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Guía Teórico-Práctico
Química Biológica
Licenciatura en Nutrición
TRABAJO PRÁCTICO Nº 6
METABOLISMO DE LÍPIDOS Y LIPOPROTEÍNAS. DEGRADACIÓN Y BIOSÍNTESIS
DE ÁCIDOS GRASOS.
OBJETIVOS
Comprender los mecanismos del transporte de lípidos y la metabolización de las
distintas lipoproteínas.
Conocer el proceso de obtención de energía a partir de los ácidos grasos por beta
oxidación
Realizar el balance energético de dicho proceso.
Entender el proceso de síntesis de ácidos grasos.
FUNCIONES DE LOS LÍPIDOS
Los lípidos del organismo, al igual que los hidratos de carbono, se hallan en estado dinámico
de metabolismo ya que sufren constantemente cambios en las diversas células del cuerpo. Se estima
que la reserva de triglicéridos se renueva cada dos o tres semanas.
Los lípidos comprenden una amplia variedad de sustancias químicas insolubles en agua,
tales como triglicéridos ( TG), ácidos grasos, fosfolípidos, glucolípidos, colesterol, etc. Constituyen
más del 10 % del peso corporal de un individuo adulto y aproximadamente el 40 % de las calorías
de la alimentación diaria.
Se pueden clasificar en dos tipos: Lípidos de depósito y constitutivos de órganos y tejidos.
Las funciones principales que cumplen en el organismo son:

Fuente de energía.

Manto térmico, su presencia en el tejido subcutáneo aísla al cuerpo evitando la pérdida de
calor.

Estructura de las membranas celulares.

Estructura de caracteres sexuales secundarios.

Aportan ácidos grasos esenciales y vitaminas

Son precursores de varios derivados lipídicos como por ejemplo las sales biliares, hormonas
esteroideas, etc.
DIGESTIÓN Y ABSORCIÓN
Los triglicéridos son el mayor componente energético en la dieta humana. Las grasas
producen por oxidación 9 Kcal/g, el doble de energía respecto a los hidratos de carbono o las
proteínas (4 Kcal/g). Estos compuestos lipídicos de la dieta no pueden atravesar libremente las
membranas celulares, para que se produzca su asimilación deben ser hidrolizados por distintas
enzimas digestivas intestinales. Al ser sustancias insolubles en agua, las grasas, el colesterol
esterificado y otras sustancias como ciertas vitaminas deben emulsificarse en presencia de ácidos
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biliares y sales biliares aportados por la bilis. Estos compuestos actúan como detergentes
transformando las grandes gotas lipídicas en numerosas gotitas de pequeño tamaño, formándose
partículas cargadas denominadas micelas. Las micelas tienen una capa externa formada por
sustancias hidrofílicas (fosfolípidos, colesterol libre y grupos cargados de los ácidos y de las sales
biliares) y un centro hidrofóbico constituidos por las sustancias insolubles. De este modo se
consigue solubilizar los lípidos y a su vez aumentar la superficie de contacto, facilitando la acción
de las enzimas digestivas.
Fig 6.1 Digestión y absorción de los triglicéridos de la dieta. . Feduchi, Blasco, Romero, Yañez. Bioquímica. 1° Edición.
La enzima que participa en la degradación de los triglicéridos o grasas neutras llega al
duodeno a través del conducto pancreático: lipasa pancreática, que junto con un péptido unido a la
micela denominado colipasa, hidroliza las uniones ésteres de los carbonos 1 y 3 liberando
monoacilglicerol y dos moléculas de ácidos grasos.
Los ácidos grasos de cadena corta (menores de 10 átomos de carbono) ingresan a la célula
por transporte pasivo y en sangre se transportan unidos a albúmina.
Los ácidos grasos de más de 10 átomos de carbono, junto con los monoacilglicéridos y las
otras sustancias (vitaminas y colesterol) son absorbidos en las células del epitelio intestinal por
difusión pasiva. En el interior de los enterocitos se resintetizan los triglicéridos.
Sobre los fosfolípidos actúa la enzima fosfolipasa A2 liberando un ácido graso y un acil
lisofosfolípido. Los esteres de colesterol son hidrolizados por la enzima colesterol esterasa
liberando colesterol libre y ácido graso.
