2 Metabolismul lipidic-fosfolipide

7/30/2019 2 Metabolismul lipidic-fosfolipide

1/44

CURS 2

n organism acizii grai sunt

neesterificai(AGL)

esterificai cu glicerolul n trigliceride i fosfolipidesau cu colesterol formnd esteri de colesterol.

Triacilgliceroli (trigliceride )sunt grsimi neutre, esteriai glicerolul cu trei diveri acizi grai.

Rolul n organism-stocare de energie

-de a elibera la nevoie acizi graipentru procesele de oxidaie din esuturi


2/44

Metabolismul lipidelor simple

Biosinteza acilglicerolilor

Acilglicerolii sunt sintetizai de-organismul animalelor

-plantele superioare Sinteza are loc n majoritatea esuturilor, dar

importan practic prezint ficatul i esutuladipos.

Precursorii pentru sintez suntglicerol-3-fosfatulacizii grai activai sub form de acil-CoA.


3/44

Glicerina este activat prin fosforilare la glicerol-3-fosfat n prezen de glicerolkinaz i ATP.

Enzima este prezent nficat rinichi,mucoasa intestinalglanda mamar n lactaie

absent n -muchi-esutul adipos.


4/44

n esuturile n care enzima este absent sursa de

glicerin o formeaz dihidroxiacetonfosfatul,intermediar din glicoliz.

Transformarea dihidroxiacetonfosfatului n

glicerin-3-fosfat se face n prezen de NADH iglicerin-3-fosfat dehidrogenaza.

glicoliz

CH2

C O

CH2 OH

OP

dehidrogenaza

glicerin-3-fosfat

NADH H+NAD+OP

CH2 OH

CH OH

CH

2

glicerolkinaza

ADPATP

CH OH

CH2 OH

CH2 OH


5/44

Acizii grai

-sunt activai prin transformarea lor n derivai deCoA n prezen de ATP i CoASH-reacie catalizat de tiokinaz.

Astfel n prezen de acil-CoA, glicerin-3-fosfat itransferaze specifice se formeaz ca intermediar 1,2-diacilglicerolfosfatul (acidul fosfatidic).

Reacia are loc n 2 trepte (acidul fosfatidic esteintermediar att n sinteza acilglicerolilor ct i afosfolipidelor).


6/44

Pentru a fi convertit n triacilglicerin acidulfosfatidic este hidrolizat n prezena unei fosfataze.

n mucoasa intestinal exist a cale alternativcare pleac de la 2-monoacilglicerin.

Aceasta n prezena unui acil-CoA i amonoacilglicerinaciltransferazei este convertit la1,2-diacilglicerin.

Triacilglicerina se formeaz cu participareadiacilglicerintransferazei i a unei molecule de acil-CoA.


7/44

diacilglicerilaciltransferaza

CO R3

R2 CO

CH2

CO H

O

CH2 O C O R1

CoAR3 COSCoA

CH2

O C O R1

CH2 OH

CO HCOR2fosfohidrolaza

PH2O

R2 CO

CH2

CO H

OP

CH2 O C O R1

acid lizofosfatidic

R2 COSCoA CoA

acil-transferazaglicerol-3-fosfat

CH2 O C O R1

CH2

C H

OP

HO

CoAR1 COSCoAHOCH2

C HOP

CH2 OH


8/44

n esuturile n care este absent glicerina se pornete de ladihidroxiacetonfosfatul rezultat din glicoliz.

CH2 OH

C O

CH2 OPNADH H+

NAD+

CH2 OH

C H

CH2 OP

HO TAG

R1 SCoA

CoACH2 OCO R1

C

CH2 OP

O

NADH H+ NAD+

CH2 OCO

C HHO

CH2 OP

R1

TAG


9/44

Catabolismul triacilglicerolilor

Primul pas n degradarea triacilglicerolilor l

constituie hidroliza legturii ester (lipoliza) nprezena unor enzime numite lipaze. Se cunosc triglicerolipaze deosebite prin localizare

i funcie.lipaza pancreatic este localizat n sucul

pancreatic i ajut la digestia triacilglicerolilor dinalimentaie

lipaza hormon sensibil este localizat nadipocite i servete la mobilizarea lipidelor

lipoproteinlipaza este localizat n capilare iajut la utilizarea triacilglicerolilor n lipoproteinelipaza hepatic este localizat n ficat i are rol n

catabolismul lipoproteinelor.


