Resumen de Metabolismo, Energía y Coenzimas

## Introducción El metabolismo bioquímico reúne las reacciones químicas que permiten a la célula transformar moléculas para obtener energía y construir componentes celulares. En este material nos enfocaremos en las **coenzimas de óxido-reducción**, la **Coenzima A** y las **vitaminas** que actúan como cofactores en procesos metabólicos. No se tratará aquí el tema de "Metabolismo celular" ni de "Adenosín trifosfato (ATP)" porque se cubren por separado. ## Coenzimas de óxido-reducción ### ¿Qué son? > Las coenzimas de óxido-reducción son moléculas que aceptan y ceden electrones en reacciones redox, posibilitando la transferencia de energía y la interconexión de rutas metabólicas. Estas coenzimas facilitan reacciones donde una molécula se oxida (pierde electrones) mientras otra se reduce (gana electrones). Las principales en células eucariotas son: - **NAD+/NADH** (Nicotinamida adenina dinucleótido) - **FAD/FADH2** (Flavina adenina dinucleótido) - **NADP+/NADPH** (Nicotinamida adenina dinucleótido fosfato) ### Reacciones generales (forma simbólica) $$\mathrm{NAD^{+} + 2\ e^{-} + H^{+} \rightarrow NADH}$$ $$\mathrm{FAD + 2\ e^{-} + 2\ H^{+} \rightarrow FADH_{2}}$$ $$\mathrm{NADP^{+} + 2\ e^{-} + H^{+} \rightarrow NADPH}$$ ### Funciones diferenciadas en la célula - **NADH** y **FADH2**: principalmente se oxidan para liberar electrones que alimentan la cadena respiratoria mitocondrial, contribuyendo a la producción de energía celular. - **NADPH**: proporciona poder reductor en reacciones biosintéticas, por ejemplo la síntesis de ácidos grasos y otras vías anabólicas. Tabla comparativa: coenzimas redox | Coenzima | Estado oxidado/reducido | Principal uso celular | |---|---:|---| | NAD+/NADH | NAD+, NADH | Producción de energía (catabolismo) | | FAD/FADH2 | FAD, FADH2 | Producción de energía (catabolismo) | | NADP+/NADPH | NADP+, NADPH | Reacciones biosintéticas (anabolismo) | Did you know que el NADPH es esencial para la regeneración del glutatión reducido, una defensa clave contra el estrés oxidativo en la célula? ## Coenzima A (CoA) ### Estructura y grupo funcional activo > La Coenzima A es una molécula que contiene ácido pantoténico, una unidad de adenosina y un grupo sulfhidrilo (-SH) que permite la formación de tioésteres con acilos. - El grupo -SH (sulfhidrilo) es el sitio reactivo que forma enlaces tioéster con ácidos grasos y otros acilos. - El producto típico es **acil-CoA**; el más conocido es **acetil-CoA** (acilo de 2 carbonos). ### Funciones importantes - Activa grupos acilo para reacciones posteriores (biosíntesis y degradación de lípidos). - Participa en la biosíntesis de colesterol y hormonas esteroideas. - Provee acetilos para reacciones de acetilación (por ejemplo, formación de acetilcolina o modificaciones de proteínas). Ejemplo práctico: - Durante la degradación de ácidos grasos, los ácidos grasos se activan formando acil-CoA; esto permite su entrada en rutas posteriores para obtener energía o intermedios biosintéticos. Fun fact: La formación de acetil-CoA es un punto de intersección metabólica clave porque conecta la degradación de carbohidratos, grasas y algunas proteínas con diversas rutas biosintéticas. ## Vitaminas como coenzimas o precursores ### Clasificación por solubilidad > Las vitaminas son moléculas orgánicas esenciales en bajas cantidades que funcionan como coenzimas o precursores de coenzimas en muchas reacciones metabólicas. - **Hidrosolubles (complejo B y vitamina C)** - Complejo B: B1 (tiamina), B2 (riboflavina), B3 (niacina), B5 (ácido pantoténico), B6 (piridoxina), B7 (biotina), B9 (ácido fólico), B12 (cobalamina). - La vitamina C participa en reacciones de hidroxilación (por ejemplo en la síntesis de colágeno). - Algunas (tiamina, riboflavina, niacina, ácido pantoténico, piridoxina) son precursores directos de coenzimas (p. ej., NAD+, FAD, CoA, coenzima A derivada del ácido pantoténico). - **Liposolubles (A, D, E, K)** - Vitamina A: precursor del retinol, implicada en vis