martes, 29 de julio de 2014
jueves, 24 de julio de 2014
Lípidos: Artículo Científico
Los científicos descubren que los lípidos controlan las proteínas y la curvatura de la membrana celular
Muchos procesos biológicos se basan en ciertas características de las membranas celulares, y muchas enfermedades aprovechan las propiedades específicas de la membrana para distorsionar las paredes celulares. Desde hace tiempo se sabe que las proteínas regulan cómo toman forma las estructuras lipídicas dentro de las membranas, y la investigación sobre el manejo del comportamiento de las membranas – tales como el caso de los medicamentos anti-virales – supuso que ese era el factor principal.
Un equipo de investigadores del Instituto Tecnológico de Illinois y del Laboratorio Nacional Argonne han descubierto ahora que la relación es inversa: que los lípidos en realidad afectan la forma de las proteínas dentro de las membranas, afectando también de esa manera, la forma de las membranas en sí. David Gidalevitz, autor principal del estudio publicado en Physical Review Letters , cree que “estos procesos de membrana son esenciales para muchas funciones biológicas básicas. Entenderlas nos ayudará a comprender la biología que subyace a muchas de las enfermedades importantes”.
Más detalles de Argonne:
Gp41 es responsable de unirse las membranas anfitrionas y de crear un poro a través del cual el ARN viral se inserta en la célula para propagar el virus. A nivel molecular, esto significa que la proteína viral debe insertarse en la membrana e inducir la curvatura de la membrana para crear el poro. La medición cuidadosa de la forma en que la proteína penetra la monocapa lipídica le permitió al equipo estudiar cómo los lípidos y las proteínas se afectan entre sí durante el proceso de inserción.
Sorprendentemente, aunque los investigadores esperaban que el Gp41 indujera la curvatura en la monocapa de lípidos para formar el poro, encontraron que los experimentos en los que la monocapa contenía más colesterol, demostraban que los lípidos realmente afectaban la estructura de la proteína. Es decir, a medida que aumentaban las concentraciones de colesterol, se disminuía el área ocupada por la proteína y la proporción de lípidos a proteínas era mayor, lo que sugiere que la proteína se estaba compactando de manera diferente a medida que se insertaba en la monocapa, dependiendo de su composición lipídica.
El fragmento de Gp41 que el equipo utilizó demostró ser capaz de adoptar una de dos estructuras diferentes conocidas como hélice-α u hoja-β. Sus mediciones son consistentes con un cambio estructural de helicoidal α a hoja β, a medida que aumenta la concentración de colesterol, tal como se muestra en la figura.
La composición de la monocapa de lípidos también determina qué tan profundamente ha penetrado la proteína su superficie. En monocapas que carecían por completo de colesterol, la proteína penetró muy superficialmente; sin embargo, al aumentar el colesterol, aumentó la profundidad de inserción de la proteína en la monocapa.
Sorprendentemente, la energía libre superficial requerida para la inserción en la membrana sin colesterol era la misma que para la inserción profunda en la membrana rica en colesterol, sugiriendo que el cambio estructural de la proteína ayudó a superar la mayor rigidez de la membrana rica en colesterol.
“Estos datos sugieren que el colesterol está induciendo un cambio conformacional en la proteína, y creemos que cuando el colesterol está presente, las proteínas de fusión cambian para formar una especie de ancla en la membrana, de manera de mantener al virus en su lugar para la fusión”, dijo Gidalevitz, autor principal del artículo publicado en la revista Physical Review Letters .
A continuación, el grupo espera ampliar estos resultados en los experimentos que adapten su técnica a bicapas lipídicas mas complejas con diferentes composiciones de lípidos, y a proteínas diferentes, incluyendo el islote de amiloide polipéptido formador de amilina vinculado a la diabetes tipo 2. “Estos procesos de membrana son esenciales para muchas funciones biológicas básicas”, dijo Gidalevitz. “Comprenderlos nos ayudará a entender la biología que subyace a muchas enfermedades importantes.”
Lípidos: Metabolismo
1. Absorción
2. Emulsificación de grasas
3. Digestión de las grasas
4. Metabolismo de las grasas
5. Degradación
Absorción de lípidos
Ácidos grasos de cadena corta (hasta 12 carbonos) son absorbidos directamente.
Triglicéridos y grasas en la dieta son insolubles en agua y por lo tanto su absorción es difícil. Para lograr esto, la grasa en la dieta se descompone en partículas pequeñas que aumenta el área expuesta para ataque rápido por las enzimas digestivas.
Emulsificación de grasas
Grasas en la dieta se someten a la emulsificación que conduce a la liberación de ácidos grasos. Esto se produce por simple hidrólisis de los enlaces éster de los triglicéridos.
Las grasas se descomponen en pequeñas partículas por acción detergente y mezclado mecánico. Se realiza la acción detergente por jugos digestivos, pero sobre todo por las grasas parcialmente digeridas (ácidos grasos jabones y monacylglycerols) y por sales biliares.
Las sales biliares como el ácido cólico contienen un lado que es hidrofóbica (repelente al agua) y otro lado de amar o hydrophhillic de agua. Esto les permite disolver en una interfase aceite-agua, con la superficie hidrofóbica en contacto con los lípidos para ser absorbido y la superficie hidrofílica en el medio acuoso. Esto se llama la acción detergente y emulsiona las grasas y produce micelas mixtas.
Micelas mixtas sirven como vehículos de transporte para menos lípidos solubles en agua de los alimentos y también para el colesterol, vitaminas liposolubles A, D, E y K.
Digestión de las grasas
Después de la emulsificación las grasas son hidrolizadas o por las enzimas secretadas por el páncreas. La enzima más importante involucrada es la lipasa pancreática. Lipasa pancreática rompe vínculos éster primario, el 1 o los 3 enlaces éster. Esto convierte los triglicéridos 2-monoglicéridos (2-monoacylglycerols). Menos del 10% de triglicéridos siendo unhydrolyzed en el intestino.
Metabolismo de las grasas
Ácidos grasos de cadena corta entrar directamente en la circulación, pero la mayoría de los ácidos grasos es reesterified con glicerol en los intestinos de los triglicéridos de forma que entren en la sangre como partículas de lipoproteínas llamadas quilomicrones.
Lipasa actúa sobre estos quilomicrones forma los ácidos grasos. Estos pueden ser almacenados como grasa en el tejido adiposo, su utiliza para producir energía en cualquier tejido con mitocondrias utilizando oxígeno y reesterified a los triglicéridos en el hígado y exportados como lipoproteínas llamadas VLDL (lipoproteínas de muy baja densidad).
VLDL tiene un resultado similar como quilomicrones y eventualmente se convierte en LDL (lipoproteínas de baja densidad). Insulina simula lipasa.
Durante la inanición durante largos períodos de tiempo también puede convertir los ácidos grasos a cuerpos cetónicos en el hígado. Estos cuerpos cetónicos puede utilizarse como fuente de energía por la mayoría de las células que tienen mitocondrias.
Degradación
Los ácidos grasos se desglosan por Beta oxidación. Esto ocurre en las mitocondrias o en peroxisomas para generar acetil-CoA. El proceso es el inverso de la síntesis de ácidos grasos: fragmentos de dos emisiones de carbono se quitan del extremo carboxilo del ácido. Esto ocurre después de deshidrogenación, hidratación y oxidación para formar un ácido beta-ceto.
El acetil-CoA, a continuación, se convierte en ATP, CO2y H2O utilizando el ciclo del ácido cítrico y libera energía de 106 ATP. Ácidos grasos insaturados requieren pasos enzimáticos adicionales para la degradación.
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