CICLO DEL ÁCIDO GLIOXILICO SÍNTESIS DE ÁCIDOS GRASOS SÍNTESIS DE TRIACILGLICÉRIDOS

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1 CICLO DEL ÁCIDO GLIOXILICO SÍNTESIS DE ÁCIDOS GRASOS SÍNTESIS DE TRIACILGLICÉRIDOS

2 Ciclo del ácido glioxílico Generalidades Rodeo de las reacciones de descarboxilación. Modificación del ciclo de Krebs. 5 reacciones Germinación de la semillas de plantas oleaginosas Plantas y microrganismos. Ciclo del ácido glioxílico En plantas se lleva a cabo en los glioxisomas. Utilización de los ácidos grasos o del acetato para la síntesis de glúcidos

3 Ciclo del ácido glioxílico Los glioxisomas Los glioxisomas son una variedad particular de los peroxisoma que se encuentran únicamente en las plantas. Contiene enzimas que catalizan la conversión de ácidos grasos en azúcares.

4 Ciclo del ácido glioxílico 5 reacciones enzimáticas β Oxidación Acetil Coa Oxalacetato E: Citrato sintasa E: Malato Deshidrogenasa Citrato Malato E: Malato sintetasa Ciclo del ácido glioxílico E: Aconitasa Isocitrato E: Isocitrato liasa β Oxidación Glioxilato Succinato

5 Ciclo del ácido glioxílico Reacciones específicas 1-. Reacción de Escisión: enzima isocitrato liasa COOH l HOCH l HC - COOH l CH 2 l COOH COOH l CH 2 l CH 2 l COOH + CHO l COOH Ácido isocítrico Ácido succínico Ácido glioxílico 2-. Reacción de condensación: enzima malato sintetasa COOH CH l 3 l CHO CH C = O + l l 2 l COOH HCOH l S - CoA COOH Acetil CoA Ácido glioxílico Ácido málico + CoA-SH

6 Ciclo del ácido glioxílico Biosintesis de glucosa a partir de ácido grasos Integración del ciclo de ácido glioxílico y el ciclo de krebs Sale del glioxisoma Entra a la mitocondria

7 Visión general del anabolismo de ácidos grasos y triacilgliceridos Aminoácidos Lípidos (Triacilgliceridos) Carbohidratos Acetil CoA Fosfodihidroxiacetona Glicerol Síntesis De Novo Ácido graso (Ac. Palmítico) 3 Ac. Grasos Glicerol 3 P Ácidos grasos de cadena larga saturados o insaturados Triacilgliceridos Lipogénesis

8 Síntesis de ácidos grasos: Síntesis de Novo S í n t e s i s Precursor Producto Ubicación 8 Acetil CoA Ácido palmítico (16C) Animal Célula Vegetal 1 Acetil CoA Cebador o iniciador 7 Acetil CoA 7 Malonil CoA Alargamiento y desaturación Citosol Cloroplastos Ácidos grasos de cadena larga Sat. e insaturados d e A. G Difiere significativamente de la β Oxidación Complejos enzimáticos Acetil CoA Carboxilasa Ácido graso sintasa No comparten reacciones comunes.

9 Síntesis de ácidos grasos: Definición y etapas Procesos Biosintético que ocurre en la célula por medio del cual se obtiene ácido palmítico (u otros ácidos grasos saturados o insaturados) a partir del Acetil Coa. Etapas 1-.Transporte del Acetil CoA al citosol Mitocondria Acetil CoA 2-.Formación del malonil CoA 3-.Reacción cebadora 4-.Transferencia del malonilo Reacciones 5-. Condensación 6-. Reducción 7-. Deshidratación 8-. Reducción del doble enlace Ciclos de Alargamiento Acetil CoA Malonil CoA Ac. Palmítico Acetil CoA Carboxilasa Ácido graso sintasa

10 Síntesis de ácidos grasos: Mecanismo 1-. Transporte del acetil CoA desde la mitocondria al citosol Sistemas de transporte del Acetil Mecanismo de la Carnitina Sistema de transporte de los ácidos tricarboxílico Sistema de transporte de los ácidos tricarboxílico Acetil CoA mitocondria Citrato ATP citrato liasa Citrato ADP + Pi ATP + CoA Citosol Oxalacetato + Acetil CoA Piruvato Oxalacetato malato malato NADH + H + NAD + NADP + Piruvato NADPH + H + CO 2

