Biosíntesis de Ácidos Grasos y Triglicéridos
Mapa conceptual
La biosíntesis de ácidos grasos es un proceso vital que ocurre en el hígado, tejido adiposo y glándula mamaria, variando entre especies. Los sustratos como la glucosa en no rumiantes y el ácido acético en rumiantes son fundamentales para la lipogénesis. El mecanismo de síntesis de novo implica el complejo enzimático ácido graso sintasa y el uso de acetil CoA y malonil CoA. Los ácidos grasos resultantes pueden convertirse en triacilglicéridos o ser degradados por beta-oxidación para la producción de energía.
Resumen
Esquema
Ubicación y Sustratos para la Biosíntesis de Ácidos Grasos
La biosíntesis de ácidos grasos y triglicéridos se lleva a cabo principalmente en el hígado, el tejido adiposo y la glándula mamaria, aunque la actividad de estos procesos varía según la especie animal. En las aves, el hígado es el principal órgano de síntesis de lípidos, mientras que en los cerdos, es el tejido adiposo el que predomina en esta función. En los rumiantes, la actividad es similar en ambos tejidos. Los sustratos para la síntesis de ácidos grasos también varían: en animales no rumiantes, la glucosa es el precursor principal, mientras que en los rumiantes, el ácido acético, producto de la fermentación bacteriana en el rumen, es el sustrato clave. Un exceso de estos sustratos puede estimular la lipogénesis.Mecanismo de la Síntesis de Novo de Ácidos Grasos
La síntesis de novo de ácidos grasos se realiza en el citosol de las células. El proceso comienza con el acetil CoA, que se forma en las mitocondrias a partir de la glucosa. Sin embargo, el acetil CoA no puede atravesar la membrana mitocondrial directamente, por lo que se convierte en citrato para su transporte al citosol, donde se regenera en acetil CoA. Este compuesto es crucial tanto como iniciador de la cadena de ácidos grasos como para la formación de malonil CoA, que proporciona las unidades de dos carbonos necesarias para el alargamiento de la cadena grasa. La enzima acetil CoA carboxilasa, que requiere biotina como cofactor, cataliza la conversión de acetil CoA a malonil CoA, siendo esta reacción un punto de control regulador fundamental en la síntesis de ácidos grasos.El Complejo Enzimático de la Síntesis de Ácidos Grasos
La síntesis de ácidos grasos es catalizada por un complejo enzimático multifuncional llamado ácido graso sintasa, que consta de múltiples dominios enzimáticos y una proteína transportadora de acilos. Este complejo enzimático opera como una ensambladora molecular, donde la cadena de ácido graso en crecimiento se transfiere entre un grupo prostético 4´-fosfopanteteína y un grupo cisteinil sulfhidrilo activo. A través de una serie de reacciones cíclicas, se añaden sucesivamente unidades de dos carbonos derivadas del malonil CoA, hasta sintetizar ácidos grasos saturados de cadena larga, típicamente de 16 carbonos, como el ácido palmítico.Fases de la Síntesis de Ácidos Grasos
La síntesis de ácidos grasos inicia con la transferencia del grupo acetil del acetil CoA al grupo sulfhidrilo de la fosfopanteteína, seguida por la transferencia al grupo cisteinil de la β-ceto sintetasa. Posteriormente, el grupo malonil de la malonil CoA se une al grupo sulfhidrilo que ha quedado libre, y se condensa con el grupo acetil, liberando CO2 y formando una cadena de cuatro carbonos. Este ciclo de reacciones se repite, extendiendo la cadena acílica en incrementos de dos carbonos, con la reducción de NADPH a NADP+ y la asistencia de enzimas específicas, hasta alcanzar la longitud de cadena deseada, generalmente 16 carbonos para el ácido palmítico.Formación de Triacilglicéridos y Beta-Oxidación
Una vez sintetizados, los ácidos grasos pueden ser esterificados con glicerol-3-fosfato, derivado de la glucólisis, para formar triacilglicéridos, que son almacenados en el tejido adiposo. Por otro lado, la beta-oxidación es el proceso catabólico por el cual los ácidos grasos son descompuestos en las mitocondrias. Este proceso comienza con la activación del ácido graso y su transporte al interior mitocondrial. A continuación, se suceden cuatro reacciones enzimáticas que eliminan sucesivamente unidades de dos carbonos en forma de acetil CoA, comenzando por el extremo carboxílico. Durante la beta-oxidación se generan FADH2 y NADH, que se oxidan en la cadena respiratoria, y acetil CoA, que ingresa al ciclo de Krebs, contribuyendo a la producción de ATP.
