HMG-CoA

La β-hidroxi-β-metilglutaril-CoA ( HMG-CoA ), también conocida como 3-hidroxi-3-metilglutaril coenzima A , es un intermediario en las vías del mevalonato y la cetogénesis . Se forma a partir de acetil CoA y acetoacetil CoA por la HMG-CoA sintasa . La investigación de Minor J. Coon y Bimal Kumar Bachhawat en la década de 1950 en la Universidad de Illinois condujo a su descubrimiento. ^[1]^[2]

La HMG-CoA es un intermediario metabólico en el metabolismo de los aminoácidos de cadena ramificada , que incluyen leucina , isoleucina y valina . ^[3] Sus precursores inmediatos son β-metilglutaconil-CoA (MG-CoA) y β-hidroxi β-metilbutiril-CoA (HMB-CoA). ^[4]^[5]^[6]

La HMG-CoA reductasa cataliza la conversión de HMG-CoA en ácido mevalónico , un paso necesario en la biosíntesis del colesterol.

Biosíntesis

Vía del mevalonato

La síntesis de mevalonato comienza con la condensación de Claisen de dos moléculas de acetil-CoA catalizada por la beta-cetotiolasa para producir acetoacetil-CoA . La siguiente reacción implica la unión de acetil-CoA y acetoacetil-CoA para formar HMG-CoA, un proceso catalizado por la HMG-CoA sintasa . ^[8]

En el paso final de la biosíntesis de mevalonato , la HMG-CoA reductasa , una oxidorreductasa dependiente de NADPH , cataliza la conversión de HMG-CoA en mevalonato , que es el punto regulador principal en esta vía. El mevalonato sirve como precursor de los grupos isoprenoides que se incorporan a una amplia variedad de productos finales, incluido el colesterol en humanos. ^[9]

Vía de la cetogénesis

La HMG-CoA liasa la descompone en acetil CoA y acetoacetato .

Véase también

Enzima esteroidogénica

Referencias

^ Sarkar DP (2015). "Clásicos de la medicina india" (PDF) . The National Medical Journal of India (28): 3. Archivado desde el original (PDF) el 31 de mayo de 2016.
^ Surolia A (1997). "Un científico excepcional y un ser humano espléndido". Glycobiology . 7 (4): v–ix. doi : 10.1093/glycob/7.4.453 .
^ "Degradación de valina, leucina e isoleucina - Vía de referencia". Enciclopedia de Kyoto de Genes y Genomas . Laboratorios Kanehisa. 27 de enero de 2016. Consultado el 1 de febrero de 2018 .
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^ Zanchi NE, Gerlinger-Romero F, Guimarães-Ferreira L, de Siqueira Filho MA, Felitti V, Lira FS, Seelaender M, Lancha AH (abril de 2011). "Suplementación con HMB: efectos clínicos y relacionados con el rendimiento atlético y mecanismos de acción". Amino Acids . 40 (4): 1015–1025. doi :10.1007/s00726-010-0678-0. PMID 20607321. S2CID 11120110. El HMB es un metabolito del aminoácido leucina (Van Koverin y Nissen 1992), un aminoácido esencial. El primer paso en el metabolismo del HMB es la transaminación reversible de la leucina a [α-KIC] que ocurre principalmente de forma extrahepática (Block y Buse 1990). Después de esta reacción enzimática, la [α-KIC] puede seguir una de dos vías. En la primera, el HMB se produce a partir de [α-KIC] por la enzima citosólica KIC dioxigenasa (Sabourin y Bieber 1983). La dioxigenasa citosólica ha sido caracterizada extensamente y difiere de la forma mitocondrial en que la enzima dioxigenasa es una enzima citosólica, mientras que la enzima deshidrogenasa se encuentra exclusivamente en la mitocondria (Sabourin y Bieber 1981, 1983). Es importante destacar que esta ruta de formación de HMB es directa y completamente dependiente de la KIC dioxigenasa hepática. Siguiendo esta vía, el HMB en el citosol se convierte primero en β-hidroxi-β-metilglutaril-CoA (HMG-CoA) citosólica, que luego puede dirigirse a la síntesis de colesterol (Rudney 1957) (Fig. 1). De hecho, numerosos estudios bioquímicos han demostrado que el HMB es un precursor del colesterol (Zabin y Bloch 1951; Nissen et al. 2000).
^ abc Kohlmeier M (mayo de 2015). "Leucina". Metabolismo de nutrientes: estructuras, funciones y genes (2.ª ed.). Academic Press. págs. 385–388. ISBN 978-0-12-387784-0. Recuperado el 6 de junio de 2016 . Combustible energético: Finalmente, la mayor parte del leucetonuria se descompone, lo que proporciona aproximadamente 6,0 kcal/g. Aproximadamente el 60 % del leucetonuria ingerida se oxida en unas pocas horas... Cetogénesis: una proporción significativa (el 40 % de una dosis ingerida) se convierte en acetil-CoA y, por lo tanto, contribuye a la síntesis de cetonas, esteroides, ácidos grasos y otros compuestos.
Figura 8.57: Metabolismo de la L-leucina
^ ab Zanchi NE, Gerlinger-Romero F, Guimarães-Ferreira L, de Siqueira Filho MA, Felitti V, Lira FS, Seelaender M, Lancha AH (abril de 2011). "Suplementación con HMB: efectos clínicos y relacionados con el rendimiento atlético y mecanismos de acción". Amino Acids . 40 (4): 1015–1025. doi :10.1007/s00726-010-0678-0. PMID 20607321. S2CID 11120110. El HMB es un metabolito del aminoácido leucina (Van Koverin y Nissen 1992), un aminoácido esencial. El primer paso en el metabolismo del HMB es la transaminación reversible de leucina a [α-KIC] que ocurre principalmente de forma extrahepática (Block y Buse 1990). Después de esta reacción enzimática, la [α-KIC] puede seguir una de dos vías. En la primera, el HMB se produce a partir de [α-KIC] por la enzima citosólica KIC dioxigenasa (Sabourin y Bieber 1983). La dioxigenasa citosólica ha sido caracterizada extensamente y difiere de la forma mitocondrial en que la enzima dioxigenasa es una enzima citosólica, mientras que la enzima deshidrogenasa se encuentra exclusivamente en la mitocondria (Sabourin y Bieber 1981, 1983). Es importante destacar que esta ruta de formación de HMB es directa y completamente dependiente de la KIC dioxigenasa hepática. Siguiendo esta vía, el HMB en el citosol se convierte primero en β-hidroxi-β-metilglutaril-CoA (HMG-CoA) citosólica, que luego puede dirigirse a la síntesis de colesterol (Rudney 1957) (Fig. 1). De hecho, numerosos estudios bioquímicos han demostrado que el HMB es un precursor del colesterol (Zabin y Bloch 1951; Nissen et al. 2000).
^ Garrett RH (2013). Bioquímica . Cengage Learning. pág. 856. ISBN. 978-1-305-57720-6.
^ Haines BE, Steussy CN, Stauffacher CV, Wiest O (octubre de 2012). "Modelado molecular de la vía de reacción y reacciones de transferencia de hidruro de la HMG-CoA reductasa". Bioquímica . 51 (40): 7983–95. doi :10.1021/bi3008593. PMC 3522576 . PMID 22971202.