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Para poder ser transportados en el plasma los lípidos deben forman complejos lipoproteicos
denominados “lipoproteínas.
LIPOPROTEINAS
Las lipoproteínas plasmáticas son grandes complejos formados por lípidos y proteínas
específicas, denominándose a estas últimas apoproteínas. Poseen una estructura de micela, con
lípidos no polares (colesterol esterificado y triglicéridos) en un centro hidrofóbico rodeado por
lípidos anfipáticos (fosfolípidos, colesterol libre) y proteínas (apoproteínas).
Fig 6. 2 Estructura de una lipoproteína. Feduchi, Blasco, Romero, Yañez. Bioquímica. 1° Edición.
Las lipoproteínas se clasifican en 5 tipos diferentes de acuerdo a su densidad la cual depende de la
proporción del contenido de lípidos y proteínas (Tabla 6.1)
Lipoproteína Densidad (g/ml) Lípidos principales Apoproteínas principales
QM
< 0,94
TG exógenos
B-48, A-1, IV
VLDL
0,94 a 1006
TG endógenos
B-100, E, C-I, CII, CIII
IDL
1,006 a 1,019
TG y CE
B-100, E
LDL
1,019 a 1,063
CE
B-100
HDL
1,063 a 1,21
FC y C
A-I, II; CII, D y E
Tabla 6.1 Propiedades y composición de las Lipoproteínas plasmáticas
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Las apoproteinas que forman parte de las distintas lipoproteínas cumplen diferentes
funciones:
a) Activan enzimas claves del metabolismo de las lipoproteínas: Apo C-II cuando están unidas a
QM o a VLDL activan la enzima lipoprotein lipasa (LPL), la A-I presente en HDL activa la
enzima lecitin.colesterol acil transferasa (LCAT)
b) Poseen receptores específicos en la superficie celular que les permite unirse e ingresar a la
célula, la Apo E posee receptores en hígado y se encuentra en QM, VLDL, IDL y HDL; la Apo
B-100 presente en LDL posee receptores en hepatocitos y en células de tejidos extrahepáticos.
c) Solamente son estructurales como por ejemplo la Apo B-48 que se encuentra en los
quilomicrones.
METABOLISMO DE LAS LIPOPROTEÍNAS
Durante el metabolismo de las lipoproteínas se produce un intercambio de apoproteinas
presentes en HDL con otras lipoproteínas, principalmente VLDL y quilomicrones.
Es importante destacar las funciones de tres enzimas que actúan durante el metabolismo de las
mismas:
Lipoprotein lipasa (LPL): Esta enzima es activada por Apo CII y cataliza la reacción de hidrólisis
de los triglicéridos que se encuentran en las VLDL y en Quilomicrones
Lipasa hepatica (LH): No forma parte de ninguna lipoproteína, se encuentra en los hepatocitos y
no es activada por Apo CII.
Lecitin Colesterol Acil Transferasa (LCAT): Forma parte de las HDL y tiene como función
esterificar con un ácido graso el carbono 3 del colesterol, utiliza como sustrato el fosfolípido
lecitina.
Quilomicrones
Los quilomicrones se sintetizan, después de una comida, en la célula del intestino delgado.
Contienen un 85% de triglicéridos exógenos, su presencia le da aspecto lechoso al suero. La
principal apoproteína que forma parte de los quilomicrones es la Apo B 48.
Una vez sintetizados pasan a la linfa y luego a la circulación general, desde donde se distribuyen a
los tejidos extrahepáticos (tejido adiposo y muscular). En sangre recibe desde las HDL la Apo E y
la Apo CII y en el endotelio de los capilares que rodean a estos tejidos, los TG son hidrolizados por
la enzima lipoproteinlipasa (LPL) liberándose ácidos grasos y glicerol. Los ácidos grasos son
utilizados en el músculo para dar energía o en el tejido adiposo para re-sintetizar TG para depósito.
El remanente de la partícula de los quilomicrones ingresa al hepatocito por unión de la apoproteína
E al receptor y se degrada en el hígado.
VLDL
Las VLDL son sintetizadas en el hígado. Su principal apoproteína es la Apo B100.
Contienen un 50 % de triglicéridos endógenos. Estos TG son sintetizados a nivel hepático,
utilizando ácidos grasos formados en dicho órgano o ácidos grasos que llegan desde la circulación.
