ACETYL-COENZYM A: STRUKTUR, DANNELSE OG FUNKTIONER - BIOLOGI - 2025

Den acetylcoenzym A, acetyl-CoA forkortet, er et mellemprodukt molekyle afgørende for forskellige metaboliske pathways af både lipid og protein og kulhydrater. Dets vigtigste funktioner inkluderer levering af acetylgruppen til Krebs-cyklus.

Oprindelsen af ​​acetylcoenzym A-molekylet kan forekomme gennem forskellige veje; Dette molekyle kan dannes inden for eller uden for mitokondrierne, afhængigt af hvor meget glukose der er i miljøet. Et andet kendetegn ved acetyl CoA er, at energi produceres med dens oxidation.

Struktur

Koenzym A består af en β-mercaptoethylamin-gruppe, der er forbundet med en binding til vitamin B5, også kaldet pantothensyre. Ligeledes er dette molekyle knyttet til et 3'-phosphoryleret nukleotid ADP. En acetylgruppe (-COCH ₃) er knyttet til denne struktur.

Den kemiske formel for dette molekyle er C ₂₃ H ₃₈ N ₇ O ₁₇ P ₃ S, og det har en molekylvægt på 809,5 g / mol.

Uddannelse

Som nævnt ovenfor kan dannelsen af ​​acetyl CoA finde sted inden for eller uden for mitokondrierne og afhænger af niveauerne af glukose, der er til stede i mediet.

intramitochondriske

Når glukoseniveauerne er høje, dannes acetyl CoA som følger: slutproduktet af glykolyse er pyruvat. For at denne forbindelse skal komme ind i Krebs-cyklussen, skal den omdannes til acetyl CoA.

Dette trin er af afgørende betydning for at forbinde glykolyse med de andre processer med cellulær respiration. Dette trin forekommer i mitochondrial matrix (i prokaryoter forekommer det i cytosol). Reaktionen involverer de følgende trin:

- For at denne reaktion skal finde sted, skal pyruvatmolekylet komme ind i mitokondrierne.

- Carboxylgruppen af ​​pyruvat fjernes.

- Efterfølgende oxideres dette molekyle. Det sidstnævnte for involverer overgangen fra NAD + til NADH takket være elektronproduktet af oxidationen.

- Det oxiderede molekyle binder til co-enzym A.

Reaktionerne, der er nødvendige til fremstilling af acetylcoenzym A, katalyseres af et enzymkompleks med en betydelig størrelse kaldet pyruvatdehydrogenase. Denne reaktion kræver tilstedeværelse af en gruppe cofaktorer.

Dette trin er kritisk i processen med celleregulering, da mængden af ​​acetyl CoA, der kommer ind i Krebs-cyklussen, er bestemt her.

Når niveauerne er lave, udføres produktionen af ​​acetylcoenzym A ved ß-oxidation af fedtsyrer.

Extramitochondrial

Når glukoseniveauet er højt, øges mængden af ​​citrat også. Citrat omdannes til acetylcoezyme A og oxaloacetat af enzymet ATP citratlyase.

I modsætning hertil, når niveauerne er lave, acetyleres CoA med acetyl CoA-syntetase. På samme måde tjener ethanol som en kilde til kulhydrater til acetylering ved hjælp af enzymet alkohol dehydrogenase.

Funktioner

Acetyl-CoA er til stede i et antal forskellige metabolske veje. Nogle af disse er som følger:

Citronsyrecyklus

Acetyl CoA er det brændstof, der er nødvendigt for at starte denne cyklus. Acetyl-coenzym A kondenseres sammen med et molekyle oxaloeddiksyre til citrat, en reaktion katalyseret af enzymet citratsynthase.

Atomerne i dette molekyle fortsætter deres oxidation, indtil de danner CO ₂. For hvert molekyle af acetyl CoA, der kommer ind i cyklussen, dannes 12 molekyler af ATP.

