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La oxidación omega ( ω-oxidación ) es un proceso de metabolismo de los ácidos grasos en algunas especies de animales. Es una vía alternativa a la beta oxidación que, en lugar de involucrar al carbono β, implica la oxidación del carbono ω (el carbono más distante del grupo carboxilo del ácido graso). El proceso es normalmente una vía catabólica menor para los ácidos grasos de cadena media (10-12 átomos de carbono), pero se vuelve más importante cuando la oxidación β es defectuosa.

En los vertebrados, las enzimas para la oxidación ω se encuentran en el RE liso de las células hepáticas y renales , en lugar de en las mitocondrias como ocurre con la oxidación β. Los pasos del proceso son los siguientes:

Tipo de reacciónEnzimaDescripciónReacción
Hidroxilaciónoxidasa de función mixtaEl primer paso introduce un grupo hidroxilo en el carbono ω. El oxígeno para el grupo proviene del oxígeno molecular en una reacción compleja conducida por ciertos miembros de las subfamilias CYP4A y CYP4F, a saber, CYP4A11 , CYP4F2 y CYP4F3 o por otras dos enzimas CYP450, CYP2U1 y CYP4Z1 , que involucra al citocromo P450 y al electrón. donante NADPH (ver citocromo P450 omega hidroxilasa ).Omega-oxidación 1.svg
Oxidaciónalcohol deshidrogenasaEl siguiente paso es la oxidación del grupo hidroxilo a un aldehído por NAD + .Omega-oxidación 2.svg
Oxidaciónaldehído deshidrogenasaEl tercer paso es la oxidación del grupo aldehído a un ácido carboxílico por NAD + . El producto de este paso es un ácido graso con un grupo carboxilo en cada extremo.Omega-oxidación 3.svg

Después de estos tres pasos, cada extremo de la ácido graso puede estar unido al coenzima A . Luego, la molécula puede ingresar a la mitocondria y sufrir una oxidación β. Los productos finales después de sucesivas oxidaciones incluyen ácido succínico , que puede entrar en el ciclo del ácido cítrico , y ácido adípico .

El primer paso en la ω-oxidación, es decir, la adición de un residuo hidroxi al carbono omega de ácidos grasos saturados o insaturados de cadena corta, intermedia y larga, puede servir para producir o inactivar moléculas de señalización. En los seres humanos, un subconjunto de ω-hidroxilasas unidas a microsomas del citocromo P450 (CYP450) (denominadas citocromo P450 omega hidroxilasas ) metabolizan el ácido araquidónico (también conocido como ácido eicosatetraenoico) a ácido 20-hidroxieicosatetraenoico (20-HETE). [1]20-HETE posee una gama de actividades en sistemas de modelos animales y celulares, por ejemplo, contrae los vasos sanguíneos, altera la reabsorción renal de sal y agua y promueve el crecimiento de células cancerosas; Los estudios genéticos en humanos sugieren que el 20-HETE contribuye a la hipertensión , infarto de miocardio y accidente cerebrovascular (ver Ácido 20-hidroxieicosatetraenoico ). Entre la superfamilia CYP450, los miembros de las subfamilias CYP4A y CYP4F, a saber, CYP4A11 , CYP4F2 , CYP4F3 , se consideran las enzimas predominantes del citocromo P450 responsables en la mayoría de los tejidos de formar 20-HETE. [2] [3] [4] CYP2U1 [5]y CYP4Z1 [6] contribuyen a la producción de 20-HETE en una gama más limitada de tejidos. Las citocromo ω-oxidasas, incluidas las que pertenecen a las subfamilias CYP4A y CYP4F y CYPU21, también ω-hidroxilan y, por lo tanto, reducen la actividad de varios metabolitos de ácidos grasos del ácido araquidónico, incluidos LTB4 , 5-HETE , ácido 5-oxoeicosatetraenoico , 12 -HETE y varias prostaglandinas que participan en la regulación de diversas respuestas inflamatorias, vasculares y de otro tipo en animales y seres humanos. [6] [7]Esta inactivación hidroxilación inducida puede ser la base de las funciones propuestas de los citocromos en amortiguación de las respuestas inflamatorias y las asociaciones reportados de cierta CYP4F2 y CYP4F3 solo nucleótido variantes con humanos la enfermedad de Crohn y enfermedad celíaca , respectivamente. [8] [9] [10]