En sangre reciben, desde las HDL, la Apo E y la Apo CII. Al igual que los quilomicrones, en el
endotelio capilar de los tejidos extrahepáticos los TG son hidrolizados por la LPL. Los cambios
sufridos por las VLDL las convierten en IDL (Lipoproteínas de densidad intermedia). Las IDL se
enriquecen con colesterol esterificado proveniente de las HDL circulantes. Una fracción de las IDL
puede ser captada por el hígado en un proceso de endocitosis mediada por receptor a través de Apo
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E, otra fracción sufre la acción de la lipasa hepática y se convierte en una partícula rica en
colesterol, las LDL.
LDL
Estas partículas ricas en colesterol esterificado, son captadas en los tejidos extrahepáticos
por procesos de endocitosis mediada por receptores específicos para Apo B100 (que es la principal
apoproteína que poseen las LDL). Estos receptores son regulables y saturables. Hormonas como
insulina regulan su síntesis y el n° de receptores en membrana dependen de las necesidades
celulares de colesterol. Su función primaria es brindar colesterol a los tejidos periféricos. Una vez
englobadas por las células, son hidrolizadas y el colesterol es utilizado para la construcción de
membranas y síntesis de hormonas. El exceso puede ser almacenado por la célula como colesterol
esterificado por acción de la enzima celular acil-CoA colesterol acil transferasa (ACAT).
Aterosclerosis, LDL y Riesgo Aterogénico: Niveles elevados de LDL y con ellos de colesterol,
incrementan la tendencia a la producción de ateromas. Estas placas (ateroma) están compuestas
por acúmulos de colesterol, restos celulares, células musculares lisas y fibras de tejido conjuntivo,
que disminuyen la luz y elasticidad del vaso. Sobre estas placas se pueden formar coágulos que
pueden obstruir totalmente la arteria y pueden llevar a infarto de miocardio o accidentes cerebro
vasculares. La formación de ateromas refleja un aumento en la producción de LDL y/o una
disminución de receptores para LDL (receptores para Apo B100) lo que disminuye la capacidad
para captar esta lipoproteína por las células. Es por esto que se considera a las LDL factor de
riesgo aterogénico.
Condiciones que contribuyen al desarrollo de ateromas son: hipercolesterolemia, diabetes,
hipertensión, hábito de fumar, estrés, dieta rica en grasas animales, obesidad y sedentarismo.
HDL
Se sintetizan en el hígado y en menor grado en el intestino. Son ricas en colesterol y
fosfolípidos. Captan los excedentes de colesterol de los tejidos, este colesterol libre es esterificado
por la enzima LCAT, lo esterifica con un ácido graso proveniente de fosfatidilcolina. Estos ésteres
de colesterol incorporados por las HDL pueden ser transferidos a las IDL y quilomicrones
remanentes, los que posteriormente son captados por receptores hepáticos y retirados de circulación.
Todo el proceso es denominado transporte inverso del colesterol. Existe una relación inversa
entre el nivel de HDL y la aterosclerosis. A mayor nivel de HDL menor riesgo de padecer
accidentes vasculares. Es por esto que se considera a las HDL factor de protección frente al riesgo
aterogénico. El colesterol sirve de precursor para la síntesis de ácidos biliares los cuales se secretan
con la bilis hacia el intestino, actuando allí como emulsificador de grasas.
En el siguiente esquema se muestra un resumen de la función de las lipoproteínas.
Tabla 6.2 Función y origen de las lipoproteínas plasmáticas.
Feduchi, Blasco, Romero, Yañez. Bioquímica. 1° Edición.
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DEGRADACIÓN DE ÁCIDOS GRASOS
En los mamíferos, el principal centro de acumulación de triglicéridos es el citoplasma de las
células adiposas (adipocitos). El primer paso en la utilización de las grasas como fuente de energía
es la hidrólisis de los triglicéridos a diacilgliceroles y ácidos grasos por acción de lipasas reguladas
por hormonas (Lipasa hormona sensible).
Triglicéridos
Diacilglicerol + Ácidos grasos
triglicéridos
Grasos
La lipólisis catalizada por esta enzima es estimulada por el glucagón, adrenalina y otras
hormonas, a través del AMPc. La insulina es una hormona lipogénica, favorece la síntesis de ácidos
grasos, por consiguiente es anti-lipolítica.
