Upload
rscstefania
View
42
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
curs
Citation preview
1
METABOLISMUL LIPIDELOR n toate organismele lipidele au n primul rnd un rol
plastic, structural
1g de lipide produce 9,3 Kcal, dublu fa de glucide i proteine
Deosebit de important este rolul energetic al
lipidelor, deoarece ele constituie pentru organism un
depozit concentrat de energie
Gliceridele reprezint lipidele de rezerv care sunt depozitate n cea mai mare parte n diferite esuturi i organe Cursuri BIOCHIMIE semestrul II
Universitatea Vasile Alecsandri din BACU
Cadru didactic: ef lucrri dr. ing. ALEXA Irina-Claudia
2
METABOLISMUL GLICERIDELOR
GLICERIDELE se sintetizeaz din glicerol i acizi grai
sunt formate n general din acizi grai cu numr par de atomi de carbon
reprezint elementul variabil i se consum prima dat n procesele metabolice
GLICERIDELE
BIOSINTEZA GLICERIDELOR
ambele componente se formeaz n organism n procesele de metabolism sub o form activ -glicero-fosfat
acil-CoA
3
METABOLISMUL GLICERIDELOR
Glicerolul se formez n cantitate mare din aldehida 3-fosfogliceric care rezult din glicoliz sau, la plante i prin fotosintez
BIOSINTEZA GLICERIDELOR
este un proces de reducere n prezen de NADH+H+ i gliceroaldehiddehidrogenaz
BIOSINTEZA GLICEROLULUI
CH
CH OH
CH2-O-PO
3H
2
O CH2
CH OH
CH2-O-PO
3H
2
OH CH2
CH OH
CH2-OH
OH
gliceraldehid-3-fosfat (aldehida 3-fosfoglicerica)
gliceroaldehiddehidrogenaza
3-fosfo-glicerat (glicerofosfat)
NAD+NADH + H+glicero-fosfataza
- H3PO4
glicerol
4
METABOLISMUL GLICERIDELOR
substana de baz din care se sintetizez acizii grai este acetil-CoA
BIOSINTEZA GLICERIDELOR
acetil-CoA provine att ca urmare a decarboxilrii oxidative a acidului piruvic, ct i a oxidrii acizilor grai
BIOSINTEZA ACIZILOR GRAI
Biosinteza acizilor grai se realizeaz pe dou ci:
a) calea malonil-CoA care are loc n citoplasm (de aceea se mai numete i calea citoplasmatic)
b) calea elongaiei care are loc la nivelul mitocondriilor (de aceea se mai numete i calea mitocondrial)
5
METABOLISMUL GLICERIDELOR
aceast cale reprezint principala cale de formare a acestor substane
BIOSINTEZA GLICERIDELOR
membrana mitocondrial este impermeabil pentru acetil-CoA
Biosinteza acizilor grai pe calea malonil-CoA
transportul acestui compus din interiorul mitocondriilor
n citoplasm se face prin intermediul acidului citric
6
METABOLISMUL GLICERIDELOR
Pentru biosinteza acizilor grai saturai alturi de acetil-CoA este necesar prezena n lichidul citoplasmatic a urmtorilor compui:
BIOSINTEZA GLICERIDELOR
Biosinteza acizilor grai pe calea malonil-CoA
CO2
ATP
Mg2+, Mn2+
NADPH+H+
biotin
acid citric
7
METABOLISMUL GLICERIDELOR
procesul ncepe cu formarea malonil-CoA ca urmare a
unei reacii dintre acetil-CoA i CO2
BIOSINTEZA GLICERIDELOR
Biosinteza acizilor grai pe calea malonil-CoA
CH3-CO~SCoA + CO2 + ATP
acetil-CoA carboxilaza
HOOC-CH2-CO~SCoA
acetil-CoA malonil-CoA- AMP; - PPi
8
METABOLISMUL GLICERIDELOR
n etapa urmtoare, acetil-CoA i malonil-CoA reacionez cu proteinele transportoare de grupri acil PTA-SH
BIOSINTEZA GLICERIDELOR
Biosinteza acizilor grai pe calea malonil-CoA
CH3-CO~SCoA + PTA-SH
acetil-transacilaza
HOOC-CH2-CO~SCoA + PTA-SH
acetil-CoA acetil-S-PTA
malonil-CoA malonil-S-PTA
malonil-transacilaza
CH3-CO~S-PTA + CoA-SH
HOOC-CH2-CO~S-PTA + CoA-SH
gruprile acil ale acetil-CoA i malonil-CoA trec pe gruprile SH ale PTA-SH
9
METABOLISMUL GLICERIDELOR
