Структура коферменту ацетилу, навчання і функції

The ацетил-кофермент А, скорочено ацетил СоА, є найважливішою проміжною молекулою для різних метаболічних шляхів як ліпідів, так і білків і вуглеводів. Серед її основних функцій - доставити ацетильну групу до циклу Кребса.

Походження молекули ацетил-коферменту А може відбуватися через різні шляхи; Ця молекула може бути сформована всередині або за межами мітохондрій, залежно від кількості глюкози в навколишньому середовищі. Іншою характеристикою ацетилу CoA є те, що при його окисленні виробляється енергія.

Індекс

• 1 Структура
• 2 Навчання
  • 2.1
  • 2.2 Екстрамітохондріальний
• 3 Функції
  • 3.1 Цикл лимонної кислоти
  • 3.2 Метаболізм ліпідів
  • 3.3 Синтез кетонових тіл
  • 3.4 Гліоксилатний цикл
• 4 Посилання

Структура

Кофермент A утворений групою β-меркаптоетиламіну, зв'язаною зв'язком з вітаміном В5, який також називають пантотеновою кислотою. Аналогічно, ця молекула пов'язана з 3'-фосфорильованим нуклеотидом ADP. Ацетильная група (-COCH₃) додається до цієї структури.

Хімічна формула цієї молекули - C₂₃H₃₈N₇O₁₇P₃S і має молекулярну масу 809,5 г / моль.

Навчання

Як згадувалося вище, утворення ацетилу СоА можна проводити всередині або за межами мітохондрій і залежить від рівнів глюкози, наявних у середовищі..

Intramitocondrial

Коли рівні глюкози високі, ацетил СоА утворюється наступним чином: кінцевим продуктом гліколізу є піруват. Для того, щоб ця сполука увійшла до циклу Кребса, вона повинна бути трансформована в ацетильний CoA.

Цей крок є надзвичайно важливим для підключення гліколізу до інших процесів клітинного дихання. Цей крок відбувається в мітохондріальній матриці (у прокаріотів це відбувається в цитозолі). Реакція включає наступні етапи:

- Для того, щоб ця реакція мала місце, молекула пірувату повинна входити в мітохондрії.

- Карбоксильна група пірувату усувається.

- Згодом ця молекула окислюється. Останній повинен включати проходження NAD + до NADH завдяки електронам продукту окислення.

- Окислена молекула зв'язується з коферментом А.

Реакції, необхідні для продукування ацетил-коферменту А, каталізуються ферментним комплексом значного розміру, який називається піруватдегідрогеназа. Ця реакція вимагає присутності групи кофакторів.

Цей крок є критичним у процесі регуляції клітин, оскільки тут визначається кількість ацетилу CoA, що входить у цикл Кребса..

Коли рівні є низькими, виробництво ацетил-коферменту А здійснюється шляхом β-окислення жирних кислот..

Екстрамітохондріальний

Коли рівень глюкози високий, кількість цитрату також збільшується. Цитрат перетворюється в ацетилкоземін А і в оксалоацетат через АТФ-цитрат-лиазу.

На відміну від цього, коли рівні є низькими, CoA ацетилюється ацетилом CoA синтетази. Таким же чином етанол служить джерелом вуглецю для ацетилювання за допомогою ферменту дегідрогенази спирту.

Функції

Ацетил-КоА присутній у ряді різноманітних метаболічних шляхів. Деякі з них такі:

Цикл лимонної кислоти

Ацетил СоА - це паливо, необхідне для початку цього циклу. Ацетил-кофермент А конденсується разом з молекулою оксалоцтової кислоти в цитраті, реакцією, що каталізується ферментом цитрат-синтазою.

Атоми цієї молекули продовжують окислення з утворенням СО₂. Для кожної молекули ацетилу CoA, що надходить у цикл, утворюються 12 молекул АТФ.

