Lipidos ß-Oxidación: Degradación de Ácidos Grasos

XIX. Metabolismo de los lípidos
Introducción. Los lípidos son la forma más eficiente para el almacenamiento de
energía celular en un mínimo volumen. Por ejemplo, algunas aves migratorias pueden volar
1.600 km. sin detenerse a una velocidad de 40 km./h. Un trabajo sostenido como este sólo
puede realizarse a expensas de utilizar los lípidos como combustible. Las reservas de
glucógeno, el otro depósito importante de energía almacenada, tienen un límite de
acumulación, por lo que podrían proporcionar el ATP para la contracción muscular, pero en
el mejor de los casos sólo durante una fracción de hora. Otros ejemplos de trabajo
prolongado con un gasto intenso, como la migración de las langostas o los corredores de
una maratón, son provistos de combustible por el metabolismo de los triglicéridos. En este
teórico consideraremos las vías por las cuales estás moléculas son oxidadas para disponer
de energía, y sintetizadas para su almacenamiento. También vamos a considerar el
metabolismo de otros lípidos, como el colesterol o los eicosanoides, los cuales son,
fundamentalmente, moléculas señaladoras.
Ab s o r c i ó n d e l o s l í p i d o s d e l a d i e t a .
La absorción de los lípidos de la
dieta en los mamíferos se efectúa en su intestino delgado.
La mayor parte de los lípidos de la dieta de los mamíferos son triglicéridos, con
cantidades menores de fosfolípidos y colesterol. La digestión de los lípidos de la dieta
comienza cuando se mezclan con las sales biliares en el intestino para formar una
emulsión. Las sales biliares son derivados del colesterol, que se forman en el hígado y se
secretan de la vesícula biliar hacia el intestino. Una emulsión es una suspensión de aceite
en agua, como la suspensión de aceite y vinagre del aderezo para ensalada. Los
triacilgliceroles. una vez que están en la emulsión son sometidos a una degradación
enzimática por la lipasa pancreática. Una proteína pequeña llamada colipasa, ayuda en la
fijación de la lipasa pancreática, soluble en agua, en la interfase lípido-agua. La lipasa
pancreática cataliza la hidrólisis de las moléculas de triacilglicerol y produce ácidos grasos
libres, los intermediarios 1,2-diacilglicerol y 2,3-diacilglicerol, y por último 2-monoacilglicerol.
Los ácidos grasos y los monoacilgliceroles son entonces tomados dentro de las células que
recubren el interior del intestino. Después de ser tomados los ácidos grasos y los
monoacilgliceroles, la mayor parte de las sales biliares (más del 90%) son recirculadas
hacia el intestino, la sangre y el hígado, en lo que se conoce como circulación
enterohepática. Esta ruta comprende varios transportadores fijos a las membranas en las
células del intestino y en las del hígado. Las pequeñas cantidades de sales biliares que no
salen del intestino se pierden en las heces. Esta eliminación de sales biliares representa la
única vía para deshacerse de su precursor, el colesterol.
Las vellosidades del intestino están especializadas para la absorción de los
alimentos. El gran número de vellosidades amplía el área superficial del intestino, la cual es
incrementada después por las microvellosidades sumamente replegadas en las membranas
de la superficie de la célula. En las células intestinales, los ácidos grasos son convertidos
en moléculas de acil-CoA y después en triacilgliceroles, los cuales se combinan con el
colesterol absorbido y con proteínas específicas para formar agregados lipoproteínicos que
se conocen como quilomicrones. Los quilomicrones que se transportan fuera de las células
del intestino y pasan a través del sistema linfático hacia el torrente sanguíneo.
El destino de los fosfolípidos de la dieta es similar al de los triacilgliceroles. Las
fosfolipasas pancreáticas secretadas dentro del intestino catalizan la remoción de los ácidos
grasos de los fosfolípidos que existen en los alimentos.