Los ácidos grasos libres que ingresan al citosol se degradan en las mitocondrias de las
células (hígado y tejidos extrahepáticos) por eliminación secuencial, a partir del extremo
carboxílico, de unidades de dos carbonos (Acetil-CoA), conocida como vía de β-oxidación. Para el
transporte de los ácidos grasos desde el citosol a la matriz mitocondrial, previamente se activan con
coenzima A por acción de la enzima tioquinasa, formándose Acil-CoA, consumiéndose en la
reacción 2 uniones ricas en energía.
O
R
C H2
C H2
C
OH
+
CoA
SH
ATP
T I O Q U I N A SA
Mg++
P i rofosfatasa
2 Pi
AMP + PPi
O
R
C H2
C H2
C
S
CoA
A cil C oA
El Acil-CoA formado se conjuga con un compuesto aminado denominado carnitina, de
esta forma se transporta a través de la membrana mitocondrial interna a la matriz mitocondrial, allí
se une nuevamente a la Coenzima A formándose Acil-CoA, disponible para el proceso de betaoxidación. El sistema de transporte comprende dos enzimas: la carnitina acil transferasa I y II.
La carnitina en nuestro organismo se sintetiza en hígado y riñón a partir de lisina, un aminoácido
esencial. En el proceso de biosíntesis interviene el hierro y las vitaminas C, niacina y piridoxina.
Mediante la siguiente representación podemos esquematizar dicho sistema de transporte:
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MEMBRANA
MITOCONDRIAL
INTERNA
CITOSOL
MATRIZ
ÁCIDO GRASO
CoA-SH
ATP
TIOQUINASA
AMP + PPi
CARNITINA
CARNITINA
ACIL-SCoA
I
CoA-SH
carnitina
acil
transferasa
ACIL-CARNITINA
ACIL-SCoA
Ii
ACIL-SCoA
ACIL-CARNITINA
Fig 6.3 Representación esquemática del sistema de tranferencia de acil-CoA
desde el citosol a la matriz mitocondrial
La regulación de la vía de ß- oxidación se ejerce a través de Malonil CoA (un precursor de la
biosíntesis) que inhibe la carnitina-acil-transferasa no permitiendo de este modo la entrada de
grupos acilos (ácidos grasos a la mitocondria).
OXIDACIÓN DE ÁCIDOS GRASOS SATURADOS
Las moléculas de acil-CoA dentro de la matriz mitocondrial sufren β-oxidación, una
secuencia cíclica de cuatro reacciones: oxidación, hidratación, oxidación y ruptura de la cadena con
liberación de acetil-CoA.
1-Primera oxidación: el acil-coenzima A sufre pérdida de dos hidrógenos de los carbonos α y β (2
y 3), esta deshidrogenación es catalizada por acil-CoA deshidrogenasa, una enzima flavínica que
utiliza FAD como aceptor de equivalentes de reducción.
2-Hidratación: Esta reacción es catalizada por la enzima enoil hidratasa que adiciona H+ y OH- de
una molécula de agua para saturar el doble enlace formado en la 1° reacción.
3-Segunda oxidación: El β-hidroxiacil-CoA (producido en la reacción de hidratación) se
deshidrogena en el carbono β en una reacción catalizad por una deshidrogenasa nicontinamídica la
β-hidroxiacil-CoA-deshidrogenasa, el aceptor de hidrógenos es el NAD.
4-Ruptura de la cadena y liberación de acetil-CoA: El β-ceto-acil-CoA, producto de la reacción
de deshidrogenación, es escindido a nivel de la unión entre los carbonos α y β por acción de la
enzima tiolasa. Esta reacción requiere otra molécula de coenzima A.
Los productos formados son acetilCoA y un acil-CoA de dos carbonos menos que el inicial.
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Fig 6.4 Etapas de la -oxidación de un ácido graso.
Blanco. Química Biológica. 8° Edición
El ciclo de oxidación se repite sobre el acil-CoA hasta degradarlo completamente a acetatos
activos. Los acetil-CoA generados en la degradación oxidativa de ácidos grasos ingresan al ciclo del
ácido cítrico para su oxidación final a CO2 y H2O.