11 = = Síntesis de ácidos grasos: Mecanismo 2-. Formación del malonil CoA: Carboxilación CH 3 O C Acetil CoA Carboxilasa SCoA + HCO ATP HOOC CH 2 C O SCoA ADP + Pi Acetil CoA Malonil CoA Características de la reacción Es irreversible Es una etapa reguladora de la biosíntesis de los ácidos grasos El Acetil CoA Carboxilasa es una enzima alostérica. Activa en presencia de citrato o isocitrato Inactiva en ausencia de citrato o isocitrato

12 Síntesis de ácidos grasos: Mecanismo 3-.Reacción cebadora En esta etapa emplea un Acetil CoA para cebar el complejo enzimático ácido graso sintasa. Características Maquinaria 7 funciones especificas Ensamblar Siete polipeptidos distintos Dos polipeptidos distintos Un solo polipetido Ácido graso Bacterias y plantas Levaduras Vertebrados 6 funciones Catalíticas Una función de soporte del acido graso en crecimiento

13 Síntesis de ácidos grasos: Mecanismo Funciones especificas de las proteínas del ácido graso de E. Coli Componente Proteína portadora de acilo (ACP) Acetil-CoA-ACP-transacetilasa (AT) Beta-Cetoacil-ACP sintasa (KS) Malonil-CoA-ACP- transferasa (MT) Beta-Cetoacil-ACP reductasa (KR) Beta-hidroxiacil-ACP deshidrogenasa (HD) Enoil-ACP-reductasa (ER) Función Transportar grupos acilos en enlace Tioéster Transfiere grupos acilo desde la CoA a un residuo de Cys de KS Condensa los grupos acilo y malonilo. Transfiere el grupo malonilo desde el CoA a la ACP Reduce el grupo beta-ceto a grupo beta-hidroxilo. Elimina agua del beta-hidroxiacil-acp formando un doble enlace Reduce el doble enlace formado acil-acp saturado. SH SH Residuo de cisteina Recibe el acetil Residuo del grupo prostetico 4-fospanteteína Recibe el malonil Soporte de la cadena en crecimiento

14 = = Síntesis de ácidos grasos: Mecanismo Mecanismo de acción de la reacción cebadora Se activa la enzima Acetil-CoA-ACP-Transacetilasa (AT), y transfiere el grupo acilo desde el Acetil CoA hasta el resto de cisteína de la enzima beta-cetoacil-sintasa (KS) CH 3 O C SCoA Enlace Tioéster CH 3 O C S + CoA-SH Se activa la Acetil transacetilasa (AT) Se usa el único Acetil-CoA que no se transforma a malonil CoA

15 Síntesis de ácidos grasos: Mecanismo 4-.Reacción de transferencia del malonilo: El malonil-coa formado en la reacción 2, se transfiere al grupo sulfhidrilo (-SH) de la proteina transportadora de acilos (ACP) + CoA-SH Se activa la malonil Transferasa (MT)

16 Síntesis de ácidos grasos: Secuencia de reacciones 7 malonil CoA En el complejo enzimático se van a llevar a cabo 4 reacciones fundamentales que permiten que la cadena crezca en 2 unidades de carbono por cada vuelta, CO 2 Condensación NADPH + H + NADPH + H + Reducción Reducción NADP + Ácido Palmítico NADP + Deshidratación H 2 O Complejo ácido graso sintasa

17 Síntesis de ácidos grasos Ecuaciones generales Ecuación para la síntesis ácido palmítico a partir de acetil CoA y malonil CoA Acetil CoA 7Malonil CoA 14NADPH 14 H ácido palmítico 7CO 14NADP 8CoA 6H O 2 2 Ecuación globlal para la síntesis ácido palmítico a partir de acetil CoA 8Acetil CoA 7ATP 14NADPH 14 H ácido palmítico 14NADP 8CoA 6H O 7ADP 7Pi 2 Consideraciones energéticas 8 Acetil CoA 7 ATP 14 NADPH Síntesis de Novo Ácido palmítico

18 Alargamiento de ácidos grasos saturados Generalidades Alargamiento de ácidos grasos Retículo endoplasmático Localización Matriz mitocondrial Ácido palmítico Precursor Ácido palmítico Malonil CoA Dador de acilos Acetil CoA NAPDH Potenciales de reducción Secuencia de reacciones 1-. Condensación. 2-. Reducción 3-. Deshidratación 4-. Reducción NAPDH y NADH