Los ácidos grasos libres, que son muy poco solubles en soluciones acuosas, viajan
a través de la sangre fijos a la albúmina del suero, una de las principales proteínas del
suero — la albúmina constituye la mitad de la proteína total del suero. Los ácidos grasos son
acarreados a diversos tejidos, como el del corazón, el músculo esquelético y el hígado. en
donde son utilizados como principal combustible.
O x i da c i ó n de á c i d os gra s o s .
En 1904. Franz Knoop llevó a cabo un
experimento bioquímico clásico que reveló el patrón de la oxidación de los ácidos grasos y
originó la dilucidación cumpleta de la vía de la degradación de los ácidos grasos, que por lo
general se denomina vía de la β-oxidación. Knoop alimentó perros con derivados de ácidos
grasos que contenían grupos fenilo unidos al carbono terminal y aisló los compuestos
fenílicos de la orina de los canes. La sustitución que hizo Knoop de un hidrógeno por un
grupo fenilo, le permitió la detección y el aislamiento del producto final de esta degradación.
Este, fue el primer estudio metabólico que utilizó la técnica del marcado de los compuestos
utilizados. Cuando los derivados de los ácidos grasos que contenían un número impar de
átomos de carbono (a los que se les llama ácidos grasos impares) eran ingeridos, se
detectaba el ácido hipúrico, producto de la conjugación del benzoato con la glicina. Cuando
se ingería un ácido graso de cadena par se recuperaba el ácido fenilacetúrico, producto de
la conjugación del fenilacetato y la glicina. Era evidente, que en su excreción los derivados
finales de la degradación de los ácidos grasos (los que tenían la unión con el grupo fenilo,
indigerible) se asocian a la glicina. Teniendo en cuenta esto Knoop dedujo que los ácidos
grasos eran acortados para su degradación en dos carbonos cada vez y que estas
reacciones deberían incluir la oxidación del carbono-β. Si la cadena de ácido graso se
degradara carbono por carbono, se deberían producir ácido hipúrico a partir de ambos tipos
de productos. En cambio si la degradación se efectuara por grupos de más de dos
carbonos, se obtendrían derivados fenílicos mayores.
CH2 CH2 COOH
n
Sustrato
n=impar
n=par
O
C N CH2 COOH
H
O
CH2 C N CH2 COOH
H
Fenilacetúrico
Hipúrico
Ahora sabemos que los fragmentos de dos carbonos producidos durante la βoxidación de los ácidos grasos son transferidos a la coenzima A para formar acetil- CoA. El
proceso, mediante el cual los ácidos grasos son degradados para producir acetil CoA en las
células se ha dividido en tres etapas: la activación de los ácidos grasos en el citosol, el
transporte a las mitocondrias y la degradación en fragmentos de dos carbonos. Vamos a
considerar estas etapas con detalle. enfocándonos a la oxidación de un ácido graso
saturado, de cadena par. Las reacciones específicas para la oxidación de ácidos grasos de
cadena impar y de los insaturados se considerarán en secciones posteriores.
En la mayoría de las células, los ácidos grasos son activados por esterificación con
la coenzima A después de entrar al citosol, por la acción de una acil-CoA sintasa:
R-COOH + HS-CoA + ATP
à
R— CO— S-CoA + AMP + PPi
Acil-CoA sintasa
Esta reacción es similar a la reacción de síntesis de Acetil-CoA a partir de CoA y
acetato que ya vimos. De esta forma, se consumen dos enlaces de alta energía, o dos
equivalentes de ATP, para formar los tioésteres de CoA de los ácidos grasos.
