Bio

quím

ica

gE T

ema

11A

(U

VE

G -

20

06

)

Metabolismo de Lípidos

Tema 11

2Bio

quím

ica

gE T

ema

11A

(U

VE

G -

20

06

)Resumen del Tema

• Transporte de lípidos ymetabolismo delipoproteínas

• Movilización de lípidosde reserva

• Degradación de ácidosgrasos y su regulación

• Cuerpos cetónicos

• Síntesis de ácidosgrasos y su regulación

• Fijación del nitrógeno

• Síntesis y degradaciónde aminoácidos

• Eliminación del amonio

• Integración delmetabolismo

– Ejemplos deadaptacionesmetabólicas

2 tipos de rutas dependiendo de finalidadCatabólicas (degradación) liberan energíaAnabólicas (síntesis) consumen energía

3Bio

quím

ica

gE T

ema

11A

(U

VE

G -

20

06

)Rutas Principales del Metabolismo de Lípidos

El acetil-CoA es un intermediario clave en el metabolismo de los lípidos y los hidratos de carbono

Triglicéridos

VIA DEL CITRATO

Colesterol

Fosfolípidos

Mathews mod

4Bio

quím

ica

gE T

ema

11A

(U

VE

G -

20

06

)Digestión y Absorción de los Lípidos de la Dieta

1

Vesícula biliar

Emulsión delas grasas

2Degradación TG porlipasa pancreática

3Absorción deproductos por célulasmucosa intestinal, yresíntesis (ATP) Formación de lipoproteínas,

Quilomicrones (Apo CII)

Mucosa intestinal5

Quilomicrones sistemalinfático sangre

6

Lipoproteína lipasa(ApoC-II ) liberaácidos grasos y glicerol

Lipoproteína lipasa

Miocito o adipocito

7 El ácido grasoentra en la célula

Capilar

4

Quilomicrón

8Los ácidos grasos sonoxidados o reesterificados

Intestino

Lehninger

5Bio

quím

ica

gE T

ema

11A

(U

VE

G -

20

06

)Lipoproteínas

Apoproteínas

Fosfolípidos

TriacilglicerolesColesterol

QUILOMICRÓN

FosfolípidosB-100

Apoproteína

Triacilgliceroles Colesterol

Ésteres de colesterol

VLDL

Lehninger

Los lípidos no son solubles en agua, se transportan en complejos(lipoproteínas) formados por proteínas (apoproteínas) y lípidos(fosfolípidos y colesterol en exterior; triacilgliceroles y ésteres decolesterol en interior)

transporte lípidos exógenos(TG/C, intestino tejidosperiféricos)

transporte lípidos endógenos(TG/C, hígado tejidosperiféricos)

6Bio

quím

ica

gE T

ema

11A

(U

VE

G -

20

06

)Transporte de Lípidos y Metabolismo de Lipoproteínas

MathewsEster de colesterol

7Bio

quím

ica

gE T

ema

11A

(U

VE

G -

20

06

)Movilización de Lípidos de Reserva

En respuesta a señales hormonales (epinefrina y glucagón), lostriacilgliceroles del tejido adiposo se convierten en ácidos grasos libresque se liberan a la sangre (albúmina actúa como transportador)

Stryer

8Bio

quím

ica

gE T

ema

11A

(U

VE

G -

20

06

)Triacilglicerol Lipasa

También se denomina lipasa sensible a hormona (LSH), presente en adipocito

Glicerol es un precursor gluconeogénico, pasa a la sangre y es captado por el hígado

Ácido grasoÁcido graso Glicerol

GluconeogénesisGlucosa

Glicerol Glicerol

3-fosfatoDihidroxiacetona

fosfato

Gliceraldehido

3-fosfato

Triacilglicerol DiacillicerolDiacilglicerol Monoacilglicerol

Lipasa LSH Lipasa LSH

Glicerol

quinasa

Glicerol fosfato

deshidrogenasa

9Bio

quím

ica

gE T

ema

11A

(U

VE

G -

20

06

)Degradación de los Acidos Grasos

Los ácidos grasos se activan enel citosol de la célula,transformándose en acil-CoA(consumo ATP)