19 Alargamiento de ácidos grasos saturados = = = = = = = Síntesis del ácido Esteárico (C-18) en la mitocondria Palmitoil CoA CH ( CH ) C SCoA O + O COOH CH C SCoA 2 Malonil CoA Condensación O O CH ( CH ) C CH C SCoA CO 2 HSCoA NADPH + H + Estearil CoA Reducción NADP + OH O l CH 3 ( CH 2) 14 CH CH 2 C SCoA H 2 O Deshidratación O CH ( CH ) CH CH C SCoA NADPH + H + Reducción NADP + O CH ( CH ) CH CH C SCoA Ácido estearico

20 Síntesis de ácidos grasos insaturados Retículo endoplasmático Ácido palmitoleico Ácido oleico Productos Localización Alargamiento Desaturación Ácido palmítico Ácido estearico Precursor Generalidades Proceso enzima Acil graso-coa desaturasa Oxidasa de función mixta Diferentes de acuerdo al organismo Aeróbico o anaeróbico Acido graso y el NADH o NADPH

21 Síntesis de ácidos grasos insaturados E s q u e m a g e n e r a l Desaturación (solo en plantas) α Linolenato 18:3 ( 9,12,15 ) Alargamiento Desaturación Palmitato (16:0) Estearato (18:0) Desaturación (solo en plantas) Oleato 18:1 ( 9 ) Linoleato 18:2 ( 9,12 ) Desaturación Alargamiento Desaturación Palmitoleato 16:1( 9 ) Ácidos grasos sat. De cadena largas. Linolenato 18:3 ( 6,9,12 ) Icosatrienoato 20:3 ( 8,11,14 ) Alargamiento Otros ácidos grasos poliinsaturados

22 Síntesis de Triacilgliceridos: Lipogénesis Fosfato de Dihidroxicetona Reducción Glicerol 3 P Glicerol Fosforilación Acetil CoA Generalidades Triacilgliceridos Precursores activos Producto Lipogénesis Etapas Activación Ensamblaje Tejido adiposo y hepático Animales Almacenamiento Semillas y frutos plantas

23 Síntesis de Triacilgliceridos Mecanismo de acción Fosfato de Dihidroxicetona Glicerol NADH + H + Gliceril 3 P deshidrogenasa Reducción Glicerol 3 P Fosforilación ATP Gliceril quinasa NAD + ADP Acilación 2HSCoA Acetil Transferasa Ácido fosfatídico (Diacilgliceril fosfato)

24 Síntesis de Triacilgliceridos Ácido fosfatídico (Diacilgliceril fosfato) H 2 O Hidrólisis Fosfatasa Pi Diacilglicerido Acilación Acetil Transferasa SHCoA Triacilglicerido

25 GRACIAS

26 ANEXOS

27 Síntesis de ácidos grasos: Mecanismo Características de la enzima Acetil CoA Carboxilasa Enzima de origen BC Bacteriano Animal Vegetal Tres unidades polipeptidicas con actividades diferentes. Un solo polipeptido con tres actividades diferentes. Contiene ambas Biotina PTB Biotina Carboxilasa (BC) Proteína transportadora de Biotina (PTB) Biotina como grupo prostético CT Carboxilo Transferasa (CT)

28 = Síntesis de ácidos grasos: Mecanismo Mecanismo de acción de la enzima Acetil CoA Sintasa HCO - 3 O O C Consume energía ATP ADP + Pi Biotina BC Biotina Carboxilasa BC PTB PTB Biotina CT CT Carboxilo Transferasa Malonil CoA Acetil CoA

29 Síntesis de ácidos grasos: Mecanismo Reacciones 5-. Condensación 6-. Reducción 7-. Deshidratación 8-. Reducción del doble enlace Traslocación del butirilo Enzima: Acetil transacetilasa (AT) 5-. Condensación Enzima: cetoacil sintasa (KS) Butiril-ACP cetobutiril-acp La que fue introducida como HCO Reducción del doble enlace 2 trans Butenoil ACP Enzima: Enoil reductasa(er) Enzima: cetoacil reductasa (KR) 6-. Reducción del grupo carbonilo. Hidroxibutiril-ACP 7-. Deshidratación Enzima: Hidroxiacil deshidratasa(hd)

30 Síntesis de ácidos grasos: Mecanismo Cada vuelta se le van adicionando dos átomos de carbono a la cadena pre existente transferencia del malonilo Enzima: malonil Transferasa (MT) 5-.Condensación Enzima: cetoacil sintasa (KS) Traslocación 8-.Reducción 7-. Deshidratacion Después de 7 ciclos Palmitoil-ACP Palmitoil tioesterasa AcidoPalmítico 6-. Reducción