Acetyl co-enzym Een structuur, training en functies

de acetyl co-enzym A, afgekort als acetyl CoA, is een cruciaal tussenmolecuul voor verschillende metabole routes van zowel lipiden en eiwitten als koolhydraten. Een van de belangrijkste functies is om de acetylgroep af te leveren aan de Krebs-cyclus.

De oorsprong van het molecuul acetyl co-enzym A kan via verschillende routes optreden; Dit molecuul kan binnen of buiten de mitochondriën worden gevormd, afhankelijk van hoeveel glucose in het milieu aanwezig is. Een ander kenmerk van acetyl CoA is dat met zijn oxidatie energie wordt geproduceerd.

index

• 1 structuur
• 2 Training
  • 2.1 Intramitocondriaal
  • 2.2 Extramitochondriaal
• 3 functies
  • 3.1 Cyclus van citroenzuur
  • 3.2 Metabolisme van lipiden
  • 3.3 Synthese van ketonlichamen
  • 3.4 Glyoxylaatcyclus
• 4 Referenties

structuur

Co-enzym A wordt gevormd door een β-mercapto-ethylamine-groep gebonden door een verbinding met vitamine B5, ook wel pantotheenzuur genoemd. Evenzo is dit molecuul gekoppeld aan een 3'-gefosforyleerd ADP-nucleotide. Een acetylgroep (-COCH₃) is aan deze structuur gekoppeld.

De chemische formule van dit molecuul is C₂₃H₃₈N₇O₁₇P₃S en heeft een molecuulgewicht van 809,5 g / mol.

opleiding

Zoals hierboven vermeld, kan de vorming van acetyl-CoA binnen of buiten de mitochondria worden uitgevoerd en hangt van de glucosespiegels in het medium af.

intramitochondriaal

Wanneer de glucosespiegels hoog zijn, wordt acetyl-CoA op de volgende manier gevormd: het eindproduct van glycolyse is pyruvaat. Om deze verbinding de Krebs-cyclus te laten betreden, moet deze worden omgezet in acetyl-CoA.

Deze stap is cruciaal om glycolyse te verbinden met de andere cellulaire ademhalingsprocessen. Deze stap komt voor in de mitochondriale matrix (in prokaryoten komt het voor in het cytosol). De reactie omvat de volgende stappen:

- Om deze reactie te laten plaatsvinden, moet het pyruvaatmolecuul de mitochondria binnengaan.

- De carboxylgroep van pyruvaat is geëlimineerd.

- Vervolgens wordt dit molecuul geoxideerd. Dit laatste om de passage van NAD + naar NADH te betrekken dankzij het elektronenproduct van oxidatie.

- Het geoxideerde molecuul bindt aan co-enzym A.

De reacties die nodig zijn voor de productie van acetyl co-enzym A worden gekatalyseerd door een enzymcomplex van significante grootte, pyruvaat dehydrogenase genaamd. Voor deze reactie is de aanwezigheid van een groep co-factoren vereist.

Deze stap is van cruciaal belang in het proces van celregulatie, omdat hier de hoeveelheid acetyl-CoA wordt bepaald die de Krebs-cyclus binnengaat..

Wanneer de niveaus laag zijn, wordt de productie van acetyl co-enzym A uitgevoerd door de β-oxidatie van de vetzuren.

extramitochondriaal

Wanneer de glucosespiegels hoog zijn, neemt ook de hoeveelheid citraat toe. Citraat wordt getransformeerd in acetyl coezyme A en in oxaalacetaat door middel van ATP citraat lyase.

Wanneer daarentegen niveaus laag zijn, wordt CoA geacetyleerd door acetyl CoA-synthetase. Op dezelfde manier dient ethanol als een koolstofbron voor acetylatie door middel van het alcohol dehydrogenase enzym.

functies

Acetyl-CoA is aanwezig in een reeks gevarieerde metabole routes. Sommige hiervan zijn de volgende:

Citroenzuurcyclus

Acetyl CoA is de brandstof die nodig is om deze cyclus te starten. Acetyl co-enzym A wordt gecondenseerd samen met een molecuul oxalacetic zuur in citraat, een reactie gekatalyseerd door het enzym citrate synthase.

De atomen van dit molecuul zetten hun oxidatie voort en vormen CO₂. Voor elk molecuul acetyl-CoA dat de cyclus binnengaat, worden 12 moleculen ATP gegenereerd.