En los procariotes este acil-CoA es el sustrato del sistema de β-oxidación. En los
eucariotes la β-oxidación se realiza en las mitocondrias por lo que previamente a su
degradación, el acil-CoA es transportado a la matriz de las mitocondrias por un sistema de
lanzadera. El acil-CoA que se forma en el citosol no puede atravesar directamente la
membrana interna de la mitocondria y penetrar en la matriz mitocondrial, en donde se
realizan las reacciones de la β-oxidación. El transporte se obtiene por un elaborado sistema
de lanzadera que se inicia con la esterificación del grupo acilo con L-carnitina. El proceso de
lanzadera se lleva a cabo por dos aciltransferasas que se localizan en lados opuestos de la
membrana interior de la mitocondria y por una proteína translocasa enclavada en la
membrana. Primero, el acil-CoA es convertido en acil-carnitina en una reacción catalizada
por la carnitina-aciltransferasa 1. Entonces, la acil-carnitina atraviesa la membrana hacia la
matriz de la mitocondria en intercambio con la carnitina libre por medio de la carnitina:acilcarnitina translocasa. En la matriz de la mitocondria la carnitina aciltransferasa 2, una
isozima de la primera, cataliza la reacción inversa de la primer reacción mencionada. En
general. el sistema de lanzadera da como resultado la remoción de un acil-CoA citosólico y
la generación de un acil-CoA en la matriz de la mitocondria.
Finalmente, la oxidación de los ácidos grasos es una ruta metabólica en espiral, que
produce acetil CoA, NADH y QH2. Se requieren cuatro etapas para convertir al acil-CoA de
la mitocondria en acetil-CoA:
β-oxidación
C18
CH3
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2 O
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
C
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
SCoA
C(n)acil-CoA
estearoil-CoA
Q
Acil-CoA deshidrogenasa
QH2
C18trans-∆2
CH3
CH2
CH2
QH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
C
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
H
∆2-trans-iso-oleil-CoA
H2 O
C183-hidroxi
CH3
CH2
CH2
CH2
CH2
O
C
SCoA
∆2-trans-enoil-CoA
CH2 H CH O
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
2
CH2
CH2
C
CH2
C
CH2
CH2
CH2
SCoA
OH
3-hidroxi-estearoil-CoA
3-hidroxiacil-CoA
deshidrogenasa
NADH + H+
CH3
H
C
Enoil-CoA hidrasa
NAD+
C183-ceto
Q
H2O
3-hidroxi-acil-CoA
NAD+
NADH + H+
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
C
CH2
O
C
SCoA
O
3-ceto-estearoil-CoA
3-ceto-acil-CoA
CoA-SH
Tiolasa
CH3-CO-S-CoA
Acetil-CoA
C16
CH3
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
palmitoil-CoA
CH2
CH2
CH2 O
C
CH2
SCoA
CoA-SH
CH3-CO-S-CoA
Acetil-CoA
C(n-2)acil-CoA
i)
ii)
iii)
iv)
oxidación con transferencia de electrones a la ubiquinona por medio de
transportadores intermediarios,
hidratación,
oxidación dependiente de NAD+ y
tiólisis.
En la primera etapa, la acil-CoA deshidrogenasa cataliza la formación de un doble
enlace entre los carbonos α y β del grupo acilo. En los mamíferos, tres isozimas diferentes
de acil CoA deshidrogenasas catalizan la primera etapa. Cada una de ellas posee una
preferencia diferente por la longitud de cadena del sustrato, una isozima tiene una
preferencia por cadenas largas (8 carbonos o más) otra por cadenas medianas (de 6 a 12
carbonos), y la tercera por cadenas cortas (6 carbonos o menos).
En esta primera etapa, se llevan a cabo una serie de transferencias de electrones.
Los electrones son transferidos de los acil-CoA al grupo prostético FAD de acil-CoA
deshidrogenasa. después a otro grupo prostético de FAD unido a una proteína soluble en
agua que se denomina flavoproteina de transferencia de electrones (FTE). Después los
electrones pasan a una flavoproteína con hierro-azufre fija en la membrana
(FTE/ubiquinona reductasa). Esta finalmente cataliza la reducción de la ubiquinona (Q) a
dihidroquinona (QH2) que es el producto final de esta primer oxidación.