Balance energético
Durante un ciclo de beta oxidación hay dos etapas en las cuales se transfieren hidrógenos, a
partir del FADH2 y del NADH a la cadena respiratoria, por lo que el rendimiento total es de 5 ATP
por ciclo. En cada etapa se libera una molécula de acetil-CoA que se incorpora al ciclo de Krebs
para producir 12 ATP.
En la degradación del Ácido Palmítico (16 C) se generan 8 moléculas de acetil-CoA que
sintetizan 96 ATP. El número de ciclos de oxidación es 7, si en cada uno se producen 5 ATP, el
número total será de 35 ATP. El total de ATP sintetizados en la oxidación del ácido palmítico es de
131 ATP, el balance total luego de restar las dos uniones ricas en energía utilizadas para activar el
ácido graso en el citosol es de 129 ATP.
Oxidación de Ácidos Grasos de número impar de átomos de carbono
Los ácidos grasos de número impar de átomos de carbono que son escasos, pero frecuentes
en organismos marinos y plantas, también se pueden oxidar en el ciclo de Krebs.
En el ciclo de beta-oxidación se separan secuencialmente restos de acetil CoA hasta que se
llega a propionil- CoA (compuesto de 3 C), este compuesto se transforma en succinil CoA a través
de dos reacciones, una de las cuales requiere biotina. El succinil CoA se incorpora al ciclo de
Krebs.
La acetil-CoA no puede ser utilizada para la síntesis de glucosa por ello la oxidación de ácidos
grasos de número par de átomos de carbono no son glucogénicos, sin embargo, si se consideran
glucogénicos, los de número impar de átomos de C que al oxidarse forma succinil-CoA, un
compuesto que puede ingresar a la vía de la gluconeogénesis.
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Cetogénesis
La formación de cuerpos cetónicos es una vía alternativa catabólica para degradar los restos
acetilos provenientes de la degradación de los ácidos grasos. Ellos son Acetoacetato, D-3hidroxibutirato y Acetona. Se originan principalmente en el hígado, en circunstancias tales como el
ayuno prolongado, en diabetes o con dieta excesiva en grasas, situaciones en las cuales aumenta la
AcetilCoA que entra al Ciclo. La acetil CoA no se consume en el ciclo de Krebs por falta de
provisión de oxalacetato y se desvía hacia la formación de cuerpos cetónicos.
Cetólisis
El sistema nervioso después de un ayuno prolongado sufre una adaptación que lo habilita
para utilizar los cuerpos cetónicos como fuente de energía, otros tejidos extrahepáticos como
músculo, riñón y corazón, también los puede utilizar. En estas circunstancias se produce la cetólisis
o lisis de estos compuestos, el Acetoacetil-CoA, por acción de la tiolasa, se separa en dos moléculas
de acetil-CoA y éste puede incorporarse al Ciclo de Krebs para dar energía.
BIOSÍNTESIS DE ÁCIDOS GRASOS
La síntesis de ácidos grasos, o lipogénesis, consiste en una serie de reacciones cíclicas en
las que se construye una molécula de ácido graso mediante la adición secuencial de dos unidades de
carbono derivadas de acetil-CoA. Cuando la dieta supera las necesidades calóricas, el exceso de
acetil-CoA es derivado hacia las síntesis de ácidos grasos. Esta síntesis predomina en órganos y
tejidos como hígado, tejido adiposo y glándula mamaria en períodos de lactancia
La síntesis de ácidos grasos se produce en el citosol, interviene un complejo enzimático
denominado ácido graso sintasa, los intermediarios que se forman durante la biosíntesis están
unidos a una proteína portadora de acilos (PTA).
Los precursores de este proceso de biosíntesis son: Acetil-CoA y Malonil-CoA. El poder reductor
lo provee el NADPH proveniente de la vía de la pentosa-fosfato o el ciclo piruvato-malato (Vía de
la enzima málica).