10/44

n esutul adipos hidroliza triacilglicerolilor aresemnificaie cantitativ i reprezint procesul demobilizare a lipidelor cu eliberarea acizilor grailiberi n plasm.

Acetia sunt captai de esuturi i utilizai n scop -

-energetic- sinteza lipidelor proprii.

esutrul adipos conine mai multe lipaze.

Hormonii au rol lipolitic (catecolaminele),acioneaz prin intermediul c-AMP printr-unmecanism analog cu cel responsabil de stimularea

glicogenolizei


11/44

Lipoliza este un proces hidrolitic care se desfoar

n trepte

Etapa limitant de vitez este reacia dendeprtare a primului rest de acid gras dinTAG,catalizat de lipaza adipolitic sau lipazahormon-dependent.

GlicerolMAGDAGTAG

lipazalipazalipaza

R3COOH

OH

CH2

OH

CH

CH2 OO

OH

CH2 OCO R3

CH

CH2 OH

R2COOH

CH2 OH

CH OCO R2

CH2

OCO R3R1COOH

CH2

OCO R3

CH OCO R2

CH2 OCO R1


12/44

Metabolismul lipidelor complexeGlicerofosfolipide ( coninglicerol )

Structur-glicerol esterificat cu 1 sau 2 acizi grai-grupare fosfat esterificat cu un compus de azot sau inozitol

RolSunt o component a membranelor biologice.Particip la solubilizarea colesterolului n bilMeninerea suspensiilor de lipide din plasm(chilomicroni

i lipoproteine)


13/44


14/44

Biosinteza glicerofosfolipidelor

Acidul fosfatidic -precursor comun pentru dou ciseparate n biosinteza glicerofosfolipidelor:

1.acidul fosfatidic se activeaz cu CTP i formeazCDP-diacilglicerina, care apoi reacioneaz cucomponenta polar (inozitol, serina,fosfatidilglicerina) formnd glicerofosfolipidelerespective.

2.acidul fosfatidic sub aciunea fosfohidrolazei pierde

fosfatul i trece n 1,2-diacilglicerol, care reacioneazapoi cu formele activate ale bazelor cu formare decefaline i lecitin.

n ambele ci citidin-trifosfatul are rol de activator.


15/44

1. Biosinteza glicerofosfolipidelor plecnd de la acid fosfatidic

Aceast cale este specific bacteriilor, dar este utilizat ide esuturile animal n special pentru biosinteza

cardiolipinei i a fosfatidilinozitolului. Activarea acidului fosfatidic cu citintrifosfat (CTP) are loc

sub aciunea fosfatidil-citidil-transferazei.

n bacterii CDP-diacilglicerina reacioneaz cu grupareaOH a serinei i formeaz fosfatidilserina.

fosfatidil-citidiltransferazei

PP

CDP-diacilglicerina

OHOH

O P O

O

citidil

CH2

OCO R1

CHCOOR2

CH2 O P

OCTP

CH2 OPO3H2

R2 CHCOO

OCO R1CH2


16/44

OHOH

O P O

O

citidil

CH2

OCO R1

CHCOOR2

CH2 O P

OHO CH2 CH COOH

NH2CMP

CH2 O P

O

O CH2 CH COOH

CHCOO

OCO R1CH2

OH NH2

R2

fosfatidilserina


17/44

R2

CH2 O PO

O CH2 CH COOH

CHCOO

OCO R1CH2

OH NH2

fosfatidilserina

R2

CH2 O PO

O CH2 CH2 NH2

CHCOO

OCO R1CH2

OH

CO 2

PALPO

OH

CH2 OCO R1

CHCOO

CH2 O P

O

O CH2 CH2 N+(CH3)3

R2

3SAM 3SAH

cefalina

lecitina

Fosfatidilserina printr-o reacie de decarboxilare trece nfosfatidiletanolaminei (cefalina), care mai departe n urma unui

proces de metilare formeaz fosfatidilcolina (lecitina).