n continuare are loc iniierea lanului atomilor de carbon prin condensarea malonil-S-PTA cu acetil-S-PTA
BIOSINTEZA GLICERIDELOR
Biosinteza acizilor grai pe calea malonil-CoA
CH2
COOH
CO CH
COOH
CH3
CH3
acetil-S-PTA acetil-malonil-S-PTAmalonil-S-PTA
enzima de condensare
CO~S-PTACO~S-PTA
+
- HS-PTA
CO~S-PTA
se formeaz acetil-malonil-S-PTA, ca urmare a transferrii restului acetil pe malonil
10
METABOLISMUL GLICERIDELOR
BIOSINTEZA GLICERIDELOR
Biosinteza acizilor grai pe calea malonil-CoA
CO CH
2
CH3
CO CH
COOH
CH3
acetoacetil-S-PTA
malonil-decarboxilaza
- CO2
CO~S-PTA
acetil-malonil-S-PTA
CO~S-PTA
acetil-malonil-S-PTA sufer o decarboxilare i se transform n acetoacetil-S-PTA
reacia are loc sub aciunea malonil-decarboxilazei
11
METABOLISMUL GLICERIDELOR
BIOSINTEZA GLICERIDELOR
Biosinteza acizilor grai pe calea malonil-CoA
CH
CH
2OH
CH3
CO CH
2
CH3
hidroxibutiril-S-PTA
PTA reductaza
CO~S-PTACO~S-PTA
acetoacetil-S-PTA
NADP+NADPH + H+
n etapa urmtoare, acetoacetil-S-PTA se reduce sub aciunea NADPH+H+ i se formeaz -hidroxibutiril-S-PTA
12
METABOLISMUL GLICERIDELOR
BIOSINTEZA GLICERIDELOR
Biosinteza acizilor grai pe calea malonil-CoA
CH
CH
2OH
CH3 C
HCH
CH3
hidroxibutiril-S-PTA
crotonazaCO~S-PTA
crotonil-S-PTA
- H2O
CO~S-PTA
procesul continu cu dehidratarea -hidroxibutiril-S-PTA sub aciunea crotonazei
are loc formarea compusului nesaturat crotonil-S-PTA cu
dubla legtur n poziia -
13
METABOLISMUL GLICERIDELOR
BIOSINTEZA GLICERIDELOR
Biosinteza acizilor grai pe calea malonil-CoA
CH
2
CH
2
CH3
CH
CH
CH3
crotonil-PTA- reductaza
butiril-S-PTA
CO~S-PTA
crotonil-S-PTA
CO~S-PTA
NADP+NADPH + H+
n sfrit, are loc reducerea compusului nesaturat i formarea butiril-S-PTA
lanul atomilor de carbon este cu 2 atomi de carbon mai lung dect compusul iniial
14
METABOLISMUL GLICERIDELOR
BIOSINTEZA GLICERIDELOR
Biosinteza acizilor grai pe calea malonil-CoA
dup formarea butiril-S-PTA, procesul continu prin legarea la aceasta a unei noi molecule de malonil-S-PTA
n felul acesta, biosinteza acizilor grai are loc printr-un proces n spiral
ciclurile de reacii se reiau de 7 ori pn la formarea palmitil-S-PTA
15
METABOLISMUL GLICERIDELOR
BIOSINTEZA GLICERIDELOR
Biosinteza acizilor grai pe calea malonil-CoA
CH3
(CH2)14 COOH
CH3
(CH2)14
palmitil-tioesteraza
palmitil-S-PTA
CO~S-PTA
acid palmitic
+ PTA-SH
dup ce a avut loc biosinteza moleculei integrale de acid palmitic sub form de palmitil-S-PTA are loc eliberarea moleculei de acid palmitic
enzimele care intervin n ntregul proces de biosintez sunt situate n jurul HS-PTA
ntregul complex de enzime alctuit din PTA-SH nconjurat de enzimele ce intervin n biosintez sistem multienzimatic = acid gras sintetaza
16
METABOLISMUL GLICERIDELOR
BIOSINTEZA GLICERIDELOR
Biosinteza acizilor grai pe calea elongaiei
acidul palmitic sau acizii cu 12 pn la 16 atomi de carbon i pot alungi molecula printr-o sintez intramitocondrial
alungirea catenei se face cu participarea acetil-CoA i nu a malonil-CoA
Biosinteza acizilor grai nesaturai
Acidul palmitic i acidul stearic se pot transforma n acizii nesaturai corespunztori: acid palmitoleic i acidul oleic
17
METABOLISMUL GLICERIDELOR
BIOSINTEZA GLICERIDELOR
Biosinteza acizilor grai nesaturai
Procesul de dehidrogenare are loc la nivelul microzomilor n
prezena unui sistem enzimatic care necesit oxigen i NADPH+H+
Oxigenaza care determin dehidrogenarea acizilor grai saturai, are o aciune specific i determin formarea dublei legturi la carbonii C9-C10, fa de gruparea carboxilic
CH3
(CH2)14 COOH