En la etapa siguiente, el enoil-CoA, que se produjo en la primera etapa de la βoxidación, se hidrata para formar el isómero L del 3-hidroxiacil-CoA. En la tercer etapa, el L3-hidroxiacil-CoA es oxidado en una reacción dependiente de NAD+ para producir 3cetoacil-CoA. Por último, el grupo sulfhidrilo nucleofílico de una molécula de CoASH ataca
al grupo carbonilo del 3-cetoacil CoA en una reacción de ruptura catalizada por la enzima
tiolasa. En esta reacción, se libera acetil CoA y el acil-CoA remanente quedó acortado en
dos carbonos. La molécula acortada de acil-CoA es sustrato para la misma ronda de
reacciones, la cual continúa hasta que la molécula entera ha sido convertida en acetil CoA.
Nótese que a medida que la cadena de acilo grasos se hace más corta, las diferentes
isozimas de la acil-CoA deshidrogenasa (aquellas con preferencia por cadenas largas,
medias o cortas) son los catalizadores de la primer etapa en cada ciclo de β-oxidación.
El acetil-CoA resultante de la β-oxidación es procesado en la misma mitocondria por
medio de las reacciones del ciclo de Krebs. De esta manera, tal como hemos considerado
previamente, el acetil-CoA se convierte en CO2 y H2O produciendo NADH, QH2 y ATP (o
GTP).
Así, la oxidación de los ácidos grasos genera una gran cantidad de ATP. La
producción de energía de la oxidación de los ácidos grasos se puede estimar por las
cantidades de QH2, NADH, y acetil-CoA que se producen. Considerándo, por ejemplo, la
ecuación balanceada para la oxidación de una molécula de estearoil-CoA (C18) a CO2 y
agua.
Estearoil-CoA + 8 CoASH + 8Q + 8 NAD+ + 8 H2O
9 Acetil CoA + 8 QH2 + 8 NADH + 8H+
Cada acetil-CoA se convertirá en 2 CO2 y en 1 ATP + 3 NADH + 3 H+ + 1 QH2, en el
ciclo de Krebs. En total, en la degradación del ácido esteárico hasta CO2 y H2O, se
generarán 9 ATP, 35 NADH y 17 QH2. Así, utilizando las fórmulas para la equivalencia de
ATP en eucariotes que se explicaron antes (2,5 ATP por NADH y 1,5 ATP por QH2) se
pueden generar en total 122 moléculas de ATP. Debido a que se gastaron 2 equivalentes
de ATP en la activación del estearato a estearoil-CoA el rendimiento neto es de 120
equivalentes de ATP por cada molécula de estearato que es oxidada completamente.
En comparación, en condiciones equivalentes, la oxidación de la glucosa a CO2 y
agua da un rendimiento de 32 ATP. Como el estearato tiene 18 carbonos y la glucosa sólo
6, si normalizamos el rendimiento de ATP a partir de la glucosa por comparación directa con
los ácidos grasos (multiplicando el rendimiento de la glucosa por 18/6) obtenemos (18/6) x
32 = 96 ATP, menos del 80% del rendimiento de ATP obtenido a partir del estearato.
Por ello, los ácidos grasos proporcionan más energía por carbono que los
carbohidratos. Esto resulta lógico si consideramos que los carbohidratos ya están oxidados
en forma parcial. Además, es especialmente importante para su papel como moléculas
fuente de combustible, la naturaleza hidrofóbica de los ácidos grasos, la cual permite que se
almacenen en grandes cantidades sin unirse al agua. El almacenamiento anhidro permite
almacenar mucha mayor cantidad de energía con menor peso.
Oxidación de ácidos grasos de cadena impar. La mayor parte de los
ácidos grasos que se encuentran en la naturaleza tienen un número par de átomos de
carbono. Sin embargo, los ácidos grasos de cadena impar son formados, por ejemplo, por
bacterias en el estómago de los rumiantes. La β-oxidación de ácidos grasos de cadena
impar produce una molécula de propionil CoA además de las moléculas de acetil-CoA de
cada vuelta del ciclo de β-oxidación.
Estos ácidos grasos son oxidados siguiendo la misma secuencia de reacciones que
los ácidos grasos de cadena par. Sin embargo, el β-cetoacil-CoA sustrato de la última
reacción de la tiolasa (β-cetovaleril-CoA) posee 5 átomos de carbono en lugar de cuatro.
