АЦЕТИЛЬНИЙ КОФЕРМЕНТ A: СТРУКТУРА, УТВОРЕННЯ ТА ФУНКЦІЇ - БІОЛОГІЯ - 2025

Ацетил - кофермент А , ацетил - СоА - скорочено, є проміжною молекулою вирішальною значення для різних метаболічних шляхів в обох ліпідів і білків і вуглеводів. Основні його функції включають доставку ацетильної групи до циклу Кребса.

Походження молекули ацетил-коензиму А може відбуватися різними шляхами; Ця молекула може утворюватися всередині мітохондрій або зовні, залежно від того, скільки глюкози знаходиться в навколишньому середовищі. Ще одна характеристика ацетилу КоА полягає в тому, що енергія виробляється при її окисленні.

Будова

Коензим А складається з β-меркаптоетиламінової групи, пов'язаної зв’язком з вітаміном В5, який також називають пантотеновою кислотою. Аналогічно, ця молекула пов'язана з 3'-фосфорильованим нуклеотидом АДФ. До цієї структури приєднана ацетильна група (-COCH ₃ ).

Хімічна формула цієї молекули - C ₂₃ H ₃₈ N ₇ O ₁₇ P ₃ S і має молекулярну масу 809,5 г / моль.

Навчання

Як було сказано вище, утворення ацетилу CoA може відбуватися всередині мітохондрій або поза ним, і залежить від рівня глюкози, присутнього в середовищі.

Інтрамітохондріальний

Коли рівень глюкози високий, ацетил КоА утворюється таким чином: кінцевим продуктом гліколізу є піруват. Щоб ця сполука увійшла в цикл Кребса, вона повинна бути перетворена в ацетил CoA.

Цей крок має вирішальне значення для з'єднання гліколізу з іншими процесами клітинного дихання. Цей етап відбувається в мітохондріальній матриці (у прокаріотів - у цитозолі). Реакція включає наступні етапи:

- Щоб ця реакція відбулася, молекула пірувату повинна потрапити в мітохондрії.

- Карбоксильну групу пірувату видаляють.

- Згодом ця молекула окислюється. Останнє для включає перехід від NAD + до NADH завдяки продукту окислення електронів.

- Окислена молекула зв'язується з коензимом А.

Реакції, необхідні для отримання ацетил-коензиму А, каталізуються ферментним комплексом значних розмірів під назвою піруватдегідрогеназа. Ця реакція вимагає наявності групи кофакторів.

Цей крок є критичним у процесі регуляції клітин, оскільки тут визначається кількість ацетилу CoA, що надходить у цикл Кребса.

Коли рівні низькі, виробництво ацетильного коферменту А здійснюється шляхом β-окислення жирних кислот.

Екстрамітохондріальна

Коли рівень глюкози високий, кількість цитрату також збільшується. Цитрат трансформується в ацетил-цецезим А та оксалоацетат ферментом цитратом АТФ-цитратом.

На відміну від цього, коли рівень низький, КоА ацетильований ацетильною синтатазою CoA. Таким же чином етанол служить джерелом вуглецю для ацетилювання за допомогою ферменту алкогольдегідрогенази.

Особливості

Ацетил-КоА присутній у ряді різноманітних метаболічних шляхів. Деякі з них такі:

Цикл лимонної кислоти

Ацетил КоА - паливо, необхідне для початку цього циклу. Ацетил-коензим А конденсується разом з молекулою оксалоцтової кислоти в цитрат, реакцію, каталізовану ферментом цитрат-синтаза.

Атоми цієї молекули продовжують своє окислення, поки вони не утворюють CO ₂ . Для кожної молекули ацетилу CoA, що потрапляє в цикл, утворюється 12 молекул АТФ.

Обмін ліпідів

Ацетил КоА є важливим продуктом ліпідного обміну. Щоб ліпід перетворився в молекулу ацетил-коензиму А, необхідні наступні ферментативні етапи:

- жирні кислоти повинні бути «активовані». Цей процес складається з зв'язування жирної кислоти з CoA. Для цього молекула АТФ розщеплюється, щоб забезпечити енергію, яка дозволяє це об'єднання.

- Окислення ацильного коферменту А відбувається, зокрема між α і β-вуглецями. Тепер молекула називається ацил-еноїл CoA. Цей крок включає перетворення FAD у FADH ₂ (приймає водень).

- Подвійний зв’язок, утворений на попередньому етапі, отримує Н на альфа-вуглеці та гідроксил (-OH) на бета-версії.

- β-окислення відбувається (β, оскільки процес відбувається на рівні цього вуглецю). Гідроксильна група перетворюється на кетогрупу.

- Молекула коферменту А розщеплює зв’язок між вуглецями. Згадана сполука зв'язана з залишком жирної кислоти. Продукт являє собою одну молекулу ацетилу CoA і іншу з двома меншими атомами вуглецю (довжина останньої сполуки залежить від початкової довжини ліпіду. Наприклад, якби в ній було 18 вуглець, результат отримав би 16 кінцевих вуглець).

Це чотиристадійний метаболічний шлях: окислення, гідратація, окислення та тіоліз, які повторюються, поки дві молекули ацетилу CoA не залишаться в якості кінцевого продукту. Тобто, вся кислота класу стає ацетил КоА.

Варто пам’ятати, що ця молекула є основним паливом циклу Кребса і може вводити її. Енергетично цей процес виробляє більше АТФ, ніж вуглеводний обмін.

Синтез кетонових тіл

Утворення кетонових тіл відбувається з молекули ацетил-коензиму А, продукту окислення ліпідів. Цей шлях називається кетогенезом і він відбувається в печінці; конкретно, це відбувається в мітохондріях клітин печінки.

Кетонові тіла - це неоднорідний набір сполук, розчинних у воді. Вони є водорозчинною версією жирних кислот.

Його основна роль полягає в тому, щоб діяти в якості палива для певних тканин. Особливо на етапах голодування мозок може приймати кетонові тіла як джерело енергії. У нормальних умовах мозок використовує глюкозу.

Гліоксилатний цикл

Цей шлях відбувається в спеціалізованій органели, що називається гліоксисомою, присутній лише у рослин та інших організмів, таких як найпростіші. Ацетил коензим А перетворюється в сукцинат і може бути повторно включений у цикл кислот Кребса.

Іншими словами, цей шлях дозволяє пропустити певні реакції циклу Кребса. Ця молекула може бути перетворена в малат, який у свою чергу може перетворитися на глюкозу.

У тварин немає метаболізму, необхідного для проведення цієї реакції; тому вони не в змозі здійснити цей синтез цукрів. У тварин весь ацетильний вуглець CoA окислюється до СО ₂ , що не корисно для біосинтетичного шляху.

Кінцевим продуктом розпаду жирних кислот є ацетил-коензим А. Отже, у тварин ця сполука не може бути повторно введена для синтезу.

Список літератури

1. Berg, JM, Stryer, L., & Tymoczko, JL (2007). Біохімія. Я перевернувся.
2. Devlin, TM (2004). Біохімія: підручник з клінічним застосуванням. Я перевернувся.
3. Koolman, J., & Röhm, KH (2005). Біохімія: текст та атлас. Panamerican Medical Ed.
4. Peña, A., Arroyo, A., Gómez, A., & Tapia R. (2004). Біохімія. Редакційна Лімуса.
5. Voet, D., & Voet, JG (2006). Біохімія. Panamerican Medical Ed.