beta-oxidacion

BETA-OXIDACION
Se llama asi porque la oxidación se lleva a cabo en carbono beta o 2 de la
cadena carbonada.
La beta-oxidación se lleva a cabo en 4 reacciones:
Reacción 1 Oxidación:
El carbono beta es el carbono 3 en la cadena.
Carbono 2
Carbono 1
Recuerde que esto son los AGL, así se representa la cadena carbonada
del AGL.
Fosforilación oxidativa
Producción de 2 ATP
En esta reacción, actúa una coenzima llamada FAD+. En esta reacción actúa
una deshidrogenadas como enzima, por lo tanto, como su nombre lo indica,
deshidrogena (quita hidrógenos) de la cadena carbonada de los AGL y los toma
el FAD para formar FADH2. Recuerde que 1 mol de FADH2 produce 2 moléculas
de ATP, al entregar estos hidrógenos a la fosforilación oxidativa. Esta pérdida de
hidrógenos causa un doble enlace (=) entre el carbono 2 y 3:
Total de ATP formado en esta reacción: 1 FADH2 = 2 moléculas de ATP o sea 2 ATP
Reacción 2.
Hidratación:
Como se observa en la gráfica, hay entradas de moléculas de agua, las cuales
producen la aparición sobre el carbono 3 un grupo hidroxilo (-OH) ubicado en la
parte de arriba del plano.
Reacción 3: Una segunda oxidación:
Fosforilación oxidativa
Producción 3 ATP
Actúa
una
coenzima
llamada NAD+. En esta reacción
actúa una
deshidrogenadas como enzima, por lo tanto, como su nombre lo indica,
deshidrogena (quita hidrógenos) de la cadena carbonada de, específicamente
el hidrógeno del –OH- formado en el carbono 3.
Este hidrógeno lo toma NAD+ para producir NADH2. Recuerde que 1 mol de
NADH2 produce 3 moléculas de ATP al entregar
los estos hidrógenos a la
fosforilación oxidativa.
Reacción 4: Llamada Tiólisis.
Entran al ciclo de krebs, en
donde se forman la mayor
cantidad de ATP
R-C-C-C-O-CoA, llamado
acilcoA,
comienza un
segundo ciclo de betaoxidación.
La cadena R, tiene en un
segundo ciclo de betaoxidación 2 átomos de
carbono menos.
Luego del rompimiento entre el
C2 y C3, queda:
R-C-O- pero este compuesto
no queda asi, sino que ingresa
una molécula de Coenzima A
(-SHCOA) para quedar en
forma de R-C-O-CoA.
Este
R-C-O-CoA,
debe
comenzar un segundo ciclo de
beta-oxidación,
para
ello,
toma dos carbonos de la R,
quedando:
R-C-C-C-O-CoA,
acilcoA.
Como
se
observa,
hay
un
rompimiento entre el carbono 3 y 2,
quedando:
llamado
Recuerde, que esta
R,
indica que hay una cadena
carbonada con n números
de
carbonos,
que
conforman el AGL.
CH2-CO-S-CoA
Se le llama acetil CoA, porque lleva
dos átomos de carbono unidos a la
coenzima A que actúa como
trasportador.
Como se observa en la reacción, hay un rompimiento de la cadena carbonada
entre el carbono 2 y 3, para producir: AcetilCoA ( el prefijo acetil significa dos
átomos de carbono) más una cadena carbonada con un nuevo CoA
comenzar de nuevo el ciclo.
y
En cada ciclo de beta-oxidación, se van eliminando dos átomos de la cadena
carbonada del AGL, en forma de AcetilCoA e ingresar al ciclo de krebs.
Observe la reacción completa
De esta forma, la célula consigue obtener energía (ATP), de las cadenas
carbonadas de los ácidos grasos libres (AGL) provenientes de los triglicéridos
consumidos en la dieta.
Esta Beta-oxidación, se hace en AGL en cadenas s carbonadas saturadas e
insaturadas, pero con algunas diferencias.
Ejemplos:
Beta-oxidación de ácidos grasos libres (AGL) con cadenas
saturadas y número par de átomos de carbono y cálculo de
ATP:
Se tiene el ácido graso saturado de 18 átomos de carbono,
el ácido esteárico:
Se sabe que un ciclo de beta oxidación elimina de la
cadena 2 átomos de carbono mediante 4 reacciones,
cuantas veces se debe repetir el ciclo de beta-oxidación
para la completa oxidación del ácido graso?
Beta-oxidación de ácidos grasos libres (AGL) con cadenas pares
insaturadas y cálculo de ATP:
Se tiene un ácido graso de
insaturaciones asi: 5, 8 y 13:
18 átomos de carbono
con 4
Como este ácido graso lleva 3 insaturaciones, lo primero que se hace
es
ubicar las insaturaciones e identificar el # de vueltas de
insaturación:
18-17-16-15-14-13-12-11-10- 9 - 8- 7- 6- 5- 4- 3- 2- 1
-C-C-C-C-C=C-C-C-C-C=C-C-C=C-C-C-C-C-O-CoA
Rta: se calcula el # de ciclos o vueltas de b-oxidación, asi:
N carbonos/2-1= ciclos de oxidación
18/2 -1= 8 ciclos o vueltas de beta oxidación.
Comprobemos:
-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-C-O-CoA
# De vueltas por
oxidación: 18/2=9-1=8.
Las reacciones de beta-oxidación en cada par de carbonos en las
fracciones saturadas se realizarán de forma como se explico para el
ácido esteárico, pero cuando se alcanza la insaturación la boxidación no forma FADH2, por lo tanto no formara las 2 moléculas de
ATP.