Por lo mismo, dos productos de la última división tiolítica de la cadena de reacciones de la
β-oxidación, son propionil CoA (CoA con un grupo C3 unido) y acetil-CoA en lugar de dos
moléculas de acetil-CoA.
En el hígado de los mamíferos, tres enzimas catalizan la conversión de propionil
CoA en succinil CoA.
O
CoAS
O
CoAS
C
O
C
C
CoASH
CH3
Acetil-CoA
CH2
CH2
Tiolasa
β-cetovaleril-CoA
SCoA
O
C
O
Biotina
H3C
Propionil-CoA
ATP
H3C
ADP
Mutasa
Racemasa
CO2 Carboxilasa
CH2
Metil-malonil-CoA
Metil-malonil-CoA
Propionil-CoA
H3C
C
C
H
O
O
OH
O
H
C
SCoA
D-metilmalonil-CoA
C
C
OH
O
OH
Adenosilcobalamina
C
H
C H
O
SCoA
H2C
C
H
L-metilmalonil-CoA
H2C
C
SCoA
Succinil-CoA
La propionil-CoA carboxilasa es una enzima dependiente de la biotina que cataliza la
incorporación de bicarbonato al propionil CoA para producir D-metilmalonil CoA. La
metilmalonil-CoA racemasa cataliza los conversión de D-metilmalonil CoA a su isómero L.
Por último la metilmalonil-CoA mutasa cataliza la formación de succinil CoA. La
metilmalonil-CoA mutasa es una de las pocas enzimas que requieren del derivado de la
vitamina-B12 (adenosilcobalamina) como un cofactor. Como ya vimos en una de las etapas
de biosíntesis de aminoácidos ramificados, las enzimas dependientes de la
adenosilcobalamina catalizan reagrupaciones intramoleculares en los que un átomo de
hidrógeno unido a un átomo de carbono y un grupo unido a un átomo de carbono
adyacente, intercambian lugares. En la reacción catalizada por la metil-malonil-CoA mutasa,
el grupo -CO— S-CoA intercambia posiciones con un átomo de hidrógeno del grupo metilo.
El succinil-CoA puede terminar siendo degradado utilizando las enzimas del ciclo de Krebs.
Por otro lado, también teniendo en cuenta que es convertido en un intermediario del ciclo
del ácido cítrico, los átomos de carbono del propionil-CoA pueden ser convertidos en
glucosa en forma neta.
Por el contrario el resto de los átomos de carbono de los ácidos grasos de cadenas
impares (o todos los átomos de carbono de los ácidos grasos de cadenas pares) que se
convierten sólo en acetil-CoA, no pueden ser convertidos en forma neta en glucosa
(excepto en organismos que tienen las enzimas del ciclo glioxilato). Así, como el acetil CoA
es el producto predominante de la oxidación de ácidos grasos, por norma general estos
compuestos no son convertidos en carbohidratos en los animales, protistas u hongos.
O x i da c i ó n de á c i d os gra s o s i ns a t ura d os .
La oxidación de los ácidos
grasos insaturados requiere dos enzimas más, además de las necesarias en la ruta de la βoxidación. Los ácidos grasos insaturados son comunes en la naturaleza.
En los ácidos grasos poli-insaturados se encuentran enlaces tanto en carbonos
pares como impares y agrupados de manera que los dobles enlaces normalmente están
separados por un grupo metileno. Un ejemplo es el linoleato (C18,cis-cis-∆12,15octadecadienoato). Utilizando al linoleil-CoA como un ejemplo, la figura de abajo ilustra la
vía del catabolismo de los ácidos grasos insaturados.