Lipidmetabolisme

Acetyl CoA er et vigtigt produkt ved lipidmetabolisme. For at et lipid bliver et acetyl-coenzym A-molekyle, kræves følgende enzymatiske trin:

- Fedtsyrer skal "aktiveres". Denne proces består af fedtsyrebinding til CoA. For at gøre dette spaltes et ATP-molekyle for at tilvejebringe den energi, der tillader denne forening.

- Oxidation af acyl-coenzym A forekommer specifikt mellem α- og β-kulhydraterne. Nu kaldes molekylet acyl-a enoyl CoA. Dette trin involverer konvertering af FAD til FADH ₂ (tager hydrogener).

- Den dobbeltbinding, der blev dannet i det foregående trin, modtager en H på alfa-carbon og en hydroxyl (-OH) på beta.

- ß-oxidation forekommer (β fordi processen finder sted på niveauet for dette kulstof). Hydroxylgruppen omdannes til en ketogruppe.

- Et molekyle af coenzym A spalter bindingen mellem kulhydraterne. Nævnte forbindelse er bundet til den resterende fedtsyre. Produktet er et molekyle af acetyl CoA og et andet med to færre carbonatomer (længden af ​​den sidste forbindelse afhænger af den oprindelige længde af lipidet. For eksempel, hvis det havde 18 carbonatomer, ville resultatet være 16 endelige carbonatomer).

Denne fire-trins metaboliske rute: oxidation, hydrering, oxidation og thiolysis, som gentages, indtil to molekyler af acetyl CoA forbliver som det endelige produkt. Det vil sige, at alle kvalitetssyrer bliver acetyl CoA.

Det er værd at huske, at dette molekyle er hovedbrændstoffet i Krebs-cyklus og kan komme ind i det. Energisk producerer denne proces mere ATP end kulhydratmetabolisme.

Syntese af ketonlegemer

Dannelsen af ​​ketonlegemer sker fra et molekyle af acetylcoenzym A, et produkt af lipidoxidation. Denne vej kaldes ketogenese, og den forekommer i leveren; specifikt forekommer det i mitokondrierne i leverceller.

Ketonlegemer er et heterogent sæt af forbindelser, der er opløselige i vand. De er den vandopløselige version af fedtsyrer.

Dets grundlæggende rolle er at fungere som brændstof til visse væv. Navnlig i faste stadier kan hjernen indtage ketonlegemer som en energikilde. Under normale forhold bruger hjernen glukose.

Glyoxylatcyklus

Denne vej forekommer i en specialiseret organelle kaldet glyoxysomet, der kun findes i planter og andre organismer, såsom protozoer. Acetylcoenzym A omdannes til succinat og kan genindarbejdes i Krebs syrecyklus.

Med andre ord gør denne vej det muligt at springe over visse reaktioner fra Krebs-cyklussen. Dette molekyle kan omdannes til malat, som igen kan omdannes til glukose.

Dyr har ikke den metabolisme, der er nødvendig for at udføre denne reaktion; derfor er de ikke i stand til at udføre denne syntese af sukkerarter. Hos dyr oxideres alle acetyl-CoA-kulhydrater til CO ₂, hvilket ikke er nyttigt til en biosyntetisk vej.

Slutproduktet af nedbrydning af fedtsyrer er acetylcoenzym A. Derfor kan denne forbindelse ikke i dyr introduceres til syntese.

Referencer

1. Berg, JM, Stryer, L., & Tymoczko, JL (2007). Biokemi. Jeg vendte om.
2. Devlin, TM (2004). Biokemi: lærebog med kliniske anvendelser. Jeg vendte om.
3. Koolman, J., & Röhm, KH (2005). Biokemi: tekst og atlas. Panamerican Medical Ed.
4. Peña, A., Arroyo, A., Gómez, A., & Tapia R. (2004). Biokemi. Redaktionel Limusa.
5. Voet, D., & Voet, JG (2006). Biokemi. Panamerican Medical Ed.