Biosintesis de ácidos grasos

Biosíntesis de ácidos grasos
Los ácidos grasos son biomoléculas muy importantes para los seres vivos. Son los principales constituyentes de los triglicéridos (aceites y grasas, que actúan como reserva energética) y de los fosfolípidos (que forman el armazón de las membranas celulares). Su biosíntesis es, pues, de crucial importancia para todos los organismos.1
El principal precursor de losácidos grasos es el malonil-CoA, una molécula que aporta dos de sus tres átomos de carbono al esqueleto carbonado del ácido graso en crecimiento. El malonil-CoA proviene, a su vez, del acetil-CoA. Todas las reacciones de síntesis de ácidos grasos tienen lugar en el citosol de las células.


Esquema que representa la biosíntesis del ácido palmítico
Síntesis de malonil-CoA
En la síntesis de losácidos grasos interviene un intermediario que no participa en la degradación (beta-oxidación), el malonil-CoA. El malonil-CoA se forma a partir de acetil-CoA y debicarbonato, reacción que consume ATP y que está catalizada por la acetil-CoA carboxilasa, enzima que requiere biotina como cofactor.1

Síntesis de malonil-CoA; reacción de la acetil-CoA carboxilasa.
Los colores correspondena: enzima, coenzimas, substratos, iones metálicos, fosfato y bicarbonato
Elongación
Como en la β-oxidación, la elongación ocurre a través de cuatro reacciones recurrentes. En el diagrama adjunto, las unidades de acetil y malonil se muestran como sus tioésteres con suproteína transportadora de acilos (ACP); así es como los microorganismos y las plantas sintetizan sus ácidos grasos. En cambio, en los animales,esas mismas reacciones ocurren en una granenzima dimérica, la ácido graso sintasa que tiene todas las actividades enzimáticas necesarias para la síntesis y liberación de ácidos grasos libres.
Paso
Descripción
Reacción
Enzima
Condensación
El primer paso es la condensación del acetil-ACP y el malonil-ACP, lo que conduce a la formación de acetoacetil-ACP con liberación de CO2.

β-Cetoacil-ACPsintase
Redución del acetoacetil-ACP
En este paso, el acetoacetil-ACP es reducido por el NADPH a D-3-hidroxibutiril-ACP. El doble enlace se reduce a un grupo hidroxilo. Solo se forma el isómero D.

β-Cetoacil-ACP reductasa
Deshidratación
En esta reacción, el D-3-hidroxibutiril-ACP es deshidratado a crotonil-ACP.

3-Hidroxiacil-ACP deshidratasa
Redución del crotonil-ACP
Durante es pasofinal, el crotonil-ACP es reducido por el NADPH a butiril-ACP.

Enoil-ACP reductasa
En el primer ciclo se condensan un acetil-ACP y un malonil-ACP (derivado del anterior), por lo que se juntan 4 carbonos de golpe. En los ciclos siguientes ya solo se añadirá un malonil-ACP, por lo que se irán añadiendo carbonos de dos en dos. El producto final del proceso es siempre ácido palmítico, un ácido grasosaturado de 16 carbonos, que es inmediatamente esterificado con el coenzima A, para formar palmitoil-CoA (lo mismo se hace con cualquier ácido graso proveniente de la dieta). A partir de él, una vez transportado al retículo endoplasmático, pueden sintetizarse otros ácidos grasos.
En vista de lo anterior, se entiende la siguiente estequeometría:
8 Acetil-CoA + 14 (NADPH + H+) + 7 ATP → Ácidopalmítico (C16) + 8 CoA + 14 NADP+ + 7 (ADP + Pi) + 6 H2O
Dado que el Á.palmítico tiene 16 carbonos, se requieren 7 ciclos (de 4 carbonos el primero y 2 los siguientes) para formarlo. Por ello se necesitan:
8 Acetil-CoA: uno por cada ciclo (para transformarse en 8 malonil-CoA) más uno extra en el primero, que se condensa tal cual.
7 ATP: necesario uno en cada ciclo para transformar el Acetil-CoAen Malonil-CoA.
14 NADPH: Dos por ciclo.
Beta oxidación


La beta oxidación (β-oxidación) es un proceso catabólico de los ácidos grasos en el cual sufren remoción, mediante la oxidación, de un par de átomos de carbono sucesivamente en cada ciclo del proceso, hasta que el ácido graso se descompone por completo en forma de moléculas acetil-CoA, que serán posteriormente oxidados en...