Como otros ácidos grasos insaturados, el linoleil CoA es un sustrato normal para las
enzimas de la ruta de la β-oxidación hasta que interfiere con la catálisis un doble enlace de
la cadena acortada del ácido graso. Después de tres rondas de β-oxidación el linolenoilCoA ha sido convertido en C12,cis-cis-∆3,6-dienoil-CoA (etapa 1). Como esta molécula tiene
un doble enlace cis-(β− γ
) en lugar del doble enlace trans-(α− β) que es el sustrato común de
la β-oxidación, no puede ser utilizado como sustrato por la enoil-CoA hidratasa. Por ello, en
una reacción alternativa, catalizada por enoil-CoA isomerasa (etapa 2), este doble enlace es
reacomodado de ∆3 a ∆2 para producir C12,trans-cis-∆2,6-dienoil CoA. Este producto puede
reingresar a la vía de la β-oxidación y completar otra ronda de β oxidación, dando como
resultado un C10,cis-∆4-acil-CoA (etapa 3). Esta molécula puede ser modificada por la
primera enzima de la ruta de la β-oxidación, la acil-CoA deshidrogenasa, produciendo
C10,trans-cis-∆2,4-dienoil CoA. De esta manera se produce un doble enlace especial ya que
el dieno está estabilizado por resonancia. Por lo mismo este doble enlace es muy estable y,
a diferencia de un doble enlace aislado, no puede ser hidratado fácilmente. Para reinsertar
a este producto en la ruta de la β-oxidación, una nueva enzima debe actuar. Esta enzima es
una deshidrogenasa que actúa reduciendo al dieno. El mecanismo de reacción implica que
la reducción se realiza sobre una de las formas de resonancia de este dieno. Esta forma
implica la generación de un anión sobre uno de los carbonos del extremo de la estructura
resonante y un catión en el carbono del otro extremo. La adición de un hidruro al catión y la
adición de un protón al anión de esta forma de resonancia explica la posición del doble
enlace en el producto C10,trans-∆3-enoil CoA.
Este producto (al igual que el isómero cis-∆3-, en la etapa 2) es un sustrato para la
enoil-CoA isomerasa. El producto de la reacción de la isomerasa es el mismo que en el
caso anterior, el C10,trans-∆2-enoil-CoA que puede continuar entonces a través de la ruta
de la β-oxidación.
C18-cis-cis-∆9,12
CH3
CH2
CH2
CH2
CH2
C
H
C
H
CH2
C C
H H
CH2 O
CH2
CH2
C
CH2
CH2
CH2
SCoA
CH2
3 rondas de β-oxidación
C12-cis-cis-∆3,6
CH3
CH2
CH2
CH2
CH2
C
H
C
H
CH2
C C
H H
O
CH2
C
SCoA
enoil-CoA isomerasa
C12 -trans-cis-∆2,6
CH3
CH2
CH2
CH2
C
CH2
H
C
H
O
H
C
CH2
C
SCoA
C
H
CH2
1 ronda de β-oxidación
C10-cis-∆4
CH3
CH2
CH2
O
CH2
C
CH2
H
C
H
Q
C
CH2
SCoA
CH2
acil-CoA deshidrogenasa
QH2
CH3
CH2
CH2
CH2
O
H
C
CH2
C
H
C
C
H
SCoA
C
H
C10-trans-cis-∆2,4
CH3
CH2
CH2
O
CH2
C
CH2
H
NADPH + H+
H
C
C
H
C
+
C
H
SCoA
2,4-dienoil-CoA reductasa
NADP+
C10
-trans-∆3
O
H
CH2 CH2 C
C
CH2 CH
C
CH2 SCoA
2
H
∆3-trans-enoil-CoA
CH2
CH3
enoil-CoA isomerasa
C10 -trans-∆2
CH3
CH2
CH2
CH2
CH2
C
CH2
CH2
H
∆2-trans-enoil-CoA
H
C
O
C
SCoA
a β-oxidación
α - y ω - o x i da c i ó n de á c i d os gra s o s .
La oxidación de los ácidos en el
carbono β es cuantitativamente la más importante. Sin embargo existen otros mecanismos
que implican la oxidación de otros carbonos.
