Biochimica del metabolismo

La biosintesi dell'acido palmitico

Una molecola di palmitato è composta da 7 molecole di malonil-coa e una molecola di acetile. La formazione di 7 malonil-coa richiede l'utilizzo di 7 molecole di acetil-coa, 7 molecole di ATP e 7 molecole di CO. Quindi la reazione complessiva che si ottiene è che da 8 molecole di acetil-coa con il dispendio di 7 molecole di ATP e l'utilizzo di 4 molecole di NADPH si ottiene la molecola di palmitato. La reazione complessiva è quindi: 8 Acetil-CoA + 7ATP + 14NADPH + 14H → Palmitato + 8CoA + 7ADP + 7Pi + 14NADP + 6H2O + 2

Gli acidi grassi possono subire allungamento e insaturazione. Le cellule sintetizzano molti acidi grassi, ovviamente le catene che hanno un numero di atomi inferiore a 16 si formano facilmente quando la catena viene rilasciata prima di raggiungere la lunghezza dei 16 atomi di carbonio, mentre catene più lunghe di 16 atomi si formano tramite reazioni speciali di allungamento che si verificano nei

La formazione di un doppio legame nell'α, β-trans-enoil-coa avviene attraverso una reazione di idratazione. La riduzione del doppio legame genera un acil-coa che viene allungato di altri due atomi di carbonio.

L'introduzione di un singolo doppio legame cis nei batteri avviene attraverso processi di insaturazione che si differenziano in base al tipo di cellula considerata, ovvero batteri ed eucarioti. I batteri seguono una via ossigeno-indipendente, mentre gli eucarioti seguono una via ossigeno-dipendente. Entrambi gli organismi sono in grado di inserire un doppio legame all'interno di un acido grasso appena sintetizzato, ma il processo dipende dall'ossigeno stesso. La reazione ossigeno-dipendente svolta dagli eucarioti può avvenire in qualsiasi punto della catena degli acidi grassi, senza la necessità di attivare il legame.

cui è presente una insaturazione sul C-9. L'acido grasso insaturo principale in E.Coli è l'acido cis-vaccenico, formato da un ulteriore passaggio di allungamento nel reticolo endoplasmatico dopo la formazione del palmitoleoil generando il cis-vaccenoil-acp a 18 atomi di carbonio con la presenza di un insaturazione sul C-11.

INTRODUZIONE DI UN SINGOLO DOPPIO LEGAME CIS NEGLI EUCARIOTI

Negli eucarioti l'aggiunta dei doppi legami avviene quando la catena ha raggiunto la sua lunghezza finale, quindi arrivata ai 16/18 atomi di carbonio. La deidrogenazione dello stearoil-coa avviene al centro della catena, ottenendo anche l'oleoil-coa; questa reazione viene catalizzata da una desaturasi. La stearoil-coa desaturasi è un enzima che presenta un centro di ferro. Affinché queste reazioni possano avvenire è necessaria la presenza dell'ossigeno e anche di NADH, insieme a due proteine fondamentali ovvero la citocromo b5 reduttasi e il citocromo b5.

Infatti, le proteine hanno la caratteristica di essere associate alla membrana del reticolo endoplasmatico. La reazione inizia con il trasferimento di una coppia di elettroni da parte della citocromo b5 reduttasi, poi vi è la successiva ossidazione del citocromo b5, che viene accoppiata alla riduzione del ferro nella desaturasi passando da +3 a +2. Il ferro a questo punto riesce ad accettare una coppia di elettroni dal citocromo b5 e crea il doppio legame nella posizione 9,10 del substrato, ovvero la stearoil-coa. L'ossigeno è l'accettore terminale di elettroni all'interno di questo processo di desaturazione dell'acido grasso. È importante notare che all'interno di questa reazione si formano due molecole di acqua, ciò implica che verranno trasferiti 4 elettroni: 2 provengono dalla sequenza di reazione a partire dal NADPH e 2 derivano dall'acido grasso che è stato deidrogenato. Queste reazioni di introduzione di doppio legame

Possono essere seguite da reazioni di allungamento della catena: l'oleoil-coa prodotto può essere allungato di ulteriori due atomi di carbonio formando un acido grasso a 20 atomi di carbonio con un doppio legame.

