miniatura|A reacción da SC-1 require oxíxeno molecular, NAD(P)-citocromo b5 redutase, citocromo b5 para conducir un fluxo de electróns desde o NADPH ao oxíxeno molecular aceptor terminal de electróns, liberando auga. A estearoíl-CoA 9-desaturase, tamén chamada estearoíl-CoA desaturase (SCD), Δ-9-desaturase (delta9-desaturase) ou estearoíl-CoA desaturase-1 (SCD-1), é un encima do retículo endoplasmático que cataliza o paso limitante da velocidade da vía de formación de ácidos graxos monoinsaturados (MUFAs), especificamente oleato e palmitoleato a partir de estearoíl-CoA e palmitoíl-CoA. O oleato e o palmitoleato son compoñentes importantes dos fosfolípidos de membrana, dos ésteres do colesterol e do alquil-diacilglicerol. Nos humanos o encima está presente en dúas isoformas, codificadas respectivamente nos xenes SCD1 e SCD5.

Este encima é clave no metabolismo dos ácidos graxos. É responsable da formación dun dobre enlace no estearoíl-CoA. Así é como se produce o ácido graxo monoinsaturado oleico a partir do ácido graxo saturado, esteárico. Prodúense unha serie de reaccións redox, durante as cales flúen dous electróns desde o NADH á flavoproteína citocromo b5 redutase, despois ao aceptor de electróns citocromo b5, á SCD e ao oxíxeno molecular, que se reduce a auga. O complexo encimático adiciona un só dobre enlace entre os carbonos C9 e C10 de acil-CoAs de cadea longa por síntese de novo.

Ese encima pertence á familia das oxidorredutases, concretamente ás que actúan sobre doantes pares, con O2 como oxidante e coa incorporación ou redución do oxíxeno. Prodúcese a oxidación dun par de doantes resultando na redución do O2 a dúas moléculas de auga. O nome sistemático desta clase de encimas é estearoíl-CoA,ferrocitocromo-b5:oxíxeno oxidorredutase (9,10-deshidroxenante). Este encima participa na biosíntese de ácidos graxos poliinsaturados e na vía de sinalización PPAR. Utiliza como cofactor o ferro. Encóntrase en animais e fungos.

Función miniatura|290px|O estearoíl-CoA (negro) mantido nunha conformación retorta polo peto de unión do SCD1 que determina o enlace que será desaurado. () A estearoíl-CoA desaturase (SCD; EC 1.14.19.1) é un encima que contén ferro que cataliza un paso limitante da velocidade na síntese dos ácidos graxos insaturados. O principal produto da SCD é o ácido oleico, que se forma por desaturación do ácido esteárico.IUBMB Enzyme Commision catalog

Cataliza a reacción química

estearoíl-CoA + 2 ferrocitocromo b5 + O2 + 2 H+ oleoíl-CoA + 2 ferricitocromo b5 + 2 H2O

Os catro substratos deste encima son o estearoíl-CoA, o ferrocitocromo b5, o O2 e o H+, mentres que os seus tres produtos son o oleoíl-CoA, o ferricitocromo b5 e a H2O.

Inclúe reaccións promiscuas como a conversión eficiente do vaccenil-CoA en rumenil-CoA en humanos e ratas.

Papel bioquímico A proporción de ácido esteárico respecto de ácido oleico foi implicada na regulación do crecemento e diferenciación celulares por medio de efectos sobre a fluidez da membrana celular e a transdución de sinais.

En mamíferos En ratos identificáronse catro parálogos da SCD, nomeados desde Scd1 a Scd4. En contraste, en humanos identificáronse soamente dous parálogos da SCD, SCD1 e SCD5 (MIM 608370, Uniprot Q86SK9). A SCD1 comparte un 85 % de identidade de aminoácidos coas catro isoformas da SCD de ratos, así como coa Scd1 e Scd2 de ratas. A diferenza disto, a SCD5 (tamén coñecida como hSCD2) comparte unha homoloxía limitada coas SCDs de roedores e parece ser exclusiva dos primates.

A SCD-1 é un importante punto de control metabólico. A inhibición da súa expresión pode mellorar o tratamento dun paciente de trastornos metabólicos. Unha das cuestións sen responder é por que a SCD é un encima moi regulado, mesmo cando o oleato está dispoñible, xa que é un ácido graxo monoinsaturado abundante nas graxas da dieta.

Estrutura miniatura|331x331px|A SCD co principal ligando, o estearil-CoA (maxenta), atracado no seu sitio activo. (Estrutura de cristal monomérico, )

A estrutura do encima é fundamental para a súa función. A SCD-1 consta de dous dominios transmembrana. Tanto o amino-terminal coma o carboxilo-terminal e oito rexións con histidina cataliticamente importantes, que en conxunto se unen ao ferro do sitio catalítico do encima, sitúanse na rexión citosólica. As cinco cisteínas da SCD-1 están localizadas no lume do retículo endoplasmático.

