Ακετυλο Συνένζυμο Μια Δομή, Κατάρτιση και Λειτουργίες

Το ακετυλο-συνένζυμο Α, συντομευμένη ως ακετυλ CoA, είναι ένα κρίσιμο ενδιάμεσο μόριο για διάφορες μεταβολικές οδούς τόσο των λιπιδίων όσο και των πρωτεϊνών και των υδατανθράκων. Μεταξύ των κύριων λειτουργιών του είναι η παράδοση της ομάδας ακετυλίου στον κύκλο του Krebs.

Η προέλευση του μορίου ακετυλο-συνενζύμου Α μπορεί να συμβεί μέσω διαφορετικών οδών. αυτό το μόριο μπορεί να σχηματίσει εντός μιτοχόνδρια ή εκτός αυτής, ανάλογα με το πόσο γλυκόζης είναι στο περιβάλλον. Ένα άλλο χαρακτηριστικό του ακετυλ CoA είναι ότι με την οξείδωση του παράγεται ενέργεια.

Ευρετήριο

• 1 Δομή
• 2 Εκπαίδευση
  • 2.1 Ενδομυοκοντιακό
  • 2.2 Extramitochondrial
• 3 Λειτουργίες
  • 3.1 Κύκλος κιτρικού οξέος
  • 3.2 Μεταβολισμός των λιπιδίων
  • 3.3 Σύνθεση κετονών
  • 3.4 Κύκλος γλυκολυλίτη
• 4 Αναφορές

Δομή

Το συνένζυμο Α σχηματίζεται από μια ομάδα β-μερκαπτοαιθυλαμίνης δεσμευμένη από μια σύνδεση με τη βιταμίνη Β5, που ονομάζεται επίσης παντοθενικό οξύ. Παρομοίως, αυτό το μόριο συνδέεται με ένα 3'-φωσφορυλιωμένο ADP νουκλεοτίδιο. Μία ομάδα ακετυλίου (-COCH₃) είναι προσαρτημένη σε αυτή τη δομή.

Ο χημικός τύπος αυτού του μορίου είναι ο C₂₃H₃₈Ν₇Ο₁₇P₃S και έχει μοριακό βάρος 809,5 g / mol.

Εκπαίδευση

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, ο σχηματισμός ακετυλικού CoA μπορεί να διεξαχθεί εντός ή εκτός των μιτοχονδρίων και εξαρτάται από τα επίπεδα γλυκόζης που υπάρχουν στο μέσο.

Ενδομυοτόρια

Όταν τα επίπεδα γλυκόζης είναι υψηλά, σχηματίζεται το ακετυλ CoA με τον ακόλουθο τρόπο: το τελικό προϊόν της γλυκόλυσης είναι πυροσταφυλικό. Για να μπορέσει αυτή η ένωση να εισέλθει στον κύκλο Krebs, πρέπει να μετατραπεί σε ακετύλιο CoA.

Αυτό το βήμα είναι κρίσιμο για τη σύνδεση της γλυκόλυσης με τις άλλες διαδικασίες κυτταρικής αναπνοής. Αυτό το βήμα συμβαίνει στη μιτοχονδριακή μήτρα (στα προκαρυωτικά εμφανίζεται στο κυτοσόλιο). Η αντίδραση περιλαμβάνει τα ακόλουθα βήματα:

- Για να λάβει χώρα αυτή η αντίδραση, το μόριο πυροσταφυλικού πρέπει να εισέλθει στα μιτοχόνδρια.

- Η ομάδα καρβοξυλίου του πυρουβικού οξέος εξαλείφεται.

- Ακολούθως, το μόριο αυτό οξειδώνεται. Ο τελευταίος περιλαμβάνει τη διέλευση του NAD + σε NADH χάρη στο προϊόν των ηλεκτρονίων της οξείδωσης.

- Το οξειδωμένο μόριο δεσμεύεται στο συνένζυμο Α.

Οι αντιδράσεις που είναι απαραίτητες για την παραγωγή ακετυλο-συνενζύμου Α καταλύονται από ένα σύμπλεγμα ενζύμου σημαντικού μεγέθους που ονομάζεται πυροσταφυλική αφυδρογονάση. Αυτή η αντίδραση απαιτεί την παρουσία μιας ομάδας συμπαραγόντων.

