El documento describe los procesos de biosíntesis de lípidos. Explica las reacciones de la síntesis de ácidos grasos saturados como el palmitato, incluyendo la formación de malonil-CoA a partir de acetil-CoA, las reacciones de condensación y reducción, y la adición secuencial de grupos de dos carbonos. También describe la estructura y función del complejo enzimático sintasa de ácidos grasos, así como las fuentes de poder reductor y la regulación de la síntesis.

1. Tema 23. Biosíntesis de lípidos.
Síntesis de ácidos grasos; topología. Reacciones de la síntesis de
ácidos grasos, complejo de la ácido graso sintasa. Sistema de
lanzadera del citrato. Analogía y diferencias entre la oxidación y la
síntesis de ácidos grasos de cadena saturada. Síntesis de ácidos
grasos de cadena larga. Síntesis de ácidos grasos de cadena no
saturada. Regulación de la síntesis de ácidos grasos. Biosíntesis de
triacilgliceroles. Regulación. Biosíntesis de fosfolípidos de membrana:
vías procarióticas y eucarióticas; Interrelación de las vías de síntesis de
fosfolípidos. Síntesis de plasmalógenos y glicerofosfolípidos.
Metabolismo de icosanoides.
BIOQUÍMICA-1º de Medicina
Dpto. Biología Molecular
José C Rodríguez Rey
1
La disminución de los niveles de glucosa, la preparación para el ejercicio o las situaciones de
estrés provocan la degradación de TAGs y ácidos grasos
Adrenalina
Glucagón
Cortisol TAG
Acidos grasos
Acetil CoA
GLUCOSA PIRUVATO
OAA
Ciclo de Krebs NADH
FADH2
2

2. En condiciones de ayuno prolongado el acetil CoA se deriva hacia la producción de cuerpos
cetónicos
Glucagón
TAG
Acidos grasos
Acetil CoA Cuerpos cetónicos
GLUCOSA PIRUVATO
OAA
Ciclo de Krebs NADH
FADH2
3
En presencia de un exceso de glucosa el acetil CoA se deriva a la síntesis de ácidos grasos
Insulina
TAG
Acidos grasos
Insulina
Acetil CoA Cuerpos cetónicos
GLUCOSA PIRUVATO
OAA
Ciclo de Krebs NADH
FADH2
4

3. Origen de los átomos de carbono del ácido palmítico
CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-COO-
Acetil CoA
Malonil CoA
Acetil CoA
1. Tejidos que realizan la síntesis y localización celular
2. Síntesis de malonil CoA (acetil CoA carboxilasa)
3. Química de las reacciones de condensación.
4. Estructura de la sintasa de ácidos grasos
5. Fuentes de poder reductor
6. Origen del acetil CoA (lanzadera de citrato)
7. Regulación
8. Síntesis de otros ácidos grasos a partir del ácido palmítico
9. Los ácidos grasos como precursores de lípidos complejos
5
La carboxilación de Acetil-CoA proporciona un precursor para la síntesis de ácidos
grasos
Acetil CoA
MALONIL CoA
Biotina
Biotin Transcarboxilasa
carboxilasa
Lys
PPB
PPB- Proteína portadora de Biotina
De Nelson et al. Principles of
Biochemistry. 4th Ed. Freeman
6

4. La Acetil CoA carboxilasa de mamíferos es una proteína con tres dominios funcionales
Biotina
carboxilasa
Biotina
PPB PPB
transcarboxilasa
Acetil CoA De Nelson et al. Principles of
Biochemistry. 4th Ed. Freeman
PPB- Proteína portadora de biotina
MALONIL CoA
7
REACCIONES QUIMICAS DE LAS SINTESIS DE ACIDOS GRASOS
1. β- Cetoacil ACP sintasa
O O O CO2 O O
CH3-C- + -O-C-CH -C-
2 CH3-C-CH2-C- β- cetoacil ACP
2. β-Cetoacil ACP reductasa
H O
O O
CH3-C-CH2-C- + NADPH NADP+ + CH3-C-CH2-C- β –D-hidroxiacil ACP
OH
3. β – D-hidroxiacil ACP deshidratasa
H O H2O
H O
CH3-C-CH2-C- CH3-C C-C- ∆2 trans Enoil ACP
OH
H
4. Enoil ACP reductasa
H O O
CH3-C C-C- + NADPH NADP+ + CH3-CH2-CH2-C- Acil ACP
H 8