Producción de acetil-CoA y transporte desde la mitocondria al citosol
Como los ácidos grasos se sintetizan en el citosol a partir de acetil-CoA y ésta se genera
principalmente en la matriz mitocondrial, es necesario transferirlo al citoplasma. La membrana
interna de las mitocondrias no es permeable a acetil-CoA, por lo que el citrato atraviesa la
membrana a través de un transportador y luego en citoplasma es escindido por acción de la enzima
citrato liasa, en la cual participan coenzima A y ATP, se regeneran acetil-CoA y oxalacetato
El Acetil-CoA es utilizado para la síntesis de ácidos grasos y el oxalacetato sufre una serie de
reacciones a través de las cuales se transforma malato o piruvato, que disponen de transportadores
en la membrana mitocondrial. El oxalacetato es reducido a malato por malato deshidrogenasa
citosólica y luego descarboxilado a piruvato por la enzima málica, ligada a NADP.
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Fig 6.5 Ciclo del citrato-piruvato. Origen del citrato y actuación de la acetil-CoA carboxilasa.
Feduchi, Blasco, Romero, Yañez. Bioquímica. 1° Edición.
Síntesis de malonil-CoA
El malonil-CoA se síntesis por carboxilación del acetil-CoA, reacción catalizada por la
enzima acetil-CoA-carboxilasa, con biotina como coenzima. La reacción se acopla a la hidrólisis
del ATP y es el principal sitio de regulación de la biosíntesis de ácidos grasos.
acetil CoA
carboxilasa-Biotina
SCoA
Acetil CoA
ATP
ADP + Pi
Malonil
CoA
A continuación se enumeran las reacciones que conducen a la síntesis de palmitato en los
organismos superiores y bacterias.
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ETAPAS DE LA BIOSÍNTESIS DE ÁCIDOS GRASOS
El complejo ácido graso sintasa, compuesto por tres enzimas: acetil transferasa, malonil
transferasa y enzima condensante y la proteína transportadora ACP. Las reacciones que tienen
lugar son:
1.- Adición de los grupos acetilo y malonil
La acetil transferasa cataliza la transferencia del grupo acetilo del acetil-CoA al grupo tiol
(SH) de la enzima condensante.
Acetil transferasa
+ HS-Econd
S-Econd
Acetil-EC
Acetil CoA
Luego, la enzima malonil transferasa transfiere el grupo malonil del malonil-CoA a la
proteína transportadora de acilos.
malonil transferasa
SACP + CoASH
SCoA + HS-ACP
Malonil CoA
Condensación
Malonil-ACP
La enzima condensadora (β-cetoacil-sintasa) cataliza la condensación de los grupos acetil
(2C) y malonil (3C) para formar acetoacetil-ACP (4C).
El CO2 que ingresó en la biosíntesis de malonil CoA es liberado en esta reacción, de manera
que la molécula no interviene en la síntesis neta del ácido.
cetoacil-ACP
sintasa
+
S-Econd
Acetil-S-EC
Acetoacetil-S-ACP
S-ACP
CO2
Malonil-S-ACP
2.- 1° Reducción
El grupo ceto situado en C3 (el carbono β) del acetoacetil-ACP se reduce a grupo
alcohólico en una reacción catalizada por β-cetoacil reductasa, en la cual se transfieren hidrógenos
de NADPH para formar 3-hidroxibutiril-ACP.
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CH3 -C- CH2 –C-SACP + NADPH + H+
║
║
O
O
-Cetoacil-reductasa
CH3-C-CH2- C- SACP + NADP+
│
OH
║
O
-3-Hidroxibutiril-S-ACP
Acetoacetil-S-ACP
3.- Deshidratación
El 3-hidroxibutiril-ACP pierde una molécula de agua en reacción catalizada por 3hidroxiacil-deshidratasa, se forma un acilo insaturado entre carbonos 2 y 3.
-3-Hidroxiacil deshidratasa H
CH3-C-CH2- C- SACP
OH
CH3-C=C- C - SACP
║
O
H2 O
-3-Hidroxibutiril-S-ACP
║
H O
2 trans butenoil ACP ó Crotonil ACP
4.- 2° Reducción
La enoil reductasa, cataliza la segunda reducción, produciendo una cadena de acilo graso
saturada de cuatro carbonos. Se forma butiril-ACP. Con esto se completa el primer ciclo de
elongación.
