, sub formă de acetoacetil-CoA

Sinteza de ATP in β-oxidare Fiecare spirala generează:

FADH2 → 2 ATP NADH + H+ → 3ATP

Acidul palmitic (16C) – 7 spirale 7 FADH2 →14 ATP 7 NADH + H+ → 21 ATP 8 acetil-CoA→ 96 ATP (12 ATP – ciclul citric)

Total ATP = 131 molecule In timpul activarii palmitatului se consuma 2 ATP

→129 molecule de ATP

Oxidarea acizilor grasi nesaturaţi

Este mai complexa Atunci când un acid gras nesaturat

este oxidat este nevoie de o reducere NADPH-dependenta pentru fiecare dublă legătură din molecula acidului

Aceasta reduce productia de ATP cu 3 molecule pentru fiecare dublă legătură


Oxidarea complexului linoleic-CoA, dublă legătură la C9 şi C12 Activarea acidului linoleic 3 cicluri de β-oxidare → acil-CoA 6C si 2

duble legături C3 şi C6 Sub actiunea unei enoil-CoA izomeraze

→ C3 →C2 Un ciclu de β-oxidare → acil cu 10C, si

dublă legătură la C4


Sub actiunea unei acil-coA dehidrogenaze FAD-dependente → FADH2, iar acil-CoA cu 10C are din nou 2 duble legături C2 şi C4

se reduce o dublă legătură sub actiunea 2-4 dienoil reductaze NADP+ dependente → C3

Are loc reducerea dublei legături la C2 sub actiunea unei enoil-coA izomeraze

4 cicluri de β-oxidare → 5 molecule de acetil-coA

Biosinteza acizilor graşi

Acetil-CoA – tioester bogat in energie – util in sinteza AG

Acetil-coA – primer in sinteza de AG şi precursor – malonil-CoA

Acetil-CoA provine din metabolismul glucozei


Biosinteza acizilor grasi cuprinde: Biosinteza propriu-zisă “de novo” –

legarea succesivă a câte 2 C la acetil-CoA – are loc in citoplasmă

Elongarea acizilor graşi exogeni sau endogeni – reticulul endoplasmatic


Etapele biosintezei (biosinteza palmitatului) O moleculă de acetil CoA + 7 molecule de

malonil-coA


Acetil-CoA furnizează C15, C16, restul atomilor de C provin din malonil-CoA

In biosinteza AG mai avem nevoie si de NADPH

Biosinteza acizilor graşi Formare malonil-CoA

Este derivat din acetil-CoA Cînd glucoza serveste la obţinerea acetil-CoA,

piruvatul este transportat in mitocondrie şi transformat in acetil-CoA, sub actiunea piruvat dehidrogenazei

Derivatii de CoA nu pot traversa membrana mitocondrială – acetil-CoA + oxalacetat → citrat – expotat din mitocondrie

Citratul → acetil-coA + oxalacetat (ATP-citrat liaza) Oxalacetatul → malat (malat dehidrogenaze NADH) Malatul este traferat in mitocondrie

carier pentru un nou grup acetil Decarboxilare oxidativă – piruvat + NADPH+H+ NADPH+H+ utilizat in sinteza de lipide


Acetil-coA carboxilaza catalizează sinteza de malonil-coA

Reactia de carboxilare a acetil-coA este reactie reglatoare o biosintezei de AG

Biosinteza acizilor graşi Enzimele implicate in sinteza AG constituie un

complex multienzimatic = acid gras sintetaza Acest complex conţine:

2 lanţuri polipeptidice multifunctionale – eucariote La vertebrate – conţine 2 subunităţi identice

Fiecare unitate conţine o regiune ACP (acil carier protein) sau PTA (proteină

transportoare de acil) Enzime care intervin in sinteză O tioesterază care eliberează acidul gras din complexul

acil-coA


Cele 6 enzime sunt grupate in 2 domenii Domeniul I : cetoacil sintetaza, acil

transacilaza, malonil transacilaza Domeniul II: cetoacetil reductaza,

deshidrataza, enoil reductaza + ACP


Domeniul enzimatic are 2 tipuri de grupări tiol.

Unul apartine cisteinei din domeniul I Cea de a 2 tine de 4 fosfopanteteina

din domeniul II In sinteza participă o sububitate

functionala de la un domeniu si una de la celalat domeniu


De grupările SH din cele doua domenii se va lega malonil de SH de la panteteina şi acetilul de la SH din cisteină

Urmează unirea acetatului cu malonilul cu formarea primei unităţi cu 4C care se fixează pe SH din cisteină

In continuare urmează 4 reactii repetitive: Condensare (sinteză) Reducere NAD dependenta Dehidratare sub actiunea unei dehidraze Reducere NAD-dependenta


Rezultă formarea butiril-ACP Ciclul II butirilul primeste un malonil şi

lantul creste cu 2C Ca in final dupa 7 cicluri rezulta

palmitoil-ACP Care prin hidroliză de acid palmitic



Elongarea acizilor grasi

Acidul oleic si stearic sunt constituienţi ai celulelor umane

Sinteza de acizi grasi cu participarea acid gras sintetazei se opreste la palmitat

Dar organismul uman poate sintetiza acizi grasi cu lant mai lung prin reactii de elongare

Elongarea acizilor grasi Unitatea de 2C in elongare in mitocondrie provine de la acetil-

coA iar in reticulul endoplasmatic provine de malonil-coA Substratul pentru elongare este un acil-coA, nu un acil-ACP La capatul carboxil al acilului care urmează a fi alungit se

adauga 2C de la acetil-CoA sau malonil CoA şi urmează cele 4 reactii repetitive: Condensare Reducere Dehidratare Reducere

Rezultatul – un acil cu 2C in plus

Elongarea acizilor grasi

La reactiile de reducere participă NADPH (forma fosforilată a coenzimei oxidoreducătoare)

Documents

206211301 Metabolismul Acizilor Graşi