5. En posteriores ciclos se van añadiendo grupos de dos átomos de carbono
hasta llegar al palmitato, punto final de la síntesis.
1er ciclo
2º ciclo
Sintasa de 3er ciclo
4 ciclos
ácidos grasos
Palmitato
De Nelson et al. Principles of 9
Biochemistry. 4th Ed. Freeman
Estructura de la Sintasa de ácidos grasos de E coli
Proteína portadora de acilos
β- cetoacil-ACP Malonil CoA-ACP
sintasa transferasa
Acetil CoA-ACP β- cetoacil-ACP
transacetilasa reductasa
β- D hidroxiacil-ACP
Enoil ACP deshidratasa
reductasa
La sintasa de a grasos
de mamíferos tiene
todas las actividades en De Nelson et al. Principles of
una sola proteína Biochemistry. 4th Ed. Freeman
PM 240.000
10

6. La Acetil CoA-ACP transacetilasa transfiere un acetilo a una cisteína del dominio
con actividad sintasa
Resto Cys
Transferasa de acetilo
Acetil CoA
Transferasa de malonilo
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Biochemistry. 4th Ed. Freeman 11
La Malonil CoA -ACP transferasa transfiere el malonilo por unión al
grupo SH de la Fosfopantoteína de la ACP
Fosfopantoteína
Cadena lateral
(Ser)
ácido
pantoténico 4’-fosfopantoteína
Malonil CoA
Sitio de unión
del malonilo
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Biochemistry. 4th Ed. Freeman 12

7. Reacción de condensación catalizada por la cetoacil sintasa
Malonil CoA
Actividad β cetoacil
sintasa (KS)
1. Condensación
De Nelson et al. Principles of
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β- cetobutiril-ACP 13
Reducción del grupo ceto (reductasa de β cetoacilos)
Actividad reductasa de β cetoacilos
β- cetobutiril-ACP
Reducción del
grupo β ceto
β- hidroxibutiril-ACP
De Nelson et al. Principles of 14
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8. Deshidratación
Trans ∆2- butenoil-ACP
deshidratación
β- hidroxibutiril-ACP De Nelson et al. Principles of
Biochemistry. 4th Ed. Freeman 15
Hidrogenación del doble enlace ( Enoil ACP reductasa)
Butiril-ACP
Saturación del doble enlace
De Nelson et al. Principles of
Biochemistry. 4th Ed. Freeman
Trans ∆2- butenoil-ACP 16

9. Translocación de la cadena recién formada a la cisteína de la sintasa
De Nelson et al. Principles of
Biochemistry. 4th Ed. Freeman
Butiril-ACP
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Origen del NADPH utilizado en la síntesis de ácidos grasos
Enzima málico
G6PDH 6-fosfogluconato DH
De Nelson et al. Principles of 18
Biochemistry. 4th Ed. Freeman

10. El acetil CoA abandona la mitocondria en forma de citrato
M interna Mitocondrial Citoplasma
Matriz
CoA + ATP
Transportador
Citrato de citrato Citrato
Acetil CoA Citrato
Citrato liasa
sintasa Acetil CoA
OAA
OAA
NADH + H+
Malato DH
NADH Malato DH NAD+
+ H+
Malato
NAD+
Transportador
de malato/αKG
Malato
Piruvato carboxilasa Enzima
NADP+
CO2 CO2 + NADPH + H+
+ málico
ATP
Transportador
Piruvato de piruvato Piruvato
19
El palmitato es el precursor de los otros ácidos grasos
ER ER
ER
ER
De Nelson et al. Principles of
Biochemistry. 4th Ed. Freeman
Acidos grasos
esenciales ER
Citoplasma
ER
20