Обмін ліпідів

Ацетил СоА є важливим продуктом ліпідного обміну. Для того, щоб ліпід став молекулою ацетил-коферменту А, необхідні наступні ферментативні стадії:

- Жирні кислоти повинні бути "активовані". Цей процес складається з об'єднання жирної кислоти з CoA. Для цього молекулу АТФ розщеплюють, щоб забезпечити енергію, що дозволяє таке об'єднання.

- Відбувається окислення ацил-коферменту А, зокрема, між α і β-атомами вуглецю. Тепер молекула називається ацил-еноїл CoA. Цей етап передбачає перетворення FAD на FADH₂ (беруть водні атоми).

- Подвійний зв'язок, сформований на попередній стадії, отримує Н на альфа-вуглеці і гідроксил (-ОН) на бета.

- Відбувається oxid-окислення (β, оскільки процес відбувається на цьому рівні вуглецю). Гідроксильну групу перетворюють у кетогрупу.

- Молекула коферменту А розщеплює зв'язок між атомами вуглецю. Зазначене з'єднання зв'язується з залишилися жирними кислотами. Продукт являє собою молекулу ацетилу СоА, а інша з двома атомами вуглецю менше (довжина останньої сполуки залежить від початкової довжини ліпіду, наприклад, якщо вона мала 18 вуглеців, то результат буде 16 кінцевих атомів вуглецю).

Цей чотириступінчастий метаболічний шлях: окислення, гідратація, окислення і тиолиз, який повторюється до тих пір, поки дві молекули ацетил СоА не залишаться в якості кінцевого продукту. Тобто всі сорти кислот переходять до ацетилу CoA.

Варто пам'ятати, що ця молекула є головним паливом циклу Кребса і може входити в неї. Енергетично цей процес викликає більше АТФ, ніж обмін вуглеводів.

Синтез кетонових тіл

Утворення кетонових тіл відбувається з молекули ацетил-коферменту А, продукту окислення ліпідів. Цей шлях називається кетогенезом і відбувається в печінці; конкретно, він зустрічається в мітохондріях клітин печінки.

Кетонові тіла є гетерогенною групою водорозчинних сполук. Вони є водорозчинною версією жирних кислот.

Її фундаментальна роль полягає в тому, щоб діяти як паливо для певних тканин. Особливо на стадії голодування мозок може взяти кетонові тіла як джерело енергії. У нормальних умовах мозок перетворюється на глюкозу.

Гліоксилатний цикл

Цей шлях зустрічається в спеціалізованих органелах, що називаються гліоксисом, присутні тільки у рослин та інших організмів, таких як найпростіші. Ацетил-кофермент А перетворюється в сукцинат і може бути включений знову в цикл кислоти Кребса.

Іншими словами, цей шлях дозволяє пропускати певні реакції циклу Кребса. Цю молекулу можна перетворити на малат, що в свою чергу може перетворитися на глюкозу.

Тварини не володіють метаболізмом, необхідним для здійснення цієї реакції; тому вони нездатні виконувати цей синтез цукрів. У тварин всі вуглеці ацетилу СоА окислюються до СО₂, який не є корисним для біосинтетичного шляху.

Деградація жирних кислот має в якості кінцевого продукту ацетилкофермент А. Тому у тварин це з'єднання не може бути повторно введено в синтетичні шляхи..

Список літератури

1. Berg, J. М., Stryer, L., & Tymoczko, J. L. (2007). Біохімія. Я повернувся назад.
2. Девлін, Т. М. (2004). Біохімія: підручник з клінічними застосуваннями. Я повернувся назад.
3. Koolman, J., & Röhm, K.H. (2005). Біохімія: текст і атлас. Ed. Panamericana Medical.
4. Пенья, А., Арройо, А., Гомез, А. і Тапія Р. (2004). Біохімія. Редакція Limusa.
5. Voet, D., & Voet, J.G. (2006). Біохімія. Ed. Panamericana Medical.