Acetyl koenzým A Štruktúra, výcvik a funkcie

acetylkoenzým A, skrátene ako acetyl-CoA, je rozhodujúcou intermediárnou molekulou pre rôzne metabolické dráhy lipidov a proteínov a sacharidov. Medzi jeho hlavné funkcie patrí dodávanie acetylovej skupiny do Krebsovho cyklu.

Pôvod molekuly acetylkoenzýmu A môže nastať prostredníctvom rôznych ciest; Táto molekula môže byť vytvorená vo vnútri alebo mimo mitochondrií v závislosti od toho, koľko glukózy je v prostredí. Ďalšou vlastnosťou acetyl-CoA je, že pri svojej oxidácii vzniká energia.

index

• 1 Štruktúra
• 2 Tréning
  • 2.1 Intramitocondrial
  • 2.2 Extramitochondrial
• 3 Funkcie
  • 3.1 Cyklus kyseliny citrónovej
  • 3.2 Metabolizmus lipidov
  • 3.3 Syntéza ketónových telies
  • 3.4 Cyklus glyoxylátu
• 4 Odkazy

štruktúra

Koenzým A je tvorená β-merkaptoetylamínovou skupinou viazanou na vitamín B5, nazývaný tiež kyselina pantoténová. Podobne je táto molekula naviazaná na 3'-fosforylovaný ADP nukleotid. Acetylová skupina (-COCH₃) je pripojená k tejto štruktúre.

Chemický vzorec tejto molekuly je C₂₃H₃₈N₇O₁₇P₃S a má molekulovú hmotnosť 809,5 g / mol.

výcvik

Ako je uvedené vyššie, tvorba acetyl-CoA sa môže uskutočniť vnútri alebo mimo mitochondrií a závisí od hladín glukózy prítomných v médiu..

intramitochondrial

Keď sú hladiny glukózy vysoké, acetyl-CoA sa tvorí nasledujúcim spôsobom: konečným produktom glykolýzy je pyruvát. Aby táto zlúčenina vstúpila do Krebsovho cyklu, musí byť transformovaná na acetyl-CoA.

Tento krok je rozhodujúci pre spojenie glykolýzy s inými bunkovými respiračnými procesmi. Tento krok nastáva v mitochondriálnej matrici (v prokaryotoch sa vyskytuje v cytosóle). Reakcia zahŕňa nasledujúce kroky:

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

- Karboxylová skupina pyruvátu je eliminovaná.

- Následne sa táto molekula oxiduje. Posledne uvedené zahrňujú prechod NAD + na NADH vďaka elektrónovým produktom oxidácie.

- Oxidovaná molekula sa viaže na koenzým A.

Reakcie potrebné na produkciu acetylkoenzýmu A sú katalyzované enzýmovým komplexom s významnou veľkosťou nazývanou pyruvát dehydrogenáza. Táto reakcia vyžaduje prítomnosť skupiny kofaktorov.

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

Keď sú hladiny nízke, produkcia acetylkoenzýmu A sa uskutočňuje β-oxidáciou mastných kyselín..

extramitochondrial

Keď sú hladiny glukózy vysoké, množstvo citrátu sa tiež zvyšuje. Citrát sa transformuje na acetylový coezyme A a na oxaloacetát cez ATP citrát lyázu.

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

funkcie

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

Cyklus kyseliny citrónovej

Acetyl CoA je palivo potrebné na spustenie tohto cyklu. Acetylkoenzým A sa kondenzuje spolu s molekulou kyseliny oxalactovej v citráte, čo je reakcia katalyzovaná enzýmom citrát syntázou.

Atómy tejto molekuly pokračujú v oxidácii za vzniku CO₂. Pre každú molekulu acetyl CoA, ktorá vstupuje do cyklu, sa vytvára 12 molekúl ATP.

Metabolizmus lipidov

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

- Mastné kyseliny musia byť "aktivované". Tento proces pozostáva zo spojenia mastnej kyseliny s CoA. Na to sa štiepi ATP molekula, aby sa získala energia, ktorá umožňuje takéto spojenie.

- Oxidácia acylkoenzýmu A nastáva, konkrétne medzi a a p uhlíkmi. Teraz sa molekula nazýva acyl-enoyl-CoA. Tento krok zahŕňa konverziu FAD na FADH₂ (vezmite vodíky).

- Dvojitá väzba vytvorená v predchádzajúcom kroku získava H na alfa uhlíku a hydroxy (-OH) na beta.

- Dochádza k ation-oxidácii (β, pretože proces prebieha na úrovni uhlíka). Hydroxylová skupina sa transformuje na keto skupinu.

- Molekula koenzýmu A štiepi väzbu medzi atómami uhlíka. Uvedená zlúčenina je naviazaná na zvyšnú mastnú kyselinu. Produkt je molekula acetyl CoA a druhá s dvoma atómami uhlíka menej (dĺžka poslednej zlúčeniny závisí od počiatočnej dĺžky lipidu, napríklad, ak má 18 uhlíkov, výsledok bude 16 konečných uhlíkov).

Táto štvorstupňová metabolická dráha: oxidácia, hydratácia, oxidácia a tiolýza, ktorá sa opakuje dovtedy, kým dve acetyl-CoA molekuly nezostanú ako konečný produkt. To znamená, že všetky stupne kyslosti prechádzajú na acetyl-CoA.

Stojí za to pripomenúť, že táto molekula je hlavným palivom Krebsovho cyklu a môže do nej vstúpiť. Energeticky tento proces vytvára viac ATP ako metabolizmus sacharidov.

Syntéza ketónových telies

Tvorba ketónových teliesok vzniká z molekuly acetylkoenzýmu A, produktu oxidácie lipidov. Táto cesta sa nazýva ketogenéza a vyskytuje sa v pečeni; konkrétne sa vyskytuje v mitochondriách pečeňových buniek.

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

Jej základnou úlohou je pôsobiť ako palivo pre určité tkanivá. Najmä v štádiu pôstu môže mozog ako zdroj energie brať ketónové telieska. Za normálnych podmienok sa mozog mení na glukózu.

Cyklus glyoxylátu

Táto cesta sa vyskytuje v špecializovanej organele nazývanej glyoxizóm, prítomný len v rastlinách a iných organizmoch, ako sú prvoky. Acetylkoenzým A sa transformuje na sukcinát a môže sa znovu začleniť do cyklu Krebsovej kyseliny.

Inými slovami, táto cesta umožňuje preskočiť určité reakcie Krebsovho cyklu. Táto molekula sa môže premeniť na malát, ktorý sa môže premeniť na glukózu.

Zvieratá nemajú metabolizmus potrebný na uskutočnenie tejto reakcie; preto nie sú schopné vykonávať túto syntézu cukrov. U zvierat sú všetky uhlíky acetyl-CoA oxidované na CO₂, ktorá nie je užitočná pre biosyntetickú cestu.

Degradácia mastných kyselín má ako konečný produkt acetylkoenzým A. Preto sa u zvierat táto zlúčenina nemôže znovu zaviesť do syntetických ciest.

referencie

1. Berg, J. M., Stryer, L., & Tymoczko, J. L. (2007). biochémie. Obrátil som sa.
2. Devlin, T. M. (2004). Biochémia: učebnica s klinickými aplikáciami. Obrátil som sa.
3. Koolman, J., & Röhm, K. H. (2005). Biochémia: text a atlas. Panamericana Medical.
4. Peña, A., Arroyo, A., Gómez, A., & Tapia R. (2004). biochémie. Editorial Limusa.
5. Voet, D., & Voet, J. G. (2006). biochémie. Panamericana Medical.