11. Reacciones de elongación de ácidos grasos
1. Acido graso elongasa del RE
1. Utiliza malonil CoA
2. Las cadenas están unidas a CoA en vez de a ACP
3. Las actividaddes enzimáticas están localizadas en proteínas diferentes.
2. Elongación en el citoplasma
1. Los sustratos son los ácidos grasos de 10 átomos de carbono y los
insaturados.
2. En el cerebro los sustratos son los ácidos grasos de cadena muy larga, que
se utilizan en la síntesis de esfingolípidos. Esta actividad aumenta mucho
durante la mielinización.
3. Elongación mitocondrial
1. Es el proceso inverso de la β-oxidación
2. El donador es el acetil CoA
21
La desaturación de ácidos grasos (membrana del RE liso) la lleva a cabo una
oxidasa de función mixta
Acil graso-CoA
saturado
Acil graso CoA
desaturasa
Acil graso-CoA De Nelson et al. Principles of
monoinsaturado Biochemistry. 4th Ed. Freeman
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12. La acetil CoA carboxilasa es el principal enzima regulador de la síntesis de
ácidos grasos
El enzima es más
activo en forma de
polímero
Insulina
Citrato
Desfosforilación
+
PROTOMEROS FILAMENTOS
( ACTIVIDAD)
-
- Fosforilación
Leptina Glucagón
Adrenalina
Palmitil CoA Cortisol
De Nelson et al. Principles of
Biochemistry. 4th Ed. Freeman 23
Comparación entre la síntesis y la degradación de ácidos grasos
SINTESIS DEGRADACION
Proceso activo después de las comidas ayuno y ejercicio
estado de buena alimentación
Principales tejidos hígado tejido adiposo hígado y músculo
glándula mamaria
Compartimento Citosol Mitocondria
Donador de C/producto malonil CoA(Acetil CoA) Acetil CoA
Oxidante/reductor NADPH NAD y FAD
Control alostérico Citrato y palmitil CoA Malonil CoA
Control hormonal AcetilCoA carboxilasa A nivel de la lipasa y de CATI
(Insulina/Glucagón) (Insulina/Glucagón/adrenalina)
Producto Palmitato Acetil CoA
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13. NOMENCLATURA DE PROSTAGLANDINAS
Serie 1
PGE2
serie 2
Serie 2
tipo de anillo
Serie 3
Marks y cols. Basic Medical Biochemistry
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SINTESIS DE PROSTAGLANDINAS Y TROMBOXANOS
Acido araquidónico
Ciclooxigenasa (COX)
PEROXIDASA
PGH2
Sintasas específicas de
PGE2 tejidos
PGI2 (Prostaciclina) Tromboxano (TXA2)
Endotelio vascular Plaquetas
Vasodilatación Estimula agregación plaquetaria
Inhibe agregación plaquetaria Produce vasoconstricción
26
Marks y cols. Basic Medical Biochemistry

14. VIA DE LA LIPOXIGENASA
5
Ácido araquidónico
5 lipooxigenasa
Acido 5-hidroperóxido-
Icosatetraenoico
(HPETE)
LEUCOTRIENO LTB4
Marks y cols. Basic Medical Biochemistry
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LOS FOSFOLIPIDOS DE MEMBRANA SON LA PRINCIPAL RESERVA DE ACIDO
ARAQUIDONICO
Estímulo (citoquinas, histamina)
Membrana celular
Fosfolipasa A1
Fosfatidil colina PIP2
Fosfolipasa C
Fosfolipasa A2
+
Acido araquidónico 1,2 DAG
- Fosfolipasa A2
Lipocortinas MAG
Macrocortinas Fosfolipasa C Fosfolipasa D
Acido araquidónico
Corticoides
Acido araquidónico 28

