Biosintesis De Lipidos

BIOSÍNTESIS DE LÍPIDOS

INTRODUCCION

Los lípidos son componentes fundamentales de las células ya que no solo forman parte de todas las membranas biológicas sino que muchos de ellos cumplen importantes funciones, además de constituir un producto de reserva.

Hay que tener en cuenta la importancia de los lípidos en los alimentos ya que son necesarios para la absorción y transporte de vitaminas liposolubles (A, D, E y K).

El colesterol es un lípido de gran interés, componente de las membranas y precursor de biomoléculas como las hormonas esteroideas y varias moléculas señal.

A la inversa de los procesos de degradación, la biosíntesis es un proceso endergónico en el cual se gasta energía en forma de ATP y utiliza un agente reductor, el NADPH.

En este capítulo se describe primeramente la biosíntesis de ácidos grasos y triglicéridos y luego se considerará la biosíntesis de colesterol

Biosíntesis de ácidos grasos

Como en el caso del metabolismo del glucógeno que comienza y termina con glucosa-1-fosfato, la biosíntesis y la degradación de los ácidos grasos también comienza y termina con un mismo compuesto: Acetil CoA.

El principal producto formado en la biosíntesis de ácidos grasos es el palmitato libre, ácido graso de 16 átomos de carbono.

Originalmente se pensó que la biosíntesis de ácidos grasos saturados se efectuaba en la mitocondria por simple reversión de las etapas de beta oxidación. Sin embargo hoy se conoce que la síntesis completa de ácidos grasos saturados a partir de acetato activo ocurre en el citosol, en órganos tales como hígado, glándulas mamarias, tejido adiposo, riñón y pulmón siendo mas activa en tejido adiposo.

Esta separación de compartimentos permite que tengan lugar simultáneamente los dos procesos, degradación y síntesis, y provee un cuidadoso control de ambas.

Hubo además dos hechos experimentales que llamaron la atención:

1-El citrato intervenía en la reacción activándola, pero no se incorporaba como tal al ácido graso sintetizado.

2-El sistema era también activado en presencia de bicarbonato (HCO3-), como fuente de anhídrido carbónico pero tampoco se incorporaba al ácido graso.

Se encontró que el sistema de síntesis presentaba un componente diferente además de acetil-CoA el cual aportaba los carbonos en la biosíntesis, descubriéndose que el compuesto en cuestión era el malonil-CoA, esto contribuyó a aclarar la actividad del complejo de la ácido graso sintasa.

Precursores de la síntesis

Los precursores de la biosíntesis de los ácidos grasos son:

a) Acetil CoA: Proveniente de carbohidratos, oxidación de ácidos grasos ó degradación de aminoácidos.

b) Malonil CoA.: Compuesto que se sintetiza a partir de Acetil-CoA en una reacción que requiere energía proveniente de la hidrólisis del ATP.

Dado que la molécula de Acetil CoA se encuentra en la mitocondria y los ácidos grasos se sintetizan en el citosol, es necesario que la misma sea transferida al exterior de las mitocondrias. La membrana mitocondrial interna no es permeable a acetil CoA, no obstante la célula cuenta con una proteína transportadora (PT) en la membrana mitocondrial, la cual permite el transporte de citrato (primer producto sintetizado en el ciclo de Krebs), al citosol.

Una vez en el citosol, el citrato se convierte nuevamente en oxalacetato y acetil CoA a traves de una reacción catalizada por la enzima citratoliasa, la reacción transcurre con gasto de energía metabólico (ATP).

Citratoliasa

Citrato + CoA-SH Acetil CoA + Oxalacetato

ATP ADP + Pi

El Acetil CoA es utilizado para la síntesis de los ácidos grasos. El oxalacetato, según las necesidades de la célula, puede utilizarse para la gluconeogénesis u reducirse a malato para luego, por acción de la enzima málica sintetizar NADPH necesario para la biosíntesis de ácidos grasos y piruvato. El malato ó el piruvato pueden volver a la mitocondria a través de un transportador específico. (Figura 8.1)

Figura.- 8.1: Transporte de citrato y destino de sus productos

Complejo multienzimático que interviene en la biosíntesis de ácidos grasos

La biosíntesis de ácidos grasos es llevada a cabo por un complejo multienzimático llamado ácido graso sintasa, el que se encuentra en el citosol y está compuesto por un conjunto de enzimas que se unen a una proteína transportadora de restos acilos, denominada PTA o según la sigla inglesa ACP (acyl carrier protein), quedando así constituido el complejo.

La ACP es una proteína termoestable, posee un grupo prostético, el 4´-fosfopantoteína, el cual se encuentra fijado a un residuo de serina de la cadena polipeptídica. La ACP, al igual que la Coenzima A tiene también un grupo mercaptoetilamina.

En bacterias (E. coli) las enzimas del complejo están asociadas alrededor de una molécula central de ACP y se pueden separar en las diferentes enzimas conservando su actividad.

El grupo acilo en crecimiento es transportado de enzima en enzima, como en un montaje en serie fijado al ACP tioéster.

En animales, la forma activa de la ácido graso sintasa es un dímero que al separarse en sus dos partes pierde actividad.

En este dímero las dos subunidades idénticas tienen una orientación opuesta. Los dos monómeros idénticos I y II están constituidos cada uno por 7 actividades enzimáticas separadas y la proteína transportadora de acilos (ACP).

Uno de los grupos –SH pertenece al aminoácido cisteína de la enzima condensante y el otro grupo –SH a la 4´fosfo pantoteína del ACP. Los dos grupos están en estrecha proximidad, lo cual sugiere un ordenamiento “cabeza a cola” de los dos monómeros.

Aunque cada monómero contiene todas las actividades parciales de la secuencia de la reacción, la unidad funcional eficaz consiste en la mitad de un monómero interactuando con la mitad complementaria del otro. De este modo se producen simultáneamente dos cadenas de acilo.

Fig. 8.2- Esquema de la ácido graso sintasa. La línea de puntos indica la separación de

funcionalidad,

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