Beta Oxidacion a.g Ori

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Programa de Lic. en Edu. Básica con énfasis en Ciencias Naturales y Edu. Ambiental Seminario de Química- Facultad de Ciencias-Universidad del Tolima Colombia Diego Jair Gálvez Cubides β - OXIDACION DE LOS ACIDOS GRASOS Palabras clave: Ácidos grasos, Hidrogenación, Deshidrogenación, ATP, NAD, FAD .

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Diego Jair Gálvez Cubides

β - OXIDACION DE LOS ACIDOS GRASOS

Palabras clave: Ácidos grasos, Hidrogenación, Deshidrogenación, ATP, NAD, FAD .

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CH3 OH

O

ácido esteárico

Ácido Graso

Es una biomolécula orgánica de naturaleza lípidica formada por una larga cadena hidrocarbonada lineal, de

número par de átomos de carbono, en cuyo extremo hay un grupo carboxilo

Los ácidos grasos pueden ser saturados (sin dobles

enlaces) o insaturados (contienen dobles enlaces).

Los ácidos grasos

saturados son:

El ácido palmítico y

ácido esteárico.

Los ácidos grasos insaturados

incluyen:

El

ácido oleico, ácido palmitoleico,

ácido linoleico, el

ácido linolénico.

CC

CC

CC

CC C

CC

CC

C

C

CO

OH

ácido graso insaturado

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Importancia de la β-oxidación

Ácidos Grasos

xidación

Acetil-CoA

Ciclo Del Glioxialato

Oxalacetato

Gluconeogenesis

GlucosaPolis ac ar idos de Suc r os a

Amino Ác idos

EnergiaNucleotidos

Metabolitos Intermedios

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Durante el estado inicial del catabolismo de los

lípidos complejos se producen ácidos grasos, El

segundo estado del catabolismo conduce a los

ácidos grasos hasta acetil - S - CoA, que ingresa al

ciclo de Krebs. La degradación de los ácidos

grasos también se conoce con el nombre de β -

oxidación, que ocurre en las mitocondrias.

Una vez en el interior de la mitocondria, las acil-

CoA se oxidan, con una oxidacion inicial del

carbono β y una serie de pasos que liberan cada

vez un fragmento de dos carbonos en forma de

acetil-CoA del acido graso que esta siendo

oxidado.

Cada paso comporta cuatro reacciones.

La ruta es ciclica, cada paso termina con la

formacion de una acil-CoA acortada en dos

carbonos.

β - OXIDACIÓN DE LOS ÁCIDOS GRASOS

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CH2 CH2R CH2 C

O

S CoA

palmitol-CoA

FAD

FADH2

acil-CoA Deshidrogenasa

CH2 C C

H

R

H

C

O

S CoA trans--enol-CoA

H2Oenol-CoA hidratasa

CH2 C CH2

OH

R C

O

S CoA

H

L--Hidroxiacil-CoA

NAD+

NADH + H+

-hidroxiacil-CoA deshidrogenasa

CoA-SHacil-CoA aceti ltransferasa (tiolasa)

(C16)

O

CH2 CR S CoA + C

O

S CoAH3C

acetil-CoA(C14) acil-CoA (miristil-CoA)

CH2 C CH2R C

O

S CoA

O

-ketoacil-CoA

Cada ciclo de oxidacion de una acil-CoA comporta las siguientes reacciones.

Deshidrogenación para dar un derivado enoil.

Hidratación del doble enlace resultante.

Deshidrogenacion del grupo hidroxilo.

Fragmentación mediante el ataque de una segunda

molécula de coenzima A sobre el carbono β., para

liberar acetil-CoA y una acil-CoA

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REACCIÓN 1: ACTIVACIÓN DE LOS ÁCIDOS GRASOS

En este proceso un ácido graso reacciona con CoA - SH y ATP, para producir un acil - S - CoA, AMP y PPi.

La palabra acil se asocia a cualquier ácido graso, si se hace referencia a la degradación de un ácido graso específico, por

ejemplo, del ácido palmítico entonces se produce palmitoíl - S - CoA.

Hay varias enzimas que catalizan esta reacción, dependiendo de la longitud del ácido graso, pero en general se les llama

acil - S - CoA sintetasa.

CH2 CH2R CH2 C

O

O-

CoA-SH

ATPAMP + PPi

CH2 CH2R CH2 C

O

S CoA

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REACCIÓN 2: HIDRÓLISIS DEL PPi PRODUCIDO EN LA REACCIÓN 1.

En esta reacción el pirofosfato que se produce en la reacción anterior es hidrolizado para producir dos

moléculas de Pi.

La enzima es la pirofosfatasa inorgánica.

Esto proporciona energía adicional para que la reacción anterior ocurra en el sentido de la formación del acil -

S - CoA.

