CHIMICA BIOLOGICA. Seconda Università degli Studi di Napoli. DiSTABiF. Corso di Laurea in Scienze Biologiche. Insegnamento di. Anno Accademico
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- Gioacchino Franchi
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1 Seconda Università degli Studi di Napoli DiSTABiF Corso di Laurea in Scienze Biologiche Insegnamento di CHIMICA BIOLOGICA Prof. Antimo Di Maro Anno Accademico Lezione 16
2 Degradazione dei lipidi
3 Contenuto in kcalorie/g per le principali molecole utilizzate per produrre energia triacilgliceroli proteine glucosio 9 kcal/g 4 kcal/g 4 kcal/g
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5 I lipidi della dieta
6 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
7 assorbimento nel lume intestinale; gli acidi grassi (2) e monoacil-glicerato vengono riconvertiti in triacilclicerolo; formazione dei chilomicroni e traporto tramite sistema linfatico;
8 Struttura di un chilomicrone Le apoliproteine sono l impalcatura dei chilomicroni
9 Controllo ormonale Epinefrina (simile alla caffeina) mobilita le riserve di triacilgliceroli dagli adipociti I triacilgiceroli sono trasportati nel sangue grazie alla sieroalbumina
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11 Utilizzazione del glicerolo dei trigliceridi: Gluconiogenesi o
12 Attivazione degli acidi grassi
13 Carnitina
14 stroma citosol
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16 deidrogenasi Reazioni della -ossidazione idratasi deidrogenasi tiolasi
17 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 + + H 2 O 8 acetil-coa + 7 FADH (NADH + H + ) ATP ATP ATP = (+108.0) ATP totali +106 ATP G o dalla ossidazione completa= 2340 kcal/mole G o dalla -ossidazione= kcal/mole Resa: 33.06%
18 L acetil-coa al centro del metabolismo energetico
19 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
20 Ossidazione degli acidi grassi insaturi - poliinsaturo Isomerasi Reduttasi NADPH dipendente Reazioni della -ossidazione con un FADH2 in meno Isomerasi
21 Formazione di propionil-coa nella ossidazione degli acidi grassi a numero dispari di atomi di C -Degradazione del propionil-coa carbossilasi Biotina e carbossibiotina epimerasi mutasi
22 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
23 Corpi chetonici da acetil-coa - Acetone - Acetoacetato -D- -idrossibutirrato
24 In condizioni di digiuno o diabete non trattato. Formazione dei corpi chetonici Mitocondri del fegato Intermedio nella biosintesi degli steroli (ma nel citosol)
25 D- -idrossibutirrato Come fonte di energia Ciclo di Krebs
26 Sintesi dei lipidi
27 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;
28 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 CO 2
29 Acyl Carrier Protein (ACP)
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31 Sintesi di NADPH e uscita di Citrato per l acetil-coa CO 2 Enzima malico ATP-citrato liasi
32 ATP-citrato liasi
33 Sintesi della molecola reattiva per sintetizzare gli acidi grassi Acetil-SCoA + ATP + HCO 3 - Acetil-CoA carbossilasi Malonil-S-CoA
34 Acetil-CoA carbossilasi
35 HS-Ksasi= Acido sintasi Sintesi del palmitato
36 Riduzione finale con un altra reduttasi NADPH dipendente
37 Dopo sette passaggi, si produce un C-16. 7x2C + 2C iniziali = 16C
38 Sintesi acidi grassi Acetil-CoA + 7 malonil-coa + 14 NADPH + H + Palmitato (16:0) + 7 CO NADP CoA-SH + 6 H 2 O Per la sintesi di Malonil-SCoA 7 Acetil-CoA+ 7 CO ATP 7 malonil CoA +7 ADP + 7P i + 7H + In totale 8 Acetil-CoA + 7 ATP + 14 NADPH + H + Palmitato (16:0) + 14 NADP CoA-SH + 6 H 2 O+ 7 ATP + 7P i
39 Struttura dell acido grasso sintasi I nei mammiferi (proteina multidominio) KS= -chetoacil-coa sintasi; MAT= malonil/acetilcoa-acp trasferasi; DH= -idrossaicil- ACP deidratasi; ER= enoil-acp reduttasi; KR= -chetoacil-acp reduttasi. TE= tioesterasi
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44 L acido grasso in sintesi è legato alla acido grassi sintasi, mentre l ACP trasporta altri Acetil-CoA
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48 -ossidazione nel reticolo endoplasmatico del fegato e rene degli invertebrati. Acidi grassi da 10 a 12 C
CHIMICA BIOLOGICA. Università degli Studi della Campania Luigi Vanvitelli. DiSTABiF. Corso di Laurea in Scienze Biologiche.
