Catabolismo degli acidi

grassi

Università di Roma TOR VERGATACL in Medicina

Biochimica (Prof L. Avigliano)

GLUCOSIOcitoplasma

CH3CO~SCoA

PIRUVATO ACIDIGRASSI

CORPICHETONICI

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 PalmitoilTransferasi I - CPT I

membrana esterna

carnitina-palmitoil translocasi

membrana interna

Carnitina PalmitoilTransferasi II -CPT II

palmitoil~CoA CoASH

-ossidazione

matrice mitocondriale

citoplasmapalmitoil~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 - chetotiolasiIIO

*

NON funziona come pompaprotonica (Eo’ = 0,029V)

ETF flavoproteina di trasferimento degli elettroni

coinvolge flavoproteine

attivazione -2 ATP

7 FADH x 1,5 ATP = 10,57 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 GTP2 x 2 x

7,5 ATP1,5 ATP1 ATP

20 ATP

TOT 32 ATP

10 ATP1 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–

ICH2

ICH2

ICO~SCoA

COO–

I

CH2 + HCO3– + BIOTINA

I CO~SCoA

propionil ~CoA metilmalonil~CoA

succinil~CoA

• Ciclo di Krebs• Metabolismo corpi chetonici• Biosintesi dell’eme

FUNZIONEFUNZIONE VIT B12VIT B12 BatteriBatteri - in molte reazioni 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

COLINAetanolamminametionina

CH3 – N+ – CH2 – CH – CH2 – COO–

CH3 OH esteri di acidi grassi acil~carnitina

CH3lisina, metionina

CARNITINA

CREATINA O = P NH – C – N – CH2 – COO–

O– NH2+

O– CH3

argininaglicina metionina

ADRENALINAMETILAZIONE di CITOSINA ed ISTONI

Alcuni esempi di utilizzo del metile

OMOCISTEINA METIONINA + ATP SAM

metionina sintasi B12

5- metil(-CH3 ) THF

serina + THF 5,10-metilene (-CH2-)THF TIMIDILATO glicina

istidina

+ THF 5,10- metenile (-CH=)THFglutammato

colina + THF 10-formil (-CHO) THF C2, C8 PURINE

THF = TETRAIDROFOLATO forma coenzimatica del folato

metionina S-adenosilmetionina

S-adenosilomocisteina

omocisteina

ATP Pi + P~P

Metiltransferasi

X

metil-X

vit B12metionina

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 H2Osistema nervoso centralemuscolo cardiacomuscoloscheletrico

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 notturno2 mM dopo tre giorni di digiuno5 mM digiuno prolungato

LIVELLO EMATICO glucosio 5,5 mM a digiuno notturno3,5 mM nel digiuno prolungato

acidi grassi-albumina 0,5 mM2 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 insulinaChetosi diabetica - diabete insulino-dipendente