ACETIL KOENCIM A: STRUKTURA, TVORBA IN FUNKCIJE - BIOLOGIJA - 2025

Acetil koencima A , acetil-CoA Skrajšani, je vmesni molekula bistvena za različne metabolične poti od obeh lipidov in beljakovin in ogljikovih hidratov. Njegove glavne funkcije vključujejo dovajanje acetilne skupine v Krebsov cikel.

Izvor molekule acetilnega koencima A se lahko pojavi po različnih poteh; Ta molekula se lahko tvori znotraj ali zunaj mitohondrijev, odvisno od tega, koliko glukoze je v okolju. Druga značilnost acetil CoA je, da se energija proizvaja z njegovo oksidacijo.

Struktura

Koencim A je sestavljen iz skupine β-merkaptoetilaminov, ki jo vez povezuje z vitaminom B5, imenovanim tudi pantotenska kislina. Prav tako je ta molekula povezana s 3'-fosforiliranim nukleotidom ADP. Acetilna skupina (-COCH ₃ ) pritrjen na to strukturo.

Kemična formula te molekule C ₂₃ H ₃₈ N ₇ O ₁₇ P ₃ S in ima molekulsko maso 809.5 g / mol.

Usposabljanje

Kot že omenjeno, lahko tvorba acetil CoA poteka znotraj mitohondrij ali zunaj njih, odvisno pa je od ravni glukoze v gojišču.

Intramitohondrijski

Ko so ravni glukoze visoke, nastane acetil CoA na naslednji način: končni produkt glikolize je piruvat. Da ta spojina vstopi v Krebsov cikel, se mora pretvoriti v acetil CoA.

Ta korak je ključen za povezavo glikolize z drugimi procesi celičnega dihanja. Ta korak se pojavi v mitohondrijskem matriksu (pri prokariotih se pojavi v citosolu). Reakcija vključuje naslednje korake:

- Da se ta reakcija zgodi, mora molekula piruvata vstopiti v mitohondrije.

- Karboksilna skupina piruvata se odstrani.

- Nato se ta molekula oksidira. Slednji za vključuje prehod iz NAD + v NADH zahvaljujoč elektronim produktom oksidacije.

- Oksidirana molekula se veže na koencim A.

Reakcije, potrebne za proizvodnjo acetil koencima A, katalizira enzimski kompleks velike velikosti, imenovan piruvat dehidrogenaza. Ta reakcija zahteva prisotnost skupine kofaktorjev.

Ta korak je kritičen pri procesu celične regulacije, saj se tukaj odloči o količini acetil CoA, ki vstopi v Krebsov cikel.

Kadar so ravni nizke, se proizvodnja acetilnega koencima A izvaja z β-oksidacijo maščobnih kislin.

Ekstramitohondrijski

Ko je raven glukoze visoka, se poveča tudi količina citrata. Citrat se transformira v acetil koezim A in oksaloacetat z encimom ATP citratno lizazo.

Kadar so ravni nizke, CoA acetiliramo z acetil CoA sintetazo. Na enak način etanol služi kot vir ogljika za acetilacijo s pomočjo encima alkohol dehidrogenaza.

Lastnosti

Acetil-CoA je prisoten v številnih različnih presnovnih poteh. Nekatere od teh so naslednje:

Cikel citronske kisline

Acetil CoA je gorivo, ki je potrebno za začetek tega cikla. Acetil koencim A se kondenzira skupaj z molekulo oksaloocetne kisline v citrat, reakcijo, ki jo katalizira encim citrat sintaza.

Atomi te molekule nadaljujejo z oksidacijo, dokler ne tvorijo CO ₂ . Za vsako molekulo acetil CoA, ki vstopi v cikel, nastane 12 molekul ATP.

Presnova lipidov

Acetil CoA je pomemben produkt presnove lipidov. Da lipid postane molekula acetilnega koencima A, so potrebni naslednji encimski koraki:

- Maščobne kisline morajo biti "aktivirane". Ta postopek je sestavljen iz vezave maščobnih kislin na CoA. Da bi to naredili, se molekula ATP cepi, da se zagotovi energija, ki omogoča to zvezo.

- Oksidacija acielnega koencima A, zlasti med α in β ogljiki. Zdaj se molekula imenuje acil-enoil CoA. Ta korak vključuje pretvorbo FAD v FADH ₂ (traja vodik).

- Dvojna vez, ki je nastala v prejšnjem koraku, prejme H na alfa ogljiku in hidroksil (-OH) na beta.

- pride do β-oksidacije (β, ker se postopek dogaja na ravni tega ogljika). Hidroksilna skupina se preoblikuje v keto skupino.

- Molekula koencima A cepi vez med ogljiki. Omenjena spojina se veže na preostalo maščobno kislino. Produkt je ena molekula acetil CoA in ena z dvema manj ogljikovimi atomi (dolžina zadnje spojine je odvisna od začetne dolžine lipidov. Če bi imel na primer 18 ogljikov, bi bil rezultat 16 končnih ogljikov).

Ta štiristopenjska presnovna pot: oksidacija, hidracija, oksidacija in tioliza, ki se ponavljajo, dokler dve molekuli acetil CoA ne ostaneta kot končni produkt. Se pravi, da vsa razredna kislina postane acetil CoA.

Vredno je zapomniti, da je ta molekula glavno gorivo Krebsovega cikla in lahko vanj vstopi. Energijsko gledano ta proces proizvede več ATP kot presnovo ogljikovih hidratov.

Sinteza ketonskih teles

Tvorba ketonskih teles nastane iz molekule acetil koencima A, produkta lipidne oksidacije. Ta pot se imenuje ketogeneza in se pojavi v jetrih; posebej se pojavlja v mitohondrijih jetrnih celic.

Ketonska telesa so heterogena skupina spojin, topnih v vodi. So vodotopne različice maščobnih kislin.

Njegova temeljna vloga je, da deluje kot gorivo za določena tkiva. Zlasti v fazah na tešče lahko ketonska telesa prevzamejo kot vir energije. V normalnih pogojih možgani porabljajo glukozo.

Cikel gioksilata

Ta pot poteka v specializirani organeli, imenovani glioksisom, ki je prisotna samo v rastlinah in drugih organizmih, kot so protozoji. Acetil koencim A se pretvori v sukcinat in ga je mogoče ponovno vključiti v cikel Krebsove kisline.

Z drugimi besedami, ta pot omogoča preskok nekaterih reakcij Krebsovega cikla. Ta molekula se lahko pretvori v malat, ki pa se lahko pretvori v glukozo.

Živali nimajo presnove, potrebne za izvedbo te reakcije; zato te sinteze sladkorjev ne morejo izvesti. Pri živalih se vsi ogljikovi acetilni CoA oksidirajo do CO ₂ , kar za biosintetično pot ni uporabno.

Končni produkt razgradnje maščobnih kislin je acetil koencim A. Zato pri živalih te spojine ni mogoče ponovno vnesti v sintezo.

Reference

1. Berg, JM, Stryer, L., & Tymoczko, JL (2007). Biokemija. Sem obrnil.
2. Devlin, TM (2004). Biokemija: učbenik s kliničnimi aplikacijami. Sem obrnil.
3. Koolman, J., in Röhm, KH (2005). Biokemija: besedilo in atlas. Panamerican Medical Ed.
4. Peña, A., Arroyo, A., Gómez, A., in Tapia R. (2004). Biokemija. Uredništvo Limusa.
5. Voet, D., & Voet, JG (2006). Biokemija. Panamerican Medical Ed.