QUIMICA BIOLOGICA Lic. en Biol. Molec. e Ing. en Alim.

1. QUIMICA BIOLOGICALic. en Biol. Molec. e Ing. en Alim. • BOLILLA 7 (Ing. en Alim.):Metabolismo de lípidos. Digestión y absorción. Rol como nutrientes. Resíntesis intestinal de triglicéridos. Transporte de lípidos. Rol de las lipoproteínas. Composición química y funciones. Oxidación de ácidos grasos saturados. Carnitina. Activación, beta oxidación, distintas etapas. Oxidación de los ácidos grasos insaturados y con numero impar de átomos de carbono. Balance energético. Formación de cuerpos cetónicos. Oxidación peroxisómica de ácidos grasos. Biosíntesis de ácidos grasos saturados. Acido graso sintetasa. Regulación. Síntesis de ácidos grasos insaturados. Acidos grasos esenciales. Biosíntesis de triglicéridos y fosfoglicéridos.Síntesis de colesterol: Generalidades. El colesterol como precursor de otros compuestos de importancia biológica. • BOLILLA 7 (Lic. en Biol. Molec.): METABOLISMO DE LIPIDOS. Biosíntesis de ácidos grados saturados. Complejo multienzimático: Acido graso sintetasa. Regulación hormonal. Requerimiento energético. Elongación de los ácidos grasos. Desaturación de ácidos grasos. Acidos grasos esenciales. Eicosanoides: Prostaglandinas. Tromboxanos. Leucotrienos. Precursores. Generalidades de la síntesis. Aspectos clínicos.Biosíntesis de triglicéridos y fosfoglicéridos: precursores y enzimas.Metabolismo de colesterol. Regulación. Excreción. Relación con procesos patológicos. Biosíntesis y degradación de ácidos biliares. Funciones. Aspectos clínicos. Integración del metabolismo de carbohidratos y lípidos.

2. QUIMICA BIOLOGICALic. en Biol. Molec. e Ing. en Alim.

3. Funciones de los lípidos Fuente de reserva energética (Trigliceridos) Componentes de membranas (Fosfolipidos y colesterol) Reguladores Biológicos (hormonas esteroideas) Pigmentos (retinol, carotenos) Cofactores (vitamina K) Detergentes (ácidos biliares) Transportadores (dolicoles) Mensajeros celulares (eicosanoides, derivados de fosfatidil inositol) Ancladores de proteínas QUIMICA BIOLOGICALic. en Biol. Molec. e Ing. en Alim.

4. Fosfolípidos (Fosfoglicéridos) H

5. QUIMICA BIOLOGICALic. en Biol. Molec. e Ing. en Alim.

6. QUIMICA BIOLOGICALic. en Biol. Molec. e Ing. en Alim. • Funciones de los Fosfolípidos • Los fosfolípidos se encuentran presentes principalmente en las membranas biológicas, cumplen funciones vitales en la célula: • Regulando la permeabilidad celular • Interviniendo en la solubilización de compuestos poco polares • En el proceso de coagulación sanguínea • Formando parte de la vaina de mielina de neuronas y de partículas transportadoras de electrones. • Participando en las vías de señalización celular. • Etc. 6

7. Las enzimas de la síntesis de FL se encuentran insertas en las membranas del RE QUIMICA BIOLOGICALic. en Biol. Molec. e Ing. en Alim. 7

8. Estrategia 1 1,2-diacilglicerol es activado con CDP Estrategia 2 El grupo polar es activado con CDP QUIMICA BIOLOGICALic. en Biol. Molec. e Ing. en Alim. Síntesis de Fosfolípidos Transferasa Ej. PCol y PEta en animales superiores Ej. PSer en bacterias y levaduras

9. ADP ADP QUIMICA BIOLOGICALic. en Biol. Molec. e Ing. en Alim. Síntesis de Fosfolípidos Estrategia 2 1B. Síntesis de fosfatidiletanolamina y fosfatidilcolina. (Cefalina) (Lecitina)