Università degli Studi della Campania Luigi Vanvitelli DiSTABiF Corso di Laurea in Scienze Biologiche Insegnamento di CHIMICA BIOLOGICA Prof. Antimo Di Maro Anno Accademico 2017-18 Lezione 16 Degradazione
BIOCHIMICA e BIOTECNOLOGIE degli ALIMENTI
Seconda Università degli Studi di Napoli DiSTABiF Anno Accademico 2015-16 Corso di Laurea Magistrale in SCIENZE DEGLI ALIMENTI E DELLA NUTRIZIONE UMANA Insegnamento di BIOCHIMICA e BIOTECNOLOGIE degli
Idratazione (introduciamo un gruppo OH sul Cβ) per mezzo della enoil-coa idratasi
β-ossidazione di un Ac. Grasso Saturo con n PARI di atomi di carbonio Deidrogenazione FAD-dipendente del legame Cα- Cβ per mezzo della Acil-CoA deidrogenasi che è legata alla membrana mitocondriale interna)
METABOLISMO DEI LIPIDI
METABOLISMO DEI LIPIDI STRUTTURA DEI TRIACILGLICEROLI -Molecole non polari (grassi neutri) -insolubili in H 2 O O= R-C-O - + R -OH O= R-C-O-R + H 2 O Acidi grassi: acidi carbossilici con catena idrocarburica
>> Il malonil-coa è prodotto nel citosol a partire dall acetil-coa.
SINTESI DEGLI ACIDI GRASSI >> AVVIENE NEL CITOSOL. Nei mammiferi principalmente negli epatociti e negli adipociti. >> per sintetizzare acidi grassi è necessario avere nel citosol: Acetil-CoA, Malonil-CoA
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CHETOGENESI (PRODUZIONE DI CORPI CHETONICI) Bassa glicemia (es.: digiuno) o di Diabete mellito non trattato (insufficiente captazione insulino-dipendente di glucosio) La glicolisi è inibita ma la β-ossidazione
Prima di essere ossidati. gli ACIDI GRASSI devono essere attivati. (cioè legati al CoA) e poi entrare nel mitocondrio
Prima di essere ossidati gli ACIDI GRASSI devono essere attivati (cioè legati al CoA) e poi entrare nel mitocondrio L enzima acil CoA sintetasi (= acido grasso tiokinasi) sta sulla membrana mitocondriale
I LIPIDI. Circa il 95% dei lipidi introdotti con la dieta è rappresentato da trigliceridi
Metabolismo Lipidi I LIPIDI Circa il 95% dei lipidi introdotti con la dieta è rappresentato da trigliceridi In media il 40% o anche più dell energia richiesta giornalmente dall uomo nei paesi industrializzati
da: Nelson & Cox (IV Ed.)
