¿Qué se requiere para el alargamiento y la introducción de desaturaciones del ácido palmítico?
El palmitato, es el producto principal del sistema de la ácido graso sintetasa en las células animales, es el precursor de otros ácidos grasos de cadena larga. Se pueden alargar para formar el estearato o incluso ácidos grasos saturados más largos mediante más adiciones de grupos acetilo por acción de los sistemas de alargamiento de los ácidos grasos presentes en el retículo endoplásmico liso y en la mitocondria. El sistema más activo de alargamiento del retículo endoplásmico extiende la cadena de 16 carbonos del palmitolil-CoA en dos carbonos, formando esteaoril-CoA. Aunque intervienen diferentes sistemas enzimáticos y el coenzima A y no la ACP es el portador de acilos implicados directamente en la reacción, el mecanismo de alargamiento es, por otra parte, idéntico al empleado en la síntesis del palmitato: donación de dos carbonos por el malonil-ACP seguido de reducción, deshidratación y reducción para dar el producto saturado de 18 carbonos, el estearil-CoA.
El palmitato y el estearato son precursores de los dos ácidos grasos insaturados más importantes en los tejidos animales: palmitoleato, 16:1 (∆9), y el oleato, 18:1 (∆9). Cada uno de estos ácidos grasos tiene un solo doble enlace cis en la posición ∆9 (entre C-9 y C-10). El doble enlace se introduce en la cadena por una reacción oxidativa catalizada por la acil graso-CoA desaturasa.
*Diferencias de la ácido graso sintasa de E. coli y de mamíferos.
Todas las reacciones del proceso sintético están catalizadas por un complejo multienzimático, la ácido graso sintasa. La estructura detallada de este complejo multienzimático así como su localización celular difieren de una especie a otra aunque la secuencia de reacciones es idéntica en todos los organismos.
* E. coli:
El sistema de la ácido graso sintasa de E. coli consiste en siete polipéptidos separados que están estrechamente asociados formando un complejo organizado. Las proteínas actúan conjuntamente catalizando la formación de ácidos grasos a partir de acetli-CoA y malonil-CoA. A lo largo de todo el proceso los intermedios permanecen unidos covalentemente a uno de los grupos tiol del complejo. Un sitio de unión es el grupo-SH de un residuo Cys en una de las siete proteínas (ß-cetoacil-ACP sintasa); el otro grupo es –SH de la proteína portadora de acilos con el que los intermedios acilo de la síntesis de ácidos grasos forman un tioéster.
Proteína Papel
El palmitato, es el producto principal del sistema de la ácido graso sintetasa en las células animales, es el precursor de otros ácidos grasos de cadena larga. Se pueden alargar para formar el estearato o incluso ácidos grasos saturados más largos mediante más adiciones de grupos acetilo por acción de los sistemas de alargamiento de los ácidos grasos presentes en el retículo endoplásmico liso y en la mitocondria. El sistema más activo de alargamiento del retículo endoplásmico extiende la cadena de 16 carbonos del palmitolil-CoA en dos carbonos, formando esteaoril-CoA. Aunque intervienen diferentes sistemas enzimáticos y el coenzima A y no la ACP es el portador de acilos implicados directamente en la reacción, el mecanismo de alargamiento es, por otra parte, idéntico al empleado en la síntesis del palmitato: donación de dos carbonos por el malonil-ACP seguido de reducción, deshidratación y reducción para dar el producto saturado de 18 carbonos, el estearil-CoA.
El palmitato y el estearato son precursores de los dos ácidos grasos insaturados más importantes en los tejidos animales: palmitoleato, 16:1 (∆9), y el oleato, 18:1 (∆9). Cada uno de estos ácidos grasos tiene un solo doble enlace cis en la posición ∆9 (entre C-9 y C-10). El doble enlace se introduce en la cadena por una reacción oxidativa catalizada por la acil graso-CoA desaturasa.
*Diferencias de la ácido graso sintasa de E. coli y de mamíferos.
Todas las reacciones del proceso sintético están catalizadas por un complejo multienzimático, la ácido graso sintasa. La estructura detallada de este complejo multienzimático así como su localización celular difieren de una especie a otra aunque la secuencia de reacciones es idéntica en todos los organismos.
* E. coli:
El sistema de la ácido graso sintasa de E. coli consiste en siete polipéptidos separados que están estrechamente asociados formando un complejo organizado. Las proteínas actúan conjuntamente catalizando la formación de ácidos grasos a partir de acetli-CoA y malonil-CoA. A lo largo de todo el proceso los intermedios permanecen unidos covalentemente a uno de los grupos tiol del complejo. Un sitio de unión es el grupo-SH de un residuo Cys en una de las siete proteínas (ß-cetoacil-ACP sintasa); el otro grupo es –SH de la proteína portadora de acilos con el que los intermedios acilo de la síntesis de ácidos grasos forman un tioéster.
Proteína Papel
Proteína portadora de acilo (ACP) Transporta grupos acilo en enlace tioéster.
Acetil-CoA transacetilasa (AT) Transfiere grupos acilo desde el CoA aun residuo Cys de Ks.
Malonil-CoA-ACP transferasa (MT) Transfiere el grupo malonilo desde el CoA a la ACP.
ß-Cetoacil-ACP sintasa (KS) Condensa grupos acilo y malonilo.
