АЦЕТИЛ КОЕНЗИМ A: СТРУКТУРА, ОБРАЗУВАНЕ И ФУНКЦИИ - БИОЛОГИЯ - 2025

В ацетил коензим А, ацетил СоА съкратено, е междинен молекула от решаващо значение за различни метаболитни пътища на липид както и протеини и въглехидрати. Основните му функции включват доставяне на ацетилната група към цикъла на Кребс.

Произходът на ацетил коензим A молекула може да възникне по различни пътища; Тази молекула може да се образува вътре или извън митохондриите, в зависимост от това колко глюкоза е в околната среда. Друга характеристика на ацетил CoA е, че енергията се произвежда с нейното окисляване.

структура

Коензим А е съставен от β-меркаптоетиламинова група, свързана чрез връзка с витамин В5, наричан също пантотенова киселина. По същия начин тази молекула е свързана с 3'-фосфорилиран нуклеотид ADP. Ацетилова група (-СОСНз ₃) е прикрепена към тази структура.

Химичната формула на тази молекула е C ₂₃ H ₃₈ N ₇ O ₁₇ P ₃ S и има молекулно тегло от 809.5 грама / мол.

обучение

Както бе споменато по-горе, образуването на ацетил CoA може да се извърши вътре или извън митохондриите и зависи от нивата на глюкоза, присъстваща в средата.

интрамитохондриален

Когато нивата на глюкоза са високи, се образува ацетил CoA, както следва: крайният продукт на гликолизата е пируват. За да влезе това съединение в цикъла на Кребс, то трябва да се трансформира в ацетил CoA.

Тази стъпка е от решаващо значение за свързване на гликолизата с другите процеси на клетъчното дишане. Тази стъпка се случва в митохондриалната матрица (в прокариотите се среща в цитозола). Реакцията включва следните стъпки:

- За да се осъществи тази реакция, молекулата пируват трябва да навлезе в митохондриите.

- Карбоксилната група пируват се отстранява.

- Впоследствие тази молекула се окислява. Последното за включва преминаване от NAD + към NADH благодарение на продукта на електроните от окисляването.

- Окислената молекула се свързва с коензим А.

Реакциите, необходими за производството на ацетил коензим А, се катализират от ензимен комплекс със значителни размери, наречен пируват дехидрогеназа. Тази реакция изисква присъствието на група кофактори.

Тази стъпка е критична за процеса на регулиране на клетките, тъй като тук се определя количеството ацетил CoA, което влиза в цикъла на Кребс.

Когато нивата са ниски, производството на ацетил коензим А се осъществява чрез β-окисляване на мастни киселини.

Extramitochondrial

Когато нивата на глюкоза са високи, количеството на цитрата също се увеличава. Цитратът се трансформира в ацетил коезим А и оксалоацетат чрез ензима ATP цитратен лиаза.

За разлика от това, когато нивата са ниски, CoA се ацетилира от ацетил CoA синтетаза. По същия начин етанолът служи като източник на въглерод за ацетилиране с помощта на ензима алкохолна дехидрогеназа.

Характеристика

Ацетил-КоА присъства в редица разнообразни метаболитни пътища. Някои от тях са следните:

Цикъл на лимонена киселина

Acetyl CoA е горивото, необходимо за стартирането на този цикъл. Ацетил коензим А се кондензира заедно с молекула оксалооцетна киселина в цитрат, реакция, катализирана от ензима цитрат синтаза.

Атомите на тази молекула продължават окисление, докато се образува СО ₂. За всяка молекула ацетил CoA, която влиза в цикъла, се генерират 12 молекули АТФ.

Липиден метаболизъм

Ацетил КоА е важен продукт на липидния метаболизъм. За да се превърне липид в молекула на ацетил коензим А, са необходими следните ензимни стъпки:

- Мастните киселини трябва да бъдат "активирани". Този процес се състои в свързването на мастните киселини със CoA. За да направите това, молекула ATP се разцепва, за да осигури енергията, която позволява това съединение.

- Окисляване на ацил коензим А възниква, по-специално между α и β въглерод. Сега молекулата се нарича ацил-еноил CoA. Тази стъпка включва превръщането на FAD във FADH ₂ (приема водородите).

- Двойната връзка, образувана в предишния етап, получава Н на алфа въглерода и хидроксил (-ОН) на бета.

- настъпва β-окисляване (β, защото процесът протича на нивото на този въглерод). Хидроксилната група се трансформира в кето група.

- Молекула на коензим А разцепва връзката между въглеродите. Споменатото съединение се свързва с останалата мастна киселина. Продуктът представлява една молекула ацетил CoA и една с два по-малко въглеродни атома (дължината на последното съединение зависи от началната дължина на липида. Например, ако имаше 18 въглерода, резултатът би бил 16 крайни въглерода).

Този четиристепенен метаболитен път: окисляване, хидратация, окисляване и тиолиза, който се повтаря, докато две молекули ацетил CoA останат като краен продукт. Тоест, цялата степен на киселина става ацетил CoA.

Струва си да се помни, че тази молекула е основното гориво на цикъла на Кребс и може да влезе в него. В енергийно отношение този процес произвежда повече АТФ от въглехидратния метаболизъм.

Синтез на кетонови тела

Образуването на кетонови тела става от молекула на ацетил коензим А, продукт на окисляване на липидите. Този път се нарича кетогенеза и се случва в черния дроб; по-специално се среща в митохондриите на чернодробните клетки.

Кетоновите тела са разнороден набор от съединения, разтворими във вода. Те са водоразтворимата версия на мастните киселини.

Основната му роля е да действа като гориво за определени тъкани. Особено в етапите на гладно мозъкът може да приема кетонни тела като източник на енергия. При нормални условия мозъкът използва глюкоза.

Глиоксилатен цикъл

Този път се среща в специализирана органела, наречена глиоксизома, присъстваща само в растенията и други организми, като протозои. Ацетил коензим А се превръща в сукцинат и може да се включи отново в цикъла на Кребс.

С други думи, този път позволява да се прескочат определени реакции от цикъла на Кребс. Тази молекула може да се превърне в малат, което от своя страна може да се превърне в глюкоза.

Животните нямат метаболизма, необходим за провеждането на тази реакция; следователно те не са в състояние да осъществят този синтез на захари. При животни всички въглеродите на ацетил СоА са окислени до CO ₂, който не е полезно за биосинтетичен път.

Крайният продукт на разграждането на мастните киселини е ацетил коензим А. Следователно при животни това съединение не може да бъде въведено отново за синтез.

Препратки

1. Berg, JM, Stryer, L., & Tymoczko, JL (2007). Биохимия. Обърнах се.
2. Devlin, TM (2004). Биохимия: учебник с клинични приложения. Обърнах се.
3. Koolman, J., & Röhm, KH (2005). Биохимия: текст и атлас. Panamerican Medical Ed.
4. Peña, A., Arroyo, A., Gómez, A., & Tapia R. (2004). Биохимия. Редакторска лимуза.
5. Voet, D., & Voet, JG (2006). Биохимия. Panamerican Medical Ed.