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Degradación de ácidos grasos

La degradación de ácidos grasos es el proceso mediante el cual los ácidos grasos se descomponen en sus metabolitos, generando finalmente acetil-CoA , la molécula de entrada al c...

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La degradación de ácidos grasos es el proceso mediante el cual los ácidos grasos se descomponen en sus metabolitos, generando finalmente acetil-CoA , la molécula de entrada al ciclo del ácido cítrico , la principal fuente de energía de los organismos vivos, incluyendo bacterias y animales. [ 1 ] [ 2 ] Incluye tres pasos principales:

  • Lipólisis y liberación del tejido adiposo
  • Activación y transporte hacia las mitocondrias
  • β-oxidación

Lipólisis y liberación

Inicialmente, durante su proceso de degradación, los ácidos grasos se almacenan en los adipocitos . La descomposición de esta grasa se conoce como lipólisis . Los productos de la lipólisis, los ácidos grasos libres , se liberan al torrente sanguíneo y circulan por todo el cuerpo. Durante la descomposición de los triacilgliceroles en ácidos grasos, más del 75 % de estos se convierten de nuevo en triacilglicerol, un mecanismo natural para conservar energía, incluso en casos de inanición y ejercicio.

Activación y transporte hacia las mitocondrias

Los ácidos grasos deben activarse antes de poder ser transportados a las mitocondrias , donde se produce la oxidación de ácidos grasos . Este proceso se lleva a cabo en dos etapas catalizadas por la enzima acil-CoA sintetasa .

Formación de un enlace tioéster activado

La enzima primero cataliza un ataque nucleofílico sobre el α-fosfato del ATP para formar pirofosfato y una cadena acilo unida al AMP . El siguiente paso es la formación de un enlace tioéster activado entre la cadena acilo grasa y la coenzima A.

La ecuación balanceada para lo anterior es:

RCOO − + CoASH + ATP → RCO-SCoA + AMP + PP i Esta reacción de dos pasos es libremente reversible y su equilibrio se encuentra cerca de 1. Para impulsar la reacción, esta se acopla a una reacción de hidrólisis fuertemente exergónica: la enzima pirofosfatasa inorgánica escinde el pirofosfato liberado del ATP en dos iones fosfato, consumiendo una molécula de agua en el proceso. Por lo tanto, la reacción neta se convierte en:

RCOO − + CoASH + ATP → RCO-SCoA + AMP + 2P i

Transporte hacia la matriz mitocondrial

La membrana mitocondrial interna es impermeable a los ácidos grasos, y un sistema especializado de transporte de carnitina se encarga de transportar los ácidos grasos activados desde el citosol hasta las mitocondrias.

Una vez activado, el acil CoA se transporta a la matriz mitocondrial . Esto ocurre a través de una serie de pasos similares:

  1. La acil-CoA se conjuga con la carnitina mediante la carnitina aciltransferasa I (palmitoiltransferasa) I, ubicada en la membrana mitocondrial externa.
  2. La acilcarnitina es transportada al interior por una translocasa.
  3. La acilcarnitina (como la palmitoilcarnitina ) se convierte en acil-CoA mediante la enzima carnitina aciltransferasa II (palmitoiltransferasa II), ubicada en la membrana mitocondrial interna. La carnitina liberada regresa al citosol.

La carnitina aciltransferasa I sufre una inhibición alostérica como resultado del malonil-CoA , un intermediario en la biosíntesis de ácidos grasos, con el fin de evitar un ciclo inútil entre la beta-oxidación y la síntesis de ácidos grasos .

La oxidación mitocondrial de los ácidos grasos se produce en tres etapas principales:

  1. La β-oxidación se produce para convertir los ácidos grasos en unidades de acetil-CoA de dos carbonos.
  2. El acetil-CoA entra en el ciclo de TCA para generar NADH reducido y FADH2 reducido .
  3. Los cofactores reducidos NADH y FADH₂ participan en la cadena de transporte de electrones en las mitocondrias para producir ATP. No hay participación directa del ácido graso.

β-oxidación

Tras la activación por ATP, una vez dentro de la mitocondria, la β-oxidación de los ácidos grasos se produce a través de cuatro pasos recurrentes:

  1. Oxidación por FAD
  2. Hidratación
  3. Oxidación por NAD +
  4. Tiólisis
  5. Producción de acil-CoA y acetil-CoA

El producto final de la β-oxidación de un ácido graso de número par es el acetil-CoA , la molécula de entrada al ciclo del ácido cítrico . [ 3 ] Si el ácido graso es de cadena impar, el producto final de la β-oxidación será el propionil-CoA. Este propionil-CoA se convertirá en el intermediario metilmalonil-CoA y, finalmente, en succinil-CoA, que también ingresa al ciclo de Krebs.

Véase también

Referencias

  1. ^ Fujita, Yasutaro; Matsuoka, Hiroshi; Hirooka, Kazutake (noviembre de 2007). "Regulación del metabolismo de los ácidos grasos en bacterias" . Microbiología Molecular . 66 (4): 829– 839. doi : 10.1111/j.1365-2958.2007.05947.x . ISSN 0950-382X . PMID 17919287 . S2CID 43691631 .   
  2. ↑ Novak, John T.; Carlson, Dale A. (1970). "La cinética de la degradación anaeróbica de ácidos grasos de cadena larga" . Journal (Water Pollution Control Federation) . 42 (11): 1932– 1943. ISSN 0043-1303 . JSTOR 25036816 .  
  3. ↑ Goepfert, Simon; Poirier, Yves (2007-06-01). "β-Oxidación en la degradación de ácidos grasos y más allá" . Current Opinion in Plant Biology . Physiology and Metabolism. 10 (3): 245– 251. Bibcode : 2007COPB...10..245G . doi : 10.1016/j.pbi.2007.04.007 . ISSN 1369-5266 . PMID 17434787 .