18/44

Lecitina


19/44

CDP-diacilglicerolul reacioneaz cu inozitolul n prezenaCDP-diacilglicerol-inozitol-transferazei formnd

fosfatidilinozitolul.

CH2 OCO R1

CH

CH2

R2COO

O P O

O

P citidil

O

OH OH

+

OHOH

OHOH

HO

HO

CMP

OH

O P O

OR2COO CH

CH2

CH2 OCO R1

HO

OHOH

OH

OHfosfatidilinozitolul

inozitol


20/44

Prin fosforilarea gruprilor OH din inozitol nprezen de ATP i o unei kinaze rezult formelefosforilate:

-fosfatidilinozitol-4-fosfat

-fosfatidilinozitol-4,5-bifosfat.

Ultimul este considerat mesager de ordinul II care subaciunea unor efectori (hormoni neurotransmitori)

determin rspunsuri specifice la nivel celular.


21/44

Fosfatidilcolina cu 2 resturi de palmitil este componentulprincipal al surfactantului pulmonar ( compus tensioactiv) ceacoper alveolele pulmonare care contribuie la efectuarea n

bune condiii a schimburilor gazoase.

Sindromul de detres respiratorie (boala membranelor hialine lanou nscut) este asociat cu producie insuficient desurfactant.

Reprezint 15% din decesele la nou nscut.

Fosfatidiletanolamina abundent n esutul nervos.


22/44

Cardiolipina

se gsete n -mitocondrii-cloroplaste

-bacterii.

Se sintetizeaz de la CDP-diacilglicerol carereacioneaz cu glicerin-3-fosfat i formeazfosfatidilglicerolfosfat.

Acesta sub aciunea unei fosfataze pierde fosfatulformnd fosfatidilglicerina care este precursorulcardiolipinei.

Fosfatidilglicerolul reacioneaz cu o nou moleculde CDP-diacilglicerol i formeazdifosfatidilglicerolul.

CH


23/44

cardiolipina

fosfatidilglicerol

fosfatidilglicerolfosfat

CH2 O CO R1

O HO H

O P O

O

CH2 CH CH2 O P O

O

CH2

CH O CO R2

CH2

R2 CO O CH

R1 CO O CH2

O H

CM PCDP_diacilglicerol

O H

R1 COO CH2

CHR2 CO O

CH2 O P O

O

CH2 CH CH2 O H

O H

fosfatidilglicerolfosfataza

H3PO 4H2OO H

O HCH2 O P

O

O H

O P O

O

CH2

CH O H

CH2

R2 CO O CH

R1 CO O CH2

CMP

O H

CH2 O P O H

OCH O H

O HCH2

+

O HO H

O P O

O

P citidil

OR2CO O CH

CH2

CH2 O CO R1


24/44

2. Biosinteza glicerolfosfolipidelor plecnd de la1,2-diacilglicerol

Pe aceast cale se sintetizeaz lecitina i cefalina nesuturile animale.

n acest caz acidul fosfatidic pierde radicalul fosfati se transform n 1,2-diacilglicerin care esteacceptorul de fosforil-baz.

Rolul CTP este de a activa bazele azotate.


25/44

Biosinteza fosfatidilcolinei (lecitina)ifosfatidiletanolaminei(cefalina)

n prima etap, bazele (etanolamina i colina) se

fosforileaz n prezen de ATP i a unei kinazespecifice, apoi reacioneaz cu CTP formnd CDP-colina, respectiv CDP-etanolamina.

n ultima etap baza fosforilat este transferat pediacilglicerol cu formarea fosfolipidei i eliberareaCMP.


