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Biologia molecolare - metabolismo dell'acido grasso Appunti scolastici Premium

Appunti di Biologia molecolare del professor Campo. Nello specifico gli argomenti trattati sono i seguenti: gli acidi grassi, LE caratteristiche, i composti, la natura, la sintesi, i criteri della nomenclatura degli acidi grassi per quanto riguarda la posizione dei doppi legami.

Esame di Biologia e Genetica docente Prof. S. Campo

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Acidi grassi

Sono definiti acidi grassi gli acidi monocarbossilici presenti nei lipidi. Caratteristiche di questi acidi

sono: solitamente sono monocarbossilici, a catena lineare, a numero pari di atomi di carbonio, saturi

o insaturi. Sono composti anfipatici, cioè hanno una doppia natura, idrofilica che si accentra intorno

al gruppo carbossilico, ed idrofobica che caratterizza la catena carboniosa e si esalta quanto più

lunga sarà la catena. Quest’ultima può constare di soli 4 carboni, acido butanoico o butirricocce

l’acido grasso a numero di carboni più basso, oppure di un numero maggiore fino ad un massimo

per gli acidi grassi dei tessuti animali di 24 (acido lignocerico) o di 26 (acido cerotico) presenti nei

lipidi di origine vegetale. Gli acidi grassi insaturi sono tutti caratterizzati da configurazione cis nel

legame etilenico o doppio legame ed hanno un numero di doppi legami che si estende da 1 a 3, 4:

Quando i doppi legami sono più di uno i successivi doppi legami sono sempre disaccoppiati vale a

dire tra di essi si interpone sempre un gruppo metilenico –CH –. Per la nomenclatura si fa

2

riferimento all’idrocarburo saturo aggiungendo in residuo oico (butano, acido butanoico o butirrico,

esano, acidom esanoico o capronico ecc); per gl acidi monoinsaturi si aggiungerà al nome

dell’idrocarburo il suffisso enoico per un solo doppio legame (ac. butanenoico o butenoico), il

suffisso dienoico per due doppi legami (ac. esandienoico). Gli acidi grassi più distribuiti in natura

sono fra i saturi l’acido palmitico (C ) e l’acido stearico (C ) entrambi solidi a temp. ambiente; fra

16 18

gli insaturi, l’ac. palmitoleico (C ) ed oleico (C ), quest’ultimo abbondante nell’olio di oliva e

16 18

l’acido erucico (C ), presente particolarmente nell’olio di colza, tossico per il tessuto cardiaco in

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cui induce statosi, tutti monoinsaturi, l’acido linolico o linoleico e l’ac. linolenico(C ) il primo con

18

due doppi legami ed il secondo con tre doppi legami, entrambi essenziali per l’uomo e pertanto

importati dal regno vegetale; da ultimo l’acido arachidonico tetrainsaturo (C ) che l’uomo

20

sintetizza a partire dall’ac. linolico. Di interesse limitatamente ai glicolipidi del tessuto nervoso

sono gli acidi grassi a 24 C rappresentati dall’ac.lignocerico o ac. tetracosanoico, il derivato di

-idrossi-lignocerico

quest’ultimo per idrossilazione sul carbonio 2 o correntemente identificato

-idrossi

come ac. cerebronico, o tetracosanoico, il derivato del lignocerico insaturo in C15, il

denominato ac. nervonico o cis tetracosenoico, e il corrispondente dell’ac. cerebronico insaturo

15  -idrossi-tetracosenoico.

in C15 detto ac. ossinervonico o ac. cis,

15

Gli atomi di carbonio degli acidi grassi vengono do solito numerati a partire dal carbossile a cui

compete il numero 1; gli atomi di carbonio in posizione 2, 3, 4 ecc. vengono anche indicati con le

, , ,

lettere dell’alfabeto greco δ ecc., ed il carbonio ultimo della catena con la lettera greca ω.

Gli acidi grassi fino a 4-6 carboni sono indicati anche come a corta catena, quelli fino a 10 carboni

(acido caprico) come a catena media, quelli con numero di carboni superiore a 10 come a lunga

catena. Per quanto riguarda gli acidi grassi insaturi naturali essi hanno di solito 18 o più carboni ed

il doppio legame nei monoenoici si posizione fra C e C nell’acido erucico invece fra C e C ; per

9 10, 13 14

i poli-enoici il primo doppio legame si posizione fra C e C , ed i successivi fra C e C , e fra C e

9 10 12 13 15

C e così via cioè i successivi doppi legami sono sempre intervallati da un gruppo –CH – (vedi

16 2

sopra).

La nomenclatura degli acidi grassi per quanto riguarda la posizione dei doppi legami segue due

criteri diversi:

a) Numerazione carbossilica: la posizione del doppio legame è indicata dal numero

eventualmente preceduto dalla lettera greca delta () del primo C impegnato nel doppio

legame a partire dall’estremo carbossilico. Per l’acido oleico C monoinsaturo il doppio

18 

legame si posizione fra C e C e pertanto esso sarà indicato come cis octadecenoico,

9 10 9

oppure come 18:1:9, dove il 18 indica i C della catena, 1 la presenza di un solo doppio

legame, 9 la posizione di quest’ultimo a partire dal carbossile. Con lo stesso criterio l’acido

linolico sarà indicato cis octadecendienoico, o 18:2:9,12 e così via.

