Acetyl Coenzyme Một cấu trúc, đào tạo và chức năng

các acetyl coenzyme A, viết tắt là acetyl CoA, là một phân tử trung gian quan trọng cho các quá trình trao đổi chất khác nhau của cả lipid và protein và carbohydrate. Trong số các chức năng chính của nó là đưa nhóm acetyl vào chu trình Krebs.

Nguồn gốc của phân tử acetyl coenzyme A có thể xảy ra thông qua các con đường khác nhau; Phân tử này có thể được hình thành bên trong hoặc bên ngoài ty thể, tùy thuộc vào lượng glucose trong môi trường. Một đặc tính khác của acetyl CoA là với quá trình oxy hóa, năng lượng được tạo ra.

Chỉ số

• 1 cấu trúc
• 2 Đào tạo
  • 2.1 Nội bào
  • 2.2 Ngoại bào
• 3 chức năng
  • 3.1 Chu kỳ của axit citric
  • 3.2 Chuyển hóa lipid
  • 3.3 Tổng hợp các thể ketone
  • Chu trình Glyoxylate 3,4
• 4 tài liệu tham khảo

Cấu trúc

Coenzyme A được hình thành bởi một nhóm-mercaptoethylamine bị ràng buộc bởi một liên kết với vitamin B5, còn được gọi là axit pantothenic. Tương tự như vậy, phân tử này được liên kết với một nucleotide ADP 3-phosphoryl hóa. Một nhóm acetyl (-COCH₃) được gắn vào cấu trúc này.

Công thức hóa học của phân tử này là C₂₃H₃₈N₇Ôi₁₇P₃S và có trọng lượng phân tử 809,5 g / mol.

Đào tạo

Như đã đề cập ở trên, sự hình thành acetyl CoA có thể được thực hiện bên trong hoặc bên ngoài ty thể, và phụ thuộc vào nồng độ glucose có trong môi trường.

Nội bào

Khi nồng độ glucose cao, acetyl CoA được hình thành theo cách sau: sản phẩm cuối cùng của glycolysis là pyruvate. Để hợp chất này đi vào chu trình Krebs, nó phải được chuyển thành acetyl CoA.

Bước này là rất quan trọng để kết nối glycolysis với các quá trình hô hấp tế bào khác. Bước này xảy ra trong ma trận ty thể (ở prokaryote nó xảy ra trong cytosol). Phản ứng bao gồm các bước sau:

- Để phản ứng này diễn ra, phân tử pyruvate phải vào ty thể.

- Nhóm carboxyl của pyruvate bị loại bỏ.

- Sau đó, phân tử này bị oxy hóa. Loại thứ hai liên quan đến sự chuyển NAD + sang NADH nhờ vào sản phẩm điện tử của quá trình oxy hóa.

- Phân tử oxy hóa liên kết với coenzyme A.

Các phản ứng cần thiết để sản xuất acetyl coenzyme A được xúc tác bởi một phức hợp enzyme có kích thước đáng kể gọi là pyruvate dehydrogenase. Phản ứng này đòi hỏi sự có mặt của một nhóm các đồng yếu tố.

Bước này rất quan trọng trong quá trình điều hòa tế bào, vì ở đây lượng acetyl CoA đi vào chu trình Krebs được quyết định..

Khi nồng độ thấp, việc sản xuất acetyl coenzyme A được thực hiện bằng quá trình oxy hóa của các axit béo.

Ngoại khóa

Khi nồng độ glucose cao, lượng citrate cũng tăng lên. Citrate được chuyển thành acetyl coezyme A và thành oxaloacetate thông qua ATP citrate lyase.

Ngược lại, khi mức độ thấp, CoA bị acetyl hóa bởi acetyl CoA synthetase. Theo cách tương tự, ethanol đóng vai trò là nguồn carbon để acetyl hóa bằng enzyme dehydrogenase của rượu.

Chức năng

Acetyl-CoA có mặt trong một loạt các con đường trao đổi chất khác nhau. Một số trong số này là:

Chu kỳ axit citric

Acetyl CoA là nhiên liệu cần thiết để bắt đầu chu trình này. Acetyl coenzyme A được ngưng tụ cùng với một phân tử axit oxalacetic trong citrate, một phản ứng được xúc tác bởi enzyme citrate synthase.

Các nguyên tử của phân tử này tiếp tục quá trình oxy hóa tạo thành CO₂. Đối với mỗi phân tử acetyl CoA đi vào chu kỳ 12 phân tử ATP được tạo ra.