10. Chocolates, helados, dulces, margarinas SOJA Mayonesas, salsas, aliños para ensaladas HUEVO Emulsionante

11. 1B. Síntesis de fosfatidilcolina a partir de fosfatidiletanolamina. Fosfatidiletanolamina metil transferasa QUIMICA BIOLOGICALic. en Biol. Molec. e Ing. en Alim. Síntesis de Fosfolípidos

12. QUIMICA BIOLOGICALic. en Biol. Molec. e Ing. en Alim.

13. QUIMICA BIOLOGICALic. en Biol. Molec. e Ing. en Alim. Síntesis de Fosfolípidos Estrategia 1

14. Membrana Plasmática Mitocondrial interna Mitocondrial externa Lisosomal Nuclear RE rugoso RE liso QUIMICA BIOLOGICALic. en Biol. Molec. e Ing. en Alim. Proporción lipídica en las membranas celulares de los hepatocitos

15. QUIMICA BIOLOGICALic. en Biol. Molec. e Ing. en Alim. COLESTEROL • Aporte exógeno: dieta habitual 300 mg col./día. • Síntesis endógena: 1 g col./día. • ~ 50% se sintetiza en hígado • ~ 50% se sintetiza en intestino, gónadas, glándulas suprarrenales, piel, músculo y tej. adiposo.

16. QUIMICA BIOLOGICALic. en Biol. Molec. e Ing. en Alim. COLESTEROL Los C negros derivan del grupo metilo del acetato. Los C rojos derivan del carboxilo del acetato.

17. Estructura del colesterol y su orientación en la bicapa lipidica de las membranas celulares

18. QUIMICA BIOLOGICALic. en Biol. Molec. e Ing. en Alim. Biosíntesis de Colesterol (fases principales) 1- Condensación de acetatos para formar mevalonato. 2- Conversión de mevalonato en unidades de isopreno activado. 4- Ciclación del escualeno para dar lugar al Colesterol. 3- Polimerización de las unidades de isopreno para dar lugar al escualeno.

19. Tiolasa Hidroxi Metil Glutaril-CoA (HMG-CoA) sintasa Enzima reguladora HMG-CoA reductasa Cuerpos cetónicos QUIMICA BIOLOGICALic. en Biol. Molec. e Ing. en Alim. Biosíntesis de Colesterol (fase limitante) 1- Condensación de acetatos para formar mevalonato.

20. QUIMICA BIOLOGICALic. en Biol. Molec. e Ing. en Alim. 2- Formación de isoprenoides activados Mevalonato quinasa Fosfomevalonato quinasa • A partir de MEVALONATO se pueden obtener unidades de ISOPRENOS ACTIVADOS, con gasto de 3 ATP. Descarboxilasa Descarboxilasa Isomerasa

21. 2Pi 2Pi QUIMICA BIOLOGICALic. en Biol. Molec. e Ing. en Alim. 3- Polimerización de los isoprenos activados Los isoprenos activados reaccionan entre sí para formar ISOPRENOIDES de: -10 C: GERANIL-PP -15 C: FARNESIL-PP

22. 4Pi Escualeno sintasa (cabeza-cabeza) QUIMICA BIOLOGICALic. en Biol. Molec. e Ing. en Alim. 3- Polimerización de los isoprenos activados (cont.) Dos moléculas de FARNESIL-PP se condensan para formar una de 30C: ESCUALENO.

23. Escualeno monoxigenasa Plantas Hongos Animales Ciclasa Ciclasa QUIMICA BIOLOGICALic. en Biol. Molec. e Ing. en Alim. 4- Ciclización del escualeno • El ESCUALENO se cicla para formar COLESTEROL en • una serie de etapas que involucran otros esteroles como intermediarios. • - Las reacciones se producen en el RE liso y los productos intermediarios permanecen unidos a una prot. transportadora de esteroles. • Los vegetalesNO sintetizan colesterol

24. Regulación de la Biosíntesis de Colesterol Regulación Alostérica Regulación Covalente Regulación Transcripcional Regulación de la Biosíntesis de Colesterol Ácidos biliares Colesterol Mevalonato - - Medicamentos: Lovastatina HMG-CoA reductasa desfosforilada-activa + Insulina - - Glucagón Colesterol

