Struktura, trening in funkcije acetil koencima



The acetil koencim A, skrajšano kot acetil CoA, je ključna posredna molekula za različne presnovne poti lipidov in beljakovin ter ogljikovih hidratov. Med njene glavne naloge spada izročitev acetilne skupine Krebsovemu ciklu.

Izvor molekule acetil koencim A se lahko pojavi skozi različne poti; Ta molekula se lahko oblikuje znotraj ali zunaj mitohondrijev, odvisno od tega, koliko glukoze je v okolju. Druga značilnost acetil CoA je, da se z oksidacijo proizvaja energija.

Indeks

  • 1 Struktura
  • 2 Usposabljanje
    • 2.1 Intramitokondrija
    • 2.2 Extramitochondrial
  • 3 Funkcije
    • 3.1 Ciklus citronske kisline
    • 3.2 Presnova lipidov
    • 3.3 Sinteza ketonskih teles
    • 3.4 Glyoxylate cikel
  • 4 Reference

Struktura

Koencim A tvori skupina β-merkaptoetilamin, ki je vezana na povezavo z vitaminom B5, imenovano tudi pantotenska kislina. Prav tako je ta molekula vezana na 3'-fosforiliran ADP nukleotid. Acetilna skupina (-COCH3) je priložena tej strukturi.

Kemijska formula te molekule je C23H38N7O17P3S in ima molekulsko maso 809,5 g / mol.

Usposabljanje

Kot je navedeno zgoraj, lahko nastajanje acetil CoA izvedemo znotraj ali zunaj mitohondrijev in je odvisno od ravni glukoze, ki so prisotne v mediju..

Intramitokondrijsko

Ko so vrednosti glukoze visoke, se acetil CoA tvori na naslednji način: končni produkt glikolize je piruvat. Da bi ta spojina vstopila v Krebsov cikel, jo je treba pretvoriti v acetil CoA.

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

- Da bi ta reakcija potekala, mora molekula piruvata vstopiti v mitohondrije.

- Karboksilna skupina piruvata je izločena.

- Nato se ta molekula oksidira. Slednje vključuje prehod NAD + v NADH, zahvaljujoč oksidacijskemu produktu elektronov.

- Oksidirana molekula se veže na koencim A.

Reakcije, potrebne za proizvodnjo acetil koencima A, katalizirajo encimski kompleksi pomembne velikosti, imenovani piruvat dehidrogenaza. Ta reakcija zahteva prisotnost skupine kofaktorjev.

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

Če so vrednosti nizke, se proizvodnja acetil koencima A izvaja z β-oksidacijo maščobnih kislin..

Extramitochondrial

Ko so ravni glukoze visoke, se poveča tudi količina citrata. Citrat se pretvori v acetil koezim A in v oksaloacetat skozi ATP citrat liazo.

V nasprotju s tem, ko so ravni nizke, je CoA acetiliran s acetil CoA sintetazo. Na enak način etanol služi kot vir ogljika za acetilacijo z encimom alkohol dehidrogenaze.

Funkcije

Acetil-CoA je prisoten v vrsti različnih presnovnih poti. Nekatere od teh so naslednje:

Ciklus citronske kisline

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

Atomi te molekule nadaljujejo svojo oksidacijo, da tvorijo CO2. Za vsako molekulo acetil CoA, ki vstopa v cikel, nastane 12 molekul ATP.

Presnova lipidov

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

- Maščobne kisline morajo biti "aktivirane". Ta proces je sestavljen iz združitve maščobne kisline s CoA. Pri tem se ATP molekula razcepi, da se zagotovi energija, ki omogoča takšno združitev.

- Pojavi se oksidacija acilnega koencima A, posebej med ogljiki α in β. Zdaj se molekula imenuje acil-enoil CoA. Ta korak vključuje pretvorbo FAD v FADH2 (vzemi vodike).

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

- Pride do ation-oksidacije (β, ker se proces odvija na tej ravni ogljika). Hidroksilno skupino pretvorimo v keto skupino.

- Molekula koencima A cepi vez med ogljiki. Omenjena spojina se veže na preostalo maščobno kislino. Produkt je molekula acetil CoA in druga z manj ogljikovimi atomi (dolžina zadnje spojine je odvisna od začetne dolžine lipida, na primer, če ima 18 ogljikov, bo rezultat 16 končnih ogljikov).

Ta presnovna pot v štirih korakih: oksidacija, hidratacija, oksidacija in tioliza, ki se ponavljajo, dokler dve molekuli acetil CoA ne ostanejo kot končni produkt. To pomeni, da vsa stopnja kisline preide na acetil CoA.

Pomembno je, da se spomnite, da je ta molekula glavno gorivo v Krebsovem ciklu in lahko vstopi vanj. Energetsko ta proces povzroča več ATP kot presnove ogljikovih hidratov.

Sinteza ketonskih teles

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

Ketonska telesa so heterogena skupina vodotopnih spojin. So vodotopna različica maščobnih kislin.

Njegova temeljna vloga je, da deluje kot gorivo za določena tkiva. Zlasti v postnih fazah lahko možgani vzamejo ketonska telesa kot vir energije. V normalnih pogojih se možgani spreminjajo v glukozo.

Glyoxylate cikel

Ta način se pojavi v specializiranih organih, imenovanih glioksizom, ki so prisotni samo v rastlinah in drugih organizmih, kot so protozoe. Acetil koencim A pretvorimo v sukcinat in ga lahko ponovno vključimo v Krebsov kislinski cikel.

Z drugimi besedami, ta pot dopušča preskok določenih reakcij Krebsovega cikla. Ta molekula se lahko pretvori v malat, ki se lahko spremeni v glukozo.

Živali nimajo presnove, potrebne za izvedbo te reakcije; zato ne morejo izvajati te sinteze sladkorjev. Pri živalih so vsi ogljiki acetil CoA oksidirani v CO2, kar ni koristno za biosintetično pot.

Razgradnja maščobnih kislin ima kot končni produkt acetil koencim A. Zato pri živalih te spojine ni mogoče ponovno uvesti v sintetične poti..

Reference

  1. Berg, J. M., Stryer, L., in Tymoczko, J.L. (2007). Biokemija. Obrnil sem se.
  2. Devlin, T. M. (2004). Biokemija: učbenik s kliničnimi aplikacijami. Obrnil sem se.
  3. Koolman, J., in Röhm, K. H. (2005). Biokemija: besedilo in atlas. Ed Panamericana Medical.
  4. Peña, A., Arroyo, A., Gómez, A., in Tapia R. (2004). Biokemija. Uvodnik Limusa.
  5. Voet, D., & Voet, J.G. (2006). Biokemija. Ed Panamericana Medical.