Seconda Università degli Studi di Napoli
DiSTABiF
Corso di Laurea in Scienze Biologiche
Insegnamento di
CHIMICA BIOLOGICA
Prof. Antimo Di Maro
Anno Accademico 2014-15
Lezione 16
Degradazione dei
lipidi
Contenuto in kcalorie/g per le
principali molecole utilizzate per
produrre energia
triacilgliceroli
proteine
glucosio
9 kcal/g
≈4 kcal/g
≈4 kcal/g
I lipidi della dieta
Ingestione
• degradazione tramite lipasi e
fosfolipasi che usufruiscono della
solubilazione grazie dei sali biliari
sintetizzati nel fegato (da colesterolo
“molecole anfipatici”) conservati nella
cistifellea.;
• i triacilgliceroli vendono idrolizzati in
acidi grassi e monoacil-glicerato
• assorbimento nel lume intestinale;
• gli acidi grassi (2) e monoacil-glicerato
vengono riconvertiti in triacilclicerolo;
• formazione dei chilomicroni e traporto
tramite sistema linfatico;
Struttura di un chilomicrone
Le apoliproteine sono
l’impalcatura dei
chilomicroni
Controllo ormonale
Epinefrina (simile alla
caffeina)
mobilita le riserve di
triacilgliceroli dagli
adipociti
I triacilgiceroli
sono
trasportati nel
sangue grazie
alla sieroalbumina
Utilizzazione del
glicerolo
dei trigliceridi:
Gluconiogenesi o
Attivazione degli acidi
grassi
Carnitina
citosol
stroma
deidrogenasi
Reazioni della
-ossidazione
idratasi
deidrogenasi
tiolasi
Bilancio energetico della -ossidazione completa dell’acido palmitico.
Acido palmitico + ATP + CoA-SH
Palmitoil-CoA + AMP + PPi
2Pi (-2 ATP)
Palmitoil-CoA + 7 CoA-SH + 7 FAD + 7 NAD+ + H2O
8 acetil-CoA + 7 FADH2 + 7 (NADH + H+)
ATP totali
+80.0 ATP
+10.5 ATP
+17.5 ATP
= (+108.0)
+106 ATP
Go’ dalla ossidazione completa= 2340 kcal/mole
Go’ dalla -ossidazione= 773.8 kcal/mole
Resa: 33.06%
L’acetil-CoA al
centro del
metabolismo
energetico
Ossidazione degli acidi
grassi insaturi
- monoinsaturo
Gli insaturi in natura
sono per lo più in cis
Isomerasi
Reazioni della
-ossidazione
con un FADH2
in meno
Ossidazione degli acidi
grassi insaturi
- poliinsaturo
Isomerasi
Reduttasi NADPH
dipendente
Reazioni della
-ossidazione
con un FADH2
in meno
Isomerasi
Formazione di
propionil-CoA
nella ossidazione
degli
acidi grassi a
numero
dispari
di atomi di C
carbossilasi
-Degradazione del
propionil-CoA
epimerasi
mutasi
Biotina e carbossibiotina
Quando ci è molto actel-coA
con:
- Diete rigide*
- Diabete non trattato**
- Digiuno
*In assenza di zuccheri difficolta di
rifornire il ciclo di Krebs di ossalacetato
accumulo di acetil-CoA
** difficoltà di metabolizzare gli zuccheri
si formano i corpi chetonici
Corpi chetonici da acetil-CoA
- Acetone
- Acetoacetato
- D--idrossibutirrato
In condizioni di digiuno
o diabete non trattato.
Formazione dei corpi
chetonici
Mitocondri del fegato
Intermedio nella biosintesi
degli steroli (ma nel citosol)
D--idrossibutirrato
Come fonte di energia
Ciclo di Krebs
Sintesi dei lipidi
Biosintesi degli acidi grassi
La fonte di CARBONIO per la biosintesi è l’ACETIL-CoA
che deriva da carboidrati ed amminoacidi.
1- Localizzazione: citoplasma (la -ossidazione avviene
nei mitocondri);
2- I componenti intermedi di sintesi sono legati al gruppo
–SH della fosfopanteteina, che è il gruppo prostetico dell’
Acyl Carrier Protein (ACP) nei procarioti e della acido
grasso sintetasi negli eucarioti;
3- L’acido grasso sintetasi è un complesso multienzimatico
costituito da sette proteine enzimatiche;
4- L’allungamento avviene per aggiunta di unità bicarboniose
che vengono trasportate dalla ACP-panteteina. La reazione
di allungamento è favorita dalla reazione di
decarbossilazione del Malonil-CoA;
5- L’agente riducente è il NADPH + H+;
6- L’allungamento si interrompe quando l’acido grasso
raggiunge la lunghezza di 16 atomi di carbonio (acido
palmitico). L’ulteriore allungamento avviene ad opera di altri
sistemi enzimatici con sistemi proteici presenti sulle
membrane del reticolo endoplasmatico;
7- Ruolo del citrato e della CO2
Acyl Carrier Protein (ACP)
Sintesi di NADPH
e uscita di Citrato
per l’acetil-CoA
CO2
Enzima
malico
ATP-citrato liasi
ATP-citrato liasi
Sintesi della molecola reattiva per
sintetizzare gli acidi grassi
Acetil-CoA carbossilasi
Acetil-SCoA
+ ATP + HCO3-
Malonil-S-CoA
Acetil-CoA carbossilasi
Sintesi del palmitato
HS-Ksasi=
Acido sintasi
Riduzione finale con un’altra reduttasi NADPH
dipendente
Dopo sette passaggi, si
produce un C-16.
7x2C + 2C iniziali = 16C
Sintesi acidi grassi
Acetil-CoA + 7 malonil-CoA + 14 NADPH + H+
Palmitato (16:0) + 7 CO2 + 14 NADP + + 8 CoA-SH + 6 H2O
Per la sintesi di Malonil-SCoA
7 Acetil-CoA+ 7 CO2 + 7 ATP
7 malonil CoA +7 ADP + 7Pi + 7H+
In totale
8 Acetil-CoA + 7 ATP + 14 NADPH + H+
Palmitato (16:0) + 14 NADP + + 8 CoA-SH + 6 H2O+ 7 ATP + 7Pi
Struttura dell’acido grasso sintasi I nei mammiferi
(proteina multidominio)
KS= -chetoacil-CoA sintasi; MAT= malonil/acetilCoA-ACP trasferasi;
DH= -idrossaicilACP deidratasi; ER= enoil-ACP reduttasi; KR= -chetoacil-ACP reduttasi.
TE= tioesterasi
L’acido grasso in
sintesi è legato
alla acido grassi
sintasi, mentre
l’ACP trasporta
altri Acetil-CoA
-ossidazione nel reticolo
endoplasmatico del fegato e
rene degli invertebrati.
Acidi grassi da 10 a 12 C