9,12

b) Numerazione ω o n: essa fa riferimento al carbonio terminale della catena (XH ), l’estremo

3

opposto a quello carbossilico. Con questa numerazione l’acido oleico è indicato con la sigla

18:1:ω 9, in quanto il C impegnato nel doppio legame a partire dall’estremo ω è il C ;

9

l’acido linolico sarà indicato come 18:2: ω6,9, ma più correntemente e semplicemente

18:2:ω6; l’acido linolenico sarà indicato come 18:3:ω3,6,9 o più semplicemente 18:3:ω3.

Per ragioni grafiche oggi si sostituisce la lettera ω con la lettera n e si indica con il simbolo

n-x la posizione del doppio legame dove x è il numero relativo al C che a partire

dall’estremo ω è il primo ad essere impegnato nel doppio legame. Pertanto l’acido oleico

sarà indicato come n-9, l’ac. linolico come n-6 e l’ac. linolenico come n-3.

Proprietà fisiche: acidi grassi saturi ed insaturi sono poco solubili od insolubili in acqua e

l’insolubilità aumenta all’aumentare della lunghezza della catena carboniosa, mentre si

sciolgono bene nei solventi organici; hanno punto di fusione tanto più basso quanto più lunga è

la catena; di conseguenza sono liquidi gli acidi fino a 10 carboni,solidi quelli a più di 12 C (ac.

laurico-ac. lignocerico) La presenza di uno o più doppi legami comporta un aumento del punto

di fusione; pertanto l’acido oleico è liquido a temp. ambiente a differenza del suo omologo

saturo, l’ac. stearico che è solido. La presenza di doppi legami comporta una angolatura nella

configurazione spaziale della catena a differenza degli acidi grassi saturi la cui catena a

direzione rettilinea . Ciò comporta dei rapporti intermolecolari differenti, in quanto le angolature

tendono a discostare catene carboniose vicine, mentre le catene ad andamento rettilineo tendono

ad avvicinarsi per interazioni idrofobiche; conseguentemente le interazioni fra catene sature e

insature sono più deboli che quelle fra catene sature, e questo si riflette sulla fluidità delle

membrane in cui acidi grassi saturi ed insaturi si trovano associati.

Nei lipidi complessi, in particolare nei cerebrosidi, compaiono acidi grassi a 24 C, e

precisamente l’ac. lignocerico C24 (tetracosanoico), il corrispondente monoinsaturo 15

tetracosaenoico, ac.

Beta ossidazione

A livello dei mitocondri

AcilCoA deidrogenasi; l’isoforma attiva su acili a lunga catena può andare incontro a deficit per

produzione di una forma mutata in cui un singolo residuo di lisina è sostituito da un residuo di ac.

glutammico in una regione che è lontana dal sito catalitico o dal sito di legame del FAD:

Probabilmente la variazione di carica di superficie è sufficiente a dare una conformazione spaziale

della molecola in cui il sito attivo è mascherato e quindi non disponibile. Ne consegue accumulo di

acidi grassi a lunga catena con danni tessutali e soprattutto una insufficiente produzione di energia

non compensata dal divenire delle molecole glucidiche il cui utilizzo può diventare precario a

seguito di accumulo di ATP nei mitocondri, per blocco del trasportatore degli adeninnucleotidi

presente sulla membrana interna del mitocondrio sensibile ad accumulo di acidi grassi e dei

corrispondenti acil-CoA; accumulo di ATP comporta inibizione della piruvato deidrogenasi e

all’indietro progressivo blocco della glicolisi e dirottamento del piruvato verso la formazione di

acido lattico. Questo deficit è altrettanto grave quanto il deficit di fenilalanina idrossilasi

responsabile della fenilchetonuria, e comporta soprattutto a livello muscolare deficit energetico con

ridotta prestazione fisica e steatosi, dovuta ad abnorme deposizione di trigliceridi.

Degradazione di acidi grassi poli-insaturi. Ricordare nella demolizione dell’acido linolico o

linoleico C insaturo in 9 e 12 cis, che l’eliminazione del doppio legame in 9, come per l’acido

18

oleico, prevede tre giri di beta ossidazione con eliminazione di tre molecole di acetil-CoA e

formazione di un acilCoA a 12 carboni insaturo in beta–gamma (CH -(CH ) -CH=CH-CH -

3 2 4 2

CH=CH-CH -C=O-SCoA; il doppio legame dalla cis-trans isomerasi viene trasposto in alfa-beta

2

trans e quindi l’acile viene trasformato in decenilCoA insaturo in gamma-delta cis; questo

intermedio per intervento della acilCoA deidrogenasi viene trasformato in alfa-beta trans, gamma-

delta cis insaturo che diviene ora substrato per una riduttasi NADPH dipedente che satura il doppio

legame cis ma alla stesso tempo traspone in doppio legame trans in un doppio legame in beta-

gamma cis. Si forma così un decenil derivato insaturo in beta-gamma che dalla cis-trans isomerasi

viene convertito in alfa-beta trans isomero degradato ora regolarmente nella beta ossidazione. Ne


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DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di Laurea in Medicina e Chirurgia
SSD:
Università: Messina - Unime
A.A.: 2013-2014

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher cecilialll di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Biologia e Genetica e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Messina - Unime o del prof Campo Salvatore.

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