Biosinesis

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE CINTALAPA

“SINTESIS DE COLESTEROL Y BIOSINTESIS DE ISOPRENOIDES”

ASIGNATURA:

BIOQUÍMICA DE LOS ALIMENTOS II

GRADO:

4 SEMESTRE GRUPO “C”

CATEDRÁTICO:

IBQ: ESTHER LÓPEZ MUÑOZ

INTEGRANTES:

Johnny Alberto Pérez Pérez.

Alejandro Pérez Alvarez.

Noe de la Cruz Pérez.

31 DE mayo de 2013

Biosíntesis de colesterol y derivados esteroides.

El colesterol es un esterol de 27 carbonos muy importante en el organismo, derivado de otro lípido llamado isopreno, y de él derivan todos los esteroles y esteroides en general presentes en nuestro organismo. A partir del colesterol derivan todos los esteroides del organismo, como las hormonas esteroideas (sexuales y corticoides) y las sales biliares. Debido a la escasa absorción en la digestión, la mayor parte del colesterol se sintetiza endógenamente.

El colesterol en el organismo está distribuido fundamentalmente en plasma. Generalmente se encuentra esterificado lo que causa una disminución drástica de su ya de por si escasa solubilidad. La concentración en plasma es aproximadamente de 150-200 mg/dL. En plasma circula unido a lipoproteínas.

Finalmente encontramos colesterol en las membranas celulares, especialmente en las del sistema nervioso. La función que tiene el colesterol en las membranas es regular la fluidez de las mismas, en una membrana fluida disminuye esta fluidez, y en una membrana demasiado rígida la aumenta. Normalmente se encarga de disminuir la fluidez debido a la enorme fluidez de las membranas biológicas.

A partir del colesterol derivan todos los esteroides del organismo, como las hormonas esteroideas (sexuales y corticoides) y las sales biliares. También hay otros intermediarios del colesterol de importancia.

El colesterol se ingiere en la dieta, sobre todo en tejidos de origen animal. Una dieta normal contiene unos 200-700 mg de colesterol por ingesta. También es posible sintetizar el colesterol endógenamente, produciéndose aproximadamente 600 mg diarios.

Bioquímica metabólica

El colesterol se elimina fundamentalmente por pérdidas de colesterol libre por descamación de epitelio intestinal, piel… También eliminamos el colesterol directamente gracias a la pérdida de derivados de éste (vitamina D, hormonas, sales biliares.

El colesterol no se puede degradar y por ello su síntesis tiene una severa regulación. En personas en crecimiento existe una importante pérdida de colesterol debido a la formación de tejidos. Todas las células tienen capacidad para formar colesterol pero fundamentalmente se sintetizará en hígado, órganos reproductores, corteza suprarrenal, intestino y tópicamente (piel). Dentro de la célula esta síntesis se produce en parte en el citosol, y en parte en las membranas del retículo endoplásmico.

Síntesis de colesterol

El colesterol desde un punto de vista simplificado es un polímero de Acetil CoA, por tanto su síntesis de colesterol tendrá dos fases importantes:

1. Fase anaerobia. Polimerización anaerobia de Acetil CoA. Se llevará a cabo hasta llegar a una estructura de 30 carbonos: el escualeno.

2. Fase aerobia. Ciclación y transformación del escualeno en colesterol.

Requiere oxígeno.

Fase anaerobia

La síntesis comienza en el citosol con Acetil CoA, que procede tanto de hidratos de carbono, como de lípidos y proteínas. El objetivo de esta fase es, partiendo de Acetil CoA, dar lugar a Escualeno.

1. Se unen dos moléculas de Acetil CoA para dar lugar a Acetoacetil CoA, reacción que libera una CoASH. La enzima que cataliza esta reacción es la b-cetotiolasa.

2. Se incorpora al Acetoacetil CoA otra molécula de Acetil CoA para dar lugar a hidroximetilglutaril CoA, lo que libera una CoASH. La enzima encargada de la síntesis es la HMG CoA-sintasa.

Hasta este paso la síntesis de colesterol coincide con la síntesis de cuerpos cetónicos, y se produce en el citosol (a diferencia de la síntesis de cuerpos cetónicos que era mitocondrial).

3. A la HMG CoA se le reduce su grupo carboxilo unido a la CoA, liberándose esta, y quedando reducido este grupo carboxilo a un grupo alcohol. El producto de esta reacción es el Mevalonato un importante intermediario de la síntesis de colesterol, y la enzima es la HMG CoA reductasa. Esto gasta 2 moléculas de poder reductor en forma de NADPH+H +.

4. Se activa el Mevalonato mediante tres reacciones sucesivas de fosforilación, lo que gasta 3 ATP. Esta reacción da lugar a 3-fosfo-5- pirofosfomevalonato y transcurre gracias a quinasas sucesivas.

5. El 3-fosfo-5-pirofosfomevalonato se descarboxila perdiendo un fosfato para dar lugar al isopentenil-pirofosfato, lo cual es catalizado por la pirofosfomevalonato carboxilasa.

6. El isopentenil-pirofosfato se isomeriza gracias a una isomerasa específica para dar lugar al 3,3-Dimetilalil pirofosfato.

7. Una molécula de isopentenil-pirofosfato y 3,3-Dimetalil pirofosfato se combinan para dar una molécula de 10C llamado Geranil pirofosfato

8. Al Geranil pirofosfato se le une una molécula de isopentenil hasta dar lugar a Farnesil pirofosfato.

9. El Farnesil pirofosfato se dimeriza hasta dar lugar al Escualeno.

El escualeno es una molécula abierta, cuyos enlaces simples tienen capacidad giratoria similar al colesterol, pero esta estructura se debe ciclar para dar lugar a la propia molécula de colesterol.

Fase aerobia

Tiene lugar en el retículo endoplásmico y requiere oxígeno para cerrar los ciclos del escualeno. Consiste en la formación del lanosterol, y posteriormente la transformación de este compuesto en colesterol.

Estas moléculas circulan unidas a una proteína transportadora ya que son enormemente insolubles.

Una vez que formamos el colesterol, éste libre y en exceso es muy perjudicial para la célula, por lo que todo el colesterol que no se utiliza se esterifica con un ácido graso activado y la enzima esterificante se denomina ACAT (Acil CoA-Colesterol-Acil-Transferasa)

La síntesis del Colesterol a partir del acetato Puede esquematizarse (entre paréntesis se indica el número de átomos de carbono de cada molécula:

1.-Acetil~CoA (C2) → Mevalonato (C6) (~ quiere significar enlace de alta energía)

2.-Mevalonato (C6) → Isopentilpirofosfato

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