da: Nelson & Cox (IV Ed.) da: Nelson & Cox (IV Ed.) Il prodotto finale dopo 7 cicli è il palmitil ACP. Il processo di allungamento si ferma a C 16 e l acido palmitico viene liberato dalla molecola di ACP
ANABOLISMO DEI LIPIDI
ANABOLISMO DEI LIPIDI Sintesi di Acidi Grassi I grassi depositati come riserva nel nostro organismo non provengono soltanto dai grassi alimentari normalmente i grassi alimentari rappresentano una quota
Cap.21 ANABOLISMO DEI LIPIDI
Cap.21 ANABOLISMO DEI LIPIDI Sintesi di Acidi Grassi I grassi depositati come riserva nel nostro organismo non provengono soltanto dai grassi alimentari normalmente i grassi alimentari rappresentano una
Cap.21 CATABOLISMO DEI LIPIDI
Cap.21 CATABOLISMO DEI LIPIDI Glucosio= forma di energia immediatamente disponibile LIPIDI= Deposito energetico utilizzabile da tutti i tessuti, tranne cervello e globuli rossi Rispetto ai carboidrati,
ghiandole salivari bocca amilasi stomaco HCl (ph 1) pepsinogeno pepsina
Metabolismo lipidico Digestione I lipidi della dieta sono Trigliceridi Fosfolipidi Colesterolo processi digestivi ghiandole salivari amilasi bocca HCl (ph 1) pepsinogeno pepsina stomaco processi digestivi
Mobilizzazione dei trigliceridi di riserva IDROLIZZATI DA LIPASI IN GLICEROLO E ACIDI GRASSI
METABOLISMO DEGLI ACIDI GRASSI Lipidi introdotti con gli alimenti Mobilizzazione dei trigliceridi di riserva IDROLIZZATI DA LIPASI IN GLICEROLO E ACIDI GRASSI MOBILIZZAZIONE DEI LIPIDI DI RISERVA Condizioni
Il contenuto di calorie per grammo nei grassi è più di 2 volte superiore a quello dei carboidrati e delle proteine
Energia di ossidazione Kcal/g Kj/g Grassi 9 38 Carboidrati 4 17 Proteine 4 17 Il contenuto di calorie per grammo nei grassi è più di 2 volte superiore a quello dei carboidrati e delle proteine I grassi
Biosintesi degli acidi grassi (acido palmitico)
Biosintesi degli acidi grassi (acido palmitico) Concetti chiave La sintesi degli acidi grassi è massima quando i carboidrati sono abbondanti e i livelli di acidi grassi sono invece bassi. La concentrazione
Digestione ed assorbimento dei lipidi della dieta
Metabolismo Lipidi Digestione ed assorbimento dei lipidi della dieta Il principale pigmento biliare è la BILIRUBINA, derivata dalla biliverdina, prodotta dalla degradazione dell EME nell intestino è convertita
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Seconda Università degli Studi di Napoli DiSTABiF Corso di Laurea in Scienze Biologiche Insegnamento di CHIMICA BIOLOGICA Prof. Antimo Di Maro Anno Accademico 2016-17 Lezione 14 Ciclo di Krebs L ossidazione
brown adipose tissue 2
1 brown adipose tissue 2 Effects of adrenalin and glucagone on adipocytes: 3 lipolisi: adrenalina glucagone ADIPCITA insulina R G AC PDE ATP camp AMP PKA (inattiva) PKA (attiva) ATP ADP TAG lipasi (inattiva)
METABOLISMO LIPIDICO. Gli ac. grassi sono ossidati o incorporati in trigliceridi di riserva. Lipidi introdotti con gli alimenti.