En la α-oxidación el carbono que se oxida es el inmediatamente adyacente al
carboxilo. La cadena del ácido graso se hidroxila en el carbono α, luego este carbono se
oxida a ceto y el α-cetoácido resultante es descarboxilado en forma análoga a la
descarboxilación del α-cetoglutarato. Así, la cadena se acorta en un solo carbono que es
liberado como CO2. En la ω-oxidación el carbono más alejado del carboxilo se oxida a
ácido, con la intervención de O2 y NADPH. Los mecanismos de esta ruta no están aún
dilucidados. Los sustratos de la ω-oxidación son en general ácidos de menos de 10
carbonos de longitud.
Estos mecanismos se conjugan en las reacciones involucradas en la digestión del
ácido fitánico, un componente dietario importante que se encuentra en la grasa de los
rumiantes. La ingestión diaria de este ácido en una dieta normal es de aproximadamente 50
a 100 mg. Tal como se muestra en el esquema siguiente, el ácido fitánico es un ácido graso
ramificado. Justamente, la presencia de un metilo, sustituyente sobre el carbono de la
posición 3 de este ácido impide su utilización como sustrato de la acil-CoA deshidrogenasa,
la primer enzima de la β-oxidación. Por ello, este ácido termina siendo sustrato de la ácido
graso α-hidroxilasa, la primer enzima de la α-oxidación. La oxidación y descarboxilación
posterior del producto hidroxilado, produce otro ácido graso ramificado, denominado ácido
pristánico, que tiene el carbono 3 libre.
De esta manera el ácido pristánico si es un buen sustrato para la acil-CoA
deshidrogenasa, y puede ser procesado por β-oxidación, para ello primero debe unirse a
CoA con el consiguiente gasto de energía. El producto de la primer ronda de β-oxidación,
libera un propionil-CoA en lugar de acetil-CoA, debido a que el carbono 2 del pristanil-CoA
está sustituido por metilo y el producto tendrá un carbono más. El propionil-CoA será
modificado como vimos antes para producir succinil-CoA. El otro producto de esta reacción
es un ácido graso ramificado y acortado que vuelve a poder ser sustrato de la β-oxidación
ya que tiene el carbono 3 libre. En este caso como el carbono 2 también está libre de
sustituciones, el producto liberado será el tradicional acetil-CoA. Así después de 6 rondas
de β-oxidación sobre el ácido pristánico se producen 3 propionil-CoA y 3 acetil-CoA,
quedando como remanente una molécula de metilpropionato.
El metilpropionato es un pequeño ácido ramificado, que puede ser un sustrato para
la ω-oxidación, convirtiéndose en metil-malonil-CoA como producto final. Este es un
intermediario en la serie de reacciones que convierten al propionil-CoA en succinil-CoA por
lo que termina rindiendo el mismo producto.
En el esquema mostrado a continuación no se han incluido las coenzimas
involucradas en las reacciones mencionadas.
CH3
CH3
CH3
CH3
O
OH
H3C
Ácido Fitánico
CH3
CH3
CH3
CH3
O
OH
H3C
OH
CO2
CH3
CH3
CH3
CH3
}
α-oxidación
CH3
CH3
CH3
CH3
O
H3C
O
H3C
Ácido Pristánico
OH
S-CoA
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
C
O
C
C
H
S-CoA
CH3
H C
O
C H C
OH
S-CoA
H3C
β-oxidación
H3C
CH3
CH3
CH3
C
O
C H C
CH3
H3C
S-CoA
O
CH3
H2C
O
C
CH3
CH3
S-CoA
Propionil-CoA
S-CoA
CH3
C
H3C
O
1 ronda más de β-oxidación
CH3
H3C
S-CoA
H3C
O
2
4 rondas más de β-oxidación
O
C
OH
H2
C
O
C
H2
C
Succinil-CoA
Metilmalonil-CoA
Mutasa
CH3
S-CoA
HO
O
O
Metilmalonil-CoA
2
CH3
HO
CH3
C
OH
C H C
O
O
Metilmalonato
CH3
H2C
O
C
S-CoA
Propionil-CoA
Metilmaloniltiokinasa
S-CoA
C
C H C
S-CoA
O
Acetil-CoA
CH3
CH3
C
C
OH
H3C H C
O
Metilpropionato
ω-oxidación
H3C
C
S-CoA
O
Acetil-CoA