Acetyl koenzym A Struktura, trénink a funkce

acetylkoenzym A, zkráceně acetyl-CoA, je rozhodující zprostředkující molekula pro různé metabolické cesty jak lipidů, tak proteinů a sacharidů. Mezi jeho hlavní funkce patří dodávání acetylové skupiny do Krebsova cyklu.

Původ molekuly acetyl koenzym A se může vyskytovat různými cestami; Tato molekula může být vytvořena uvnitř nebo vně mitochondrií v závislosti na tom, kolik glukózy je v prostředí. Další vlastností acetyl-CoA je, že se oxidací vzniká energie.

Index

• 1 Struktura
• 2 Trénink
  • 2.1 Intramitocondrial
  • 2.2 Extramitochondrial
• 3 Funkce
  • 3.1 Cyklus kyseliny citrónové
  • 3.2 Metabolismus lipidů
  • 3.3 Syntéza ketonových těl
  • 3.4 Cyklus glyoxylátu
• 4 Odkazy

Struktura

Koenzym A je tvořen β-merkaptoethylaminovou skupinou vázanou vazbou na vitamin B5, nazývanou také kyselina pantothenová. Podobně je tato molekula navázána na 3'-fosforylovaný ADP nukleotid. Acetylová skupina (-COCH₃) je připojena k této struktuře.

Chemický vzorec této molekuly je C₂₃H₃₈N₇O₁₇P₃S a má molekulovou hmotnost 809,5 g / mol.

Školení

Jak bylo uvedeno výše, tvorba acetyl CoA může být provedena uvnitř nebo vně mitochondrií a závisí na hladinách glukózy přítomných v médiu..

Intramitocondrial

Když jsou hladiny glukózy vysoké, vzniká acetyl-CoA následujícím způsobem: konečný produkt glykolýzy je pyruvát. Aby tato sloučenina vstoupila do Krebsova cyklu, musí být transformována na acetyl-CoA.

Tento krok je klíčový pro spojení glykolýzy s dalšími buněčnými dýchacími procesy. K tomuto kroku dochází v mitochondriální matrici (v prokaryotech se vyskytuje v cytosolu). Reakce zahrnuje následující kroky:

- Aby tato reakce probíhala, musí molekula pyruvátu vstoupit do mitochondrií.

- Karboxylová skupina pyruvátu je eliminována.

- Následně se tato molekula oxiduje. Ten zahrnuje průchod NAD + na NADH díky elektronovému produktu oxidace.

- Oxidovaná molekula se váže na koenzym A.

Reakce nezbytné pro produkci acetylkoenzymu A jsou katalyzovány enzymovým komplexem významné velikosti zvaným pyruvátdehydrogenáza. Tato reakce vyžaduje přítomnost skupiny kofaktorů.

Tento krok je kritický v procesu buněčné regulace, protože zde se rozhoduje množství acetyl CoA, které vstupuje do Krebsova cyklu..

Když jsou hladiny nízké, produkce acetylkoenzymu A se provádí β-oxidací mastných kyselin..

Extramitochondrial

Když jsou hladiny glukózy vysoké, zvyšuje se také množství citrátu. Citrát se transformuje na acetylester A a na oxaloacetát přes ATP citrát lyasu.

Na rozdíl od toho, když jsou hladiny nízké, CoA je acetylována acetyl-CoA syntetázou. Stejným způsobem slouží ethanol jako zdroj uhlíku pro acetylaci pomocí enzymu alkoholdehydrogenázy.

Funkce

Acetyl-CoA je přítomen v řadě různých metabolických drah. Některé z nich jsou následující:

Cyklus kyseliny citrónové

Acetyl CoA je palivo potřebné k zahájení tohoto cyklu. Acetylkoenzym A je kondenzován spolu s molekulou kyseliny oxalactové v citrátu, což je reakce katalyzovaná enzymem citrát syntázou.

Atomy této molekuly pokračují v oxidaci za vzniku CO₂. Pro každou molekulu acetyl CoA, která vstupuje do cyklu, je generováno 12 molekul ATP.

Metabolismus lipidů

Acetyl CoA je důležitým produktem metabolismu lipidů. Aby se lipid stal molekulou acetylkoenzymu A, jsou nutné následující enzymatické kroky:

- Mastné kyseliny musí být "aktivovány". Tento proces spočívá ve spojení mastné kyseliny s CoA. Za tímto účelem se molekula ATP štěpí za vzniku energie, která umožňuje takové spojení.

- Oxidace acyl koenzymu A se vyskytuje, konkrétně mezi a a p uhlíky. Nyní se molekula nazývá acyl-enoyl-CoA. Tento krok zahrnuje přeměnu FAD na FADH₂ (vezměte vodíky).

- Dvojitá vazba vytvořená v předchozím kroku přijímá H na alfa uhlíku a hydroxy (-OH) na beta.

- Occurs-oxidace se vyskytuje (β, protože proces probíhá na této úrovni uhlíku). Hydroxylová skupina se transformuje na keto skupinu.

- Molekula koenzymu A štěpí vazbu mezi atomy uhlíku. Uvedená sloučenina se váže na zbývající mastnou kyselinu. Produkt je molekula acetyl-CoA a druhá s méně uhlíkovými atomy (délka poslední sloučeniny závisí na počáteční délce lipidu, například pokud má 18 uhlíků, výsledkem bude 16 konečných uhlíků).

Tato čtyřstupňová metabolická cesta: oxidace, hydratace, oxidace a thiolyza, která se opakuje, dokud dvě acetyl-CoA molekuly nezůstanou jako konečný produkt. To znamená, že všechny kyselinové stupně přecházejí na acetyl-CoA.

Stojí za zmínku, že tato molekula je hlavním palivem Krebsova cyklu a může do ní vstoupit. Energeticky vzniká tento proces více metabolismu ATP než sacharidů.

Syntéza ketonových těl

Tvorba ketonových těl vzniká z molekuly acetylkoenzymu A, produktu oxidace lipidů. Tato cesta se nazývá ketogeneze a vyskytuje se v játrech; konkrétně se vyskytuje v mitochondriích jaterních buněk.

Ketonová těla jsou heterogenní skupinou sloučenin rozpustných ve vodě. Jedná se o ve vodě rozpustnou verzi mastných kyselin.

Jeho základní úlohou je působit jako paliva pro určité tkáně. Zvláště ve stádiích nalačno mozek může brát ketony jako zdroj energie. Za normálních podmínek se mozek změní na glukózu.

Cyklus glyoxylátu

Tato cesta se vyskytuje ve specializované organele zvané glyoxisome, přítomné pouze v rostlinách a jiných organismech, jako jsou protozoa. Acetylkoenzym A je transformován na sukcinát a může být opět začleněn do Krebsova cyklu.

Jinými slovy, tato cesta umožňuje přeskočit určité reakce Krebsova cyklu. Tato molekula může být přeměněna na malát, který se může proměnit v glukózu.

Zvířata nemají metabolismus nezbytný k provedení této reakce; proto nemohou tuto syntézu cukrů provádět. U zvířat jsou všechny uhlíky acetyl-CoA oxidovány na CO₂, který není užitečný pro biosyntetickou dráhu.

Degradace mastných kyselin má jako konečný produkt acetyl koenzym A. Proto u zvířat tato sloučenina nemůže být znovu zavedena do syntetických cest.

Odkazy

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