Αυτό το βήμα είναι κρίσιμο στη διαδικασία της κυτταρικής ρύθμισης, αφού εδώ αποφασίζεται η ποσότητα του ακετυλ CoA που εισέρχεται στον κύκλο του Krebs..

Όταν τα επίπεδα είναι χαμηλά, η παραγωγή του ακετυλο συνενζύμου Α διεξάγεται από τον β-οξείδωση των λιπαρών οξέων.

Εξωτομοδοριακό

Όταν τα επίπεδα γλυκόζης είναι υψηλά, η ποσότητα του κιτρικού αυξάνεται επίσης. Κιτρικό μετατρέπεται σε ακετυλο coezima Α και οξαλοξικό από τον παραπάνω ΑΤΡ κιτρική λυάση.

Αντίθετα, όταν τα επίπεδα είναι χαμηλά, το CoA ακετυλιώνεται από την συνθετάση ακετυλο-ΟοΑ. Ομοίως, η αιθανόλη χρησιμεύει ως πηγή άνθρακα για την ακετυλίωση από αλκοολική αφυδρογονάση.

Λειτουργίες

Το ακετυλο-ΟοΑ υπάρχει σε μία σειρά ποικίλων μεταβολικών οδών. Μερικά από αυτά είναι τα εξής:

Κύκλος κιτρικού οξέος

Το Acetyl CoA είναι το απαραίτητο καύσιμο για την έναρξη αυτού του κύκλου. Το ακετυλο-συνένζυμο Α συμπυκνώνεται μαζί με ένα μόριο οξαλικού οξέος σε κιτρικό, μια αντίδραση που καταλύεται από το ένζυμο κιτρική συνθάση.

Τα άτομα αυτού του μορίου συνεχίζουν την οξείδωση τους για να σχηματίσουν CO₂. Για κάθε μόριο ακετυλ CoA που εισέρχεται στον κύκλο, παράγονται 12 μόρια ΑΤΡ.

Μεταβολισμός λιπιδίων

Το Acetyl CoA είναι ένα σημαντικό προϊόν του μεταβολισμού των λιπιδίων. Για να γίνει ένα λιπίδιο ένα μόριο ακετυλο-συνενζύμου Α, απαιτούνται τα ακόλουθα ενζυματικά στάδια:

- Τα λιπαρά οξέα πρέπει να "ενεργοποιηθούν". Η διαδικασία αυτή συνίσταται στην ένωση του λιπαρού οξέος με το CoA. Για αυτό, ένα μόριο ΑΤΡ διασπάται για να παρέχει την ενέργεια που επιτρέπει τέτοια ένωση.

- Η οξείδωση του ακυλ συνένζυμου Α συμβαίνει, συγκεκριμένα μεταξύ των α και β ανθράκων. Τώρα, το μόριο ονομάζεται ακυλ-ενολ CoA. Αυτό το βήμα περιλαμβάνει τη μετατροπή του FAD σε FADH₂ (πάρτε τα υδρογόνα).

- Ο διπλός δεσμός που σχηματίστηκε στο προηγούμενο στάδιο λαμβάνει ένα Η στον άλφα άνθρακα και ένα υδροξύλιο (-ΟΗ) στο βήτα.

- Β-οξείδωση συμβαίνει (β επειδή η διαδικασία λαμβάνει χώρα σε αυτό το επίπεδο άνθρακα). Η ομάδα υδροξυλίου μετασχηματίζεται σε κετο ομάδα.

- Ένα μόριο συνενζύμου Α διασπά το δεσμό μεταξύ των ανθράκων. Η εν λόγω ένωση συνδέεται με το εναπομένον λιπαρό οξύ. Το προϊόν είναι ένα μόριο ακετυλο CoA και ένα με δύο άτομα άνθρακα λιγότερο (το μήκος της τελευταίας ένωσης εξαρτάται από το αρχικό μήκος του λιπιδίου. Για παράδειγμα, εάν το αποτέλεσμα ήταν 18 άνθρακες θα τελειώσει 16 άνθρακες).