Ver también

  • Oxidación beta
  • Oxidación alfa

Referencias

  1. ^ Kroetz DL, Xu F (2005). "Regulación e inhibición de las omega-hidroxilasas del ácido araquidónico y formación de 20-HETE". Revista anual de farmacología y toxicología . 45 : 413–38. doi : 10.1146 / annurev.pharmtox.45.120403.100045 . PMID  15822183 .
  2. ^ Hoopes SL, García V, Edin ML, Schwartzman ML, Zeldin DC (julio de 2015). "Acciones vasculares del 20-HETE" . Prostaglandinas y otros mediadores lipídicos . 120 : 9-16. doi : 10.1016 / j.prostaglandins.2015.03.002 . PMC 4575602 . PMID 25813407 .  
  3. ^ Edson, KZ; Rettie, AE (2013). "Enzimas CYP4 como posibles dianas farmacológicas: se centran en la multiplicidad de enzimas, inductores e inhibidores, y modulación terapéutica del ácido 20-hidroxieicosatetraenoico (20-HETE) sintasa y actividades de ω-hidroxilasa de ácidos grasos" . Temas de actualidad en química medicinal . 13 (12): 1429–40. doi : 10.2174 / 15680266113139990110 . PMC 4245146 . PMID 23688133 .  
  4. ^ Wu, Cheng-Chia; Gupta, Tanush; García, Víctor; Ding, Yan; Schwartzman, Michal L. (2014). "20-HETE y regulación de la presión arterial" . Cardiología en revisión . 22 (1): 1–12. doi : 10.1097 / CRD.0b013e3182961659 . PMC 4292790 . PMID 23584425 .  
  5. ^ Chuang, SS; Helvig, C; Taimi, M; Ramshaw, HA; Collop, AH; Amad, M; White, JA; Petkovich, M; Jones, G; Korczak, B (2004). "CYP2U1, un nuevo citocromo P450 específico para el timo y el cerebro humano, cataliza la hidroxilación de ácidos grasos omega y (omega-1)" . Revista de Química Biológica . 279 (8): 6305-14. doi : 10.1074 / jbc.M311830200 . PMID 14660610 . 
  6. ↑ a b Hardwick, James P. (2008). "Función del citocromo P450 omega hidroxilasa (CYP4) en el metabolismo de los ácidos grasos y enfermedades metabólicas". Farmacología bioquímica . 75 (12): 2263–75. doi : 10.1016 / j.bcp.2008.03.004 . PMID 18433732 . 
  7. ^ Kikuta, Y; Kusunose, E; Sumimoto, H; Mizukami, Y; Takeshige, K; Sakaki, T; Yabusaki, Y; Kusunose, M (1998). "Purificación y caracterización de la omega-hidroxilasa del leucotrieno B4 neutrófilo humano recombinante (citocromo P450 4F3)". Archivos de Bioquímica y Biofísica . 355 (2): 201–5. doi : 10.1006 / abbi.1998.0724 . PMID 9675028 . 
  8. ^ Curley, CR; Monsuur, AJ; Wapenaar, MC; Rioux, JD; Wijmenga, C (2006). "Una pantalla candidata funcional para los genes de la enfermedad celíaca" . Revista europea de genética humana . 14 (11): 1215–22. doi : 10.1038 / sj.ejhg.5201687 . PMID 16835590 . 
  9. ^ Corcos, Laurent; Lucas, Danièle; Le Jossic-Corcos, Catherine; Dréano, Yvonne; Simon, Brigitte; Plée-Gautier, Emmanuelle; Amet, Yolande; Salaün, Jean-Pierre (2012). "Citocromo humano P450 4F3: estructura, funciones y perspectivas". Metabolismo farmacológico e interacciones farmacológicas . 27 (2): 63–71. doi : 10.1515 / dmdi-2011-0037 . PMID 22706230 . 
  10. ^ Costea, Irina; Mack, David R .; Lemaitre, Rozenn N .; Israel, David; Marcil, Valerie; Ahmad, Ali; Amre, Devendra K. (2014). "Las interacciones entre la proporción de ácidos grasos poliinsaturados en la dieta y los factores genéticos determinan la susceptibilidad a la enfermedad de Crohn pediátrica" . Gastroenterología . 146 (4): 929–31. doi : 10.1053 / j.gastro.2013.12.034 . PMID 24406470 . 
  • Nelson, DL y Cox, MM (2005). Principios de bioquímica de Lehninger , cuarta edición. Nueva York: WH Freeman and Company, págs. 648–649. ISBN 0-7167-4339-6 . 

Enlaces externos

  • http://www.biocarta.com/pathfiles/omegaoxidationPathway.asp