Pasan al interior de lamitocondria donde se lleva cabosu degradación oxidativa. Eltransporte a través demembrana se efectúa mediantela carnitina

En la mitocondria los acil-CoA seoxidan mediante la ruta que seconoce como -oxidación(carbono CH2 C=O)

Mathews

10Bio

quím

ica

gE T

ema

11A

(U

VE

G -

20

06

)Etapas en la Oxidación de Acidos Grasos

Etapa 1-oxidación produce unidades

activadas de dos carbonos,acetil-CoA

Etapa 2

Cada molécula de acetil-CoA seoxida en el ciclo del ácido cítricoproduciéndose NADH, FADH2, yalgunas moléculas de GTP (oATP)

Etapa 3

Los coenzimas reducidos sereoxidan en la cadenarespiratoria produciendo grancantidad de ATP

Lehninger

11Bio

quím

ica

gE T

ema

11A

(U

VE

G -

20

06

)Activación del Acido Graso

Ácido graso

Acil-CoA

Acil-adenilato

Lehninger

Los ácidos grasos seunen al CoA antes deoxidarse

El acil-CoA no puedeatravesar la membranainterna mitocondrial

12Bio

quím

ica

gE T

ema

11A

(U

VE

G -

20

06

)Lanzadera de la Carnitina

malonil-CoA

Lehninger

La carnitina y un transportador facilitan la entradadel acilo en la mitocondria

13Bio

quím

ica

gE T

ema

11A

(U

VE

G -

20

06

)-oxidación

(C16) acil-CoApalmitoil-CoA

trans- 2-enoil-CoA

L- -hidroxi-acil-CoA

-cetoacil-CoA

acil-CoAdeshidrogenasa

enoil-CoAhidratasa

-hidroxiacil-CoAdeshidrogenasa

acil-CoAacetiltransferasa

(tiolasa)

(C14) acil-CoAmiristoil-CoA acetil-CoA

2

1

3

4

5

6

7

(pase anterior)

Lehninger

Palmitoil-CoA + 7CoA + 7FAD + 7NAD+ + 7H2O

8Acetil-CoA + 7FADH2 + 7NADH +7H+

14Bio

quím

ica

gE T

ema

11A

(U

VE

G -

20

06

)Balance de ATP

Cada pase por la -oxidación

1 FADH2 = 1.5 ATP1 NADH = 2.5 ATP

4 ATP

Cada acetil-CoA

3 NADH = 7.5 ATP1 FADH2 = 1.5 ATP1 GTP = 1 ATP

10 ATP

Oxidación completa de palmitoil-CoA (C16)

7 pases x 4 ATP + 8 Acetil-CoA X 10 ATP

- 2 (ATP, PPi) en activación = 106 ATP

Lehninger

15Bio

quím

ica

gE T

ema

11A

(U

VE

G -

20

06

)Oxidación de Acidos Grasos con Número Impar de Carbonos

Se oxidarán de la misma manera, pero en la última vuelta seformará acetil-CoA y propionil-CoAEl propionil-CoA se convierte en succinil-CoA para incorporarseal ciclo del ácido cítrico (CAC)

Propionil-CoAcarboxilasa

(biotina)

Metilmalonil-CoAepimerasa

Metilmalonil-CoAmutasa

CAC

16Bio

quím

ica

gE T

ema

11A

(U

VE

G -

20

06

)Oxidación de Acidos Grasos Insaturados

Necesitan la ayuda de enzimasadicionales

Lehninger

Isomerasa convierte enlaces cis (nosustrato de hidratasa) en transmoviéndolos una posición

Reductasa dependiente de NADPHelimina un doble enlace cuando haydos contiguos

Isomerasa convierte enlaces cisen trans moviéndolos unaposición

cis

17Bio

quím

ica

gE T

ema

11A

(U

VE

G -

20

06

)Regulación de la Oxidación de Acidos Grasos

1. Disponibilidad de sustratos

Concentración de ácidos grasos en sangre, regulada por lavelocidad de hidrólisis de TG en el tejido adiposo (LSH)

2. Regulación alostérica

El malonil-CoA es un inhibidor de la carnitina aciltransferasa ,regulando la entrada de acil-CoAs a la mitocondria