Lipidemetabolisme

Acetyl-CoA is een belangrijk product van het lipidemetabolisme. Om een ​​lipide een molecuul van acetyl-co-enzym A te maken, zijn de volgende enzymatische stappen vereist:

- De vetzuren moeten worden "geactiveerd". Dit proces bestaat uit de vereniging van het vetzuur met het CoA. Hiervoor wordt een ATP-molecuul gekliefd om de energie te leveren die een dergelijke vereniging mogelijk maakt.

- Oxidatie van acyl-co-enzym A treedt op, met name tussen α- en β-koolstofatomen. Nu wordt het molecuul acyl-a enoyl CoA genoemd. Deze stap omvat de conversie van FAD naar FADH₂ (neem de waterstoffen).

- De dubbele binding gevormd in de voorgaande stap ontvangt een H op de alfa-koolstof en een hydroxyl (-OH) op de beta.

- Β -oxidatie vindt plaats (β omdat het proces plaatsvindt op dat koolstofniveau). De hydroxylgroep wordt getransformeerd in een ketogroep.

- Een molecule van co-enzym A klieft de binding tussen de koolstofatomen. Genoemde verbinding is gebonden aan het overblijvende vetzuur. Het product is een molecuul acetyl-CoA en een ander met twee koolstofatomen minder (de lengte van de laatste verbinding hangt af van de initiële lengte van het lipide, bijvoorbeeld, als het 18 koolstofatomen bevat, zal het resultaat 16 eindkoolstoffen zijn).

Deze uit vier stappen bestaande metabole route: oxidatie, hydratatie, oxidatie en thiolysis, die wordt herhaald totdat twee acetyl CoA-moleculen als eindproduct overblijven. Dat wil zeggen, alle zuurgraad gaat over naar acetyl CoA.

Het is de moeite waard eraan te denken dat dit molecuul de belangrijkste brandstof is van de Krebs-cyclus en het kan binnengaan. Energetisch komt dit proces voort uit meer ATP dan koolhydraatmetabolisme.

Synthese van ketonlichamen

De vorming van ketonlichamen gebeurt vanuit een molecuul acetyl co-enzym A, product van lipide oxidatie. Deze route wordt ketogenese genoemd en komt voor in de lever; specifiek komt het voor in de mitochondria van levercellen.

Ketonlichamen zijn een heterogene groep van in water oplosbare verbindingen. Ze zijn de in water oplosbare versie van de vetzuren.

Zijn fundamentele rol is om op te treden als brandstof voor bepaalde weefsels. Vooral in nuchtere stadia kunnen de hersenen de ketonlichamen als een energiebron nemen. Onder normale omstandigheden worden de hersenen glucose.

Glyoxylaatcyclus

Deze route vindt plaats in een gespecialiseerde organel genaamd glyoxisoom, alleen aanwezig in planten en andere organismen, zoals protozoa. Acetyl co-enzym A wordt omgezet in succinaat en kan opnieuw worden opgenomen in de Krebs zuur cyclus.

Met andere woorden, op dit pad kunnen bepaalde reacties van de Krebs-cyclus worden overgeslagen. Dit molecuul kan worden omgezet in malaat, dat op zijn beurt in glucose kan veranderen.

De dieren bezitten niet het metabolisme dat nodig is om deze reactie uit te voeren; daarom zijn ze niet in staat om deze synthese van suikers uit te voeren. Bij dieren worden alle koolstofatomen van acetyl CoA geoxideerd tot CO₂, wat niet nuttig is voor een biosynthetisch pad.

De afbraak van vetzuren heeft als eindproduct acetylcoenzym A. Daarom kan bij dieren deze verbinding niet opnieuw in synthetische routes worden geïntroduceerd.

referenties

1. Berg, J. M., Stryer, L., & Tymoczko, J.L. (2007). biochemie. Ik draaide achteruit.
2. Devlin, T. M. (2004). Biochemie: leerboek met klinische toepassingen. Ik draaide achteruit.
3. Koolman, J., & Röhm, K.H. (2005). Biochemie: tekst en atlas. Ed. Panamericana Medical.
4. Peña, A., Arroyo, A., Gómez, A., & Tapia R. (2004). biochemie. Redactioneel Limusa.
5. Voet, D., & Voet, J.G. (2006). biochemie. Ed. Panamericana Medical.