25. (Células y tejidos) (HDL) QUIMICA BIOLOGICALic. en Biol. Molec. e Ing. en Alim. Para su almacenamiento, el colesterol se puede esterificar con ácidos grasos. (Oleil-CoA- ACAT- o Linoleil-CoA- LCAT-)

26. QUIMICA BIOLOGICALic. en Biol. Molec. e Ing. en Alim. Las células también obtienen su colesterol mediante endocitosis de LDL mediada por el receptor de LDL.

27. Colesterol: precursor de otros compuestos biológicos • constituyente membranas biológicas: fluidez • precursor de hormonas esteroidales, ács. biliares, vit. D

28. QUIMICA BIOLOGICALic. en Biol. Molec. e Ing. en Alim.

29. Funciones de los lípidos Fuente de reserva energética (Trigliceridos) Componentes de membranas (Fosfolipidos y colesterol) Reguladores Biológicos (hormonas esteroideas) Pigmentos (retinol, carotenos) Cofactores (vitamina K) Detergentes (ácidos biliares) Transportadores (dolicoles) Ancladores de proteínas. Mensajeros celulares (ej. eicosanoides, derivados de fosfatidil inositol) QUIMICA BIOLOGICALic. en Biol. Molec. e Ing. en Alim.

30. QUIMICA BIOLOGICALic. en Biol. Molec. e Ing. en Alim. Eicosanoides • Son acs. grasos poliinsaturados de 20 C. • Derivan del ácido araquidónico • Incluyen:Prostaglandinas, tromboxanosyleucotrienos.

31. QUIMICA BIOLOGICALic. en Biol. Molec. e Ing. en Alim. Prostaglandinas • Química: son hidroxiácidos insaturados con un anillo ciclopentano. • Denominación: PG(A-I)nº, ej: PGE2 y PGF2α • Localización: se producen en todas las células, excepto GR. • Función: tienen una potente y variada actividad, en general producen: contracción de músc. liso de útero e intestino, inhiben la secreción de HCl en estómago, inhiben la lipólisis en tej. adiposo, son mediadoras de inflamación, etc.

32. QUIMICA BIOLOGICALic. en Biol. Molec. e Ing. en Alim. Tromboxanos • Química: poseen un anillo hexagonal en lugar de pentagonal. • Denominación: ej: TXA2 • Localización: se sintetizan en plaquetas. • Función: agregante plaquetario (trombos), vasoconstrictores, contribuyendo al edema que acompaña los procesos inflamatorios.

33. QUIMICA BIOLOGICALic. en Biol. Molec. e Ing. en Alim. Leucotrienos • Química: son ac. grasos con dobles ligaduras (Δ7,9,11,14). • Denominación: LT (A-E)4 • Localización: son sintetizados por los leucocitos. • Función: constrictores de músculo liso bronquial, vasoconstrictores y aumentan la permeabilidad vascular.

35. QUIMICA BIOLOGICALic. en Biol. Molec. e Ing. en Alim. Biosíntesis de eicosanoides

36. Bibliografia 1- BLANCO A., “Química Biológica”, Ed. El Ateneo, 8a edic., Bs. As. (2007). 2- LEHNINGER, A.L., "Principios de Bioquímica", Ed. Omega, 4ª ed. (2008). 3- Docentes de Química Biológica, “QUIMICA BIOLOGICA Orientada a Ciencias de los Alimentos”, Nueva Editorial Universitaria de la Universidad Nacional de San Luis. 4- MURRAY R y col., “Bioquimica de Harper”, Ed. El Manual Moderno, 14º ed. (1997). Bibliografía Complementaria 1- CAMPBELL Y FARREL, “Bioquimica”, Thomson Eds., 4ta. Ed., (2005). 2- LIM M.Y., “ Lo esencial en Metabolismo y Nutrición”, Ed. Elsevier, 3ra. ed., Barcelona (2010).