26/44

fosfocolin_diacil_transferaza

transferazafosfocolin_citidil_

OH

R2 COO

CH2 O P O

O

CH2 CH2 N+(CH3)3

CH

CH2 OCO R1

CMP1,2-diacilglicerol

OH

P O

O

CH2 CH2 N+(CH3)3

OH

OCDP O P

O

PPCTP

OH

P

O

O CH2 CH2 N+(CH3)3HO

colinkinaza

ADPATP

HO CH2 CH2 N+(CH3)3


27/44

Aceast cale de sintez a lecitinei se mai numetei cale de recuperare, deoarece lecitina provenitdin alimente n urma catabolismului elibereazcolina, care poate fi reciclat n acest sens.

n esuturile animale lecitina se formeaz i prinmetilarea succesiv a fosfatidiletanolaminei subaciunea unui donor de metil (SAM), care trece nSAH.

Metilarea are loc n ficat avnd ca substrat unicfosfatidiletanolamina (cefalin) i depinde de

disponibilitatea fa de SAM.


28/44

N

N

N

NH2

O

OH

CH2 S+ CH3

OH

(CH2)2

CH NH2

COOH

+

CH2 OCOR1

CH OCOR2

CH2 O P

O

O CH2 CH2 NH2

OH

3

3

COOH

CH NH2

(CH2)2

OH

N

N

N

NH2

O

OH

CH2 S

+

OH

O CH2 CH2 N+(CH3)3P

O

OCH2

OCOR2CH

CH2 OCOR1

SAM

lecitina

SAH


29/44

Biosinteza fosfatidilserinei

n esuturile animale sinteza fosfatidilserineiconst n nlocuirea enzimatic a etanolaminei dincefalin cu serina.

Reacia este reversibil ntruct fosfatidilserina sepoate decarboxila i reface fosfatidiletanolamina.

Fosfatidiletanolamina n continuare se metileazi formeaz lecitina.

Toate aceste transformri au drept scop formareade lecitin pentru sistemul nervos i creier, carenecesit cantiti sporite de lecitin.


30/44

Catabolismul glicerofosfolipidelor

Degradarea glicerofosfolipidelor este un procescomplex catalizat de enzime numitefosfolipaze.

Locul de aciune a fosfolipazelor asupra

diferitelor legturi din molecula substratului.


31/44

Fosfolipaza A1 scindeaz legtura ester din poziia 1a fosfolipidei elibernd acidul gras.

Fosfolipaza A2acioneaz asupra legturii ester dinpoziia 2 elibernd acidul gras nesaturat(prezent nsucul pancreatic)


32/44

Prin ndeprtarea unui acid gras dinglicerofosfolipide rezult lizoglicerofosfolipide,care sunt intermediari n metabolismulglicerofosfolipidelor.

se gsesc n concentraii mici n celule i esuturin concentraii mari sunt toxiceau aciune distructiv asupra membranelor

datorit proprietii lor tensioactive.


33/44

Asupra lizofosfolipidelor acioneazlizofosfolipaza care ndeprteaz acidul gras rmas

i formeaz glicerol-fosforil-baza.

Fosfolipaza C atac legtura ester din poziia 3elibernd 1,2-diacilglicerolul i baza fosforilat.

Fosfolipza D hidrolizeaz baza i elibereaz acidfosfatidic.

n urma acestei reacii este posibil schimbul debaze prin transfer ntre fosfolipide.


34/44

Scindarea diferitelor pri componente ale

fosfolipidelor se face cu viteze diferite, astfel cdegradarea parial poate fi urmat de resintez.

De exemplu, catabolismul lecitinei poate avea loc pemai multe ci.

o cale important const n hidroliza de ctrefosfolipaza A2 a acidului gras din poziia 2

-se formeaz de lizolecitin, care fie c este reciclat,

fie c sufer catabolism n continuare pn laglicerolfosfat i colin.


