Enoil-CoA

Qué es el enoil-CoA

El nombre se compone de tres partes: «enoil», que indica la presencia de un doble enlace carbono-carbono (un grupo enol, del griego αἴνη, o más directamente, de la terminología IUPAC para insaturaciones); «Co», por coenzima; y «A», la inicial con la que Fritz Lipmann bautizó a esta coenzima en la década de 1940 por ser la primera que aisló en sus estudios sobre la acetilación biológica. La molécula completa es, pues, un ácido graso unido por enlace tioéster al azufre terminal de la coenzima A, con la particularidad de que su cadena carbonada contiene una insaturación entre los carbonos α (C-2) y β (C-3).

Este compuesto no se acumula en cantidades apreciables dentro de la mitocondria porque se transforma con rapidez en el paso siguiente de la beta-oxidación. Su existencia es, en cierto sentido, fugaz: aparece, se hidrata y desaparece. Pero sin esa fugacidad el ciclo completo de degradación de los ácidos grasos no avanzaría.

Lugar del enoil-CoA en la beta-oxidación

La beta-oxidación consta de cuatro reacciones que se repiten cíclicamente y acortan la cadena del ácido graso en dos carbonos por vuelta. En la primera, la acil-CoA deshidrogenasa retira dos átomos de hidrógeno del acil-CoA saturado e introduce el doble enlace trans entre C-2 y C-3. El producto de esa deshidrogenación es, justamente, el enoil-CoA. Durante la reacción se reduce una molécula de FAD a FADH₂, que cederá sus electrones a la cadena respiratoria mitocondrial.

En la segunda reacción, la enoil-CoA hidratasa (también llamada crotonasa, por el nombre de su sustrato de cuatro carbonos, el crotonil-CoA) añade una molécula de agua al doble enlace del enoil-CoA. El resultado es un L-3-hidroxiacil-CoA, con un grupo hidroxilo en el carbono β. La reacción es estereoespecífica: solo genera el isómero L. Tras esa hidratación, el intermediario ya no contiene la insaturación que definía al enoil-CoA.

Las dos reacciones restantes completan la vuelta: la 3-hidroxiacil-CoA deshidrogenasa oxida el hidroxilo a cetona (produciendo 3-cetoacil-CoA y NADH), y la β-cetotiolasa escinde la cadena en un acetil-CoA de dos carbonos y un acil-CoA acortado en dos átomos de carbono. El acil-CoA acortado vuelve a entrar en el ciclo, se deshidrogena de nuevo y genera otro enoil-CoA, y así sucesivamente hasta agotar la cadena.

Preguntas frecuentes

¿Qué significa la «trans» en trans-2-enoil-CoA?

Indica la geometría del doble enlace: los dos sustituyentes más voluminosos quedan en lados opuestos del plano del doble enlace. La mayoría de los ácidos grasos insaturados naturales de las membranas adoptan configuración cis, pero el doble enlace que genera la acil-CoA deshidrogenasa en la beta-oxidación es siempre trans. Esa diferencia de geometría importa porque la enoil-CoA hidratasa solo reconoce bien el isómero trans.

¿El enoil-CoA solo aparece en la degradación de grasas?

Sobre todo, sí. Es el intermediario canónico de la beta-oxidación mitocondrial. Pero compuestos con estructura de enoil-CoA aparecen también en la beta-oxidación peroxisomal (que recorta cadenas de ácidos grasos de cadena muy larga) y en la degradación de ciertos aminoácidos de cadena ramificada.

¿Qué pasa si la enoil-CoA hidratasa no funciona correctamente?

La deficiencia de la isoforma mitocondrial ECHS1 (short-chain enoyl-CoA hydratase) es una enfermedad metabólica rara, de herencia autosómica recesiva, que compromete tanto la beta-oxidación de ácidos grasos de cadena corta como el catabolismo de aminoácidos ramificados. Se manifiesta en los primeros meses de vida con encefalopatía, acidosis láctica y, en algunos pacientes, lesiones de tipo Leigh en la resonancia magnética cerebral.

Referencias

1. Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU. Enfermedades metabólicas. MedlinePlus en español.
2. Mohsen AW, Vockley J. Enoyl-CoA hydratase: reaction, mechanism, and inhibition. Bioorganic & Medicinal Chemistry, 2003.
3. Manual MSD (versión para profesionales). Generalidades sobre los trastornos del metabolismo de los ácidos grasos y el glicerol.
4. Instituto Nacional del Cáncer. Metabolismo. Diccionario de cáncer del NCI.