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Franca Esposito » 14.Biosintesi di acidi grassi, eicosanoidi, triacilgliceroli e fosfolipidi


Sintesi di malonil-CoA

La prima tappa nella sintesi degli acidi grassi è la produzione di malonil-CoA a partire da acetil-CoA in una reazione catalizzata dall’acetil-CoA carbossilasi.

Il meccanismo dell’enzima è riportato di lato.

Lezione della Prof. Margherita Ruoppolo

Tratto da: DL Nelson e MM Cox “I Principi di biochimica di Lehninger” ed. Zanichelli.

Tratto da: DL Nelson e MM Cox “I Principi di biochimica di Lehninger” ed. Zanichelli.


Biosintesi degli acidi grassi

Gli acidi grassi vengono sintetizzati da un sistema multienzimatico chiamato acido grasso sintasi mediante la ripetizione di quattro tappe descritte di lato e nella diapositiva successiva.

Tratto da: DL Nelson e MM Cox “I Principi di biochimica di Lehninger” ed. Zanichelli.

Tratto da: DL Nelson e MM Cox “I Principi di biochimica di Lehninger” ed. Zanichelli.


Biosintesi degli acidi grassi (segue)

Tappa 1: Condensazione

Tappa 2: Riduzione del gruppo carbonilico

Tappa 3: Deidratazione

Tappa 4: Riduzione del doppio legame

Tratto da: DL Nelson e MM Cox “I Principi di biochimica di Lehninger” ed. Zanichelli.

Tratto da: DL Nelson e MM Cox “I Principi di biochimica di Lehninger” ed. Zanichelli.


Biosintesi degli acidi grassi (segue)

Inizio del secondo ciclo delle reazioni del complesso dell’acido grasso sintasi.Tratto da: DL Nelson e MM Cox “I Principi di biochimica di Lehninger” ed. Zanichelli.

Inizio del secondo ciclo delle reazioni del complesso dell'acido grasso sintasi.Tratto da: DL Nelson e MM Cox “I Principi di biochimica di Lehninger” ed. Zanichelli.


Biosintesi di palmitato

La catena dell’acido grasso cresce di due atomi di carbonio per volta.

Per produrre il palmitato sono necessari 7 cicli di reazioni di condensazione e riduzione.

Il palmitato è liberato tramite reazione di idrolisi.

Tratto da: DL Nelson e MM Cox “I Principi di biochimica di Lehninger” ed. Zanichelli.

Tratto da: DL Nelson e MM Cox “I Principi di biochimica di Lehninger” ed. Zanichelli.


Acido grasso sintasi

I domini dell’acido grasso sintasi agiscono come enzimi distinti pur essendo sulla stessa catena polipeptidica.

In questo modo gli internedi rimangono legati covalentemente come tioesteri ad uno dei due gruppi tiolici: uno è il residuo di Cys della beto-chetoacil-ACP sintasi (KS), l’altro è il gruppo SH della proteina trasportatrice di acili (ACP).

Tratto da: DL Nelson e MM Cox “I Principi di biochimica di Lehninger” ed. Zanichelli.

Tratto da: DL Nelson e MM Cox “I Principi di biochimica di Lehninger” ed. Zanichelli.


Differenze tra degradazione e biosintesi degli acidi grassi

Immagine autoprodotta.

Immagine autoprodotta.


Localizzazione subcellulare del metabolismo lipidico

Tratto da: DL Nelson e MM Cox “I Principi di biochimica di Lehninger” ed. Zanichelli.

Tratto da: DL Nelson e MM Cox “I Principi di biochimica di Lehninger” ed. Zanichelli.


Produzione di NADPH

Negli epatociti e negli adipociti il NADPH citosolico è in gran parte generato dalla via del pentosio fosfato (a) e dall’enzima malico (b).

Tratto da: DL Nelson e MM Cox “I Principi di biochimica di Lehninger” ed. Zanichelli.

Tratto da: DL Nelson e MM Cox “I Principi di biochimica di Lehninger” ed. Zanichelli.


Sistema navetta per il trasporto dei gruppi acetilici

Ciclo metabolico: 2 mol di ATP per ogni molecola di acetil-CoA che entra nella sintesi degli acidi grassi.

L’enzima malico fornisce circa la metà del NADPH necessario per la sintesi degli acidi grassi.

La via del pentoso fosfato contribuisce a generare il rimanente NADPH.

Tratto da: DL Nelson e MM Cox “I Principi di biochimica di Lehninger” ed. Zanichelli.

Tratto da: DL Nelson e MM Cox “I Principi di biochimica di Lehninger” ed. Zanichelli.


Siti di regolazione nella biosintesi degli acidi grassi

Acetil-Coa carbossilasi

  • Regolazione negativa da parte del palmitoilCoA (retroinibizione)
  • Regolazione positiva da parte del citrato (attivatore allosterico)
  • Regolazione da modificazione covalente (fosforilazione) ad opera di glucagone e adrenalina che comporta inattivazione dell’enzima
Tratto da: DL Nelson e MM Cox “I Principi di biochimica di Lehninger” ed. Zanichelli.

