13.3: Una visión general del metabolismo de los ácidos grasos

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En la introducción a este capítulo, aprendimos sobre un paciente que padece una enfermedad rara que afecta el metabolismo de los ácidos grasos. Los mecanismos de reacción que estamos a punto de conocer en las dos secciones siguientes son fundamentales para el proceso por el cual se ensamblan los ácidos grasos (síntesis) y se desmontan (degradación), por lo que merece la pena pasar por un breve panorama antes de sumergirnos en los detalles químicos.

El metabolismo de los ácidos grasos es un proceso de dos carbonos: en las direcciones sintéticas, se agregan dos carbonos a la vez a una cadena de ácidos grasos en crecimiento, y en la dirección degradativa, se eliminan dos carbonos a la vez. En cada caso, hay un ciclo de reacción de cuatro pasos que se repite una y otra vez. Aprenderemos en este capítulo sobre los pasos I y III en la dirección de síntesis, y los pasos II y IV en la dirección degradativa. Las reacciones restantes, y los papeles que desempeñan las coenzimas involucradas, son el tema principal del capítulo 15.

Síntesis de ácidos grasos

“ACP” significa “proteína portadora de acilo”, que es una proteína que se une a cadenas de ácidos grasos en crecimiento a través de un grupo tioéster (ver sección 11.5)

Paso I: Condensación (cubierta en la sección 13.3)

El ácido graso en crecimiento reacciona con malonil-ACP, CO2 y HSACP.

Etapa II: Hidrogenación de cetonas (cubierta en la sección 15.3)

Paso III: Eliminación (cubierto en la sección 13.4)

Etapa IV: Hidrogenación de alquenos (cubierta en la sección 15.4)

.. volver al paso I, agregar otro malonil-ACP, repetir.

Degradación de ácidos grasos

Paso I: Oxidación de alcanos (cubierta en la sección 15.4)

Paso II: Adición de agua (cubierta en la sección 13.4)

Etapa III: Oxidación del alcohol (cubierta en la sección 15.3)

Paso IV: Esciplamiento (cubierto en la sección 13.3)

.. volver al paso I

Al mirar estos dos caminos, es importante reconocer que no son lo contrario el uno del otro. Diferentes coenzimas están en juego, diferentes tioésteres están involucrados (coenzima A en la dirección degradativa, proteína portadora de acilo en la dirección sintética), e incluso la estereoquímica es diferente (comparar los alcoholes en las etapas II/III de ambas vías). Como aprenderás con más detalle en un curso de bioquímica, las vías metabólicas que funcionan en direcciones opuestas generalmente no son exactamente lo contrario entre sí. En algunos, como la biosíntesis de ácidos grasos, todos los pasos son catalizados por diferentes enzimas en las direcciones sintética y degradativa. Otras vías de “dirección opuesta”, como la glucólisis/gluconeogénesis, contienen principalmente reacciones reversibles (cada una catalizada por una enzima que trabaja en ambas direcciones), y algunos 'puntos de verificación' irreversibles donde los pasos de reacción son diferentes en las dos direcciones. Como aprenderá cuando estudie el metabolismo en el curso de bioquímica, esto tiene implicaciones importantes en cómo dos vías metabólicas de 'dirección oposita' pueden regularse independientemente entre sí.

Recordemos que en el Capítulo 12 enfatizamos la importancia de dos tipos de reacción -la adición aldólica y la condensación de Claisen- en su papel en la formación (y ruptura) de la mayoría de los enlaces carbono-carbono en una célula viva. Ya hemos aprendido sobre la adición de aldol, y su reverso, la escisión retro-aldólica. Ahora, estudiaremos la reacción de condensación de Claisen, y su reverso, la escisión retro-claisen. La etapa I en la síntesis de ácidos grasos es una condensación de Claisen, y la etapa IV en la degradación de ácidos grasos es una escisión retro-claisen.

En la sección 13.4, analizaremos más de cerca las reacciones que tienen lugar en la etapa III de la síntesis de ácidos grasos (una eliminación) y la etapa II de degradación de ácidos grasos (una adición conjugada).