CH3
(CH2)16 COOH
oxigenaza
acid palmitic
acid stearic
NADP+NADPH + H+
oxigenaza
NADP+NADPH + H+
CH3-(CH2)5-CH=CH-(CH2)7-COOH
acid palmitoleic
CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COOH
acid oleic
Acizii grai polinesaturai n general nu pot fi sintetizai n organismul animal, din care cauz sunt denumii acizi grai eseniali
n plante ns, exist sisteme enzimatice care pot transforma acizii grai superiori cu o dubl legtur n acizii grai polienici
18
METABOLISMUL GLICERIDELOR
BIOSINTEZA GLICERIDELOR
Biosinteza trigliceridelor
biosinteza trigliceridelor este deosebit de activ n ficat i esutul adipos al mamiferelor
acest proces se bazeaz pe reacia dintre glicerin i acizii grai n forma lor activ: -glicerofosfat i acil-CoA
cantiti importante de acil-CoA (palmitil-CoA, stearil-CoA, oleil-CoA) rezult fie din procesele de biosintez, fie prin procesele de activare a acizilor grai
acil-derivat al coenzimei A
R-COOH + CoA-SH + ATP R-CO~SCoA + AMP + PPi
19
METABOLISMUL GLICERIDELOR
BIOSINTEZA GLICERIDELOR
Biosinteza trigliceridelor din acil-CoA i -glicerofosfat rezult ntr-o prim etap un acid fosfatidic CH2
CH OH
CH2-O-PO
3H
2
OH CH2
CH O
CH2-O-PO
3H
2
O CO-R
CO-R
glicerofosfat
- 2 CoA-SH
2 R-CO~SCoA +
acid fosfatidicacil-CoA
acidul fosfatidic format se defosforileaz, diacilglicerolul rezultat acilndu-se cu o a treia molecul de acil-CoA
CH2
CH O
CH2-OH
O CO-R
CO-R
CH2
CH O
CH2-O-PO
3H
2
O CO-R
CO-R
CH2
CH O
CH2-O-CO-R'
O CO-R
CO-R- H3PO4
+ R'-CO~SCoA
digliceridaacid fosfatidic
+ H2O
fosfataza
triglicerida
- CoA-SH
20
METABOLISMUL GLICERIDELOR
CATABOLISMUL GLICERIDELOR
prima etap este hidroliza acestora sub aciunea lipazelor intracelulare, cu formare de glicerol i acizi grai
n organismele vegetale are loc deosebit de intens la
ncolirea seminelor oleaginoase
prin urmare, dup scindarea hidrolitic a gliceridelor, catabolismul se continu de fapt cu catabolismul glicerinei i al acizilor grai
n organismele animale are loc la nivelul esutului adipos
21
METABOLISMUL GLICERIDELOR
CATABOLISMUL GLICERIDELOR
glicerolul se metabolizeaz dup o prelabil fosforilare
gruparea fosforil este cedat de ATP, iar reacia este catalizat de glicerofosfokinaz
Oxidarea glicerolului
CH
CH OH
CH2-O-PO
3H
2
OCH2
CH OH
CH2-O-PO
3H
2
OHCH2
CH OH
CH2-OH
OH
aldehida 3-fosfoglicerica
gliceroaldehiddehidrogenaza
glicerofosfat
NAD+ NADH + H+
glicerofosfo-kinaza
glicerol
ADPATP
aldehida-3-fosfogliceric se poate metaboliza n continuare pe calea EMP pn la acid piruvic
22
METABOLISMUL GLICERIDELOR
CATABOLISMUL GLICERIDELOR
Oxidarea glicerolului
acidul piruvic prin decarboxilare n condiii aerobe formeaz acetil-CoA
acetil-CoA rezultat este catabolizat oxidativ pe calea ciclului ATC sau este utilizat n diferite biosinteze
transformarea acidului piruvic poate avea loc i n condiii anaerobe
23
METABOLISMUL GLICERIDELOR
CATABOLISMUL GLICERIDELOR
Oxidarea acizilor grai saturai
degradarea acizilor grai se face dup un mecanism cunoscut sub denumirea de -oxidare
teoria -oxidrii a fost elaborat n 1904 de ctre Knopp, mecanismul enzimatic al degradrii fiind stabilit de Lynen
conform teoriei -oxidrii catena linear a acidului gras este degradat treptat, prin ruperea succesiv a cte unui fragment din 2 atomi de carbon
scindarea catenei are loc printr-un proces oxidativ ce se
petrece la nivelul carbonului fa de gruparea carbonil
24
METABOLISMUL GLICERIDELOR
CATABOLISMUL GLICERIDELOR
Oxidarea acizilor grai saturai - helixul lui Lynen
25