Università di Roma TOR VERGATA
CL in Medicina
Biochimica (Prof L. Avigliano)
Catabolismo degli
acidi grassi
PIRUVATO
citoplasma
GLUCOSIO
produzione di NADH ed ATP
ACIDI
GRASSI
PIRUVATO
mitocondrio
CICLO DI
KREBS
CH3CO~SCoA
CORPI
CHETONICI
utilizzo di NADPH ed ATP via malonilCoA
COLESTEROLO
ACIDI GRASSI
ADIPOCITA
glucagone
albumina-acidi grassi
STRYER
CATABOLISMO DEGLI ACIDI GRASSI
ATTIVAZIONE (citoplasma)
richiede
- ATP
- Coenzima A CoASH (vitamina: acido pantotenico)
palmitato + ATP  palmitoil ~ AMP + CoASH  palmitoil~CoA
TRASPORTO NEL MITOCONDRIO
carnitina
CH
OH esteri di acidi grassi
3
CH3 – N+ – CH2 – CH – CH2 – COO–
CH3
lisina. metionina
-OSSIDAZIONE (matrice mitocondriale)
acil~carnitina
citoplasma
palmitoil~CoA
membrana
esterna
Carnitina Palmitoil
Transferasi I - CPT I
CPT1. punto
di controllo
carnitina
Carnitina Palmitoil
Transferasi II -CPT II
palmitoil~CoA
CoASH
palmitoilcarnitina
carnitina-palmitoil
translocasi
CoASH
-ossidazione
membrana
interna
matrice
mitocondriale
*
CH3-CH2-CH2-CO ~CoA
FAD
acil ~CoA deidrogenasi
CH3-CH=CH -CO ~CoA
+ H 2O
doppio legame trans
3-trans enoil idratasi
CH3-CH-CH2-CO ~CoA)
I
OH
NAD+
-idrossiacil ~ CoA deidrogenasi
CH3-C-CH2-CO ~CoA
II
O
CoA ~SH
2 CH3-CO ~CoA
- chetotiolasi
NON funziona come pompa
protonica (Eo’ = 0,029V)
coinvolge flavoproteine
ETF flavoproteina
di trasferimento
degli elettroni
GLUCOSIO

2 PIRUVATO

2 ACETIL-CoA
2 x
1 ciclo di Krebs
3 NADH + H+
1 FADH2
1 GTP
2 NADH
2 ATP
5 ATP
2 NADH
5 ATP
10
2 x
ATP
7,5 ATP
1,5 ATP
1
ATP
20 ATP
TOT 32 ATP
PALMITATO

8 ACETIL-CoA

8 cicli di Krebs

80 ATP
attivazione
7 FADH
7 NADH
x 1,5 ATP = 10,5
x 2,5 ATP = 17,5
+ 8 Ciclo di Krebs
-2 ATP
tot = 28
80 ATP
TOT 106 ATP
I GRASSI FORNISCONO
- ENERGIA
- CALORE
- ACQUA METABOLICA
Sopravvivenza per animali che non mangiano e
bevono per lunghi periodi
Es cammelli, orsi in letargo,..
Metabolismo degli
acidi grassi a catena dispari
e
Vitamina B12
• Acidi grassi a C dispari
• Val, Ile, Met, Thr

COO–
I
CH2 + HCO3– +
I
CO~SCoA
propionil ~CoA
COO–
I
BIOTINA
 HC-CH3 +
I
CO~SCoA
vit B12
metilmalonil~CoA

COO–
I
CH2
I
CH2
I
CO~SCoA
succinil~CoA

• Ciclo di Krebs
• Metabolismo corpi chetonici
• Biosintesi dell’eme
FUNZIONE VIT B12
Batteri - in molte reazioni
Animali - note solo 2 reazioni
metil malonil-CoA mutasi (coenzima: adenosil Cbl)
matrice mitocondriale
metil malonil~CoA  succinil~CoA
Metionina sintasi (coenzima: metil Cbl) citoplasma
5 metil TH Folato + omocisteina  metionina
Funzioni della metionina
- sintesi proteica
- donatore di metili ( sotto forma di S-adenosil-metionina
SAM)
- precursore cisteina
metionina + ATP  SAM + 3 molecole fosfato
Carenza dell’enzima metionina adenosil transferasi causa persistenti alti livelli di
metionina con danni neurologici
ATP
SH
P~P + P
Alcuni esempi di utilizzo del metile
O–
CREATINA
NH2+
arginina
glicina
metionina
O = P  NH – C – N – CH2 – COO–
O–
CH3
CH3
COLINA
etanolammina
CH3 – N+ – CH2 – CH2OH
metionina
CH3
CH3
CARNITINA
OH
esteri di acidi grassi
acil~carnitina
CH3 – N+ – CH2 – CH – CH2 – COO–
CH3
ADRENALINA
METILAZIONE di CITOSINA ed ISTONI
lisina, metionina
THF = TETRAIDROFOLATO forma coenzimatica del folato
OMOCISTEINA

 METIONINA + ATP  SAM
metionina sintasi B12
5- metil(-CH3 ) THF
serina

glicina

+ THF  5,10-metilene (-CH2-)THF  TIMIDILATO

istidina

+
THF  5,10- metenile (-CH=)THF
glutammato

colina
+ THF  10-formil (-CHO) THF  C2, C8 PURINE
RIMETILAZIONE
serina
ATP
Pi + P~P
TRANSMETILAZIONE
vit B6
F
metionina
glicina
metionina
sintasi
N5-metilF
S-adenosil
metionina
Metiltransferasi
vit B12
omocisteina
X
S-adenosil
omocisteina
metil-X
vit B6
adenosina
cistationina
F= tetraidrofolato
vit B6
cisteina
TRANSULFURAZIONE
CORPI
CHETONICI
CORPI CHETONICI metaboliti idrosolubili degli acidi grassi
ACETOACETATO
CH3-CO-CH2-COO-IDROSSIBITIRRATO maggior componente CH3-CHOH-CH2-COOInterconvertibili ad opera di deidrogenasi
composti acidi pK~4
decarbossilazione lenta e spontanea dà acetone CH3-CO-CH3
FORMAZIONE EPATICA (matrice mitocondriale)
velocità di formazione direttamente proporzionale alla velocità della  ossidazione
soltanto UTILIZZO EXTRAEPATICO ossidati a CO2 e H2O
sistema nervoso centrale
muscolo cardiaco
muscoloscheletrico
N.B: il fegato manca dell’enzima succinil~CoA-3chetoacido transferasi
che serve per l’attivazione dell’acetoacetato ad acetoacetilCoA
LIVELLO EMATICO glucosio
5,5 mM a digiuno notturno
3,5 mM nel digiuno prolungato
acidi grassi-albumina
0,5 mM
2 mM nel digiuno
LIVELLO EMATICO corpi chetonici
0,1 mM dopo il digiuno notturno
2 mM dopo tre giorni di digiuno
5 mM digiuno prolungato
DIGIUNO PROLUNGATO
DIETA RICCA IN PROTEINE E/O GRASSI E PRIVA DI
CARBOIDRATI (DIETA CHETOGENICA)
ESERCIZIO PROLUNGATO
STATO PATOLOGICO per Carenza di insulina
Chetosi diabetica - diabete insulino-dipendente