(Microsoft PowerPoint - Metabolismo lipidico [modalit\340
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Biosintesi degli acidi grassi Nei cloroplasti delle foglie e proplastidi dei semi. Origine dell’acetil-CoA: - acetato mitocondriale (prodotto dal complesso della piruvato deidrogenasi). L’acetato viene attivato nei cloroplasti ad acetil-SCoA da una sintetasi per mezzo dell’ATP e del CoASH. - piruvato citosolico (anche nello stroma è presente il complesso della piruvato deidrogenasi che genera acetil-SCoA dall’acido piruvico). 2 - piruvato deidrogenasi 4 - acetil-SCoA sintetasi Carbossilazione dell’acetil-CoA: reazione irreversibile operata dall’acetil-CoA carbossilasi per mezzo della biotina (la CO2 è incorporata come ione bicarbonato HCO3-). La carbossilasi è un enzima regolatore allosterico. ATP + CO2 + biotina-E → CO2-biotina-E + ADP + Pi CO2-biotina-E + CH3COSCoA ↔ biotina-E + COOHCH2COSCoA malonil-SCoA Sintetasi degli acidi grassi (FAS): complesso di enzimi costituito da sei enzimi separati tra loro e da una proteina trasportatrice di acili (RCO-) contenente un gruppo sulfidrilico terminale e detta ACP (acyl carrier protein). La ACP lega i gruppi acile tramite un legame tioestere. acyl group (fatty acid) La sintesi degli acidi grassi si origina da una molecola di acetil-CoA (che funziona da “primer” della reazione) alla quale si uniscono successive molecole di malonil-SCoA con contemporanea decarbossilazione. acetil-SCoA + 7 malonil-SCoA + 14 NADPH + 14 H+ palmitato + 14 NADP+ + 8 CoASH + 6 H2O + 7 CO2 L’allungamento da C18 fino a C32 avviene, previo rilascio nel citosol dell’acido grasso libero, mediante un complesso enzimatico (elongasi) legato al reticolo endoplasmatico, sempre con intervento del malonil-SCoA in presenza di NADPH. Gli acidi grassi insaturi si originano con l’intervento di enzimi ossidanti (desaturasi) che si trovano nello stroma dei cloroplasti e dei proplastidi dei semi. Le desaturasi presentano un meccanismo altamente specifico. ½ O2 2e- NADPH + H+ NADP+ FAD Fdred FADH2 Fdox stearil-ACP ( 2H+ ) oleil-ACP H2O 2 H+ L’oleil-ACP è convertito tramite una tioesterasi ad oleato ed esportato fuori dai plastidi per successive modificazioni (allungamento). β-ossidazione I lipidi sono accumulati nei semi di molte specie e soprattutto nei cotiledoni e nell’endosperma. La maggior parte dei lipidi di riserva sono costituiti da trigliceridi e si ritrovano nella cellula come inclusioni citoplasmatiche chiamati oleosomi o corpi lipidici. oleosoma oleosina trigliceride singolo strato fosfolipidico Nei semi i siti principali dell’ossidazione degli acidi grassi sono i gliossisomi. Questi speciali organelli contengono tutti gli enzimi necessari per ossidare gli acidi grassi in acetil-CoA. Sono delimitati da un singolo strato fosfolipidico. Nei tessuti fogliari delle piante gli organelli deputati all’ossidazione degli acidi grassi sono i perossisomi (turnover dei lipidi di membrana). Le lipasi idrolizzano i legami esterei dei trigliceridi formando acidi grassi liberi e glicerina. Le lipasi possono trovarsi ancorati alla membrana degli oleosomi (si trovano in forma solubile nel citosol) oppure sono parte integrante della membrana dei gliossisomi. Il contatto diretto tra gliossisomi (G) ed oleosomi (OB) spiega il trasferimento dei lipidi (idrofobi) da un compartimento ad un altro. G Attivazione dell’acido grasso (gliossisoma) Shuttle malato-aspartato Il glicerolo derivante dall’idrolisi dei trigliceridi viene riutilizzato per la produzione di energia e/o di carboidrati: Glicerolo + ATP + NAD+ → diidrossiacetone fosfato glicolisi Reazione netta: palmitil-SCoA + 7 CoASH + 7 H2O + 7 NAD+ 8 acetil-SCoA + 7 NADH + 7 H+ Bilancio energetico dell’ossidazione del palmitato: attivazione del palmitato = -2 ATP (compresa l’idrolisi del pirofosfato) 7 NADH → 7 x 10 H+ = 70 H+/4 = 17,5 ATP x 3 NADH=24 NADH x 10 H+/4=60 ATP 8 acetil-SCoA x 1 FADH2=8 FADH2 x 6 H+/4=12 ATP x 1 GTP = 8 GTP Totale: 95,5 ATP GLUCONEOGENESI Gli acetil-SCoA possono essere utilizzati anche nella via biosintetica della gluconeogenesi che rappresenta la sintesi di glucosio da precursori semplici non carboidrati (lipidi). È particolarmente attiva nei semi germinanti quando non sono ancora presenti tessuti fotosinteticamente attivi. La gluconeogenesi unisce lipidico a quello glucidico. il metabolismo Sintesi di glucosio a partire dagli acidi grassi, o meglio dall’acetil-SCoA derivante dalla β-ossidazione degli acidi grassi. Avviene nei gliossisomi, nei mitocondri e nel citosol (il ciclo è assente negli animali).
