BIOCHIMIE II

BIOCHIMIA METABOLISMULUI

METABOLISMUL LIPIDELOR PARTEA Ia

Conf. Dr. Biochim. Bogdan Nicolae Manolescu

Facultatea de Chimie Aplicat i tiina MaterialelorDepartamentul de Chimie Organic C. NeniescuLaborator 013, Corp F, Campus Polizu

ntrebri:

Nu sunt precursori pentru sinteza aminoacizilor:2-fosfogliceratfosfoenolpiruvatpiruvatsuccinateritrozo-4-fosfat

Sunt afirmaii incorecte despre reaciile de transaminare:sunt ireversibilesunt catalizate de enzime dependente de vitamina B12sunt reversibilesunt catalizate de enzime dependente de vitamina B6permit colectarea gruprilor amino din aminoacizi pe -cetoglutarat cu formare de L-Glu

LIPOGENEZA(SINTEZA ACIZILOR GRAI)SINTEZATRIACILGLICEROLILORCATABOLISMULTRAIACILGLICEROLILORCATABOLISMULACIZILOR GRAI

Rezerva energetic a organismului:

rezerva energetic a unui adult de 70 kg:triacilgliceroli - 15 kg (esut adipos)glicogen: 0,08 kg (esut hepatic) 0,15 kg (esut muscular)proteine - 6 kg (esut muscular)

coninutul energetic al nutrienilor:glucide 4 kcal/glipide 9 kcal/gproteine 4 kcal/getanol 7 kcal/g

triacilglicerolii din esutul adipos permit supravieuirea pentru cteva sptmni (greva foamei)

Rezerva energetic a organismului:

avantajele stocrii energiei sub form de triacilgliceroli:substane puternic reduse:prin oxidare elibereaz o cantitate mare de energie (ATP)

substane hidrofobe:stocarea lor nu antreneaz i ap

exerciiu de calcul:adult de 70 kg15 9 = 135 kcal (n esutul adipos)ce cantitate de glicogen muscular ar fi necesar pentru stocarea aceleiai rezerve energetice?observaie: stocarea glicogenului antreneaz o cantitate de 4 ori mai mare de ap...

Lipoliza aspecte generale:

proces specific esutului adipos

controlat hormonal

necesit trei lipaze ce acioneaz secvenial:triacilglicerol lipaza adipocitarlipaza hormon sensibilmonoacilglicerol lipaza

produii lipolizei adipocitare:glicerolacizi grai

Lipoliza etape i enzime:

triacilglicerol lipaza adipocitar:manifest specificitate pentru TAGhidrolizeaz preferenial legtura esteric de la C2enzima limitant de vitez a ntregului proces

lipaza hormon sensibil:manifest specificitate pentru DAGhidrolizeaz preferenial legturile esterice de la C1/C3

monoacilglicerol lipaza:manifest specificitate pentru MAG

Lipoliza utilizarea produilor:

glicerol:eliminat n circulaiepreluat de ctre ficat i rinichi i folosit pentru gluconeogenez

acizi grai:eliminai n circulaiecircul n form legat la albumina seric (DE CE?)preluai de ficat, muchiul scheletic, miocard i utilizai ca substrat energogen

Reglarea lipolizei:

lipoliza adipocitar este un proces controlat hormonal:postprandial:insulina inhib lipolizaeste posibil sinteza de triacilgliceroliinterprandial:glucagonul i catecolaminele stimuleaz lipolizaeste posibil hidroliza triacilglicerolilor

mecanisme de reglare:modificare covalent reversibil (fosforilare/defosforilare)

proteine implicate n reglarea lipolizei:perilipinalipaza hormon sensibil

Reglarea lipolizei stimularea:

adipocitele exprim receptori pentru:glucagon receptor cuplat cu proteina Gscatecolamine receptori -adrenergici cuplai cu proteina Gs

efectele activrii receptorilor specifici:AMPc activarea PK A

consecinele activrii PK A:fosforilarea perilipinei Afosforilarea lipazei hormon sensibile

perilipina A:protein localizat la suprafaa particulelor lipidiceblocheaz accesul lipazelor la triacilgliceroli

Reglarea lipolizei inhibarea:

adipocitele exprim receptori pentru:insulin

efectele activrii receptorilor specifici:inducerea activitii fosfoprotein fosfatazei 1 (PPP1)

Catabolismul acizilor grai aspecte generale:

necesit parcurgerea urmtoarelor etape:activarea acizilor grai citosoltransferul prin membrana intern a mitocondrieidegradarea propriu-zis mitocondrie

studii preliminare asupra procesului:Franz Knoop (1904)animale de laborator hrnite cu acizi grai marcai la captul cu C6H5identificarea n urim a produilor de catabolismCelulele lipsite de mitocondrii nu pot utiliza acizii grai pentru obinerea de ATP!

