BIOSÍNTESIS DE ÁCIDOS GRASOS

La biosíntesis de ácidos grasos se lleva a cabo en el citosol de todas las células, pero principalmente en

el hígado, tejido adiposo y glándulas mamarias de los animales superiores.

Fuente de carbono para la síntesis de ácidos grasos

La fuente de carbono es el acetil CoA, producto de la oxidación del piruvato, de la oxidación de

algunos aminoácidos o de la beta oxidación de los ácidos grasos.

Puesto que el Acetil-CoA se encuentra en la mitocondria y la síntesis de ácidos grasos se lleva a

cabo en el citosol, es necesario que el Acetil-CoA pase al citosol, lo cual se consigue de dos

formas:

1. El citrato, formado en la mitocondria a partir de Acetil-CoA y de oxalacetato, atraviesa la

mitocondria y pasa al citosol. En el citosol, el citrato se transforma en Acetil-CoA y oxalacetato,

reacción que es catalizada por la enzima ATP-citrato–liasa.

Citrato + ATP + HS-CoA → Acetil-CoA + ADP + Pi + Oxalacetato

Citrato + ATP + HS-CoA → Acetil-CoA + ADP + Pi + Oxalacetato

Citrato

Oxalacetato

Acetil-CoA

Citosol

Mitocondria

Síntesis de ácidos grasos

2. Dentro de la mitocondria, el Acetil-CoA es transferido a la carnitina por acción de la

enzima Carnitina- aciltransferasa produciéndose Acetil-carnitina.

La Acetil-carnitina pasa hacia el citosol, en donde se regenera el Acetil-CoA, mediante

la reacción de la Acetil-carnitina con la coenzima A citosólica.

Acetil-carnitina + HSCoA → Acetil-CoA + Carnitina

Acetil-carnitina

Carnitina

Acetil-CoA

Citosol

Mitocondria

Síntesis de ácidos grasos

O

║

H3C─C─S-CoA ATP + HCO3

—

Acetil-CoA

Carboxilasa O O

║ ║ —O─C─CH2─C─S-CoA ADP + Pi + H+

En un etapa preparatoria de la síntesis de los ácidos grasos, se produce malonil-CoA a partir

de acetil-CoA. El malonilo es muy importante, ya que aporta dos carbonos en cada etapa de

la síntesis de ácidos grasos para el alargamiento de la cadena hidrocarbonada.

Malonil-CoA

Posteriormente, el malonil-CoA y otras moléculas de acetil-CoA se unen a proteínas

acarreadoras de acilos , Acyl Carrier Protein (ACP).

Acetil-CoA + ACP Acetil-ACP + HSCoA Acetil-transacilasa

Malonil-CoA + ACP Malonil-ACP + HSCoA Malonil-transacilasa

La unión a las proteínas acarreadoras de acilo es necesaria para que las reacciones de

síntesis puedan llevarse a cabo.

HS ǀ

HS ǀ

COMPLEJO ENZIMÁTICO ÁCIDO GRASO SINTASA

β-Cetoacil-ACP- reductasa

3-Hidroxiacil- ACP-Deshidratasa

Enoil-ACP-Reductasa

Enzima condensante Acil-malonil-ACP

Acetil-transacilasa

Malonil-transacilasa

O O

║ ║ —O─ C ─CH2─ C ─S-ACP

O

║

CH3─C─S-ACP

O O

║ ║

CH3 ─ C ─ CH2─ C ─S-ACP

Enzima condensante Acil-malonil-ACP

OH O

ǀ ║

CH3─ CH ─ CH2─ C ─S-ACP

β-Cetoacil-ACP- reductasa

NADP+

NADPH

H O

ǀ ║ CH3─ C = C─ C ─S-ACP ǀ H

Acetoacetil-ACP CO2 + ACP

D-3-Hidroxibutiril-ACP

3-Hidroxiacil- ACP-Deshidratasa H2O

Crotonil-ACP

NADP+

NADPH

H H O

ǀ ǀ ║ CH3─ C — C ─ C ─S-ACP ǀ ǀ H H

Butiril-ACP

Enoil-ACP-Reductasa

La síntesis de ácidos grasos inicia con la condensación de un Acil-ACP con un malonil-ACP para formar un

acetoacetil -ACP. Enseguida el acetoacetato sufre una reducción, produciéndose D-3-Hidroxibutiril-ACP.

Posteriormente ocurre una deshidratación, obteniéndose el Crotonil-ACP. La siguiente reacción es una

reducción, mediante la cual se obtiene un butiril-ACP.

Las reacciones anteriores se repiten, pero ahora con el butiril-ACP y el malonil-ACP como iniciadores y

obteniéndose un producto de 6 carbonos. El proceso se repite hasta obtener un ácido graso de 16

carbonos.