A versión dos lévedos (OLE1) é un dímero in vivo. As dúas versións humanas existen como dímeros e oligómeros in vitro.

O sitio de unión ao substrato é longo, delgado e hidrófobo e retorce a cola do substrato no lugar onde o centro catalítico di-ferro introduce o dobre enlace.

A literatura suxire que o encima leva a cabo a reacción de desaturación ao quitar o primeiro hidróxeno na posición C9 e despois o segundo hidróxeno da posición C-10. Como os C-9 e C-10 están situados preto do centro que contén ferro do encima, este mecanismo hipotetízase que é específico da psición na que se forma o dobre enlace.

Papel en doenzas humanas Os ácidos graxos monoinsaturados, os produtos das reaccións catalizadas pola SCD-1, poden servir como substrato para a síntese de varios tipos de lípidos, incluíndo fosfolípidos e triglicéridos, e poden tamén utilizarse como mediadores na transdución de sinais e a diferenciación. Como os ácidos graxos monoinsaturados (MUFAs) son moi utilizados en procesos celulares, a variación na actividade de SCD en mamíferos considérase que inflúe en variables fisiolóxicas, incluíndo a diferenciación celular, a sensibilidade á insulina, a síndrome metabólica, aterosclerose, cancro e obesidade. A deficiencia da SCD-1 resulta nunha redución do tecido adiposo, aumento da sensibilidade á insulina e resistencia á obesidade inducida pola dieta.

En condicións de non-xaxún, o ARNm da SCD-1 exprésase fortemente no tecido adiposo branco, tecido adiposo marrón, e a glándula de Harderian. A expresión da SCD-1 aumenta significativamente nos tecidos hepático e cardíaco en resposta a unha dieta alta en carbohidratos, mentres que a expresión da SCD-2 se observa no tecido cerebral e indúcese durante a mielinación neonatal. As dietas ricas en ácidos graxos altamente insaturados e monoinsaturados poden tamén aumentar a expresión da SCD-1, aínda que non na mesma medida que o efecto lipoxénico dunha dieta alta en carbohidratos.

Atopouse que os niveis de expresión elevados da SCD1 están correlacionados coa obesidade e tumores malignos. Pénsase que as células tumorais obteñen a maior parte das súas necesidades de ácidos graxos por síntese de novo. Este fenómeno depende do incremento da expresión de encimas da biosíntese de ácidos graxos que producen os ácidos graxos necesarios en grandes cantidades. Os ratos que eran alimentados cunha dieta alta en carbohidratos tiñan unha expresión inducida do xene SCD-1 hepático e outros xenes lipoxénicos por medio dun mecanismo dependente da SREBP-1c mediado pola insulina. A activación da SREBP-1c ten como resultado a síntese regulada á alza de ácidos graxos monoinsaturados e triglicéridos hepáticos. Os ratos konckout para a SCD-1 incrementan a lipoxénese de novo, pero crean unha abundancia de ésteres do colesterol.

A SCD1 funciona tamén na determinación da célula xerminal, especificación do tecido adiposo, a diferenciación das células hepáticas e o desenvolvemento cardíaco.

A estrutura e regulación do xene SCD-1 humano é moi similar ao SCD-1 de ratos. A sobreexpresión do SCD-1 en humanos pode estar implicado no desenvolvemento de hipertrigliceridemia, aterosclerose e diabetes. Un estudo mostrou que a actividade da SCD-1 estaba asociada coa hiperlipidemia herdada. A deficiencia en SCD-1 tamén reduce a síntese de ceramidas ao regular á baixa o encima serina palmitoiltransferase. Isto, en consecuencia, incrementa a taxa de beta-oxidación no músculo esquelético.

En estudos sobre o metabolismo de carbohidratos, os raros knockout para SCD-1 mostran un incremento da sensibilidade á insulina. O oleato é un constituínte principal dos fosfolípidos de membrana, e a fluidez da membrana está influenciada pola proporción de ácidos graxos saturados e monoinsaturados. Un mecanismo proposto é que un incremento na fluidez da membrana celular, que consta principalmene de lípidos, activa o receptor da insulina. Unha diminución no contido de ácidos graxos monoinsaturados dos fosfolípidos de membrana nos ratos SCD-1−/− é compensada por un incremento de ácidos graxos poliinsaturados, o que incrementa a fluidez da membrana debido á introdución de máis dobres enlaces na cadea de acilo graxo.

Notas

Véxase tamén Outros artigos Ácido graxo desaturase Síntese de ácidos graxos

Bibliografía

Ligazóns externas

Categoría:Oxidorredutases