La síntesis de los ácidos grasos es virtualmente el proceso inverso a la β-oxidación. El proceso se inicia con la unión de acetilo y malonilo, formándose un compuesto tetracarbonado. El carbonilo se reduce, deshidrata y reduce nuevamente, en etapas exactamente inversas a las de la β-oxidación, esto es, 3→2→1.
La vía de síntesis de los ácidos grasos ocurre en el citoplasma, mientras que su oxidación sucede en la mitocondria. La otra diferencia importante es el uso de co-factores nucleótidos. La oxidación de las grasas incluye la reducción del FAD+ y NAD+. La síntesis de las grasas involucra la oxidación de NADPH. Sin embargo, la química esencial de los dos procesos son el reverso uno del otro. Tanto la oxidación como la síntesis de la grasa utiliza un intermediario activado de dos carbonos, acetil.CoA. Sin embargo, la acetil.Coa en la síntesis de la grasa esta temporalmente unida al complejo enzimático como malonil-CoA.
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