O

║

H3C─CH2 ─CH2─ CH2 ─CH2─CH2 ─CH2─ CH2 ─CH2─ CH2 ─CH2─ CH2 ─CH2─CH2 ─CH2─ C─S-CoA 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

O O

║ ║ H3C─CH2 ─CH2─ CH2 ─CH2─CH2 ─CH2─ CH2 ─CH2─ CH2 ─CH2─ CH2 ─CH2─CH2 ─CH2─ C─ CH2─ C─ S-CoA

Acetil-CoA

Elongación mitocondrial de los ácidos grasos

OH O

ǀ ║ H3C─CH2 ─CH2─ CH2 ─CH2─CH2 ─CH2─ CH2 ─CH2─ CH2 ─CH2─ CH2 ─CH2─CH2 ─CH2─ CH─ CH2─ C─ S-CoA

O

║ H3C─CH2 ─CH2─ CH2 ─CH2─CH2 ─CH2─ CH2 ─CH2─ CH2 ─CH2─ CH2 ─CH2─CH2 ─CH2─ CH= CH ─ C─ S-CoA

β-cetoestearil-CoA

β-hidroxiestearil-CoA

O

║ H3C─CH2 ─CH2─ CH2 ─CH2─CH2 ─CH2─ CH2 ─CH2─ CH2 ─CH2─ CH2 ─CH2─CH2 ─CH2─ CH2 ─ CH2 ─ C─ S-CoA

2-octadecenoil-CoA

Estearil-CoA

NADPH

Citocromo b5 reductasa

Citocromo b5

Enzima-O2

2e—

2e—

2e— O2

2H+

Enzima 2 H2O

Enzima

Acil-CoA (saturado)

Acil-CoA (no saturado)

2e—

Síntesis de ácidos grasos monoinsaturados

Este mecanismo se lleva a cabo en células animales

NADPH

Flavoproteína

Proteína ferrosulfurada

Enzima-O2

2e—

2e—

2e— O2

2H+

Enzima

2 H2O

Enzima

Acil-CoA (saturado)

Acil-CoA (no saturado)

2e—

Síntesis de ácidos grasos monoinsaturados

Este mecanismo se lleva a cabo en plantas y microorganismos

Fórmula Nombre IUPAC

Ác. fórmico HCOOH

Ác. acético CH3COOH

Ác. propiónico CH3CH2COOH

Ác. butírico CH3CH2CH2COOH

Ác. valérico CH3(CH2)3COOH

Ác. caproico CH3(CH2)4COOH

Ác. caprílico CH3(CH2)6COOH

Ác. cáprico CH3(CH2)8COOH

Ác. láurico CH3(CH2)10COOH

Ác. mirístico CH3(CH2)12COOH

Ác. palmítico CH3(CH2)14COOH

Ác. esteárico CH3(CH2)16COOH

Ác. oleico CH3(CH2)7HC=CH(CH2)7COOH

Ác. linoleico CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH

Ác. linolénico CH3-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-

CH=CH-(CH2)7-COOH

ÁCIDOS CARBOXÍLICOS DE IMPORTANCIA ALIMENTARIA

Las bacterias no contienen ácidos grasos poliinsaturados, a diferencia de las plantas superiores y de los

animales.

Todos los ácidos grasos insaturados se sintetizan a partir de uno de cuatro precursores: Ácidos palmítico,

oleico, linoleico, y linolénico.

El ser humano no puede sintetizar los ácidos linoleico y linolénico, por lo que debe obtenerlo de sus alimentos.

El ácido poliinsaturado más abundante en el organismo es el ácido araquidónico.

En muchos organismos la desaturación de ácidos grasos es una respuesta adaptativa ante las bajas

temperaturas, dado que los ácidos grasos polinsaturados tienen bajo punto de fusión.

Ácido palmítico CH3- (CH2)14 -COOH

CH3- (CH2)16 -COOH

CH3-(CH2)5-CH=CH-(CH2)7-COOH

CH3-(CH2)5-CH=CH-(CH2)9-COOH

Ácido palmitoleico

Ácido vaccénico

2H

2C

2C Ácido esteárico

CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COOH

2H

CH3-(CH2)7-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)4-COOH

2H

CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)9-COOH

Ácido oleico

18:2 ∆6,9 Ácido cis-octadec-6,9-dienoico Ácido cis-eicosa- 11-enoico

2C

CH3-(CH2)7-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)6-COOH

2C

20:2 ∆8,11 Ácido cis-eicosa-8,11-dienoico

2H

CH3-(CH2)7-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)3-COOH

20:3 ∆5,8,11 Ácido cis-eicosa-5,8,11-trienoico

20:1 ∆11

2C

CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)11-COOH

22:1 ∆13

2C

CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)13-COOH

24:1 ∆15

Ácido cis-docosa-13-enoico

Ácido cis-tetracosa-15-enoico

Síntesis de ácidos grasos insaturados a partir de los ácidos palmítico y oleico

CH3-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH

18:2 ∆9,12 Ácido linoleico

2C

2H

CH3-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)4-COOH

18:3 ∆6,9,12 Ácido γ-linolénico

CH3-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)6-COOH

20:3 ∆8,11,14 Ácido cis-eicosa-8,11,14 -trienoico

2H

CH3-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)3-COOH

20:4 ∆5,8,11,14 Ácido araquidónico

CH3-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH 18:3 ∆9,12,15 Ácido linolénico

2C

2H

CH3-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)4-COOH 18:4 ∆6,9,12,15

Ácido cis-octadeca-6, 9,12,15-tetraenoico

Ácido cis- eicosa-8,11,14,17-tetraenoico

2H

Síntesis de ácidos grasos insaturados a partir del ácido linolénico

CH3-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)6-COOH 20:4 ∆8,11,14,17

CH3-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)3-COOH

20:5 ∆5,8,11,14,17

EPA: Ácido cis- eicosa-5,8,11,14,17-pentaenoico 2C

CH3-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)5-COOH

Ácido cis- docosa-7,10,13,16,19-pentaenoico

CH3-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)2-COOH

DHA: Ácido cis-docosa-4,7,10,13,16,19-hexenoico

2H

22:5 ∆7,10,13,16,19

22:6 ∆4,7,10,13,16,19