Biosíntesis del colesterol

La biosíntesis de colesterol  es la formación en un organismo vivo de un alcohol orgánico de colesterol de naturaleza esteroide. La síntesis de colesterol se produce en las células del hígado (50%), los intestinos y la piel. En la célula, ocurre en el retículo endoplásmico liso y el citosol . La biosíntesis del colesterol sirve como base para la síntesis de otros compuestos esteroideos . Los pasos iniciales de síntesis se comparten con los de otros isoprenoides .

En la década de 1940, Bloch et al. encontró que todos los átomos de carbono del colesterol provienen del acetato , y ambos átomos están incluidos en cantidades iguales. Actualmente se ha establecido la siguiente cadena de biosíntesis del colesterol, que incluye varios pasos. (La formación de compuestos intermedios de esta vía puede ocurrir de otras formas).

Síntesis de mevalonato

La síntesis de mevalonato procede en tres etapas.

  1. Formación de acetoacetil-CoA a partir de dos moléculas de acetil-CoA por la enzima tiolasa acetoacetiltransferasa . La reacción es reversible. Ocurre en el citosol.
  2. Formación de β-hidroxi-β-metilglutaril-CoA a partir de acetoacetil-CoA con una tercera molécula de acetil-CoA por hidroximetilglutaril-CoA sintasa (HMG-CoA sintasa). La reacción también es reversible. Ocurre en el citosol.
  3. Formación de mevalonato por reducción de HMG y escisión de HS-KoA por hidroximetilglutaril-CoA reductasa dependiente de NADP (HMG-CoA reductasa). Ocurre en el GEPR. Esta es la primera reacción casi irreversible en la cadena de biosíntesis del colesterol y también limita la tasa de biosíntesis del colesterol. Se observaron fluctuaciones diarias en la síntesis de esta enzima. Su actividad aumenta con la introducción de insulina y hormonas tiroideas , disminuye con el ayuno, la introducción de glucagón , glucocorticoides .

Esquema de etapas:

Existen otras rutas para la síntesis de mevalonato.

Síntesis de pirofosfato de isopentenilo

1, 2. Primero, el ácido mevalónico se fosforila dos veces con la ayuda de ATP: a 5-fosfomevalonato y luego a 5-pirofosfomevalonato. 3. El 5-pirofosfomevalonato se fosforila en 3 átomos de carbono, formando un producto intermedio inestable: 3-fosfo-5-pirofosfomevalonato. 4. Este último se descarboxila y desfosforila, se forma pirofosfato de isopentenilo .

Síntesis de escualeno

  1. El pirofosfato de isopentenilo se isomeriza a pirofosfato de dimetilalilo.
  2. Condensación de pirofosfato de isopentenilo (C5) con pirofosfato de dimetilalilo (C5) y formación de pirofosfato de geranilo (C10). Esto libera la molécula de pirofosfato.
  3. Condensación de pirofosfato de isopentenilo (C5) con pirofosfato de geranilo (C10). Se forma pirofosfato de farnesilo (C15) y se libera otra molécula de pirofosfato.
  4. Condensación cabeza a cabeza de dos moléculas de pirofosfato de farnesilo (C15) y formación de escualeno (C30). La reacción continúa con el consumo de NADPH y se liberan dos moléculas de pirofosfato. Las moléculas de pirofosfato de farnesilo se condensan con extremos que llevan grupos pirofosfato. En primer lugar, se escinde un grupo pirofosfato y se forma un pirofosfato de preescualeno intermedio. Él, a su vez, se restaura con la ayuda de NADPH. Sale el segundo pirofosfato. Se forma escualeno.

Comenzando con el escualeno, los productos de la ruta biosintética del colesterol son insolubles en el ambiente acuático y participan en reacciones posteriores al estar asociados con proteínas de transferencia de esteroles (STP).

Síntesis de lanosterol

1. Bajo la acción de la escualeno epoxidasa, se forma epóxido de escualeno.

2. A continuación, el epóxido de escualeno se cicla a lanosterol . En este caso, el grupo metilo en C14 se transfiere a C13 y el grupo metilo en C8 se transfiere a C14.

Síntesis de colesterol

El lanosterol se convierte en las membranas del retículo endoplásmico liso en colesterol.

  1. El grupo metilo en C14 se oxida y se forma 14-desmetilanosterol.
2. Luego se eliminan dos metilos más en C4 para formar zimosterol. 3. Además , el doble enlace C8=C9 se mueve a la posición C8=C7 y se forma Δ7,24-colestadienol. 4. El doble enlace luego se mueve a la posición C5=C6 para formar desmosterol. 5. Después de eso, se restaura un doble enlace en la cadena lateral y se forma el colesterol.

(Sin embargo, la restauración del doble enlace en la cadena lateral puede ocurrir en las etapas previas de la biosíntesis del colesterol).

Otras rutas de síntesis

En algunos organismos, durante la síntesis de esteroides, pueden ocurrir otras variantes de reacciones (por ejemplo, la vía del no mevalonato para la formación de moléculas de cinco carbonos).

Literatura