Αυτή η μεταβολική οδός τεσσάρων βημάτων: οξείδωση, ενυδάτωση, οξείδωση και θειόλυση, η οποία επαναλαμβάνεται μέχρις ότου δύο μόρια ακετυλικού CoA παραμένουν ως τελικό προϊόν. Δηλαδή, όλος ο βαθμός οξύτητας περνάει στο ακετυλ CoA.

Αξίζει να θυμηθούμε ότι αυτό το μόριο είναι το κύριο καύσιμο του κύκλου του Krebs και μπορεί να εισέλθει σε αυτόν. Από ενεργειακή άποψη, αυτή η διαδικασία προκαλεί περισσότερους μεταβολισμούς ΑΤΡ από τους υδατάνθρακες.

Σύνθεση κετονών

Ο σχηματισμός κετονικών σωμάτων γίνεται από ένα μόριο ακετυλο-συνενζύμου Α, προϊόν οξείδωσης λιπιδίων. Αυτή η οδός ονομάζεται κετογένεση και εμφανίζεται στο ήπαρ. συγκεκριμένα, εμφανίζεται στα μιτοχόνδρια των ηπατικών κυττάρων.

Τα σώματα κετόνης είναι μια ετερογενής ομάδα υδατοδιαλυτών ενώσεων. Πρόκειται για την υδατοδιαλυτή έκδοση των λιπαρών οξέων.

Ο θεμελιώδης ρόλος της είναι να ενεργεί ως καύσιμο για ορισμένους ιστούς. Ιδιαίτερα στα στάδια νηστείας, ο εγκέφαλος μπορεί να πάρει τα σώματα κετόνης ως πηγή ενέργειας. Υπό κανονικές συνθήκες, ο εγκέφαλος μετατρέπεται σε γλυκόζη.

Κύκλος γλυκολυλιού

Η διαδρομή αυτή λαμβάνει χώρα σε μια εξειδικευμένη οργανίδιο που ονομάζεται γλυοξύσωμα, υπάρχουν μόνο στα φυτά και άλλους οργανισμούς, όπως πρωτόζωα. Το ακετυλο-συνένζυμο Α μετασχηματίζεται σε ηλεκτρικό και μπορεί να ενσωματωθεί ξανά στον κύκλο του οξέος Krebs.

Με άλλα λόγια, αυτή η πορεία επιτρέπει να παραλείπονται ορισμένες αντιδράσεις του κύκλου του Krebs. Αυτό το μόριο μπορεί να μετατραπεί σε μηλικό, το οποίο με τη σειρά του μπορεί να μετατραπεί σε γλυκόζη.

Τα ζώα δεν διαθέτουν το μεταβολισμό που απαιτείται για την πραγματοποίηση αυτής της αντίδρασης. συνεπώς, δεν μπορούν να εκτελέσουν αυτή τη σύνθεση σακχάρων. Στα ζώα, όλοι οι άνθρακες του ακετυλικού CoA οξειδώνονται προς CO₂, η οποία δεν είναι χρήσιμη για μια βιοσυνθετική πορεία.

Η αποικοδόμηση λιπαρών οξέων έχει ως τελικό προϊόν ακετυλο-συνένζυμο Α. Συνεπώς, σε ζώα αυτή η ένωση δεν μπορεί να επανεισαχθεί σε συνθετικές οδούς.

Αναφορές

1. Berg, J. Μ., Stryer, L., & Tymoczko, J.L. (2007). Βιοχημεία. Αντίστροφα.
2. Devlin, Τ. Μ. (2004). Βιοχημεία: βιβλίο με κλινικές εφαρμογές. Αντίστροφα.
3. Koolman, J., & Röhm, Κ. Η. (2005). Βιοχημεία: κείμενο και άτλας. Ed. Panamericana Medical.
4. Peña, Α., Arroyo, Α., Gomez, Α., & Tapia R. (2004). Βιοχημεία. Συντάκτης Limusa.
5. Voet, D., & Voet, J.G (2006). Βιοχημεία. Ed. Panamericana Medical.