Veamos las reacciones: Recuerde que se hace sobre el carbono
beta o 3:
Cada pareja de estos carbonos, se oxidan mediante las 4
reacciones que componen un ciclo de b-oxidación.
-C-C-C-C-C=C-C-C-C-C=C-C-C=C-C-C-C-C-O-CoA
Estos dos últimos átomos de carbono, no se oxidan en la boxidación, sino que ingresan en forma de AcetilCoA
directasmente al ciclo de krebs.
FAD+
Deshidrogenasa
FADH2
-C=C-C-O-CoA
2 ATP.
H2O
Por lo tanto,
formará:
el total
en la b-oxidación de los 18 C, se
8 FADH2 = 8x2(por cada FADH2 se forma 2 de ATP)= 16 ATP.
8 NADH2=8X3= (por cada NADH2 se forma 3 de ATP)= 24 ATP.
9 AcetilCoA = que ingresan al ciclo de krebs. En el ciclo de
krebs se forman 12 moléculas de ATP, por lo tanto: 9x12=
108 ATP
En total: 18+24+108= 148- 1 ATP = 147 ATP
Este es el C3, pero al separarse
de los otros
átomos, se
convierte en el C1 y se toman
dos átomos para iniciar otro
ciclo de b-oxidación.
NAD+
Deshidrogenasa
NADH2
-C-O-C-C-O-CoA
3 ATP.
HS-CoA
-C-C-C-O-CoA +
C-C-O-CoA
AcetilCoA que
va al ciclo de
krebs= 12 ATP.
Segundo ciclo de b-oxidación: se comienza con una cadena carbonada de 16 átomos de carbono:
-C-C-C-C-C=C-C-C-C-C=C-C-C=C-C-C-O-CoA
FAD+
Deshidrogenasa
FADH2
-C=C-C-O-CoA
2 ATP.
H2O
NAD+
Deshidrogenasa
NADH2
-C-O-C-C-O-CoA
3 ATP.
HS-CoA
-C-C=C-O-CoA +
C-C-O-CoA
Entra para el tercer ciclo de b-oxidación.
AcetilCoA que
va al ciclo de
krebs= 12 ATP.
Tercer ciclo de b-oxidación: se comienza con una cadena carbonada de 14 átomos de carbono:
-C-C-C-C-C=C-C-C-C-C=C-C-C=C-O-CoA
Como se observa, se tiene una insaturación, correspondiente al carbono 5. Observe la diferencia en este tercer ciclo:
-C-C-C-C-C=C-C-C-C-C=C-C-C=C-O-CoA
-C-C-C-C-C=C-C-C-C-C=C-C=C-C-O-CoA
Entra al siguiente ciclo de b-oxidación.
Como ya existe la instauración, no se lleva a cabo la
primera reacción de oxidación. No hay producción de ATP
a partir de FADH2
Isomerasa: cambia de posición el doble enlace de 5-6, lo pasa a 6-7
o lo que es lo mismo del C1 al C2 y lo deja en forma trans. Para que
el –OH de la reacción siguiente quede arriba del plano.
Cuarto ciclo de b-oxidación: se comienza con una cadena carbonada de 12 átomos de carbono:
-C-C-C-C-C=C-C-C-C-C=C-C-O-CoA
Como se observa, se tiene una insaturación, correspondiente al carbono 8
-C-C-C-C-C=C-C-C-C-C=C-C-O-CoA
Isomerasa
-C-C-C-C-C=C-C-C-C-C=C-C-O-CoA
Entra para al quinto ciclo de b-oxidación.
La isomerasa hace que la insaturación sea Trans, para que el –OH
de la reacción siguiente quede arriba del plano.
Quinto ciclo de b-oxidación: se comienza con una cadena carbonada de 10 átomos de carbono:
-C-C-C-C-C=C-C-C-C-C-O-CoA
Se observa que la fracción de la cadena carbona, que le corresponde oxidarse, está saturada, por lo tanto, el ciclo va
completo:
-C-C-C-C-C=C-C-C-C-C-O-CoA
-C=C-C-O-CoA
Entra para al sexto ciclo de b-oxidación.
Sexto ciclo de b-oxidación: se comienza con una cadena carbonada de 8 átomos de carbono:
-C-C-C-C-C=C-C-C-O-CoA
Se observa que la fracción de la cadena carbona, que le corresponde oxidarse, está saturada, por lo tanto, el ciclo va
completo:
-C-C-C-C-C=C-C-C-O-CoA
-C=C-C-O-CoA
Entra para al séptimo ciclo de b-oxidación.
Séptimo ciclo de b-oxidación: se comienza con una cadena carbonada de 6 átomos de carbono:
-C-C-C-C-C=C-O-CoA
Isomerasa
-C-C-C-C=C-C-O-CoA
Entra para al octavo ciclo de b-oxidación.
Isomerasa: cambia de posición el doble enlace del C1 al C2 y lo deja
en forma trans. Para que el –OH de la reacción siguiente quede
arriba del plano.
Octavo ciclo de b-oxidación: se comienza con una cadena carbonada de 4 átomos de carbono:
-C-C-C-C-O-CoA
Se observa que la fracción de la cadena carbona, que le corresponde oxidarse, está saturada, por lo tanto, el ciclo va
completo:
-C-C-C-C-O-CoA
-C=C-C-O-CoA
El acetilCoA, que son los dos últimos
carbonos de la cadena del AGL, van
directamente al ciclo de krebs.
Fin de los ciclos de b-oxidación.