Catabolismo degli acidi grassi

Catabolismo degli acidi grassi

Università di Roma TOR VERGATA CL in Medicina

Biochimica (Prof L. Avigliano)

GLUCOSIO citoplasma

CH

CO~SCoA

PIRUVATO ACIDI

GRASSI

CORPI

CHETONICI CICLO DI

KREBS

COLESTEROLO

via malonilCoA

ACIDI GRASSI mitocondrio

produzione di NADH ed ATP

utilizzo di NADPH ed ATP PIRUVATO

STRYER

glucagone

ADIPOCITA

albumina-acidi grassi

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

lisina. metionina

-OSSIDAZIONE (matrice mitocondriale)

CH₃ – N⁺ – CH₂ – CH – CH₂ – COO^–

CH3 OH esteri di acidi grassi acil~carnitina

CH₃

Carnitina Palmitoil

Transferasi I - CPT I membrana esterna

carnitina-palmitoil translocasi

membrana interna

Carnitina Palmitoil Transferasi II -CPT II palmitoil~CoA CoASH

-ossidazione

matrice

mitocondriale citoplasma palmitoil~CoA CoASH

carnitina palmitoilcarnitina CPT1. punto

di controllo

CH₃-CH₂-CH₂-CO ~CoA

CH₃-CH=CH -CO ~CoA doppio legame trans

CH₃-CH-CH₂-CO ~CoA) I

OH

CH₃-C-CH₂-CO ~CoA

2 CH₃-CO ~CoA

FAD acil ~CoA deidrogenasi

+ H₂O 3-trans enoil idratasi

NAD⁺ -idrossiacil ~ CoA deidrogenasi

CoA ~SH - chetotiolasi

OII

*

NON funziona come pompa protonica (E^o’ = 0,029V)

ETF flavoproteina di trasferimento degli elettroni

coinvolge flavoproteine

attivazione -2 ATP 7 FADH x 1,5 ATP = 10,5

7 NADH x 2,5 ATP = 17,5 tot = 28

+ 8 Ciclo di Krebs 80 ATP

PALMITATO



8 ACETIL-CoA 

8 cicli di Krebs 

80 ATP GLUCOSIO



2 PIRUVATO 

2 ACETIL-CoA

2 NADH 5 ATP

2 NADH 5 ATP

2 ATP

3 NADH + H⁺ 1 FADH₂

1 GTP

2 x 2 x

7,5 ATP 1,5 ATP

1 ATP 20 ATP

TOT 32 ATP 10 ATP

1 ciclo di Krebs

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

HC-CH₃ + vit B₁₂  I

CO~SCoA

COO^– I

CH₂ I CH₂ I

CO~SCoA COO^–

I

CH₂ + HCO₃^– + BIOTINA  I

CO~SCoA

propionil ~CoA metilmalonil~CoA

succinil~CoA

 

• Ciclo di Krebs

• Metabolismo corpi chetonici

• Biosintesi dell’eme

FUNZIONE

FUNZIONE VIT B12VIT B12 Batteri - in molte reazioniBatteri

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

SH

ATP P~P + P

CH₃ – N⁺ – CH₂ – CH₂OH CH₃

CH₃

COLINA etanolammina

metionina

CH₃ – N⁺ – CH₂ – CH – CH₂ – COO^–

CH3 OH esteri di acidi grassi acil~carnitina

CH₃ lisina, metionina

CARNITINA

CREATINA _{O = P } NH – C – N – CH₂ – COO^– O– NH₂⁺

O– CH₃

arginina glicina metionina

ADRENALINA

METILAZIONE di CITOSINA ed ISTONI

Alcuni esempi di utilizzo del metile

OMOCISTEINA







5- metil(-CH₃ ) THF

serina



 + THF





glicina



istidina

 + THF



glutammato



colina + THF





THF = TETRAIDROFOLATO forma coenzimatica del folato

metionina S-adenosil metionina

S-adenosil omocisteina omocisteina

ATP Pi + P~P

Metiltransferasi

X

metil-X

vit B₁₂

metionina sintasi

N⁵-metilF F

cistationina

cisteina vit B₆ vit B₆

adenosina

serina

glicina

TRANSULFURAZIONE

TRANSMETILAZIONE RIMETILAZIONE

vit B₆

F= tetraidrofolato

CORPI

CHETONICI

CORPI CHETONICI metaboliti idrosolubili degli acidi grassi

ACETOACETATO CH₃-CO-CH₂-COO^-

-IDROSSIBITIRRATO maggior componente CH₃-CHOH-CH₂-COO^- Interconvertibili 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 corpi chetonici 0,1 mM dopo il digiuno notturno

2 mM dopo tre giorni di digiuno 5 mM digiuno prolungato

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

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