VIE DI SINTESI DI ALTRI ACIDI GRASSI

Dallo schema si nota come si formano dunque una serie di diversi acidi. Gli acidi grassi vengono classificati in omega 3 e omega 6. Si definiscono omega 6 e omega 3 gli acidi grassi polinsaturi ovvero i PUFA. La denominazione omega 3 e omega 6 deriva dalla posizione del primo doppio legame presente a partire dal metile terminale della catena stessa. Per esempio, l'acido α-linolenico è un acido grasso a 18 atomi di carbonio, con 3 doppi legami e per poter la seguire la nomenclatura IUPAC i tre doppi legami si trovano in posizione 9,12,15 a partire dall'atomo di carbonio 1, che è quello del gruppo carbossilico. I principali componenti dell'omega 3 sono: l'acido α-linoleico.

L'acidoeicosapentanoico e l'acido docosaesanoico. I principalicomponenti dell'omega 6 sono: l'acido linoleico, l'acidogamma-linoleato, l'eicosatrienoato e l'arachidonato.

L'acido linolenico e l'acido alfa-linolenico sono grassiessenziali, sono così chiamati perché per il nostro organismo non èin grado di sintetizzarli e quindi devono essere introdottinella dieta e possono dar luogo agli altri acidi grassi.

L'acidoalfa-linoleico viene metabolizzato in acido stearidonico equesto avviene attraverso l'utilizzo di una desaturasi el'acido stearidonico viene trasformato in EPA, che a sua volta è convertito in DHA.

L'acido linoleicoviene metabolizzato in gamma-linolenico e attraverso l'uso di una desaturasi viene trasformato inacido arachidonico. L'acido arachidonico è un composto importante perché da questo acido grassovengono generati composti fondamentali durante il processo.

Di risposta ad un insulto infiammatorio, così come a partire dagli omega 3 vengono prodotti una serie di lipidi bioattivi che hanno un ruolo importante nel processo di risoluzione del processo infiammatorio.

IL CONTROLLO REGOLATORIO DEL METABOLISMO DEGLI ACIDI GRASSI

Al pari degli altri processi metabolici visti in precedenza, c'è una regolazione anche del metabolismo degli acidi grassi e il controllo e la regolazione della sintesi degli acidi grassi sono legati alladegradazione degli acidi grassi, alla glicolisi e al ciclo del tca questo perché l'acetil-coa, che rappresenta il fulcro degli acidi grassi, è un metabolita intermedio in tutti questi processi. Il malonil-coa può agire per impedire ai derivati dell'acil-coa di entrare all'interno dei mitocondri e fa ciò andando ad inibire la carnitina aciltransferasi della membrana mitocondriale esterna, che è responsabile del passaggio all'interno del mitocondrio.

Questo modo quando la sintesi degli acidigrassi è attiva i livelli di malonil-coa sono molto elevati, la beta-ossidazione deve essere inibita. Il citrato è un importante attivatore allosterico dell'acetil-coa carbossilasi, mentre gli acil-coa rappresentano degli inibitori. Il grado di inibizione è proporzionale alla lunghezza della catena degli acil-coa, più è lunga la catena maggiore è l'affinità per il sito di inibizione allosterica sull'acetil-coa carbossilasi infatti il palmitoil-coa, lo stearoil-coa e l'arachideil-coa sono gli inibitori più potenti dell'acarbossilasi.

IL CONTROLLO ORMONALE DEL METABOLISMO DEGLI ACIDI GRASSI

A volte la biosintesi di alcuni composti è dipendente non solo da un controllo regolatorio sugli enzimi ma anche dalla regolazione ormonale. Molti enzimi che agiscono per fosforilare l'acetil-coa carbossilasi sono controllati da alcuni segnali ormonali come il glucagone. Infatti,

I recettori agiscono per stimolare una fosfodiesterasi che converte il cAMP in AMP.

La via ciclica dell'arachidonato (C20:4) alle prostaglandine e ai trombossani.