METABOLISMO LIPIDICO cistifellea Lipidi introdotti con gli alimenti Gli ac. grassi sono ossidati o incorporati in trigliceridi di riserva inestino I lipidi sono emulsionati dai sali biliari e resi accessibili
Fasi dell ossidazione degli acidi grassi
Fasi dell ossidazione degli acidi grassi REGOLAZIONE DELLA OSSIDAZIONE DEGLI ACIDI GRASSI La velocità di trasporto nella matrice mitocondriale decide il destino (ossidazione) CARNITINA ACIL-TRANSFERASI
Il catabolismo degli acidi grassi
Il catabolismo degli acidi grassi I trigliceridi sono la principale fonte di energia Il processo a 4 tappe di ossidazione degli acidi grassi a catena lunga ad acetil-coa, noto come β-ossidazione, è una
AcetilCoA carbossilasi
AcetilCoA carbossilasi Acido grasso sintasi (FAS) (FAS II) (FAS I) Proteina trasportatrice di acili (ACP) 7 Acetil-CoA + 7 CO 2 + 7ATP 7 malonil-coa + 7ADP + 7 Pi Acetil-CoA + 7 malonil-coa + 14
Biosintesi degli acidi grassi
Biosintesi degli acidi grassi Gli acidi grassi provengono per la maggior parte dalla dieta. Tuttavia, se presenti in eccesso, carboidrati e proteine possono venire convertiti ad acidi grassi. Questi vengono
Biosintesi degli acidi grassi
Biosintesi degli acidi grassi NADPH 1 Acetil-CoA Carbossilasi (ACC):il primo enzima della sintesi degli acidi grassi Precursore principale della biosintesi La reazione avviene in due tappe come in tutte
Biosintesi degli acidi grassi SCARICATO DA
Biosintesi degli acidi grassi 1 2 3 La sintesi degli acidi grassi richiede 7 reazioni enzimatiche catalizzate dal complesso multienzimatico acido grasso sintasi e parte da acetil CoA + malonil CoA Il complesso
METABOLISMO OSSIDATIVO VIE METABOLICHE CONVERGENTI
METABOLISMO OSSIDATIVO VIE METABOLICHE CONVERGENTI Nelle piante l ossidazione degli acidi grassi avviene nei perossisomi delle foglie e nei gliossisomi dei semi Nelle cellule animali il sito principale
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METABOLISMO OSSIDATIVO IDROLISI DEI LIPIDI LIPASI Fosfolipidi Fosfolipasi β ossidazione degli acidi grassi NEL CITOPLASMA: attivazione dell acido grasso Consumo di 2 ATP ΔG idrolisi ATP = -35,9 kj mol
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Metabolismo Attività cellulare altamente coordinata svolta da sistemi multienzimatici, con i seguenti scopi: ottenere energia chimica dall ambiente attraverso la degradazione di nutrienti operare la sintesi
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IL TESSUTO ADIPOSO La funzione del tessuto adiposo, che è costituito da adipociti, è quella di garantire all organismo animale una riserva di energia, prontamente disponibile quando l organismo ne ha bisogno.
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I MITOCONDRI: LE CENTRALI ENERGETICHE DELLA CELLULA MITOCONDRIO OSSERVATO AL SEM Localizzazione dei mitocondri SONO IN GENERE PIÙ ABBONDANTI DELLE ZONE DELLA CELLULA CHE RICHIEDONO MAGGIORI QUANTITA DI
GLUCONEOGENESI fegato, corteccia renale
GLUCONEOGENESI fegato, corteccia renale Glucosio 6 fosfato Energia Fosfoenolpiruvato Ciclo dell acido citrico Piruvato Glicerolo Lattato Amminoacidi glucogenici Triacilgliceroli Esochinasi (Glucochinasi)
Formazione dei chilomicroni
Formazione dei chilomicroni I triacilgliceroli forniscono il combustibile per i lunghi voli migratori del Piviere minore. I triacilgliceroli sono riserve di energia molto concentrate essendo ridotti ed
da: Nelson & Cox (IV Ed.)
da: Nelson & Cox (IV Ed.) L acetil CoA carbossilasi è un enzima regolato allostericamente e covalentemente. Esso determina la velocità di biosintesi degli acidi grassi nei tessuti animali. Figura 16.7
Capitolo B2 Il metabolismo energetico: dal glucosio all ATP
Capitolo B2 Il metabolismo energetico: dal glucosio all ATP Quesiti e problemi 1 Le funzioni del metabolismo cellulare sono: ricavare energia utile per la cellula attraverso la degradazione di sostanze
Metabolismo glucidico
Metabolismo glucidico Glicogeno glicogenolisi Riboso-5P (NADPH) Colesterolo glicogenosintesi shunt pentoso fosfati Glucoso Glucoso-6P glicolisi Piruvato gluconeogenesi CO 2 -ossidazione Trigliceridi Acidi
fornire energia chimica in vettori attivati ATP e NADH e NADPH e FADH.