H
2,3-trans-enoil-ACP reductasa
│
CH3-C=C- C - SACP + NADPH + H+
CH3-CH2-CH2-C-SACP + NADP+
│
║
║
H
O
O
2 trans butenoil ACP ó Crotonil ACP
Butiril-ACP
El butiril ACP se a la enzima y se une otro malonil-CoA al ACP y se repite 7 veces el ciclo
de reacciones 1 a 4, finalmente se sintetiza palmitoil-ACP. El palmitato se por hidrólisis a través de
una reacción catalizada por la enzima tioesterasa.
Tioesterasa
Palmitoil-ACP
Acetoacetil-S-ACP D-3-Hidroxibutiril ACP
Palmitato + ACP
Para sintetizar una molécula de Palmitato se requieren 7 moles de ATP utilizadas para la
síntesis de 7 moléculas de malonil-CoA y 14 moléculas de NADPH utilizadas en las 2 etapas de
reducción de cada uno de los 7 ciclos.
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Comparación de la síntesis y degradación de los ácidos grasos
Síntesis
Degradación
Activa
Tras comidas, situación postprandial
Ayuno y ejercicio prolongado
Principales tejidos implicados
Hígado y tejido adiposo
Músculo e hígado
Citosol
Mitocondria
Donante/ productor de 2C
Acetil-CoA (malonil CoA)
Acetil-CoA
Transportador de Acido Graso
activo
Unido a ACP
Unido a CoA
Enzimas
Complejo multienzimático
Acido Graso Sintetasa
Probablemente no asociadas.
Oxidante / reductor
NADPH
NAD+ y FAD
Control alostérico
El citrato activa la acetil-CoA
carboxilasa, el palmitoil-CoA la
inhibe.
Malonil-CoA inhibe la
carnitina-acil-transferasa I
Control hormonal
La insulina activa la acetil-CoA
carboxilasa, la adrenalinay el
glucagón la inhiben.
La adrenalina y el glucagón
activan la lipasa, la insulina la
inhibe
Producto
Palmitato.
Acetil CoA
Zona
BIBLIOGRAFÍA
BLANCO, A., "Química Biológica", Ed. El Ateneo, 8° Edición, Bs.As, 2006. Reimpresión año 2007
FEDUCHI, E, BLASCO I, ROMERO, C , YAÑEZ, E. Bioquímica. Conceptos esenciales, Editorial
Panamericana, 1° Edición, 2010. Reimpresión año 2011.
LEHNINGER, A.L., NELSON, D., COX, M., "Principios de Bioquímica", Editorial Omega, S.A., 4° Edición,
2006. Reimpresión año 2008.
CHAMPE, HARVEY, FERRIER, “Bioquímica”, Editorial Mac Graw- Hill Interamericana, 3° Edición. 2006.
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PROBLEMAS DE APLICACIÓN
1) ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre la digestión y absorción de los lípidos por el intestino
es correcta?
a- El triacilglicerol de la dieta se hidroliza parcialmente y se absorbe como ácidos graso s
libres y monoacilglicerol.
b- El triacilglicerol de la dieta debe hidrolizarse por completo hasta ácidos grasos libres y
glicerol antes de su absorción.
c- La liberación de ácidos grasos desde el triacilglicerol en el intestino es inhibida por las
sales biliares.
d- Los ácidos grasos que contienen 10 carbonos o menos se absorben y entran en la
circulación a través del sistema linfático.
e- La formación de quilomicrones no requiere síntesis de proteínas en la mucosa intestinal.
2) Acerca de las lipoproteínas es correcto afirmar:
a- Proporcionan un sistema de transporte eficaz para los lípidos en el plasma
b- Los quilomicrones transportan los triglicéridos y el colesterol sintetizados
endógenamente desde el hígado hasta los tejidos.
c- Las HDL se producen a partir de las LDL de la circulación mediante la acción de la
lipoproteínlipasa
d- La LDL formada a partir de la VLDL de la circulación se liga a los receptores para ser
captada mediante endocitosis mediada por receptor.
BIOSÍNTESIS DE ÁCIDOS GRASOS SATURADOS
3) Esquematice la reacción que tiene lugar para reducir β-cetoacetil-ACP a Butiril-ACP.
¿De qué vía metabólica, que Ud. ya estudió, proviene el NADPH necesario para la síntesis?
4) Suponga que el ácido graso de 10 carbonos esquematizado abajo, fue sintetizado por el sistema
de la ácido graso sintasa. Indique si los fragmentos señalados provienen de acetil-CoA o de
Malonil-CoA.