PPi 2Pi

H2O

pirofosfatasa inorganica

P

O

OO-

OH

P O-

OH

O

H2O

P

OH

OO

- O-

2

pirofosfatasa inorganica

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REACCIÓN 3: FORMACIÓN DE ADP A PARTIR DEL AMP

En esta reacción el AMP producido es convertido a ADP por la donación de un fosfato proveniente de una

molécula de ATP.

Obteniéndose dos moléculas de ADP.

AMP + ATP 2 ADP

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REACCIÓN 4: DESHIDROGENACIÓN DEL ACIL - S - CoA.

La acil - CoA deshidrogenasa cataliza la transferencia de un par de electrones, desde el acil - S - CoA hasta el FAD,

produciéndose D2 - trans - enoil - S - CoA y FADH2.

Reacción catalizada por una acil-CoA deshidrogenasa.

Reacción ligada a la formacion de FAD.

Formación de enoil CoA y un doble enlace entre los carbonos 2 y 3

CH2 CH2R CH2 C

O

S CoA

palmitol-CoA

CH2 C C

H

R

H

C

O

S CoA

trans--enol-CoA

(C16)

FAD FADH2

acil-CoA Deshidrogenasa

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REACCIÓN 5: HIDRATACIÓN DEL Δ2 - TRANS - ENOIL - S - CoA

En esta etapa la molécula de - trans - enoil - S - CoA, producida en la reacción anterior, se hidrata, con lo que se

obtiene L - 3 - hidroxiacil - S - CoA. La reacción es catalizada por la enzima enoil - S - CoA - hidratasa.

Hidratacion del doble enlace en una reaccion catalizada por la enoil CoA hidratasa.

Se genera la formacion de β -hidroxiacil CoA

CH2 C C

H

R

H

C

O

S CoA

trans--enol-CoA

H2O

enol-CoA hidratasa

CH2 C CH2

OH

R C

O

S CoA

H

L--Hidroxiacil-CoA

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REACCIÓN 6: DESHIDROGENACIÓN DEL L - HIDROXIACIL - S - CoA

En este paso la molécula de L - 3 - hidroxiacil - S - CoA se deshidrogena, para producir 3 - cetoacil - S - CoA. La

enzima que efectúa este proceso es la L - 3 - hidroxiacil - S - CoA deshidrogenasa, la cual usa como cofactor una

molécula de NAD, misma que sale reducida.

Reaccion catalizada por 3-hidroxiacil-CoA deshidrogenasa.

Convierte el grupo hidroxilo del carbono 3 en un grupo ceto.

Generacion de NADH y cetoacil-CoA

CH2 C CH2

OH

R C

O

S CoA

H

L--Hidroxiacil-CoA

NAD+

NADH + H+

-hidroxiacil-CoA deshidrogenasa

CH2 C CH2R C

O

S CoA

O

-ketoacil-CoA

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REACCIÓN 7: PRODUCCIÓN DE ACETIL - S -

CoA

En esta última reacción, del ciclo de la β - oxidación, el cetoacil - S - CoA reacciona con una molécula de CoA - SH,

produciéndose una molécula de acetil - S - CoA y otra de un acil - S - CoA, que tiene dos carbonos menos que el que

inició el ciclo. La enzima acetil - S - CoA acetiltransferasa cataliza esta reacción.

Escision del cetoacil CoA en una reaccion catalizada por la tiolasa.

Formacion de acetil-CoA, acortado este ultimo en dos atomos de carbono

CoA-SH

acil-CoA acetiltransferasa (tiolasa)O

CH2 CR S CoA + C

O

S CoAH3C

acetil-CoA(C14) acil-CoA (miristi l-CoA)

CH2 C CH2R C

O

S CoA

O-ketoacil-CoA

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CONCLUSIONES

La Beta Oxidación: Es el principal proceso por el cual los ácidos grasos lineales generan energía. En esta ruta

catabólica se van liberando sucesivamente fragmentos de dos átomos de carbono

Durante la β-oxidación la cadena de carbonos de los ácidos grasos se rompe en unidades de dos carbonos

(unidas al coenzima A) y cada rotura produce una molécula de FADH2 y una molécula de NADH + H+,

Un ácido graso saturado con 16 carbonos produce, después de 7 vueltas de la β - oxidación, 8 moléculas de

acetil - S - CoA y uno de 20 carbonos rinde 10, en este caso el ciclo se efectúa 9 veces.

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BIBLIOGRAFIA

SALVADOR BADUI .D.. QUIMICA DE LOS ALIMENTOS, Alhambra Mexicana Editores,

Tercera Edición págs.66-67,75, 546-547, 586 (1993).

C. K. Mathews., Holde. V., Ahern., BIOCHEMISTRY. Pearson Education. Tercera Edición. págs.

128, 340, 561. (1998 ).

Harper H. A; Gómez J. E.. BIOQUÍMICA. Edición 14. Ed. El Manual Moderno, 1998. Cap. 24