Chuyển hóa lipid

Acetyl CoA là một sản phẩm quan trọng của chuyển hóa lipid. Để lipid trở thành một phân tử của acetyl coenzyme A, cần có các bước enzyme sau:

- Các axit béo phải được "kích hoạt". Quá trình này bao gồm sự kết hợp của axit béo với CoA. Đối với điều này, một phân tử ATP được phân cắt để cung cấp năng lượng cho phép kết hợp như vậy.

- Sự oxy hóa acyl coenzyme A xảy ra, đặc biệt là giữa α và nguyên tử cacbon. Bây giờ, phân tử được gọi là acyl-a enoyl CoA. Bước này liên quan đến việc chuyển đổi FAD sang FADH₂ (lấy hydrogens).

- Liên kết đôi được hình thành ở bước trước nhận được H trên carbon alpha và hydroxyl (-OH) trên beta.

- Oxid-quá trình oxy hóa xảy ra (vì quá trình xảy ra ở mức carbon đó). Nhóm hydroxyl được chuyển thành nhóm keto.

- Một phân tử coenzyme A cắt liên kết giữa các nguyên tử cacbon. Hợp chất nói được liên kết với axit béo còn lại. Sản phẩm này là một phân tử acetyl CoA và một loại khác có ít hơn hai nguyên tử carbon (độ dài của hợp chất cuối cùng phụ thuộc vào độ dài ban đầu của lipid, ví dụ, nếu nó có 18 carbons thì kết quả sẽ là 16 carbons cuối cùng).

Con đường trao đổi chất gồm bốn bước này: oxy hóa, hydrat hóa, oxy hóa và thiolysis, được lặp lại cho đến khi hai phân tử acetyl CoA vẫn là sản phẩm cuối cùng. Đó là, tất cả các loại axit chuyển đến acetyl CoA.

Điều đáng ghi nhớ là phân tử này là nhiên liệu chính của chu trình Krebs và có thể xâm nhập vào nó. Về mặt năng lượng, quá trình này tạo ra nhiều ATP hơn chuyển hóa carbohydrate.

Tổng hợp các thể ketone

Sự hình thành các thể ketone xảy ra từ một phân tử acetyl coenzyme A, sản phẩm của quá trình oxy hóa lipid. Con đường này được gọi là ketogenesis và xảy ra ở gan; đặc biệt, nó xảy ra trong ty thể của các tế bào gan.

Cơ thể ketone là một nhóm không đồng nhất của các hợp chất hòa tan trong nước. Chúng là phiên bản hòa tan trong nước của các axit béo.

Vai trò cơ bản của nó là hoạt động như nhiên liệu cho các mô nhất định. Đặc biệt trong giai đoạn nhịn ăn, não có thể lấy cơ thể ketone làm nguồn năng lượng. Trong điều kiện bình thường, não chuyển thành glucose.

Chu trình Glyoxylate

Con đường này xảy ra trong một cơ quan chuyên môn gọi là glyoxisome, chỉ hiện diện trong thực vật và các sinh vật khác, chẳng hạn như động vật nguyên sinh. Acetyl coenzyme A được chuyển thành succatine và có thể được kết hợp lại vào chu trình axit Krebs.

Nói cách khác, đường dẫn này cho phép các phản ứng nhất định của chu trình Krebs bị bỏ qua. Phân tử này có thể biến thành malate, từ đó có thể biến thành glucose.

Các động vật không có sự trao đổi chất cần thiết để thực hiện phản ứng này; do đó, họ không thể thực hiện việc tổng hợp đường này. Ở động vật, tất cả các nguyên tử cacbon của acetyl CoA đều bị oxy hóa thành CO₂, không hữu ích cho con đường sinh tổng hợp.

Sự phân hủy của các axit béo là sản phẩm cuối cùng của acetyl coenzyme A. Do đó, ở động vật, hợp chất này không thể được giới thiệu lại vào các tuyến tổng hợp.

Tài liệu tham khảo

1. Berg, J. M., Stasher, L., & Tymoczko, J. L. (2007). Hóa sinh. Tôi đã đảo ngược.
2. Devlin, T. M. (2004). Hóa sinh: sách giáo khoa với các ứng dụng lâm sàng. Tôi đã đảo ngược.
3. Koolman, J., & Röhm, K. H. (2005). Hóa sinh: văn bản và tập bản đồ. Ed. Panamericana Y tế.
4. Peña, A., Arroyo, A., Gómez, A., & Tapia R. (2004). Hóa sinh. Biên tập Limusa.
5. Voet, D., & Voet, J. G. (2006). Hóa sinh. Ed. Panamericana Y tế.