ACETIL KOENZIM A: STRUKTURA, FORMACIJA I FUNKCIJE - BIOLOGIJA - 2026

Acetil koenzima A, acetil CoA skraćeno je intermedijer molekula ključna za različite metaboličke putove za oba lipida i proteina i ugljikohidrata. Njegove glavne funkcije uključuju dostavljanje acetilne skupine u Krebsov ciklus.

Molekula acetilnog koenzima A može se dogoditi različitim putovima; Ova se molekula može formirati unutar ili izvan mitohondrija, ovisno o tome koliko glukoze ima u okolišu. Još jedna karakteristika acetil CoA je da se energijom stvara njegovom oksidacijom.

Struktura

Koenzim A sastoji se od β-merkaptoetilamin skupine povezane vezom na vitamin B5, koji se također naziva pantotenska kiselina. Isto tako, ova molekula povezana je s 3'-fosforiliranim nukleotidom ADP. Acetilnu skupinu (-COCH ₃) pričvršćen na toj strukturi.

Kemijska formula ove molekule C ₂₃ H ₃₈ N ₇ O ₁₇ P ₃ S i ima molekularnu težinu od 809.5 g / mol.

Trening

Kao što je gore spomenuto, stvaranje acetil CoA može se odvijati unutar ili izvan mitohondrija, a ovisi o razinama glukoze u mediju.

Intramitochondrial

Kad su razine glukoze visoke, formira se acetil CoA kako slijedi: krajnji produkt glikolize je piruvat. Da bi ovaj spoj ušao u Krebsov ciklus, mora se transformirati u acetil CoA.

Ovaj korak je ključan za povezivanje glikolize s ostalim procesima staničnog disanja. Ovaj se korak događa u mitohondrijskom matriksu (u prokariotima se javlja u citosolu). Reakcija uključuje sljedeće korake:

- Da bi se dogodila ova reakcija, molekula piruvata mora ući u mitohondrije.

- Karboksilna skupina piruvata je uklonjena.

- Nakon toga, ova se molekula oksidira. Ovo posljednje uključuje prelazak iz NAD + u NADH zahvaljujući elektronu proizvoda oksidacije.

- Oksidirana molekula veže se za koenzim A.

Reakcije potrebne za proizvodnju acetil koenzima A kataliziraju enzimski kompleks značajne veličine koji se naziva piruvat dehidrogenaza. Ova reakcija zahtijeva prisustvo skupine kofaktora.

Ovaj je korak presudan u procesu regulacije stanica jer je ovdje određena količina acetil CoA koja ulazi u Krebsov ciklus.

Kada su razine niske, proizvodnja acetil koenzima A provodi se β-oksidacijom masnih kiselina.

Extramitochondrial

Kada je razina glukoze visoka, povećava se i količina citrata. Citrat se transformira u acetil koezim A i oksaloacetat enzimom ATP citratna liza.

Suprotno tome, kada su razine niske, CoA se acetilira acetil CoA sintetazom. Na isti način etanol služi kao izvor ugljika za acetilaciju pomoću enzima alkohol dehidrogenaze.

Značajke

Acetil-CoA je prisutan u većem broju različitih metaboličkih putova. Neki od njih su sljedeći:

Ciklus limunske kiseline

Acetil CoA je gorivo potrebno za započinjanje ovog ciklusa. Acetil koenzim A kondenzira se zajedno s molekulom oksalooctene kiseline u citrat, reakcija koju katalizira enzim citrat sintaza.

Atomi te molekule nastavljaju do oksidacije čine CO ₂. Za svaku molekulu acetil CoA koja ulazi u ciklus nastaje 12 molekula ATP-a.

Metabolizam lipida

Acetil CoA je važan proizvod metabolizma lipida. Da bi lipid postao molekula acetilnog koenzima A, potrebni su sljedeći enzimski koraci:

- Masne kiseline moraju se "aktivirati". Ovaj se postupak sastoji od vezivanja masnih kiselina na CoA. Da bi se to postiglo, molekula ATP-a se cijepa kako bi se osigurala energija koja omogućuje ovo spajanje.

- Dolazi do oksidacije acilnog koenzima A, posebno između α i β ugljika. Sada se molekula naziva acil-enoil CoA. Ovaj korak uključuje pretvorbu FAD-a u FADH ₂ (uzima vodikove).

- Dvostruka veza formirana u prethodnom koraku prima H na alfa ugljiku i hidroksil (-OH) na beta.

- dolazi do β-oksidacije (β jer se proces odvija na razini tog ugljika). Hidroksilna skupina pretvara se u keto skupinu.

- Molekula koenzima A cijepa vezu između ugljika. Spomenuti spoj veže se na preostalu masnu kiselinu. Proizvod je jedna molekula acetil CoA i druga s dva manja ugljikova atoma (duljina posljednjeg spoja ovisi o početnoj duljini lipida. Na primjer, ako ima 18 ugljika, rezultat bi bio 16 konačnih ugljika).

Ovaj metabolički put u četiri koraka: oksidacija, hidratacija, oksidacija i tioliza, koja se ponavlja sve dok dvije molekule acetil CoA ne ostanu kao konačni proizvod. Odnosno, cjelokupna kiselina postaje acetil CoA.

Vrijedno je zapamtiti da je ova molekula glavno gorivo Krebsova ciklusa i može u nju ući. Energetski, ovaj proces stvara više ATP nego metabolizam ugljikohidrata.

Sinteza ketonskih tijela

Stvaranje ketonskih tijela odvija se iz molekule acetil koenzima A, produkta oksidacije lipida. Taj se put naziva ketogeneza i javlja se u jetri; posebno se javlja u mitohondrijama jetrenih stanica.

Ketonska tijela su heterogeni skup spojeva topljivih u vodi. Oni su u vodi topive verzije masnih kiselina.

Njegova temeljna uloga je da djeluje kao gorivo za određena tkiva. Mozak, posebno u fazama posta, može ketonska tijela uzimati kao izvor energije. U normalnim uvjetima, mozak koristi glukozu.

Ciklus glioksilata

Taj se put događa u specijaliziranoj organeli zvanoj glioksizom, prisutnoj samo u biljkama i drugim organizmima, poput protozoja. Acetil koenzim A pretvara se u sukcinat i može se ponovno uključiti u Krebsov kiselinski ciklus.

Drugim riječima, ovaj put omogućuje preskakanje određenih reakcija Krebsova ciklusa. Ova se molekula može pretvoriti u malat, što zauzvrat može pretvoriti u glukozu.

Životinje nemaju metabolizam potreban za provođenje ove reakcije; stoga nisu u mogućnosti provesti ovu sintezu šećera. U životinjama se svi ugljikovi acetilni CoA oksidiraju u CO ₂, što nije korisno za biosintetski put.

Krajnji produkt razgradnje masnih kiselina je acetil koenzim A. Stoga se u životinja ovaj spoj ne može ponovno uvesti u sintezu.

Reference

1. Berg, JM, Stryer, L., i Tymoczko, JL (2007). Biokemija. Preokrenuo sam se.
2. Devlin, TM (2004). Biokemija: udžbenik s kliničkom primjenom. Preokrenuo sam se.
3. Koolman, J., i Röhm, KH (2005). Biokemija: tekst i atlas. Panamerican Medical Ed.
4. Peña, A., Arroyo, A., Gómez, A., i Tapia R. (2004). Biokemija. Uredništvo Limusa.
5. Voet, D., i Voet, JG (2006). Biokemija. Panamerican Medical Ed.