Beta oxidación

Explica ¿por qué se requiere de una reductasa y de una isomerasa para degradar ácidos grasos insaturados?

La mayoría de los ácidos grasos de los triacilgliceroles y fosfolípidos de animales y plantas son insaturados, presentando uno o más enlaces dobles. Estos enlaces se encuentran en la configuración cis y no pueden actuar como sustratos de la enoil-CoA hidratasa, la enzima que cataliza la adición de H2O al enlace doble en trans del ∆2-enoil-CoA generado durante la ß-oxidación. Sin embargo gracias a la acción de dos enzimas adicionales, una isomerasa y una reductasa, es capaz de romper ácidos grasos insaturados comunes.
La enoil-CoA isomerasa, actúa en el cis-Δ3-dodecenoil-CoA para pasar a trans-Δ2-enoil-CoA, ahora si, la enoil-CoA hidratasa convierte este producto en L-β-hidroxiacil-CoA.
Una reductasa actúa en la oxidación de ácidos grasos poliinsaturados. Por ejemplo el linoleoil-CoA genera un producto con configuración cis-Δ3, cis-Δ6. Este intermedio entra a la β-oxidación por la acción de la enoil-CoA isomerasa y la 2,4-dienoil-CoA reductasa. El resultado global es la conversión del linoleato en nueve moléculas de acetil-CoA.

Explica el números ATP obtenidos de la degradación de un ácido graso de 16 carbonos.

Podemos calcular el rendimiento energético derivado de la oxidación de un acido graso. En cada ciclo de reacción, un acil-CoA se acorta por eliminación de 2 carbonos, y se forma un FAD2, un NADH y un acetil-CoA.

Cn-acil-CoA + FAD + NAD+ + H2O + CoA / Cnacil-CoA + FADH2 + NADH + acetil-CoA + H+

La degradación del palmitil-CoA (acil-CoA de 16 C) requiere de siete ciclos de reacción. En el séptimo ciclo, el C4 del cetoacil-CoA se tioliza para dar dos moléculas de acetil-CoA. Por tanto, la estequiometría de oxidación del palmitil es:

Palmitil-CoA + 7 FAD + 7 NAD+ + 7 CoA + 7 H2O / 8 acetil-CoA + 7 FADH2 + 7 NADH + 7 H+

Cuando cada uno de estos NADH se oxida por la cadena respiratoria se generan tres ATP, mientras que por cada FADH2 se forman dos ATP, puesto que sus electrones entran a la cadena a nivel del ubiquinol. Recordemos que la oxidación del acetil-CoA por el ciclo de Krebs produce 12 ATP. Así pues, el número de ATP formados en la oxidación del palmitil es de: 14 a partir de los 7 FADH2, 21 a partir de los 7 NADH y 96 a partir de las 8 moléculas de acetil-CoA, lo que da un total de 131. Se consumen dos enlaces de alta energía en la activación del palmitato, en la que divide el ATP hasta AMP y 2 PI. En resumen, la energía neta liberada por la oxidación completa del palmitato es de 129 ATP.

Bibliografía:

* Nelson D., M. Cox., (2005), Lehninger Principios de Bioquímica, 4° edición, 1Editorial Omega, Barcelona, 1152 p.
* Bioquímica. Tercera edición, tomo 1. Lubert Stryer Editorial Reverté, 1988