As ácido graxo desaturases son unha familia de encimas que converten os ácidos graxos saturados en ácidos graxos insaturados e poliinsaturados, nunha reacción chamada desaturación. Para os ácidos graxos comúns de 18 carbonos (C18), as desaturases converten o ácido esteárico en ácido oleico. Outras desaturases converten o ácido oleico en ácido linoleico, que é o precursor do ácido α-linolénico, ácido gamma-linolénico e ácido icosatrienoico.

Utilízanse dúas nomenclaturas para indicar a posición da desaturación: Delta (Δ) - indica que o dobre enlace se crea nunha posición determinada desde o extremo carboxilo da cadea do ácido graxo. Por exemplo, a Δ9-desaturase crea un dobre enlace entre o noveno e o décimo átomos de carbono desde o extremo carboxilo. Omega (ω) - indica que o dobre enlace se crea nunha posición determinada desde o extremo metilo da cadea do ácido graxo. Por exemplo, a ω3-desaturase crea un dobre enlace entre o terceiro e o cuarto carbonos desde o extremo metilo, é dicir, crea un ácido graxo omega-3.

Por exemplo, a desaturación Δ6 introduce un dobre enlace entre os carbonos 6 e 7 do ácido linoleico (C18H32O2; 18:2-n6) ou do ácido α-linolénico (C18H30O2; 18:3-n3), creando ácido γ-linolénico (C18H30O2,18:3-n6) ou do ácido estearidónico (C18H28O2; 18:4-n3), respectivamente.

Na biosíntese de ácidos graxos esenciais, unha elongase alterna con varias desaturases (por exemplo, a Δ6-desaturase) para crear moléculas máis grandes. A elongase amplía a molécula en dous grupos metileno (-CH2-CH2-), mentres que a desaturase forma dobres enlaces.

Clasificación

As Δ-desaturases comprenden dúas familias que non parecen estar relacionadas evolutivamente.

A familia 1 usa o citocromo b5 como doante de electróns. Esta familia inclúe todas as ácido graxo desaturases de animais e fúnxicas, incluíndo os tipos humanos listados máis abaixo. Este tipo tamén se atopa en plantas e bacterias. As desaturases desta familia están na súa maioría unidas a membranas. Procesan os substratos acil-CoA e acil-lípido. O dominio Pfam (PF00487) tamén se corresponde coas alcano 1-monooxixenases estreitamente relacionadas, o que reflicte a flexibilidade catalítica da superfamilia similar a FADS. As esfingolípido α-hidroxilases tamén pertencen á mesma superfamilia.

A familia 2 usa a ferredoxina como doante de electróns. Esta familia encóntrase en bacterias e plastidios de plantas. As desaturases desta familia son na súa maioría solubles e procesan substratos acil-lípidos e acil‐ACP (proteína portadora de acilos). Exemplos notables son: Estearoíl-(proteína portadora de acilos) 9-desaturase de plantas (), un encima que cataliza a introdución dun dobre enlace na posición delta-9 do estearoíl-ACP para producir oleoíl-ACP. Este encima é responsable da conversión de ácidos graxos saturados en insaurados na síntese de aceites vexetais. Este encima deriva da endosimbiose do cloroplasto. DesA cianobacteriana (), un encima que pode introducir un segundo dobre enlace cis na posición delta-12 do ácido graxo unido a glicerolípidos de membrana. Este encima está implicado na tolerancia ao frío; a temperatura de transición de fase de lípidos de membranas celulares é dependente do grao de insaturación dos ácidos graxos dos lípidos de membrana.

Mecanismo e función As desaturases tipo 1 teñen un sitio activo diferro que lembra o da metano monooxixenase. Estes encimas son dependentes do O2, consistente coa súa función de hidroxilación ou de deshidroxenación oxidativa.

Todas as desaturases producen ácidos graxos insaturados. Os ácidos graxos insaturados axudan a manter a estrutura e función das membranas. Os ácidos graxos altamente insaturados (HUFAs) incorpóranse aos fosfolípidos e participan na sinalización celular. Os ácidos graxos insaturados e as súas graxas derivadas incrementan a fluidez das membranas.

Función no metabolismo humano As ácido graxo desaturases aparecen en todos os organismos, por exemplo bacterias, fungos, plantas, animais e humanos. Nos humanos hai catro actividades de desaturase, realizadas por: Δ9-desaturase, Δ6-desaturase, Δ5-desaturase e Δ4-desaturase.