Tratto da: DL Nelson e MM Cox “I Principi di biochimica di Lehninger” ed. Zanichelli.


Sintesi di acidi grassi saturi a catena lunga

L’aggiunta successiva di unità acetiliche è catalizzata dal sistema di allungamento degli acidi grassi presente nel reticolo endoplasmatico liscio e nei mitocondri.

Il doppio legame viene introdotto da una reazione ossidativa catalizzata dalla acil-CoA desaturasi secondo lo schema mostrato nella diapositiva succesiva.

Il linoleato e l’alfa linoleato sono prodotti solo nelle piante e sono perciò acidi grassi essenziali.

Tratto da: DL Nelson e MM Cox “I Principi di biochimica di Lehninger” ed. Zanichelli.

Tratto da: DL Nelson e MM Cox “I Principi di biochimica di Lehninger” ed. Zanichelli.


Desaturazione degli acidi grassi

Tratto da: DL Nelson e MM Cox “I Principi di biochimica di Lehninger” ed. Zanichelli.

Tratto da: DL Nelson e MM Cox “I Principi di biochimica di Lehninger” ed. Zanichelli.


Biosintesi degli eicosanoidi

La biosintesi degli eicosanoidi parte dall’arachidonato che viene rilasciato da fosfolipidi di membrana in seguito all’azione della fosfolipasi A2.

* La biosintesi degli eicosanoidi verrà ripresa nelle lezioni che tratteranno gli ormoni.

Tratto da: DL Nelson e MM Cox “I Principi di biochimica di Lehninger” ed. Zanichelli.

Tratto da: DL Nelson e MM Cox “I Principi di biochimica di Lehninger” ed. Zanichelli.


Biosintesi del fosfatidato

Gli acidi grassi sintetizzati o ingeriti con la dieta possono essere incorporati in:

  • Triacilgliceroli
  • Fosfolipidi

In entrambi i casi vengono utilizzati come precursori gli Acil-CoA e L-glicerolo-3P per formare Fosfatidato.

Fosfotidato può essere poi convertito in triacilglicerolo o in glicerofosfolipide.

Tratto da: DL Nelson e MM Cox “I Principi di biochimica di Lehninger” ed. Zanichelli.

Tratto da: DL Nelson e MM Cox “I Principi di biochimica di Lehninger” ed. Zanichelli.


Biosintesi del fosfatidato (segue)

Fosfatidato è il precursore di: Triacilgliceroli e Fosfolipidi. Tratto da: DL Nelson e MM Cox “I Principi di biochimica di Lehninger” ed. Zanichelli.

Fosfatidato è il precursore di: Triacilgliceroli e Fosfolipidi. Tratto da: DL Nelson e MM Cox “I Principi di biochimica di Lehninger” ed. Zanichelli.


Biosintesi dei triacilgliceroli

La mobilizzazione e il riciclaggio delle molecole di triacilglicerolo costituiscono il ciclo del triacilglicerolo.

I triacilgliceroli vengono risintetizzati dagli acidi grassi liberi e dal glicerolo-3-fosfato anche durante il digiuno.

Il diidrossiacetone fosfato, precursore del glicerolo 3-fosfato viene prodotto dal piruvato attraverso la gliceroneogenesi.

Biosintesi dei fosfolipidi di membrana

La produzione dei fosfolipidi richiede:

  1. sintesi dello scheletro carbonioso (glicerolo o sfingosina)
  2. legame degli acidi grassi allo scheletro
  3. aggiunta di una testa polare idrofilica. Nel processo biosintetico uno degli ossidrili viene attivato secondo i due percorsi descritti nella diapositiva successiva
  4. in alcuni casi avviene la modificazione o lo scambio della testa polare per produrre il fosfolipide finale

Ad esempio nei mammiferi la fosfatidilserina si forma dalla fosfatidilcolina o dalla fosfatidiletanolammina tramite reazioni di scambio delle teste polari che avvengono nel reticolo endoplasmatico.

Le prime tappe nella sintesi dei glicerofosfolipidi sono le stesse della sintesi dei triacilgliceroli illustrati nella diapositiva 15 di questa lezione.

Biosintesi dei fosfolipidi di membrana (segue)

Tratto da: DL Nelson e MM Cox “I Principi di biochimica di Lehninger” ed. Zanichelli.

Tratto da: DL Nelson e MM Cox “I Principi di biochimica di Lehninger” ed. Zanichelli.


Biosintesi degli sfingolipidi

La biosintesi degli sfingolipidi avviene in 4 tappe:

  1. sintesi della sfinganina dal palmitoil-CoA e dalla serina
  2. attacco di una molecola di acido grasso con la formazione di N-acilsfinganina
  3. desaturazione
  4. attacco della testa polare
Tratto da: DL Nelson e MM Cox “I Principi di biochimica di Lehninger” ed. Zanichelli.

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