CH3 - CH2- CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - COOH
1
2
3
4
5
5) El hígado es el principal tejido para la síntesis de novo de ácidos grasos. El consumo excesivo de
sacarosa activa esta síntesis debido a que la ingesta energética de la dieta supera las necesidades del
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organismo. Estos ácidos grasos servirán para la síntesis de triglicéridos que serán transportados por
las VLDL hacia tejido adiposo y tejido muscular. Explique el mecanismo por el cuál el excesivo
consumo de sacarosa conduce a un aumento del depósito de grasas en tejido adiposo.
DEGRADACIÓN DE ÁCIDOS GRASOS
6) Las moléculas de triglicéridos almacenadas en el tejido adiposo constituyen la principal reserva
de energía del organismo. Elija la respuesta correcta
a- Los ácidos grasos almacenados se liberan desde el tejido adiposo hacia el plasma como
componentes de la partícula lipoproteínica sérica VLDL.
b- Los ácidos grasos se liberan de los triglicéridos por acción de una Lipasa hormona
sensible.
c-El glicerol producido por la degradación de triglicéridos es una fuente directa de energía
importante para adipocitos.
d- A niveles elevados de glucagón la Lipasa hormona sensible se encuentra en el estado
de mayor actividad.
7) Al oxidar el ácido palmítico hasta CO2 y H2O. ¿Cuántos ATP se generan? Esquematice. Cuántas
veces se debe repetir la secuencia de beta oxidación.
8) Considerando el catabolismo de glucosa (6 carbonos) y el de un ácido graso de 6 carbonos hasta
CO2 y H2O. Calcule el número de ATP generados en cada caso y haga un comentario sobre el
resultado.
9) Complete el siguiente cuadro
SÍNTESIS
DEGRADACIÓN
Situación metabólica en la
que se activa el proceso
Estado hormonal que
favorece la vía
Sitio tisular principal
Localización subcelular
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Transportadores de grupos
acilo/acetilo entre
mitocondrias y citosol
Cofactores de oxidación y
reducción
Producto de la vía
CUERPOS CETÓNICOS
10) Durante un ayuno de 3 días, la concentración plasmática de Cuerpos Cetónicos aumenta.
¿Podría Usted decir, de donde provienen y cuál es el papel metabólico de los mismos?
METABOLISMO DE COLESTEROL
11) Respecto del metabolismo del colesterol se puede afirmar:
a- El colesterol forma parte de las membranas biológicas y no posee más funciones en los
seres humanos.
b- La enzima limitante de la síntesis celular de colesterol es la HMG-CoA reductasa.
c- La homeostasis de colesterol se logra degradándolo a nivel hepático.
d- La síntesis de colesterol tiene lugar en el citoplasma de células hepáticas, de glándulas
suprarrenales, de gónadas e intestino principalmente
PROBLEMAS PROPUESTOS
1. ¿Cuáles son los principales ácidos grasos esenciales y por qué son esenciales?
2. Lipoproteínas. Completar el siguiente cuadro:
Lipoproteína
Lípidos
principales
Función
Apoproteínas
principales
QM
VLDL
IDL
LDL
HDL
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3. ¿Qué significa el término “aterogénico” y qué lipoproteína favorece el desarrollo de los
ateromas?
4. ¿Cuál es la lipoproteína considerada como factor de protección de las enfermedades cardíacas?
5. ¿En qué lugar de la célula ocurre la biosíntesis de ácidos grasos? ¿Cuál es el origen del AcetilCoA empleado en la misma?
6. ¿Cómo llega al citoplasma la acetil-CoA generada dentro de las mitocondrias, necesaria para
iniciar la biosíntesis?
7. ¿Cuál es la enzima reguladora de la velocidad en la biosíntesis de ácidos grasos? Diga cuáles son
sus moduladores. Esquematice la reacción.
8. ¿En qué lugar de la célula ocurre la degradación de ácidos grasos?
9. Previo a iniciarse la beta oxidación, el ácido graso debe ser transportado desde el citosol a la
matriz mitocondrial. Esquematice este proceso.
10. El catabolismo de triglicéridos en el hígado produce síntesis neta de glucosa, sin embargo los
ácidos grasos no participan en dicha síntesis. Explicar
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