Δ9-desaturase (EC 1.14.19.1), tamén coñecida como estearoíl-CoA desaturase-1 (SCD1), utilízase para sintetizar ácido oleico, un compoñente monoinsaturado ubicuo en todas as células do corpo humano e o maior ácido graxo dos triglicéridos do tecido adiposo de mamíferos, e tamén se usa para a síntese de fosfolípidos e ésteres do colesterol. A Δ9-desaturase produce ácido oleico (C18H34O2; 18:1-n9) desaturando ácido esteárico (C18H36O2; 18:0), un ácido graxo saturado que pode ser sintetizado no corpo a partir de ácido palmítico (C16H32O2; 16:0) ou inxerido directamente. Δ6-desaturase (EC 1.14.19.3) é necesaria para a síntese de ácidos graxos altamene insaturados como o icosopentaenoico e docosahexaenoico (sintetizados a partir de ácido α-linolénico); ácido araquidónico e ácido adrénico (sintetizados a partir de ácido linoleico). Este é un proceso multietapas que necesita as accións sucesivas de encimas elongase e desaturase. O xene que codifica a produción de Δ6-desaturase localizouse no cromosoma 11 humano e denomínase FADS2. A Δ5 desaturase (EC 1.14.19.44) cómpre para a síntese de ácido araquidónico. O xene correspondente é FADS1 do cromosoma 11. A Δ4 desaturase (EC 1.14.19.-) é necesaria para a síntese de ácido docosahexaenoico. O xene responsable é FADS2 do cromosoma 11.

A síntese de LC-PUFAs en humanos e moitos outros eucariotas empeza con:

ácido linoleico (C18H32O2; 18:2-n6) → desaturación Δ6 → ácido γ-linolénico (C18H30O2; 18:3-n6) → elongase específica de Δ6 (que introduce dous carbonos) → ácido dihomo-gamma-linolénico (C20H34O2; 20:3-n6) → Δ5-desaturase → ácido araquidónico (C20H32O2; 20:4-n6) → tamén endocannabinoides. ácido α-linolénico (C18H30O2; 18:3-n3) → desaturación Δ6 → ácido estearidónico (SDA: C18H28O2; 18:4-n3) e/ou → elongase específica de Δ6 → ácido icosatetraenoico (C20H32O2; 20:4-n3) → Δ5-desaturase → ácido icosapentaenoico (C20H30O2; 20:5-n3).

Os vertebrados son incapaces de sintetizar ácidos graxos poliinsaturados porque non teñen as ácido graxo desaturases necesarias para "converter ácido oleico (18:1n-9) en ácido linoleico (18:2n-6) e ácido α-linolénico (18:3n-3)". Os ácidos linoleico e α-linolénico son esenciais para a saúde e desenvolvemento humano e, por tanto, deberían consumirse na dieta. A súa ausencia orixina o desenvolvemento dunha ampla variedade de doenzas, como trastornos metabólicos, cardiovasculares, procesos inflamatorios, infeccións virais, certos tipos de cancro e doenzas autoinmunes.

As ácido graxo desaurases humanas son: DEGS1; DEGS2; FADS1; FADS2; FADS3; FADS6; SCD4; SCD5. Non todas elas están incluídas na vía "canónica" do metabolismo de ácidos graxos de arriba: algunhas destas prefiren actuar sobre as colas dos esfingolípidos en vez de sobre moléculas de acilo graxo-CoA; outras non se expresan no lugar axeitado para tomar parte significativa nesa función.

Sistema endocanabinoide Os ácidos graxos con menos de 20 carbonos (C20) e tres dobres enlaces (20:3) únense a receptor CB1. O ácido araquidónico é tamén o catalizador da formación de dous importantes endocannabinoides, anandamida (AEA) e 2-araquidonoilglicerol (2-AG). Anandamida (C22H37NO2; 20:4,n-6) é unha N-aciletanolamina que resulta da condensación formal do grupo carboxilo do ácido araquidónico (C20H32O2; 20:4-n6) co grupo amino da etanolamina (C2H7NO), únese preferentemente a receptores CB1. O 2-araquidonoilglicerol (C23H38O4; 20:4-n6) é un agonista endóxeno dor receptores cannabinoides (CB1 e CB2), e o ligando fisiolóxico do receptor CB2 cannabinoide. É un éster formado a partir de ácido araquidónico omega-6 (AA: C20H32O2; 20:4-n6) e glicerol (C3H8O3).

No metabolismo non humano As actividades de desaturase encontradas en animais non vertebrados, bacterias e plantas proporcionan os ácidos graxos esenciais que os humanos non poden producir.

O ácido oleico (18:1n-9) convértese en ácido linolénico (18:2n-6) por unha Δ12 desaturase, e despois en ácido α-linolénico (18:3n-3) por unha Δ15 desaturase.

Pola acción dunha Δ17-desaturase (que tampouco se encontra en humanos), o ácido gamma-linolénico (18:3 n-6) pode ser ulteriormente convertido en ácido estearidónico (C18H28O2; 18:4-n3), o ácido dihomo-gamma-linolénico (20:3-n6) a ácido icosatetraenoico (20:4 n-3; un ácido omega-3) e o ácido araquidónico (20:4 n-6) a ácido icosapentaenoico (20:5 n-3), respectivamente.

Outros encimas desaturantes Os seguintes encimas tamén "desaturan" substratos, pero non se consideran convencionalmente desaturases.

Acil-CoA deshidroxenases As acil-CoA deshidroxenases son encimas que catalizan a formación dun dobre enlace entre o C2 (α) e o C3 (β) do substrato acil-CoA tioéster. Un cofactor necesario é o flavín adenín dinucleótido (FAD).

500px|center

Notas

Véxase tamén Outros artigos N-aciletanolamina (NAE)

Categoría:Encimas