Cibo ed Energia Il glucosio e altre molecole nutritive per esempio i grassi vengono demolite attraverso un ossidazione graduale controllata per fornire energia chimica in una forma utilizzabile dalla cellula,
DESTINI METABOLICI DEL PIRUVATO
DESTINI METABOLICI DEL PIRUVATO Glicolisi Piruvato Metabolismo aerobico: il piruvato entra nel mitocondrio Acetil-CoA Ciclo di Krebs Catena di trasporto degli elettroni Complesso della Piruvato deidrogenasi
DESTINI METABOLICI DEL PIRUVATO
DESTINI METABOLICI DEL PIRUVATO Glicolisi Piruvato Metabolismo aerobico: il piruvato entra nel mitocondrio Acetil-CoA Ciclo di Krebs Catena di trasporto degli elettroni Piruvato Complesso della Piruvato
Apparato digerente. Quantità Secrezione. Composizione. giornaliera (L) Saliva Amilasi, bicarbonato. Succo gastrico Succo pancreatico
Apparato digerente Quantità Secrezione giornaliera (L) ph Composizione Saliva 1 6.5 Amilasi, bicarbonato Succo gastrico Succo pancreatico 1-3 1.5 Pepsinogeno, HCl, fattore intrinseco 1 7-8 Tripsinogeno,
Enzimi = catalizzatori di una reazione biochimica Caratteristiche: Specificità: ogni enzima riconosce specificamente il/i substrato/i e non altre
Enzimi = catalizzatori di una reazione biochimica Caratteristiche: Specificità: ogni enzima riconosce specificamente il/i substrato/i e non altre molecole, anche chimicamente simili al substrato. Saturabilità:
Regolazione dell anabolismo lipidico (Acidi grassi, trigliceridi e colesterolo)
Regolazione dell anabolismo lipidico (Acidi grassi, trigliceridi e colesterolo) Biosintesi degli acidi grassi Ac CoA MAT ACP AG sintasi KS condensazione KS MAT: malonyl/acetyl transferase MAT Malonil CoA
4. MED Nella respirazione aerobica si ha ossidazione delle molecole di: A) glucosio B) ossigeno C) biossido di carbonio D) acqua E) NAD +
1. MED 1997 - La tappa di passaggio dalla glicolisi al ciclo di Krebs e' la trasformazione: A) del glucosio in piruvato B) del piruvato in glucosio C) del piruvato in acetil-coa D) del glucosio in acetil-coa
BIOSINTESI DEI LIPIDI acidi grassi
BIOSINTESI DEI LIPIDI acidi grassi Come visto l ossidazione degli acidi grassi, cioè il loro catabolismo, procede con la rimozione successiva di unità bicarboniose, sottoforma di acetil-coa. La sintesi
La materia vivente è costituita da molecole, che costruiscono strutture ordinate partendo da materiali disordinati, tramite una spesa energetica
LA LOGICA DELLA VITA La materia vivente è costituita da molecole, che costruiscono strutture ordinate partendo da materiali disordinati, tramite una spesa energetica G = H - T S Le reazioni dei processi
Respirazione cellullare
Respirazione cellullare 1 luce La respirazione è un processo complementare alla fotosintesi e permette di completare il ciclo del Carbonio. fotosintesi CO 2 H 2 O O 2 Carboidrati respirazione Energia utile