Acil-CoA

Qué es el acil-CoA

El término acil-CoA no designa una molécula única, sino una familia. Cada miembro difiere en la longitud y el grado de insaturación de la cadena carbonada unida al azufre de la coenzima A: un palmitoil-CoA tiene dieciséis carbonos saturados, un oleoil-CoA lleva dieciocho con un doble enlace, y un acetil-CoA se reduce a tan solo dos. Lo que comparten todos ellos es el enlace tioéster (–CO–S–), un enlace de «alta energía» comparable en potencial de transferencia al del ATP, razón por la cual la célula invierte precisamente un ATP (y genera AMP más pirofosfato) para formarlo.

Etimológicamente, acilo proviene del latín acidum con el sufijo químico -ilo (del griego ὕλη, hýlē, «materia»), que en nomenclatura orgánica denota un radical derivado de un ácido al perder el grupo hidroxilo. CoA es la abreviatura de coenzyme A, propuesta por Fritz Lipmann en 1945 cuando aisló este cofactor de extractos hepáticos de cerdo. La «A» corresponde a activation of acetate, la primera reacción para la que se identificó su participación (la entrada acilcoenzima A detalla la historia de esa denominación).

Activación del ácido graso y entrada en la mitocondria

Los ácidos grasos libres que circulan por el plasma, unidos a la albúmina, no pueden ser oxidados tal cual. Necesitan ser activados. La reacción la cataliza la acil-CoA sintetasa (también llamada tiocinasa), presente en la membrana externa de la mitocondria y en el retículo endoplásmico: el ácido graso reacciona con CoA y ATP para dar acil-CoA, AMP y pirofosfato inorgánico. Este último se hidroliza inmediatamente por una pirofosfatasa, lo que desplaza el equilibrio de forma irreversible, una garantía termodinámica de que la activación no se revierta.

Ahora bien, la membrana interna mitocondrial es impermeable al acil-CoA de cadena larga. Para cruzarla, el grupo acilo se transfiere transitoriamente a la carnitina mediante la carnitina palmitoiltransferasa I (CPT-I), atraviesa la membrana como acilcarnitina y, una vez en la matriz, la CPT-II regenera el acil-CoA original. Este sistema de lanzadera es un punto clave de regulación: el malonil-CoA, primer intermediario de la lipogénesis citosólica, inhibe la CPT-I, de modo que cuando la célula está sintetizando ácidos grasos no los oxida simultáneamente. Un detalle elegante de economía metabólica.

Diferenciación con el acetil-CoA

El acetil-CoA es un caso particular de acil-CoA en el que el grupo acilo tiene solo dos carbonos (grupo acetilo). Bioquímicamente, sin embargo, ocupan posiciones distintas: el acil-CoA de cadena larga es el sustrato de la β-oxidación, mientras que el acetil-CoA es su producto, cada vuelta de la hélice de β-oxidación libera un acetil-CoA de dos carbonos. Confundir el término genérico (acil-CoA) con el específico (acetil-CoA) es un error frecuente.

Preguntas frecuentes

¿Qué significa la abreviatura CoA?

Coenzyme A. La «A» no designa una letra de serie, sino la palabra acetate: Lipmann llamó así al cofactor porque lo identificó por primera vez como necesario para la activación del acetato.

¿Es lo mismo acil-CoA que acilcoenzima A?

Sí, son dos formas de nombrar la misma molécula. Acil-CoA es la abreviatura de uso universal en la literatura bioquímica; acilcoenzima A es el nombre formal completo.

¿Por qué el enlace tioéster se considera «de alta energía»?

Porque su hidrólisis libera una cantidad de energía libre comparable a la del ATP (unos –31 kJ/mol). El azufre estabiliza menos la resonancia del carbonilo que el oxígeno de un éster convencional, de modo que el grupo acilo se transfiere con más facilidad a otras moléculas aceptoras.

Referencias

1. Lipid Maps. Coenzyme A, Acyl Carrier Protein, acyl phosphates, acyl-adenylates. LIPID MAPS Lipidomics Gateway.
2. Kresge N, Simoni RD, Hill RL. Fritz Lipmann and the Discovery of Coenzyme A. J Biol Chem. 2005;280(21):e18.
3. National Center for Biotechnology Information. Coenzyme A. PubChem CID 87642.
4. Shi L, Tu BP. Acetyl-CoA and the regulation of metabolism: mechanisms and consequences. Curr Opin Cell Biol. 2015;33:125-131.