15. LA ASPIRINA ES UN INHIBIDOR IRREVERSIBLE DE LAS CICLOOXIGENASAS
COX Aspirina COX acetilada Salicilato
Acetil-salicílico (inactiva)
COX 1
Membrana
ER IBUPROFENO
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ESTRUCTURA DE LOS LIPIDOS COMPLEJOS
Lípidos de Lípidos de membrana (polares)
almacenamiento
(neutros)
Fosfolípidos Glucolípidos
Glicerofosfolípidos Esfingolípidos Esfingolípidos
Triacilgliceroles
Acido graso Acido graso
Esfingosina
Esfingosina
Glicerol
Glicerol
Acido graso Acido graso Acido graso Acido graso
Acido graso PO4 Alcohol PO4 Colina Mono/oligosacárido
30

16. Para la síntesis de triacil- gliceroles los ácidos grasos se unen al glicerol-
fosfato para formar ácido fosfatídico
L-Glicerol-3- fosfato
Acil-CoA
Acil transferasa sintasa
Acil-CoA
Acil transferasa
sintasa
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ACIDO FOSFATIDICO 31
El ácido fosfatídico es un precursor de TAGs y glicerofosfolípidos
ACIDO FOSFATIDICO
Acido fosfatídico
Unión del grupo de cabeza
fosfatasa
(etanolamina, colina, serina…)
unido a CDP
DIACILGLICEROL
Acil transferasa Grupo de Cabeza
GLICEROFOSFOLIPIDO
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Biochemistry. 4th Ed. Freeman
TRIACILGLICEROL 32

17. La Insulina es el principal regulador de la síntesis de Triacilgliceroles
Carbohidratos de la dieta Proteínas de la dieta
GLUCOSA AMINOACIDOS
INSULINA
ACETIL CoA
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ACIDOS GRASOS
TRIACILGLICEROLES
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ORIGEN DEL GLICEROL- 3- FOSFATO
GLUCOSA Gliceroneogénesis a
partir de piruvato
GLICEROL
DHAP
GLICEROL 3 P
DH GLICEROL
QUINASA
(solo en hígado)
GLICEROL 3 FOSFATO
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18. La Gliceroneogénesis es una versión abreviada de la gluconeogénesis
G3P
G3P DH
DHAP
PEP
PEP
Carboxiquinasa
OAA
Piruvato
Carboxilasa
PEP PIRUVATO
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CICLO DEL TRIACIL GLICEROL
GLICEROL
LPL
GLICEROL TAGs en
lipoproteinas
TAG
100
TAG ACIDO GRASO
GLICEROL-3- P
75
AG- Albúmina ACIDO GRASO
GLICEROL-3- P
TEJIDO SANGRE HIGADO
ADIPOSO
36

19. Los glucocorticoides controlan el ciclo de los TAGs regulando la expresión del gen de
la PEPCK
TEJIDO SANGRE
HIGADO
ADIPOSO
LPL GLICEROL
GLICEROL TAGs en
lipoproteinas
TAG
TAG ACIDO GRASO
GLICEROL-3- P
AG- Albúmina ACIDO GRASO
GLICEROL-3- P TEJIDOS
PEPCK
PEPCK +
Θ
PIRUVATO PIRUVATO
Glucocorticoides
Gen de
PEPCK 37
Las Tiazolidinodionas regulan la glicerogénesis en el tejido adiposo
TEJIDO SANGRE
HIGADO
ADIPOSO
LPL GLICEROL
GLICEROL TAGs en
lipoproteinas
TAG
TAG ACIDO GRASO
GLICEROL-3- P
AG- Albúmina ACIDO GRASO
PEPCK
GLICEROL-3- P TEJIDOS
PEPCK
+
PIRUVATO PIRUVATO
Gen de
PEPCK TIAZOLIDINODIONAS 38