ß-Cetoacil-ACP reductasa (KR) Reduce el grupo ß-ceto a grupo ß-hidroxi
ß-Hidroxiacil-ACP deshidratasa (HD) Elimina H2O de ß-hidroxiacil-ACP creando un doble enlace.
Enoil-ACP reductasa (ER) Reduce el doble enlace formando acil-ACP saturado.
Proteínas del complejo ácido graso sintasa de E.coli
Aunque los detalles de la estructura enzimática difieren en procariontes como E. Coli y en eucariontes, el proceso en cuatro pasos de la síntesis de ácidos grasos es el mismo en todos los organismos.
La proteína portadora de acilos (ACP) de E. coli es una proteína pequeña (Mr 8.860) que contiene el grupo prostético 4’-fosfopanteteína, intermedio de la síntesis del coenzima A. el tioéster que une la ACP al grupo acil graso tiene una energía libre de hidrólisis elevada y la energía liberada cuando se rompe el enlace contribuye a que la primera reacción de la síntesis de ácidos grasos.
* Para mamíferos:
La ácido graso sintasa, se encuentra exclusivamente en el citosol. Es un dímero de subunidades idénticas. Cada cadena está plegada formando tres dominios unidos por regiones flexibles, como se ha demostrado con experimentos de disección proteolítica. Muchas de los procesos sintéticos de las reacciones degradativas tienen lugar en la matriz mitocondrial
El dominio 1, el de la entrada de sustrato y de la unidad de condensación, contiene la acetiltransferasa, la maloniltransferasa y la ß-cetoacilsintasa (enzima condensante). El dominio 2, la unidad de reducción, contiene la proteína portadora de acilos, la ß-cetoacilreductasa, la deshidratasa y la enoilreductasa. El dominio 3, la unidad de liberación de palmitato, contiene la tiosterasa. Muchos complejos multienzimáticos de eucariontes son proteínas multifuncionales, en las que las distintas enzimas están unidas covalentemente en una única cadena polipeptídica. Una ventaja de este tipo de organización es que la síntesis de las diferentes enzimas se realiza de forma coordinada. Además, un complejo multienzimático formado por enzimas unidas covalentemente es más estable que otro formado por uniones no covalentes.
La síntesis de ac. grasos comienza con la unión del grupo acetil-CoA al átomo de oxígeno de la cadena lateral de una serina del centro activo de la acetiltransferasa.
Acetil-CoA transacetilasa (AT) Transfiere grupos acilo desde el CoA aun residuo Cys de Ks.
Malonil-CoA-ACP transferasa (MT) Transfiere el grupo malonilo desde el CoA a la ACP.
ß-Cetoacil-ACP sintasa (KS) Condensa grupos acilo y malonilo.
ß-Cetoacil-ACP reductasa (KR) Reduce el grupo ß-ceto a grupo ß-hidroxi
ß-Hidroxiacil-ACP deshidratasa (HD) Elimina H2O de ß-hidroxiacil-ACP creando un doble enlace.
Enoil-ACP reductasa (ER) Reduce el doble enlace formando acil-ACP saturado.
Proteínas del complejo ácido graso sintasa de E.coli
Aunque los detalles de la estructura enzimática difieren en procariontes como E. Coli y en eucariontes, el proceso en cuatro pasos de la síntesis de ácidos grasos es el mismo en todos los organismos.
La proteína portadora de acilos (ACP) de E. coli es una proteína pequeña (Mr 8.860) que contiene el grupo prostético 4’-fosfopanteteína, intermedio de la síntesis del coenzima A. el tioéster que une la ACP al grupo acil graso tiene una energía libre de hidrólisis elevada y la energía liberada cuando se rompe el enlace contribuye a que la primera reacción de la síntesis de ácidos grasos.
* Para mamíferos:
La ácido graso sintasa, se encuentra exclusivamente en el citosol. Es un dímero de subunidades idénticas. Cada cadena está plegada formando tres dominios unidos por regiones flexibles, como se ha demostrado con experimentos de disección proteolítica. Muchas de los procesos sintéticos de las reacciones degradativas tienen lugar en la matriz mitocondrial
El dominio 1, el de la entrada de sustrato y de la unidad de condensación, contiene la acetiltransferasa, la maloniltransferasa y la ß-cetoacilsintasa (enzima condensante). El dominio 2, la unidad de reducción, contiene la proteína portadora de acilos, la ß-cetoacilreductasa, la deshidratasa y la enoilreductasa. El dominio 3, la unidad de liberación de palmitato, contiene la tiosterasa. Muchos complejos multienzimáticos de eucariontes son proteínas multifuncionales, en las que las distintas enzimas están unidas covalentemente en una única cadena polipeptídica. Una ventaja de este tipo de organización es que la síntesis de las diferentes enzimas se realiza de forma coordinada. Además, un complejo multienzimático formado por enzimas unidas covalentemente es más estable que otro formado por uniones no covalentes.
La síntesis de ac. grasos comienza con la unión del grupo acetil-CoA al átomo de oxígeno de la cadena lateral de una serina del centro activo de la acetiltransferasa.
*Bibliografía
*Principios de Bioquímica, Lehninger, Segunda edición. Ediciones Omega1993.
*Bioquímica, Stryer L., Tercera edición, tomo 1, Editorial Reverté1975.
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