Ciclo del metilcitrato

El ciclo del metilcitrato , o CMC , es el mecanismo mediante el cual se forma el propionil-CoA , generado por la β-oxidación de ácidos grasos de cadena impar, y se degrada a sus productos finales, succinato y piruvato . ^{[ 1 ]} El ciclo del metilcitrato está estrechamente relacionado con el ciclo del ácido cítrico y el ciclo del glioxilato , ya que comparten sustratos, enzimas y productos. ^{[ 2 ]} El ciclo del metilcitrato funciona en general para desintoxicar las bacterias del propionil-CoA tóxico y desempeña un papel esencial en el metabolismo del propionato en las bacterias. Un metabolismo incompleto del propionil-CoA puede conducir a la acumulación de metabolitos tóxicos en las bacterias, por lo que la función del ciclo del metilcitrato es un proceso biológico importante. ^{[ 3 ]}

El ácido 2-metil isocítrico , un intermediario del ciclo del metilcitrato, se sintetizó por primera vez en 1886 como una mezcla de cuatro isómeros. La ruta del ciclo del metilcitrato no se descubrió hasta 1973 en hongos, aunque aún no se comprendía completamente. ^{[ 4 ]} Originalmente, se pensaba que el ciclo del metilcitrato estaba presente solo en especies de hongos, como Candida lipolytica y Aspergillus nidulans . En 1999, se descubrió que el ciclo del metilcitrato también estaba presente en las bacterias Salmonella enterica y Escherichia coli . ^{[ 5 ]} Se ha investigado mucho sobre el papel del ciclo del metilcitrato en el desarrollo y la función de varios hongos y cepas de bacterias, así como sus propiedades virulentas en conjunto con el ciclo del glioxilato. ^{[ 6 ]}

El ciclo del metilcitrato consta de tres pasos básicos, como se detalla a continuación. Además, se muestra el mecanismo con sus reactivos, productos, intermediarios y enzimas. ^{[ 7 ]}

Las principales enzimas involucradas en este proceso son la metilcitrato sintasa (MCS) en el paso uno, la metilcitrato deshidratasa (MCD) en el paso dos y la 2-metil iso citrato liasa (MCL) en el paso tres. El gen PrpC, que codifica la enzima metilcitrato sintasa en el primer paso del ciclo del metilcitrato, es el gen responsable del metabolismo del propionato en el proceso. Sin este gen, el ciclo del metilcitrato y el metabolismo final no ocurrirían, sino catabolismo. ^{[ 9 ]} La reacción del ciclo del metilcitrato se superpone y entrelaza con el ciclo del ácido cítrico y el ciclo del glioxilato . Los ácidos grasos de cadena impar acetato y propionato se descomponen por el ciclo de β-oxidación para formar acetil-CoA, que es oxidado posteriormente por el ciclo del ácido cítrico, y propionil-CoA, que es oxidado por el ciclo del metilcitrato. El sustrato oxalacetato se genera mediante los ciclos del ácido cítrico y del glioxilato, y el producto succinato se toma del ciclo del metilcitrato para ser utilizado en el ciclo del ácido cítrico. ^{[ 10 ]}

Uno de los principales productos del ciclo del metilcitrato es el piruvato. Este piruvato puede ser utilizado por enzimas metabólicas para la producción de energía y la formación de biomasa. ^{[ 11 ]} El otro producto principal, el succinato, se utiliza en el ciclo del ácido cítrico y ayuda a impulsar la reacción y reiniciar el ciclo. El succinato es utilizado por los ciclos del ácido cítrico y del glioxilato para generar oxalacetato, uno de los sustratos clave necesarios para iniciar el ciclo del metilcitrato.

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