ACETYL KOENZÝM A: ŠTRUKTÚRA, TVORBA A FUNKCIE - BIOLÓGIE - 2024

Acetyl koenzým A , acetyl CoA skrátene, je medziprodukt molekula rozhodujúci rôznych metabolických dráh v oboch lipidov a bielkovín a sacharidov. Medzi jeho hlavné funkcie patrí dodávanie acetylovej skupiny do Krebsovho cyklu.

Pôvod molekuly acetyl koenzýmu A sa môže vyskytovať rôznymi spôsobmi; Táto molekula sa môže tvoriť vo vnútri alebo mimo mitochondrií, v závislosti od množstva glukózy v prostredí. Ďalšou charakteristikou acetyl CoA je to, že energia sa vyrába oxidáciou.

štruktúra

Koenzým A sa skladá z β-merkaptoetylamínovej skupiny viazanej väzbou na vitamín B5, ktorá sa tiež nazýva kyselina pantoténová. Podobne je táto molekula spojená s 3'-fosforylovaným nukleotidovým ADP. Skupina acetyl (-COCH ₃ ), je pripojený k tejto štruktúry.

Chemický vzorec tejto molekuly je C ₂₃ H ₃₈ N ₇ O ₁₇ P ₃ S a má molekulovú hmotnosť 809,5 g / mol.

výcvik

Ako je uvedené vyššie, tvorba acetyl CoA sa môže uskutočňovať vnútri alebo zvonka mitochondrií a závisí od hladín glukózy prítomnej v médiu.

Intramitochondrial

Ak sú hladiny glukózy vysoké, tvorí sa acetyl CoA nasledovne: konečným produktom glykolýzy je pyruvát. Aby táto zlúčenina vstúpila do Krebsovho cyklu, musí sa transformovať na acetyl CoA.

Tento krok je nevyhnutný na spojenie glykolýzy s inými procesmi bunkového dýchania. Tento krok sa vyskytuje v mitochondriálnej matrici (v prokaryotoch sa vyskytuje v cytosóle). Reakcia zahŕňa nasledujúce kroky:

- Aby sa mohla uskutočniť táto reakcia, musí molekula pyruvátu vstúpiť do mitochondrií.

- Karboxylová skupina pyruvátu je odstránená.

- Následne sa táto molekula oxiduje. Posledný uvedený spôsob zahŕňa prechod z NAD + na NADH vďaka elektrónovému produktu oxidácie.

- Oxidovaná molekula sa viaže na koenzým A.

Reakcie potrebné na výrobu acetyl koenzýmu A sú katalyzované enzýmovým komplexom významnej veľkosti nazývaným pyruvátdehydrogenáza. Táto reakcia vyžaduje prítomnosť skupiny kofaktorov.

Tento krok je rozhodujúci v procese bunkovej regulácie, pretože tu sa rozhoduje o množstve acetyl CoA, ktoré vstupuje do Krebsovho cyklu.

Ak sú hladiny nízke, produkcia acetyl koenzýmu A sa uskutočňuje β-oxidáciou mastných kyselín.

Extramitochondrial

Ak sú hladiny glukózy vysoké, zvyšuje sa aj množstvo citrátu. Citrát sa transformuje na acetyl coezým A a oxaloacetát enzýmom ATP citrát lyáza.

Naopak, keď sú hladiny nízke, CoA je acetylovaný acetyl CoA syntetázou. Rovnakým spôsobom slúži etanol ako zdroj uhlíka na acetyláciu prostredníctvom enzýmu alkoholdehydrogenázy.

Vlastnosti

Acetyl-CoA je prítomný v rade rôznych metabolických ciest. Niektoré z nich sú tieto:

Cyklus kyseliny citrónovej

Acetyl CoA je palivo potrebné na začatie tohto cyklu. Acetyl koenzým A sa kondenzuje spolu s molekulou kyseliny oxalooctovej na citrát, čo je reakcia katalyzovaná enzýmom citrát syntáza.

Atómy tejto molekuly pokračovať v ich oxidácii, aby sa vytvoril CO ₂ . Pre každú molekulu acetyl CoA, ktorá vstupuje do cyklu, sa vytvorí 12 molekúl ATP.