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Ubicación y Sustratos para la Biosíntesis de Ácidos Grasos
Órganos y tejidos involucrados en la biosíntesis
El hígado, tejido adiposo y glándula mamaria son los principales órganos donde se lleva a cabo la biosíntesis de ácidos grasos y triglicéridos
Variación en la actividad de la biosíntesis según la especie animal
La actividad de la biosíntesis de ácidos grasos y triglicéridos varía según la especie animal, siendo el hígado el principal órgano en aves, el tejido adiposo en cerdos y similar en ambos tejidos en rumiantes
Sustratos para la síntesis de ácidos grasos
En animales no rumiantes, la glucosa es el principal precursor para la síntesis de ácidos grasos, mientras que en rumiantes, el ácido acético proveniente de la fermentación bacteriana en el rumen es el sustrato clave
Mecanismo de la Síntesis de Novo de Ácidos Grasos
Localización y origen del acetil CoA
El acetil CoA, necesario para la síntesis de ácidos grasos, se forma en las mitocondrias a partir de la glucosa y se transporta al citosol en forma de citrato
Papel del acetil CoA en la síntesis de ácidos grasos
El acetil CoA es esencial tanto como iniciador de la cadena de ácidos grasos como para la formación de malonil CoA, que proporciona las unidades de dos carbonos necesarias para el alargamiento de la cadena grasa
Punto de control regulador en la síntesis de ácidos grasos
La enzima acetil CoA carboxilasa, que requiere biotina como cofactor, cataliza la conversión de acetil CoA a malonil CoA, siendo un punto de control regulador fundamental en la síntesis de ácidos grasos
Complejo Enzimático de la Síntesis de Ácidos Grasos
Estructura y función del ácido graso sintasa
El ácido graso sintasa es un complejo enzimático multifuncional que consta de múltiples dominios enzimáticos y una proteína transportadora de acilos, encargado de catalizar la síntesis de ácidos grasos
Funcionamiento del complejo enzimático
El complejo enzimático opera como una ensambladora molecular, transfiriendo la cadena de ácido graso en crecimiento entre un grupo prostético y un grupo cisteinil sulfhidrilo activo
Adición de unidades de dos carbonos en la síntesis de ácidos grasos
A través de una serie de reacciones cíclicas, se añaden sucesivamente unidades de dos carbonos derivadas del malonil CoA, hasta sintetizar ácidos grasos saturados de cadena larga, como el ácido palmítico
Fases de la Síntesis de Ácidos Grasos
Inicio de la síntesis de ácidos grasos
La síntesis de ácidos grasos comienza con la transferencia del grupo acetil del acetil CoA al grupo sulfhidrilo de la fosfopanteteína
Alargamiento de la cadena acílica
A través de un ciclo de reacciones, se añaden sucesivamente unidades de dos carbonos derivadas del malonil CoA, hasta alcanzar la longitud de cadena deseada
Formación de ácidos grasos saturados de cadena larga
La síntesis de ácidos grasos culmina en la formación de ácidos grasos saturados de cadena larga, típicamente de 16 carbonos, como el ácido palmítico
Biosíntesis de Ácidos Grasos y Triglicéridos
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Principales sustratos para la síntesis de ácidos grasos en animales no rumiantes y rumiantes.
En no rumiantes: glucosa. En rumiantes: ácido acético.
01
Órgano principal de síntesis de lípidos en aves.
Hígado es el órgano clave en aves para la lipogénesis.
02
Efecto del exceso de sustratos en la lipogénesis.
Estimula la biosíntesis de ácidos grasos y triglicéridos.