3. Un balance energético positivo también inhibe la-oxidación:

- -hidroxiacil-CoA deshidrogenasa se inhibe por NADHelevada

- Tiolasa se inhibe por acetil-CoA elevada

18Bio

quím

ica

gE T

ema

11A

(U

VE

G -

20

06

)Cetogénesis

En mamíferos el acetil-CoA nopuede contribuir a la formación dehidratos de carbono

En condiciones de ayuno el hígadoforma cuerpos cetónicos (matrizmitocondrial) a partir del acetil-CoAformado en oxidación de ácidosgrasos

Permite la liberación de CoA-SHpara que continúe la -oxidación

Los cuerpos cetónicos setransportan por la sangre a otrostejidos que los oxidarán paraproducir energía (CAC)

Un exceso de cuerpos cetónicos ensangre causa acidosis (diabetes)

Lehninger

19Bio

quím

ica

gE T

ema

11A

(U

VE

G -

20

06

)Síntesis de los Acidos Grasos

Oxidación Biosíntesis

Transcurre en la mitocondria Transcurre en el citoplasma

CoA es el portadordel grupo acilo

ACP es el portadordel grupo acilo

FAD es el aceptorde electrones

NADPH es el dadorde electrones

Grupo L- -hidroxiacilo

GrupoD- -hidroxiacilo

NAD+ es el aceptorde electrones

NADPH es el dadorde electrones

El producto C2es el Acetil-CoA

El dador de C2 esel Malonil-CoA

20Bio

quím

ica

gE T

ema

11A

(U

VE

G -

20

06

)Via del Citrato

Lehninger

Proporciona acetil-CoAy NADPH

Ruta pentosasproporciona NADPH

21Bio

quím

ica

gE T

ema

11A

(U

VE

G -

20

06

)Acetil-CoA carboxilasa

brazo debiotina

brazo deLys

biotinacarboxilasa

transcarboxilasasa

acetil-CoA malonil-CoA

proteínaportadorade biotina

Lehningertransportador temporalde CO2

La reacción de la acetil-CoA carboxilasa es el punto de control de lasíntesis de ácidos grasos

22Bio

quím

ica

gE T

ema

11A

(U

VE

G -

20

06

)Regulación de la Acetil-CoA Carboxilasa

glucagón, adrenalina

insulina

Lehninger

Filamentosde acetil-CoA

carboxilasa

Lehninger

Stryer

Modificación covalenteinducida por hormonas

La enzima defosforilada polimeriza en presencia de citratopasando a la forma activa

Regulación alostérica

Polímero Monómero

23Bio

quím

ica

gE T

ema

11A

(U

VE

G -

20

06

)Estrategia del Proceso de Síntesis

Lehninger

Acido grasosintasa

Cisteínade KS

Fosfopanteteína deproteína portadorade acilo ACP

AT

MT

KS

KR

HD

ER

24Bio

quím

ica

gE T

ema

11A

(U

VE

G -

20

06

)Síntesis de Palmitato

El primer ciclo incorpora 4C, cada ciclo restanteincorpora 2C, para sintetizar un palmitato (C16) senecesitan 7 ciclos de extensión

12

3

4 5 6 7

Lehninger

8 acetil-CoA + 7 ATP + 14 NADPH + 6 H+

Palmitato + 14 NADP+ + 8 CoA + 6 H2O + 7 ADP + 7 Pi

25Bio

quím

ica

gE T

ema

11A

(U

VE

G -

20

06

)Organización de la Acido Graso Sintasa

Lehninger

La ácido graso sintasa esun complejomultienzimático(bacterias, plantas) omultifuncional(vertebrados)

Proteína portadora de acilo

Enoil-ACP reductasa

Acetil-CoA-ACP transacetilasa

-cetoacil-ACP sintasa Malonil-CoA-ACP transacetilasa

-cetoacil-ACP reductasa

-hidroxiacil-ACP reductasa

26Bio

quím

ica

gE T

ema

11A

(U

VE

G -

20

06

)Regulación Integrada del Metabolismo de Lípidos

Voet

Albúmina sérica humanaacomplejada a 7 moléculasde ácido palmítico