Metabolizmus lipidov

Acetyl CoA je dôležitým produktom metabolizmu lipidov. Aby sa lipid stal molekulou acetyl koenzýmu A, sú potrebné nasledujúce enzymatické kroky:

- Mastné kyseliny sa musia „aktivovať“. Tento proces pozostáva z väzby mastnej kyseliny na CoA. Aby sa to dosiahlo, molekula ATP sa štiepi, aby poskytla energiu, ktorá umožňuje toto spojenie.

- Oxidácia acylového koenzýmu A nastáva, konkrétne medzi a a P uhlíkmi. Teraz sa molekula nazýva acyl-enoyl CoA. Tento krok zahŕňa konverziu FAD FADH ₂ (trvá vodíkmi).

- Dvojitá väzba vytvorená v predchádzajúcom kroku prijíma H na alfa uhlíku a hydroxylovú skupinu (-OH) na beta.

- nastáva β-oxidácia (β, pretože proces prebieha na úrovni tohto uhlíka). Hydroxylová skupina sa transformuje na ketoskupinu.

- Molekula koenzýmu A štiepi väzbu medzi uhlíkmi. Uvedená zlúčenina sa viaže na zvyšnú mastnú kyselinu. Produkt je jedna molekula acetyl CoA a jedna s dvoma menšími atómami uhlíka (dĺžka poslednej zlúčeniny závisí od počiatočnej dĺžky lipidu. Napríklad, ak má 18 atómov uhlíka, výsledkom by bolo 16 konečných atómov uhlíka).

Táto štvorstupňová metabolická cesta: oxidácia, hydratácia, oxidácia a tiolýza, ktorá sa opakuje dovtedy, kým nezostanú ako konečný produkt dve molekuly acetyl CoA. To znamená, že všetka kyselina sa stáva acetyl CoA.

Je potrebné si uvedomiť, že táto molekula je hlavným palivom Krebsovho cyklu a môže do nej vstúpiť. Energicky tento proces vytvára viac ATP ako metabolizmus uhľohydrátov.

Syntéza ketónových teliesok

Ketónové telá sa tvoria z molekuly acetyl koenzýmu A, produktu oxidácie lipidov. Táto dráha sa nazýva ketogenéza a vyskytuje sa v pečeni; konkrétne sa vyskytuje v mitochondriách pečeňových buniek.

Ketónové telá sú heterogénnou skupinou zlúčenín rozpustných vo vode. Sú to vo vode rozpustné verzie mastných kyselín.

Jeho základnou úlohou je pôsobiť ako palivo pre určité tkanivá. Najmä v štádiu pôstu môže mozog prijať ako zdroj energie ketónové telá. V normálnych podmienkach mozog používa glukózu.

Glyoxylátový cyklus

Táto cesta sa vyskytuje v špecializovanej organele nazývanej glyoxysóm, ktorá je prítomná iba v rastlinách a iných organizmoch, ako je prvok. Acetyl koenzým A sa premieňa na sukcinát a môže sa znova začleniť do Krebsovho cyklu.

Inými slovami, táto cesta umožňuje preskočiť určité reakcie Krebsovho cyklu. Táto molekula môže byť konvertovaná na malát, ktorý môže byť následne konvertovaný na glukózu.

Zvieratá nemajú metabolizmus potrebný na uskutočnenie tejto reakcie; preto nie sú schopné uskutočniť túto syntézu cukrov. U zvierat sú všetky acetyl CoA uhlíky oxiduje na CO ₂ , ktorý nie je vhodný pre biosyntetické cesty.

Konečným produktom degradácie mastných kyselín je acetyl koenzým A. Z tohto dôvodu u zvierat nie je možné túto zlúčeninu opätovne zaviesť na syntézu.

Referencie

1. Berg, JM, Stryer, L., & Tymoczko, JL (2007). Biochémie. Obrátil som sa.
2. Devlin, TM (2004). Biochémia: učebnica s klinickými aplikáciami. Obrátil som sa.
3. Koolman, J., & Röhm, KH (2005). Biochémia: text a atlas. Panamerican Medical Ed.
4. Peña, A., Arroyo, A., Gómez, A. a Tapia R. (2004). Biochémie. Redakčná Limusa.
5. Voet, D., & Voet, JG (2006). Biochémie. Panamerican Medical Ed.