Metabolismo lipidi nei cetacei, Tesina

Università degli Studi di Messina

CdLM Biologia ed Ecologia dell'Ambiente Marino-Costiero

Biochimica marina comparata

Metabolismo dei lipidi nei cetacei: analisi evolutiva dei principali enzimi e coenzimi

Tesina di Stefania Benedetta Cogliandro

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Indice

• Introduzione…………………………………….3
• 1. La doppia natura dei lipidi…………………...4
• 2. Sintesi dei lipidi……………………………...5
• 2.1 Sintesi dei triacilgliceroli…………………...5
• 2.1.1 Il CoA……………………………………..9
• 2.2 Sintesi del colesterolo………………………10
• 2.2.1 HMG-reduttasi……………………………13
• 2.3 Mobilizzazione dei lipidi…………………...14
• 2.3.1 Lipasi……………………………………..14
• 3. Conclusione………………………………….17
• Bibliografia……………………………………..19

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Introduzione

Effettuando studi bibliografici sull'evoluzione di proteine enzimatiche e coenzimi coinvolti in differenti processi metabolici si notano fenomeni sia di divergenza sia di convergenza evolutiva; questo anche nel metabolismo lipidico, in cui vi sono enzimi e coenzimi in comune con altre vie metaboliche.

La sintesi, ma ancora più la degradazione dei lipidi, è un processo in cui alcuni aspetti sono stati tramandati dagli Archea ai Bacteria fino ai mammiferi e che permettono di effettuare esempi sia di omologie sia di differenze tanto nella struttura quanto nel meccanismo di reazione.

Il metabolismo dei lipidi nei cetacei permette di notare questi aspetti e che le differenze (ma anche le uguaglianze) rispetto agli organismi progenitori vanno a soddisfare le esigenze dei mammiferi marini.

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Capitolo 1 la doppia natura dei lipidi

I lipidi (fig.1) sono molecole di circa 1300 Dalton in peso. La loro caratteristica peculiare è quella di avere una doppia natura chimica: le “code” idrocarburiche sono idrofobiche, tendono quindi ad unirsi tra loro formando una barriera poiché non possono interagire con l'ambiente esterno acquoso; le “teste” sono idrofile quindi solubili in acqua. I lipidi sono perciò molecole anfipatiche.

La componente idrofobica può essere soggetta a combustione fornendo grandi quantità di energia alla cellula e all'organismo (triacilgliceroli), ma i lipidi delimitano anche la cellula e i compartimenti cellulari (fosfolipidi, glicolipidi e sfingolipidi) e fungono inoltre da molecole di segnale (ormoni steroidei). Diversamente da aminoacidi, acidi nucleici e carboidrati, essi non formano polimeri.

La naturale tendenza dei grassi ad esistere in forma libera vicino all'acqua permette loro di svolgere più ruoli, come dimostrato nei cetacei. In essi infatti i lipidi fungono da riserva energetica, aiutano la termoregolazione ed il bilanciamento del corpo, conferiscono una forma idrodinamica, isolano il corpo, aiutano nella locomozione e nell'ecolocalizzazione.

Fig.1

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Capitolo 2 sintesi dei lipidi

Esistono cinque classi di lipidi: gli acidi grassi liberi o non esterificati, i triacilgliceroli come forma di riserva degli acidi grassi, i fosfolipidi e gli sfingolipidi di membrana, i glicolipidi, gli ormoni steroidei.

Lo steroide più comune è il colesterolo, il quale funge anche da componente di membrana.

2.1 sintesi dei triacilgliceroli

La sintesi dei triacilgliceroli nei cetacei avviene principalmente nel fegato. Essa inizia dal glicerolo 3-fosfato, derivante dal diidrossiacetone fosfato, il quale viene acilato per due volte (fig.2-3). Già qui si nota come il metabolismo dei lipidi sia interconnesso con altre vie metaboliche. Il gruppo carbonile dell'idrossiacetone fosfato viene ridotto dal N