Legarea acizilor grai de proteine

Activarea acizilor grai

Transferul prin membrana interna mitocondriei

Degradarea propriu-zis(spirala Lynen)

Cetogeneza (ficat)

Activarea acizilor grai:

proces citosolic

catalizat de acil gras~CoA sintetaze:localizate n:membrana reticulului endoplasmaticmembrana extern a mitocondrieidifer prin specificitatea fa de acizii grai:acizi grai cu caten scurt (C4 C6)acizi grai cu caten medie (C8 C10)acizi grai cu caten lung (C12 C18)

proces consumator de energie:1 molecul de ATP2 legturi macroergice

Transferul prin membrana intern a mitocondriei:

procesul necesit urmtoarele componente:CAT I carnitin acil transferaza Itranslocaz specificCAT II carnitin acil transferaza II

procesul este o reacie de transesterificare

Degradarea propriu-zis (spirala Lynen):

proces mitocondrial

caracteristici:secven de 4 reacii repetat de n orila fiecare rund se elimin 2 atomi de C sub form de acetil~CoA

Degradarea propriu-zis (spirala Lynen):

acil~CoA dehidrogenaz:agent oxidant FADprodus de reacie: trans-2-enoil~CoA

trans-2-enoil~CoA hidrataz:produs de reacie: 3-L-hidroxiacil~CoA

3-L-hidroxiacil~CoA dehidrogenaz:agent oxidant NAD+produs de reacie: -cetoacil~CoA

-cetoacil~CoA tiolaz:produs de reacie: acil~CoA (n-2 atomi de C)

Bilanul energetic al oxidrii acidului palmitic:

runde de -oxidare: (n-2)/2 = 7

o rund de -oxidare genereaz:1 molecul de NADH 3 ATP1 molecul de FADH2 2 ATP1 molecul de acetil~CoA 12 ATP

7 runde 17 ATP = 119 ATPacetil~CoA final 12 ATPtotal: 131 ATP 2 legturi macroergice la activare = 129 ATP

Corpii cetonici aspecte generale:

corpi cetonici:termen incorectse refer la trei substane

locul de sintez:ficatul

perioadele de sintez:perioadele prelungite de restricie caloricdiabetdiet bogat n lipide i proteine, dar srac n glucide

corpii cetonici reprezint o form hidrosolubil de uniti acetil i pot fi utilizai ca substrat energogen de ctre sistemul nervos

Cetogeneza aspecte generale:

acetil~CoA rezultat prin -oxidarea acizilor grai:condensare cu oxaloacetat (ciclul Krebs)sintez de corpi cetonici

oxaloacetatul apare ca intermediar n:ciclul Krebsgluconeogenez

modificri metabolice n ficat n perioadele de restricie caloric:crete valoarea raportului [NADH]/[NAD+]crete valoarea rapoartelor [ATP]/[ADP] i [ATP]/[AMP]

consecine metabolice:blocarea piruvat dehidrogenazei, a enzimelor reglatorii ale ciclului Krebsdirecionarea unitilor acetil~CoA spre cetogenez

Cetogeneza etape i enzime:

enzime:acetoacetil~CoA tiolaz (acetil~CoA acetil transferaz)HMG~CoA sintazHMG~CoA liaz

evoluia acetoacetatului:ne-enzimatic decarboxilare la acetonenzimatic reducere la -hidroxibutirat

Catabolismul corpilor cetonici:

esuturi ce metabolizeaz corpii cetonici:sistemul nervosmuchiul scheleticcelule ale rinichilorcelule ale mucoasei intestinale

activarea corpilor cetonici:succinil~CoA acetoacetat CoA transferaz

bilanul energetic al oxidrii:-hidroxibutiratului 27 ATPacetoacetatului 24 ATPABSENT N FICAT!

Sinteza hepatic acorpilor cetoniciUtilizarea corpilor cetonicin esuturile extrahepatice(muchi scheletic)

Reglarea metabolismului corpilor cetonici:

cetogeneza este influenat de statusul hormonal al organismului

enzima reglatorie: HMG~CoA sintaza

reglare pe termen scurt:reglare covalent reversibil (succinilare/desuccinilare)forma activ DESUCCINILATforma inactiv SUCCINILAT

reglare pe termen lung:glucagon induce sinteza HMG~CoA sintazeiinsulin inhib sinteza HMG~CoA sintazei