35/44

Lizolecitina se poate forma i pe o cale alternativ

care implic lecitin-colesterol-aciltransferaza(LCAT).

Enzima

-se gsete n plasm i probabil n ficat

-transfer acidul gras din poziia 2 a lecitinei pecolesterol, formnd colesterol esterificat la nivelul

lipoproteinelor plasmatice.

LCATlizolecitina + colesterol esterifilecitina + colesterol


36/44

Fosfolipaza A2 care scindeaz acidul gras nesaturatdin poziia 2 furnizeaz astfel acizi grai nesaturai

pentru sinteza prostaglandinelor, tromboxanilor ileucotrienelor.

n pancreatita acut fosfolipaza A2 trece n snge

unde transform lecitinele n lizolecitine a crorproprieti hemolizante stau la baza anemiilor dinpancreatite.

Fosfolipaza B care scindeaz acizii grai din poziia1 sau 2 a lizofosfolipidelor are rol i n resintezafosfatidilcolinei, conform urmtoarei reacii:


37/44

lizofosfatidilcolina + acil-CoA fosfatidilcolina + CoAS

Toxinele bacteriene conin fosfolipaza C care degradeazlecitinele la digliceride i fosfocolin.


38/44

Metabolismul sfingolipidelor Sfingolipidele - lipide complexe

-se gsesc n cantiti mari -creier-esut nervos

Toate au ca unitate structural- ceramida (format dintr-unaminoalcool, sfingozina, i un acid gras)

-component polar.


39/44

Exemplu: Prin acilarea gruprii amino din sfingozin cu un acid gras cu catena

lung rezult N-acilsfingozina sau ceramida.

H3C (CH2)12 CH CH CH CH

OH

CH2OH

NH2

+R COSCoA

CH2OH

OH

(CH2)12 CH CH CH CHH3C

NH CO R

+ CoASH

ceramida

sfingozina


40/44

Rolul

- surs de energie (datorit acizilor grai)-componente ale membranei celulare (nervoas)-particip la coagularea sngelui-sunt transportori de electroni i componente ale mitocondriilor,

unde au loc procesele de oxido- reducere

-rol n fiziologia SNC


41/44

n funcie de componenta polar se clasific n:- sfingomielinecare conin ca grupare polar fosforilcolinasau fosforiletanolamina- -componente ale membranei mielince

f


42/44

-glicosfingolipidecare au ca grupare polar una sau maimulte oze.

-nu conin grupare fosfat

1.Cerebrozide

cele mai simple glicosfingolipide neutre ce conin o glucozsau o galactoz

se gsete abudent n substana alb a creierului; n esutulnervos periferic

2. Gangliozide

-cele mai complexe glicosfingolipidesunt prezente n celulele ganglionare ale SNC i n esutul

nervos periferic

-componeni ai membranelor celulare


43/44

Degradarea sfingolipidelor

Sfingolipidelesunt degradate de ctre sfingomielinaz, oenzim care ndeprteaz restul de fosforilcolin.

Cerebrozidele i gangliozidele sunt hidrolizate de ctre

hidroxilaze, care ndeprteaz cte un rest de oz de lacapetele nereductoare ale lanului glucidic.

Arilsulfatazele ndeprteaz resturile sulfat din molecule.

Toate acestea sunt enzime lizozomale a cror deficitdetermin boli lizozomale.


44/44

Aceste boli se caracterizeaz prin acumularea nesuturi a substratului de lipide a cror enzime dedegradare sunt deficitare i se numesc sfingolipidoze.

sfingomieline - boala lui Niemann-Pick

cerebrozide -boala lui Gaucher

gangliozide - boala Tay-Sachs

Date post:	14-Apr-2018
Category:	Documents
Upload:	ginetta23ro
View:	257 times
Download:	2 times

2 Metabolismul lipidic-fosfolipide

Documents