Biosíntesis de Colesterol
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El colesterol es un lípido que se localiza en las membranas de las células animales y es fundamental para la movilidad o fluidez de la membrana celular. Es la base de las hormonas esteroides como la progesterona, testosterona, cortisol y de la vitamina D. El colesterol también forma parte de la bilis y es precursor de los ácidos biliares como el ácido cólico, glicólico o taurocólico, necesarios para formar emulsiones que favorecen la digestión de grasas y lípidos.
La biosintesis del colesterol se puede dividir en 4 etapas: La síntesis de mevalonato, su conversión a isopentenil difosfato, la síntesis de escualeno y su conversión a colesterol. Varios de estos intermediarios pueden ser canalizados para la síntesis de otros compuestos necesarios para la célula, como los cuerpos cetónicos o la cadena lateral de grupo Hemo de la hemoglobina.
La síntesis de Mevalonato inicia con dos moléculas de Acetil-CoA que son condensadas para formar Acetoacetil-CoA por la enzima Aceto-Acetil-CoA Tiolasa (Número EC 2.3.1.9). Posteriormente, un tercel Acetil-CoA es fusionado por la HMG Sintasa (Número EC 2.2.2.10) para formar Hidroxi-Metil-Glutaril-CoA (HMG-CoA). La enzima HMG-CoA Reductasa (Número EC 1.1.1.34) se encarga de transformar al HMG-CoA en Mevalonato en una reacción que requiere de 2 moléculas de NADPH. Esta última reacción representa el punto de control en la ruta de biosíntesis de colesterol.
La descarboxilación de Pirofosfomevalonato por la enzima Difosfomevalonato Descarboxilasa (Número EC 4.1.1.33) es una reacción que requiere la energía del ATP y forma al 3-Isopentenil Pirofosfato.
Este Geranil Fosfórico se une a un tercer Dimetil-alil Pirofosfato para formar Farnesil Pirofosfato (Molécula C15) en una reacción catalizada por la enzima Farnesil Difosfato Sintasa (Número EC 2.5.1.10). Dos moléculas de Farnesil Pirofosfato son condensadas por la enzima Farnesil Difosfato Farnesil Transferasa (Número EC 2.5.1.21) para formar al Escualeno, una molécula de 30 átomos de Carbono.
La inversión neta para la síntesis de Colesterol a partir de Acetil-CoA requiere de 18 moléculas de ATP y 12 de NADPH.
Ir al tema siguiente: La biosíntesis de bases nitrogenadas púricas (purinas).
Ir al tema anterior: La biosíntesis de ácidos grasos.
El colesterol es un lípido que se localiza en las membranas de las células animales y es fundamental para la movilidad o fluidez de la membrana celular. Es la base de las hormonas esteroides como la progesterona, testosterona, cortisol y de la vitamina D. El colesterol también forma parte de la bilis y es precursor de los ácidos biliares como el ácido cólico, glicólico o taurocólico, necesarios para formar emulsiones que favorecen la digestión de grasas y lípidos.
La biosintesis del colesterol se puede dividir en 4 etapas: La síntesis de mevalonato, su conversión a isopentenil difosfato, la síntesis de escualeno y su conversión a colesterol. Varios de estos intermediarios pueden ser canalizados para la síntesis de otros compuestos necesarios para la célula, como los cuerpos cetónicos o la cadena lateral de grupo Hemo de la hemoglobina.
Etapa 1: Síntesis de Mevalonato
El Mevalonato es una molécula de 6 átomos de carbono, se forma por la condensación de 3 moléculas de Acetil-Coenzima A (Acetil-CoA). La Acetil-CoA proviene principalmente de la oxidación de ácidos grasos o piruvato en las mitocondrias y es exportado al citoplasma por la lanzadera Citrato-Malato, descrita en la síntesis de ácidos grasos. Otra fuente de Acetil-CoA es la oxidación del alcohol en el citoplasma de la célula que produce acetaldehído, que a su vez es convertido a acetato.
La síntesis de Mevalonato inicia con dos moléculas de Acetil-CoA que son condensadas para formar Acetoacetil-CoA por la enzima Aceto-Acetil-CoA Tiolasa (Número EC 2.3.1.9). Posteriormente, un tercel Acetil-CoA es fusionado por la HMG Sintasa (Número EC 2.2.2.10) para formar Hidroxi-Metil-Glutaril-CoA (HMG-CoA). La enzima HMG-CoA Reductasa (Número EC 1.1.1.34) se encarga de transformar al HMG-CoA en Mevalonato en una reacción que requiere de 2 moléculas de NADPH. Esta última reacción representa el punto de control en la ruta de biosíntesis de colesterol.
Etapa 2: Conversión del Mevalonato a Isopentenil difosfato
En esta segunda etapa, el Mevalonato de 6 átomos de Carbono (C6) será descarboxilado para formar una molécula de C5 llamada 3-Isopentenil Pirofosfato. Primeramente, el Mevalonato sufrirá una fosforilación por la enzima Mevalonato Cinasa (Número EC 2.7.1.36), seguida de otra fosforilación por la Fosfomevalonato Cinasa (Número EC 2.7.4.2) para rendir Pirofosfomevalonato.
La descarboxilación de Pirofosfomevalonato por la enzima Difosfomevalonato Descarboxilasa (Número EC 4.1.1.33) es una reacción que requiere la energía del ATP y forma al 3-Isopentenil Pirofosfato.
Etapa 3: Síntesis de Escualeno
El 3-Isopentenil Pirofosfato es convertido a un isómero Dimetil-alil Pirofosfato por la enzima Isopentenil Difosfato Isomerasa (Número EC 5.3.3.2). Dos moléculas de Dimetil-alil Pirofosfato son fusionadas por la Geranil Difosfáto Sintasa (Número EC 2.5.1.1) para producir Geranil Fosfórico (Molécula C10).
Este Geranil Fosfórico se une a un tercer Dimetil-alil Pirofosfato para formar Farnesil Pirofosfato (Molécula C15) en una reacción catalizada por la enzima Farnesil Difosfato Sintasa (Número EC 2.5.1.10). Dos moléculas de Farnesil Pirofosfato son condensadas por la enzima Farnesil Difosfato Farnesil Transferasa (Número EC 2.5.1.21) para formar al Escualeno, una molécula de 30 átomos de Carbono.
Etapa 4: Conversión del Escualeno a Colesterol
Finalmente el Escualeno es convertido a Lanosterol y, por una serie de 18 reacciones enzimáticas, le son removidos tres grupos Metilo, se rearreglan varios enlaces dobles y es incorporado un grupo hidroxilo, pasando así de una molécula C30 a una C27 como lo es el Colesterol.
La inversión neta para la síntesis de Colesterol a partir de Acetil-CoA requiere de 18 moléculas de ATP y 12 de NADPH.
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