BIOSISNTESIS DE LIPIDOS

Examinemos ahora la biosíntesis de un lípido característico. Los lípidos como clase son realmente moléculas mucho menores que los polisacáridos; sus pesos moleculares raramente son superiores a 1000. Sin embargo, su biosíntesis es más compleja que la del glucógeno porque la mayor parte de sus moléculas contienen más de un tipo de enlace químico, mientras que en el glucógeno las unidades de glucosa están ensambladas por un solo tipo básico de enlace.

Los lípidos más simples son los lípidos neutros o triacil gliceroles (también llamados triglicéridos); son las grasas de reserva encontradas en el tejido adiposo o graso. Sus unidades estructurales son el glicerol y tres moléculas de ácidos grasos de cadena larga figura 7.6.1-1. Algo más complejos y funcionalmente más importantes son los fosfolípidos, que son elementos estructurales importantes de las membras celulares. La figura 7.6.1-1. muestra también la estructura de una molécula típica de fosfólipido está constituida por dos moléculas de ácidos grasos (ácido palmítico y ácido oleico), una molécula de fosfato y los dos alcoholes glicerol y etano lumina Este lípido es la fosfátidil etanotamina, uno de los fosfolipidos más abundantes de los tejidos animales. Observamos que la fosfatidiletanolamina contiene los enlaces éster entre los ácidos grasos y el glicerol, y un «puente» fosfodiéster entre los dos acholes diferentes, cada uno de los cuales requiere un modelo específico de reacción enzimático en su biosíntesis.

La primera etapa en la biosíntesis de la fosfatidil etano lamina consiste en la activación de los ácidos grasos y del glicerol en reacciones ligadas al ATP. Después toma lugar la unión de las unidades estructurales activadas para formar la molécula completa de fosfolípido. Las estructuras de las unidades estructurales aparecen en la figura 7.6.1-2 y las ecuaciones de las reacciones correspondientes a su formación aparecen en la figura 7.6.1-3. En conjunto quince pasos enzimáticos. Los ácidos grasos son activados en forma de ésteres de la coenzima A y el glicerol, en forma de éster fosfórico, en reacciones dependientes del ATP. Estas unidades estructurales activadas se ensamblan para reducir ácido fosfatidico o diacilgucerol 3-fosfato, el cual es activado mediante reacción con CTP para producir el derivado nucleotídico citidina difosfato díacilglicero. Así, del mismo modo que los nucleótidos de uridina son transportadores específicos de unidades de monosacáridos en la síntesis de polisacáridos, los nucleótidos de citidina son transportadores específicos de precursores importantes en la síntesis de fosfolípidos.

En relación con la energética de estas reacciones, debemos mencionar otros dos puntos. Las primeras dos ecuaciones que figuran en la figura 7.6.1-3 describen la activación de los ácidos grasos mediante una escisión tipo pirofosfato del ATP; el pirofosfato liberado en cada paso debe ser hidrolizado a ortofosfato posteriormente. La formación de cada molécula de ácido graso activado (acil graso CoA) requiere el consumo de dos enlaces fosfato de alta energía. El otro punto es que la adenosina 5'-monofosfato (AMP) formada en la activación de los ácidos grasos debe ser refosforilada a ATP en dos pasas. En el primer paso, el AMP es fosforilado a ADI a expensas del ATP mediante la enzima adelinato quinasa

AMP+ATP ® ADP+ADP

El ADP así formado puede ser fosforilado entonces a ATP directamente durante la glucólisis o la fosforilación oxidativa. El CMP formado a partir de CTP debe también ser refosiorilado a CTP. Si ahora hacemos el balance de todos los reactivos y productos de las 15 reacciones requeridas para la síntesis de este fosfólípido, que son catalizadas por un total de once enzimas diferentes, y eliminamos aquellos componentes que aparecen en ambos miembros de la ecuación resultante.

BIOSINTESIS DE ACIDOS GASOS

El esclarecimiento del mecanismo de oxidación dos grasos en 1950, indujo a pensar que el curso tesis sería el inverso al de su oxidación. Sin embargo, descubrimientos posteriores demostraron el camino unívoco de la biosíntesis. El descubrimiento de la malonil-CoA condujo a establecer que no era la acetil-CoA, sino sus derivados carboxilados, los que constituían la unidad biosíntesis de los ácidos en grasos en animales, plantas y bacterias

Los estudios realizados sobre una serie de grupos demostraron que eran los D(-)-b -hidroxiácidos y TPN y no los L( + )- b -hidroxiácidos y el DPN utilizados en la oxidación de los ácidos grasos, los que estaban implicados en la biosíntesis de los mismos.

El descubrimiento y caracterización de los transportadores de acilo (proteínas) permitió aclarar que era este derivado proteínico de la CoA, y no ella misma, los compuestos unidos con estructura de tioéster al que se encuentran todos los intermedios de la síntesis de los ácidos grasos en bacteria. Existen pruebas muy sugestivas, pero no concluyentes, de que hay una proteína similar implicada en la biosíntesis de los ácidos grasos en animales y plantas. La biosíntesis de los ácidos grasos de cadena lineal y número par de átomos de carbono se realiza en los tejidos animales y en las levaduras, a través de un sistema de CoA asociado con partículas micros6micas. Al mismo tiempo, puede existir también otro sistema complementario asociado con la mitocondria, que actúa por el camino opuesto a la b -oxidación (véase la revisión de WAKJL, 1961; LYNEN, 1961). Según LYNEN (1961), la síntesis de los ácidos grasos se produce a través de un ciclo de seis reacciones consecutivas (Ver gráfica 7.6.2-1), que son:

1.  transferencia del resto malónico desde la malonil-S-enzima condensación de un acil-CoA saturado "primer" (acetil, propionil, butiril, etc., CoA) para formar β-cetoacilenzima , acompañada de descarboxilación.
2. Reducción con trifosfopiridin-nucleótido r e d u c e do (TPNH) a β-hidroxiacilenzima; deshidratación de esta última; reducción con trifosfopiridin-nucleótido reducido a la acilenzima saturada; transferencia del grupo acil saturada a la CoA

 Los resultados globales de estas reacciones es el alargamiento en dos átomos de carbono de la cadena de acil-CoA "primer", requiriéndose un mol de malonil-CoA y dos de trifosfopiridinnucleótido. La acil-CoA, con dos átomos de carbono más, puede realizar de nuevo el ciclo de reacciones, repitiéndose longitud de la cadena tantas veces como lo requiera la cadena del ácido graso.